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《莫爾條紋的原理及應(yīng)用 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、東北師范大學(xué)物理學(xué)院光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)獱枟l紋原理及其應(yīng)用學(xué)生姓名：周波指導(dǎo)教師：李金環(huán)所在學(xué)院：物理學(xué)院所學(xué)專業(yè)：物理學(xué)（公費(fèi)）中國(guó)·長(zhǎng)春2014年6月第13頁共28頁東北師范大學(xué)物理學(xué)院光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)獱枟l紋原理及應(yīng)用一、摘要:目前，以莫爾條紋技術(shù)為基礎(chǔ)的光柵線性位移傳感器發(fā)展十分迅速，光柵長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的分辨率達(dá)到納米級(jí)，測(cè)量精度已達(dá)0.1um，已成為位移測(cè)量領(lǐng)域各工業(yè)化國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)。它的應(yīng)用非常廣泛，幾乎滲透到社會(huì)科學(xué)中的各個(gè)領(lǐng)域，如機(jī)床行業(yè)、計(jì)量測(cè)試部門、航空航天航海、科研教育以及國(guó)防等各個(gè)行業(yè)部門。本文詳細(xì)闡述了莫爾條紋的形成機(jī)理，當(dāng)計(jì)量光柵為粗光柵時(shí)，莫爾條
2、紋形成機(jī)理用遮光陰影原理解釋，當(dāng)計(jì)量光柵為細(xì)光柵時(shí)，則用衍射干涉原理解釋，以及相關(guān)公式的推導(dǎo)過程。然后系統(tǒng)介紹了莫爾條紋的有關(guān)應(yīng)用以及光柵傳感器的原理和應(yīng)用。說明了微小偏向角的測(cè)量原理及方法，到達(dá)對(duì)莫爾條紋的進(jìn)一步理解和認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：莫爾條紋，光柵傳感器，微小偏向角第13頁共28頁東北師范大學(xué)物理學(xué)院光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)二、英文摘要Atthepresenttime,gratinglinearmovementsensorbasedongratingMoiréfringeinterferometrytechnologyhasdevelopedrapidly.Gratingmovementme
3、asurementsystemhasreachedthenanometerlevelresolution,measuringaccuracythan0.1um.Itiswidelyused,almostpenetratedintothesocialsciencesinvariousfields,suchasthemachinetoolindustry,testmeasurement,aerospacenavigation,nationaldefense,educationandscientificresearchinallindustrysectors.Thispaperdesc
4、ribesindetailtheformationmechanismofMoiréfringes,whenthegratingiscoarsegrating,Moiréfringeformationmechanismexplainedbyshadingshadowprinciple,whenthegratingisfinegratingdiffractioninterferometry,withtheexplanation,thereasoningprocessandthecorrelationformula.Thenintroducestheapplicationofgrati
5、ngsensorprincipleandapplicationofMoiréfringe.Thesmalldeviationanglemeasuringprincipleandmethod,tofurtherunderstandingofMoiréfringe.Keywords:MoireFringe，gratingsensor，deviationangle第13頁共28頁東北師范大學(xué)物理學(xué)院光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三、正文1、問題提出光柵莫爾條紋技術(shù)是一門既古老又現(xiàn)代的測(cè)量技術(shù)。對(duì)莫爾條紋的研究最早可以追溯到十九世紀(jì)末期，二十世紀(jì)五十年代以后開始應(yīng)用于實(shí)際測(cè)量，并逐步對(duì)莫爾條紋的形成機(jī)理開
6、展了廣泛的研究，至今已形成了三種主要的理論：基于陰影成像原理：認(rèn)為由條紋構(gòu)成的軌跡可表示莫爾條紋的光強(qiáng)分布；基于衍射干涉原理：認(rèn)為由條紋構(gòu)成的新的光強(qiáng)分布可按衍射波之間的干涉結(jié)果來描述；基于傅立葉變換原理：認(rèn)為形成的莫爾條紋是由低于光柵頻率項(xiàng)所組成。這三種理論都可以解釋莫爾條紋現(xiàn)象。一般來說，光柵刻線較疏的可用遮光陰影原理來解釋，而光柵刻線較密的用衍射干涉原理來解釋則更為恰當(dāng)。莫爾條紋形成機(jī)理是所有光柵式測(cè)量系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)深入研究光柵莫爾條紋形成機(jī)理，分析討論它的結(jié)構(gòu)及光強(qiáng)分布規(guī)律，這對(duì)光電位移傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改善莫爾條紋光電信號(hào)質(zhì)量等都具有指導(dǎo)意義。光柵線性位移傳感器因具有易
7、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精度高（目前分辨率最高的可達(dá)到納米級(jí)）、抗干擾能力強(qiáng)、沒有人為讀數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床加工、檢測(cè)儀表等行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。線性位移光柵尺主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)微小位移的精確測(cè)量、顯示和自動(dòng)控制，已廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的精密測(cè)量。現(xiàn)代的自動(dòng)控制系統(tǒng)中已廣泛地采用光電傳感器(如光柵尺)來解決軸的線位移、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的監(jiān)測(cè)和控制問題。加工用的設(shè)備：車床、銑床、鏜床、磨床、電火花機(jī)、線切割等；測(cè)量用的儀器：投影機(jī)、影像測(cè)量?jī)x、工具顯微鏡等
