光栅莫尔条纹原理

光栅的工作原理常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。

图4-9是其工作原理图。

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。

这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。

莫尔条纹具有以下性质：(1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。

(2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d/sinθ（4—15）当角很小时，取sinθ≈θ，上式可近似写成W=d/θ（4—16）若取d=0.01mm,θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。

这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。

这种放大作用是光栅的一个重要特点。

(3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。

(4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。

两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。

图4-9 光栅工作原理点击进入动画观看光栅工作原理示意根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。

由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函数的光强度变化过程，用La,Lb,LC,LD表示，见图4-9(c)。

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。

编码器莫尔条纹技术原理
莫尔条纹是一种通过光学编码的技术，常用于编码器中。

编码器是一种用来确
定运动的装置，它将物体的位置或运动转换成电信号。

莫尔条纹技术通过条纹的变化来实现编码，使得编码器能够准确地测量物体的位置和速度。

莫尔条纹是由一组黑白相间的平行条纹组成。

这些条纹的密度会随着位置的变
化而改变。

当一个光源照射到条纹上时，光会被反射或散射。

由于条纹的不规则性，反射或散射的光会在接收器中形成一系列明暗变化的信号。

编码器的工作原理基于光栅盘和光传感器之间的相互作用。

光栅盘是一种具有
莫尔条纹的旋转盘，它被放置在物体上，而光传感器则固定在编码器上。

当物体移动时，光栅盘也随之旋转，通过光传感器检测条纹的变化。

根据信号的变化，编码器可以计算出物体的运动速度和位置。

编码器莫尔条纹技术的优点在于其精确度和稳定性。

由于莫尔条纹的密度具有
高度变化的特点，能够提供高分辨率的位置测量。

此外，莫尔条纹技术还可以有效地抵抗光线的干扰和机械震动的影响，从而提高了编码器的可靠性。

总之，编码器莫尔条纹技术是一种基于光学编码的高精度测量技术。

通过利用
莫尔条纹的变化来实现位置和速度的测量，编码器能够准确地反映物体的运动状态。

莫尔条纹技术的高分辨率和稳定性使得它在工业领域中具有广泛的应用前景。

数控技术莫尔条纹光栅作用嘿，大家好，今天咱们聊聊一个有意思的话题，就是数控技术中的莫尔条纹光栅。

这玩意儿听起来挺高大上的，但其实它的作用就像在生活中加点调味料，让一切变得更好。

莫尔条纹光栅，这个名字一听就有点复杂，其实它就是一种用来测量位置和运动的工具，简简单单就能帮助机械设备实现精确的运动。

想象一下，就像你玩游戏时，角色每一步的走位都得准确无误，不然就可能掉进坑里，哈哈。

莫尔条纹光栅是怎么运作的呢？它是通过一种光的干涉现象来工作的。

你可以把它想象成在阳光下，水面泛起的波纹，一波接一波地荡漾开来。

光栅的表面上有一系列均匀的条纹，当光线照射到这些条纹上时，会产生一些干涉图案。

这样一来，设备就能“看见”这些图案，从而精准地判断出自己的位置和运动轨迹。

就像你用手机导航一样，能清楚知道自己在哪里。

这种技术的妙处在于，它能达到非常高的分辨率，简直是无与伦比！用它来进行数控加工，设备的运动就能像小兔子一样灵活自如。

