世纪中科 第1页（共8页） 光栅传感实验仪 几百年前，法国人发现一种现象：当两层被称作莫尔丝绸的绸子叠在一起时将产生复杂的 水波状的图案，如薄绸间相对挪动，图案也随之幌动，这种图案当时称之为莫尔或者莫尔条纹。 一般说，任何具有一定排列规律的几何簇图案的重合，均能形成按新规律分布的莫尔条纹图案」 1874年，瑞利首次将莫尔图案作为一种计测手段，即根据条纹的结构形状来评价光栅尺 各线纹间的间隔均匀性，从而开拓了莫尔计量学。随着时间的推移，莫尔条纹测量技术现已经 广泛应用于多种工程计量测试中，为微位移的测量，做出了重大的贡献。 实验目的 1、理解莫尔现象的产生机理 子股名 观察直线光栅、径向圆光栅、切向圆光橱的莫尔条纹并验证其特性。 4、了解光栅传感器的结构及应用 实验原理 1、莫尔条纹现象 两只光栅以很小的交角相向叠合时，在相干或非相干光的照明下，在叠合面上将出现明暗相 间的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹现象是光栅传感器的理论基础，它可以用粗光栅或细光橱 形成。概距远大于波长的光拥叫粗光摄，椰距接近波长的光慢叫细光橱。 1.1直线光栅 两只光栅常数相同的光栅，其刻划面相向叠合并且使两者栅线有很小的交角0，则由于挡光 效应（刻线密度<=50/m)或光的衍射作用（刻线密 度>=100/m),在与光栅刻线大致垂直的方向上形成 明暗相间的条纹，如图1。 若主光栅与指示光橱之间的夹角为日，光栅橱 距为W,则相邻莫尔条纹之间的距离B为 29n9* B= W 由上式可知，当改变光栅夹角，莫尔条纹宽 度B也将随之改变。 若主光栅沿与刻线垂直方向移动一个栅距， 莫尔条纹移动一个条纹间距B。因此，莫尔条纹可 图1直线光概莫尔条纹 以将很小的光位移同步放大为莫尔条纹的位移 当得到莫尔条纹相对移动的个数N就可以得到光橱相对移动的位移x为：x=M御世纪中科 第 1 页(共 8 页) 光栅传感实验仪 几百年前，法国人发现一种现象：当两层被称作莫尔丝绸的绸子叠在一起时将产生复杂的 水波状的图案，如薄绸间相对挪动，图案也随之幌动，这种图案当时称之为莫尔或者莫尔条纹。 一般说，任何具有一定排列规律的几何簇图案的重合，均能形成按新规律分布的莫尔条纹图案。 1874 年，瑞利首次将莫尔图案作为一种计测手段，即根据条纹的结构形状来评价光栅尺 各线纹间的间隔均匀性，从而开拓了莫尔计量学。随着时间的推移，莫尔条纹测量技术现已经 广泛应用于多种工程计量测试中，为微位移的测量，做出了重大的贡献。 实验目的 1、 理解莫尔现象的产生机理 2、 测量直线光栅常数 3、 观察直线光栅、径向圆光栅、切向圆光栅的莫尔条纹并验证其特性。 4、 了解光栅传感器的结构及应用 实验原理 1、莫尔条纹现象 两只光栅以很小的交角相向叠合时,在相干或非相干光的照明下，在叠合面上将出现明暗相 间的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹现象是光栅传感器的理论基础，它可以用粗光栅或细光栅 形成。栅距远大于波长的光栅叫粗光栅，栅距接近波长的光栅叫细光栅。 1.1 直线光栅 两只光栅常数相同的光栅，其刻划面相向叠合并且使两者栅线有很小的交角θ,则由于挡光 效应（刻线密度<=50/mm）或光的衍射作用（刻线密 度>=100/mm），在与光栅刻线大致垂直的方向上形成 明暗相间的条纹，如图 1。 若主光栅与指示光栅之间的夹角为θ，光栅栅 距为 w，则相邻莫尔条纹之间的距离 B 为 2 2 sin w w B     由上式可知，当改变光栅夹角θ，莫尔条纹宽 度 B 也将随之改变。 若主光栅沿与刻线垂直方向移动一个栅距 w， 莫尔条纹移动一个条纹间距 B。因此，莫尔条纹可 以将很小的光栅位移同步放大为莫尔条纹的位移。 当得到莫尔条纹相对移动的个数 N 就可以得到光栅相对移动的位移 x 为： x  Nw 图 1 直线光栅莫尔条纹