莫尔条纹测试技术讲解29页PPT
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莫尔条纹机电科学与工程系电子信息工程莫尔条纹是十八世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。
所谓莫尔条纹,是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果,当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹。
数控方面的莫尔条纹是由光栅固定在机床活动部件上,读数头装在机床固定部件上,并且两者相互平行放置,在光源的照射下形成明暗相见的条纹。
莫尔条纹具有如下特点:变化规律,两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹距离。
由于光的衍射与干涉作用,莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数,变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步;放大作用,在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系(θ的单位为rad,W的单位为mm),由于倾角很小,sinθ很小,则W=ω /θ,若ω=0.01mm,θ=0.01rad,则上式可得W=1,即光栅放大了100倍;均化误差作用,由若干光栅条纹共用形成莫尔条纹,例如每毫米100线的光栅,10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹,这样栅距之间的相邻误差就被平均化了消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。
莫尔条纹现象是由于信号取样频率接近感光器分辨率所致,通常解决方法用一个低通滤镜把高于感光器分辨率的信号挡住,其副作用就是降低成像分辨率。
因此在设计低通滤镜时设计师要在分辨率和莫尔条纹之间做一个妥协选择。
因为D70的CCD前面使用效果比较弱的低通滤镜,所以在提高成像分辨率也造成了莫尔条纹出现几率的增大,此现象也广泛出现于其他DSLR上。
根据莫尔条纹的形成原理制成了光栅尺位移传感器,其工作原理是,当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时,必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。
在光源的照射下,交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠,因而遮光面积最小,挡光效应最弱,光的累积作用使得这个区域出现亮带。
相反,距交叉点较远的区域,因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少,不透明区域面积逐渐变大,即遮光面积逐渐变大,使得挡光效应变强,只有较少的光线能通过这个区域透过光栅,使这个区域出现暗带。
莫尔条纹现象与应用一、莫尔条纹现象的定义与原因莫尔条纹是一种由于光的干涉引起的光学现象,被广泛应用于光学研究、材料分析和光学仪器中。
它是由于入射光波与被测物体表面反射光波叠加产生的干涉效应所形成的明暗交替的条纹图案。
莫尔条纹的形成原理是基于反射光的相位差引起的干涉现象。
当光波从一个介质(如空气)射入到另一个介质(如透明薄膜或材料表面)时,由于介质密度的差异,光波会发生折射或反射。
当入射光与反射光经过叠加形成干涉时,会在观察者的视野中出现明暗相间的条纹图案,即莫尔条纹。
二、莫尔条纹的应用1. 表面形貌分析:莫尔条纹可用于表面形貌的分析和测量。
通过观察莫尔条纹的形态和变化,可以推断出被测表面的形状、平整度和微小的凹凸等。
这在材料科学和工程中具有重要的应用,如材料加工的质量检测和表面光学元件的制备等。
2. 光学材料的研究:莫尔条纹经常被用于研究光学材料的厚度和折射率等性质。
通过测量莫尔条纹的间距或变化,可以计算出材料的厚度或折射率,并用于材料的性能评估和选择。
3. 光学仪器的检测与校准:莫尔条纹可以用作光学仪器(如干涉仪、显微镜等)的检测与校准工具。
通过观察莫尔条纹的形态和亮度变化,可以判断光学仪器的性能是否正常,同时也可以进行仪器的校准和调整。
4. 光学薄膜的制备与分析:莫尔条纹在光学薄膜制备中具有重要的应用。
通过观察和分析莫尔条纹的特征,可以评估和优化光学薄膜的制备过程,以达到所需的光学性能,如抗反射、滤波和分光等。
总结:莫尔条纹现象是由光的干涉引起的光学现象,其应用广泛涵盖表面形貌分析、光学材料研究、光学仪器的检测与校准以及光学薄膜的制备与分析等领域。
莫尔条纹的形态和变化为我们提供了了解和探究材料和光学现象的重要工具,对推动光学科学与技术的发展具有重要作用。
莫尔条纹测量金属线膨胀系数以莫尔条纹测量金属线膨胀系数为题,本文将介绍莫尔条纹的原理及其在测量金属线膨胀系数中的应用。
一、引言金属线在受热或受力作用下会发生膨胀,而膨胀系数是描述金属线膨胀程度的物理量。
莫尔条纹是一种常用的测量金属线膨胀系数的方法,其原理基于光的干涉现象。
二、莫尔条纹的原理莫尔条纹是由于两个光源通过同一透明介质照射到金属表面上产生的干涉现象。
当光线从空气经过介质照射到金属表面上时,会发生反射和折射。
在金属表面上形成的干涉条纹可以用来观察金属表面的形变情况,从而间接测量金属线的膨胀系数。
三、莫尔条纹的测量方法1. 实验装置准备:将光源照射到透明介质上,使光线通过介质射到金属表面。
透明介质可以是玻璃或者水,光源可以是激光或者白炽灯。
2. 观察干涉条纹:在金属表面上观察干涉条纹的变化情况。
当金属受热或受力导致膨胀时,干涉条纹会发生位移或形状变化。
3. 计算膨胀系数:根据莫尔条纹的变化情况,可以通过计算位移或形状变化来得到金属线的膨胀系数。
1. 非接触式测量:莫尔条纹测量金属线膨胀系数不需要触碰金属线,可以避免对金属线产生干扰,提高测量的准确性。
2. 高精度测量:莫尔条纹测量方法可以达到亚微米级的精度,可以满足对金属线膨胀系数高精度要求的实际应用。
3. 快速测量:莫尔条纹测量方法可以实时观察金属线的变化情况,可以快速得到金属线的膨胀系数。
五、莫尔条纹测量金属线膨胀系数的应用1. 工程材料研究:莫尔条纹测量方法可以用来研究不同材料的线膨胀系数,从而评估材料的热膨胀性能。
2. 热力学研究:莫尔条纹测量方法可以用来研究金属线在不同温度下的膨胀系数,为热力学研究提供基础数据。
3. 工程应用:莫尔条纹测量方法可以用于工程实际中的温度补偿、热应力分析等领域,提高工程设计的准确性和可靠性。
六、总结莫尔条纹是一种常用的测量金属线膨胀系数的方法,其原理基于光的干涉现象。
通过观察莫尔条纹的变化情况,可以间接测量金属线的膨胀系数。