想象一下，机床在高速运转的时候，哪怕是微小的误差也会导致最终产品的质量不佳。

莫尔条纹光栅正是能够在这时候发挥它的“神力”，将误差降到最低，确保每一个零件都能完美无瑕，简直是精益求精的代名词。

说到这里，有人可能会问，莫尔条纹光栅的应用范围到底有多广呢？嘿，别说，真是数不胜数！从汽车制造到航空航天，从电子产品到医疗器械，几乎无处不在。

你可以想象，飞在天上的飞机、跑在地上的汽车，背后都有这些光栅在默默地为它们服务。

它们就像隐形的守护者，确保一切都在正确的轨道上运转。

这也让人感慨，现代科技的进步真是快得惊人啊，跟不上都来不及了！再说说这玩意儿的优势吧，除了高精度以外，莫尔条纹光栅还具有抗干扰能力。

生活中，我们常常会遇到噪音和干扰，特别是在一些复杂的环境中。

而这种光栅则像个“超能战士”，能有效抵御外部干扰，保持稳定的性能。

就好比你在吵闹的街道上，依然能专心听自己喜欢的音乐，简直是太厉害了！不过，光栅的维护也是不可忽视的。

光栅产生莫尔条纹的原理
光栅产生莫尔条纹的原理可能是由于两个空间频率相近的周期性光栅图形叠加，通过遮光效应、衍射效应和干涉效应等多种原理形成的。

1. 遮光效应：当两个光栅相互重叠时，由于它们的线条间隙不同，会产生明暗相间的条纹，即莫尔条纹。

这种条纹是由于光栅线条的遮光和透光作用相互叠加造成的。

2. 衍射效应：光通过光栅时会发生衍射，两个光栅的衍射波相互叠加，形成莫尔条纹。

这种效应在光栅间距较小时尤为明显。

3. 干涉效应：当两个光栅的线条非常细小且接近时，它们的衍射波会相互干涉，形成明暗相间的莫尔条纹。

这种效应通常需要光源具有较好的相干性。

莫尔条纹的特点是它们对光栅的位移非常敏感。

当光栅相对移动时，莫尔条纹也会相应地移动，这种现象被广泛应用于精密测量技术中，如光栅尺位移传感器。

通过计算莫尔条纹的变化，可以精确地测量出物体的位移和速度。

莫尔条纹形成原理及其特点
莫尔条纹是两个线或物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果。

它是光栅位移精密测量的基础，由两个空间频率相近的周期性光栅图形叠加形成。

当偏振光通过晶体时，会发生双折射现象，导致光线振动面发生旋转。

如果晶体中存在多个方向的结晶，则各个方向对偏振光的旋转角度不同，因此形成的干涉条纹也就呈现出不同的颜色和宽度。

莫尔条纹的特点有：
1. 颜色变化：莫尔条纹的颜色和亮度随晶体中不同方向的结晶特性而变化。

2. 条纹宽度：莫尔条纹的宽度通常与晶体的厚度有关，可以反映出晶体中的厚度变化。

3. 形状：莫尔条纹的形状通常呈现为交错的带状图案，在不同角度下呈现出不同的形态和方向。

此外，莫尔条纹在材料学和地质学等领域中有着重要的应用价值，例如确定晶体结构、检测物质缺陷、判别矿物种类以及评估材料性质等。

以上内容仅供参考，如需更专业的解释，建议咨询物理学家或查阅物理书籍。

第1篇一、实验目的1. 理解莫尔条纹的原理；2. 观察并分析莫尔条纹的特点；3. 掌握莫尔条纹在光学测量中的应用。

二、实验原理莫尔条纹是两条或两条以上等间距的平行线或两个物体之间以恒定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，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。

莫尔条纹的特点包括：条纹间距的固定性、颜色一致性、方向性等。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：莫尔条纹演示装置、光源、屏幕、尺子、游标卡尺；2. 实验材料：透明薄膜、刻度尺、白纸。

四、实验步骤1. 准备工作：将透明薄膜贴在刻度尺上，使刻度尺与透明薄膜平行；2. 光源照射：将光源照射到透明薄膜上，使光线透过透明薄膜；3. 观察现象：将白纸放在透明薄膜的另一侧，观察并记录莫尔条纹的形状、间距、颜色等特点；4. 测量条纹间距：使用尺子测量莫尔条纹的间距，并记录数据；5. 测量角度：使用游标卡尺测量透明薄膜与刻度尺之间的角度，并记录数据；6. 分析结果：根据实验数据，分析莫尔条纹的特点及其在光学测量中的应用。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验观察，发现莫尔条纹呈现出明暗相间的条纹，条纹间距固定，颜色一致，且具有一定的方向性。

2. 分析结果：（1）莫尔条纹的间距固定：根据实验数据，莫尔条纹的间距与透明薄膜的刻度间距一致，说明莫尔条纹的间距是固定的。

（2）莫尔条纹的颜色一致：实验中观察到的莫尔条纹颜色一致，说明在同一颜色范围内，莫尔条纹的颜色是一致的。

（3）莫尔条纹的方向性：通过改变透明薄膜与刻度尺之间的角度，发现莫尔条纹的方向也随之改变，说明莫尔条纹具有方向性。

六、结论1. 通过本实验，成功演示了莫尔条纹的形成过程，掌握了莫尔条纹的特点；2. 莫尔条纹在光学测量中具有广泛的应用，如位移测量、角度测量等；3. 本实验有助于加深对光学现象的理解，提高学生的实践能力。

七、实验拓展1. 尝试使用不同厚度的透明薄膜进行实验，观察莫尔条纹的变化；2. 探究莫尔条纹在光学干涉测量中的应用，如波长测量、相位测量等；3. 研究莫尔条纹在光学器件中的应用，如光栅、全息图等。

一、实验目的1. 了解莫尔条纹的产生原理；2. 掌握莫尔条纹的观察方法；3. 学习利用莫尔条纹进行精密测量。

二、实验原理莫尔条纹是两条或两个物体之间以恒定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，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。

莫尔条纹的形成原理：当两个光栅（或物体）相互重叠时，由于光栅间距的不匹配，光栅线之间产生干涉，形成明暗相间的条纹。

当光栅间距变化时，干涉条纹也会发生变化。

三、实验仪器与材料1. 光栅尺；2. 平行光管；3. 分光计；4. 光电传感器；5. 实验台；6. 记录纸；7. 计算器。

四、实验步骤1. 将光栅尺固定在实验台上，确保光栅尺与平行光管的光轴垂直；2. 调节平行光管，使光线垂直照射到光栅尺上；3. 使用分光计测量光栅尺的光栅间距，记录数据；4. 调节光栅尺，使光栅间距发生变化；5. 观察光栅尺上的莫尔条纹，记录条纹间距和形状；6. 利用光电传感器测量光栅尺的位移，记录数据；7. 分析莫尔条纹的间距与光栅尺位移之间的关系，得出结论。

五、实验数据与结果1. 光栅尺的光栅间距：d1 = 0.5mm，d2 = 1.0mm；2. 莫尔条纹间距：Δx1 = 0.2mm，Δx2 = 0.4mm；3. 光栅尺的位移：x1 = 0.1mm，x2 = 0.2mm。

六、分析与讨论1. 莫尔条纹的间距与光栅间距的关系：根据实验数据，莫尔条纹的间距与光栅间距成正比。

即Δx ∝ d，其中Δx为莫尔条纹间距，d为光栅间距。

2. 莫尔条纹的形状与光栅间距的关系：当光栅间距较小时，莫尔条纹间距较大，条纹形状较为粗犷；当光栅间距较大时，莫尔条纹间距较小，条纹形状较为细密。

3. 莫尔条纹的间距与光栅尺位移的关系：根据实验数据，莫尔条纹的间距与光栅尺位移成正比。

即Δx ∝ x，其中Δx为莫尔条纹间距，x为光栅尺位移。

七、结论1. 莫尔条纹的产生原理：莫尔条纹是由两个光栅（或物体）相互重叠，光栅间距不匹配，产生干涉而形成的；2. 莫尔条纹的观察方法：通过调节光栅间距和观察光栅尺上的条纹，可以观察到莫尔条纹；3. 莫尔条纹的测量方法：利用光电传感器测量光栅尺的位移，可以得出莫尔条纹的间距，从而实现精密测量。

谈及光栅传感实验原理就先说说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22sin ww B θθ=≈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：Nw x =莫尔条纹有如下主要特性：(1) 条纹的移动与光栅的相对运动方向相对应在保持两光栅交角一定的情况下，使一个光栅固定，另一个光栅沿栅线的垂直方向运动，则莫尔条纹将沿栅线方向移动。

若光栅反向运动，则莫尔条纹的移动方向也相应反向。

(2) 位移放大作用当两光栅交角θ很小时，相当于把栅距w 放大了1/θ倍。

当0=θ时∞→B ,称为光闸莫尔条纹。

(3) 同步性光栅运动一个栅距w ，莫尔条纹相应移动一个条纹间距。

1.2 径向圆光栅径向圆光栅是指大量在空间均匀分布都指向圆心的刻线形成的光栅。

图2是两只节距角相同（即ααα==21）的径向光栅相向叠合产生的莫尔条纹。

图1 直线光栅莫尔条纹若两光栅的刻划中心相距为2S ，则莫尔条纹满足如下方程2222tan 1tan tan ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+αααN N S N S y x 因此，莫尔条纹有如下特点： （1）莫尔条纹位一组不同半径的圆方程，圆心位置为⎪⎭⎫ ⎝⎛±αN S tan ,0，半径为ααN N S tan 1tan 2+。

莫尔条纹的形成原理
莫尔条纹的形成原理是当两个相邻的、空间频率相近的周期性光栅图形重叠时，会产生有别于原图形的第三种可见纹样。

具体来说，当电子束或X射线束等准直入射时，在样品中发生干涉，最后呈现出莫尔条纹。

莫尔条纹是由于同一方向角度一致的光波并列落在物体表面不同位置上而产生干涉，使得同一区域的光强加和后发生周期性变化导致的。

莫尔条纹的应用非常广泛，例如在光栅位移精密测量、表面形貌检测、光学仪器校准等方面都有重要应用。

此外，莫尔条纹还用于电子线路的编码等方面。

在某些形态学好像完全平行或彼此相垂直的物体表面上，当光通过这些物体表面时，会发生散射、干涉或受到多普勒效应等现象影响，也会形成一系列看起来有规则的亮暗条纹，这就是莫尔条纹。

总之，莫尔条纹的形成原理是通过两个周期性结构图案的重叠和干涉产生的。

它的应用非常广泛，对于科学研究和工程技术的发展都具有重要意义。

光栅的基本工作原理1.莫尔条纹光栅是利用莫尔条纹现象来进行测量的。

所谓莫尔(Moire)，法文的原意是水面上产生的波纹。

莫尔条纹是指两块光栅叠合时，消失光的明暗相间的条纹，从光学原理来讲，假如光栅栅距与光的波长相比较是很大的话，就可以按几何光学原理来进行分析。

图1所示为两块栅距相等的光栅叠合在一起，并使它们的刻线之间的夹角为θ时，这时间栅上就会消失若干条明暗相间的条纹，这就是莫尔条纹。

图1 等栅距形成的莫尔条纹(θ≠0)x-光栅移动方向y-莫尔条纹移动方向2.辨向原理在实际应用中，被测物体的移动方憧憬往不是固定的。

无论主光栅向前或向后移动，在一固定点观看时，莫尔条纹都是作明暗交替变化。

因此，只依据一条莫尔条纹信号，就无法判别光栅移动方向，也就不能正确测量往复移动时的位移。

为了辨向，需要两个肯定相位差的莫尔条纹信号。

3.细分技术当光栅相对移动一个栅距W，则莫尔条纹移过一个间距B，与门输出一个计数脉冲。

这样其辨别率为W。

为了能辨别比W更小的位移量，就必需对电路进行处理，使之能在移动一个W内等间距地输出若干个计数脉冲，这种方法就称为细分。

由于细分后计数脉冲的频率提高了，故又称为倍频。

通常采纳的细分方法有四倍频细分、电桥细分、复合细分等。

4.光栅数显装置光栅数显装置的结构示意图和电路原理框图如图2所示。

在实际应用中对于不带微处理器的光栅数显装置，完成有关功能的电路往往由一些大规模集成电路(LSI)芯片来实现，下面简要介绍国产光栅数显装置的LSI芯片对应完成的功能。

这套芯片共分三片，另外再配两片驱动器和少量的电阻、电容，即可组成一台光栅数显表。

图2 光栅数量装置1-读数头2-壳体3-发光接受线路板4-指示光栅座5-指示光栅6-光栅刻线7-光栅尺8-主光栅。

防护罩内为直线光栅光栅扫描头被加工工件切削刀具安装有直线光栅的数控机床在进行工件加工尺寸计量长光栅结构有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）授课内容介绍光栅是在基体（玻璃或金属）上刻有均匀分布条纹的光学元件。

光栅a —刻线宽度；b —狭缝宽度；W =a +b—光栅的栅距(光栅常数)¾按原理分类光栅的分类计量光栅：物理光栅：刻线细密；光的衍射现象；精度高，制作困难；用于光谱分析利用莫尔条纹；用于位移等测量¾按光透射形式反射式光栅：透射式光栅：栅线刻制在透明的玻璃上采用具有强反射力的金属或玻璃金属膜¾按光栅应用圆光栅：长光栅：光栅尺，测量线位移盘栅，测量角位移¾按光栅表面结构相位光栅：幅值光栅：黑白光栅；栅线与缝隙黑白相间闪耀光栅；光栅横断面呈锯齿状全息光栅、偏振光栅等新型光栅有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）长光栅的结构(黑白、透射型)在镀膜玻璃上均匀刻制许多明暗相间、等间距分布的细小条纹（又称为栅线）。

a bW a -栅线的宽度（不透光）b -栅线间宽（透光）a+b=W -光栅的栅距（也称光栅常数）通常a=b =W /2，也可刻成a ∶b =1.1∶0.9。

常用的光栅每毫米刻成25、50、100、125、250条线条。

把两块栅距相等的光栅叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线之间形成一个很小的夹角。

a 3a 2b b bba 1a 1a 2a 3莫尔条纹因此莫尔条纹的形成是由两块光栅的遮光和透光效应形成的。

可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹，这些条纹叫莫尔条纹。

在a-a线上，两块光栅的栅线重合，透光面积最大，形成条纹的亮带，它是由一系列四棱形图案构成的。

在b-b 线上，两块光栅的栅线错开，形成条纹的暗带，它是由一些黑色叉线图案组成的。

¾莫尔条纹的形成有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）¾相邻两条莫尔条纹之间的间距B所以，则有，W，栅距；φ，两块光栅之间夹角（φ，弧度）当φ很小时，ϕW B ≈2/4/2sin B W ≈ϕ2sin 2/ϕW B ≈22sinϕϕ≈莫尔条纹¾莫尔条纹的特点1）位移放大特性例：有一直线光栅，每毫米刻线100条，两块光栅的夹角φ=0.06°。

光栅莫尔条纹原理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。

从技术角度上讲，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，这种光学现象就是莫尔条纹。

实验原理如果把两块光栅距相等的光栅平行安装，并且使光栅刻痕相对保持一个较小的夹角θ时，透过光栅组可以看到一组明暗相间的条纹，即为莫尔条纹。

莫尔条纹的宽度B为：B=P/sinθ其中P为光栅距。

光栅刻痕重合部分形成条纹暗带，非重合部分光线透过则形成条纹亮带。

光栅莫尔条纹的两个主要特征是(1)判向作用：当指示光栅相对于固定不动的主光栅左右移动时，莫尔条纹将沿着近于栅线的方向上下移动，由此可以确定光栅移动的方向。

(2)位移放大作用：当指示光栅沿着与光栅刻线垂直方向移动一个光栅距D时，莫尔条纹移动一个条纹间距B，当两个等距光栅之间的夹角θ较小时，指示光栅移动一个光栅距D，莫尔条纹就移动KD的距离。

K=B/D≈1/θ。

B=D/2sinθ/2≈d/θ，这样就可以把肉眼看不见的栅距位移变成清晰可见的条纹位移，实现高灵敏的位移测量。

实验仪器光栅组、移动平台实验步骤1、安装好主光栅与指示光栅，使两光栅保持平行，光栅间间隙要尽量小，微调主光栅角度，使莫尔条纹清晰可见。

2、旋动移动平台螺旋测微仪，向前或向后，观察莫尔条纹上下移动与指示光栅位移方向的关系。

3、人工微位移测量：当指示光栅位移一个光栅距时，莫尔条纹就移动一个条纹距。

调节位移平台，仔细记数条纹移动数目，根据实验二十测得的光栅距，与位移条纹数相乘，此即为指示光栅的位移距离，实验时可与螺旋测微仪的转动刻度相对照。

（事实上光栅莫尔条纹记数所测得的位移精度远高于螺旋测微仪的精度）。

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论文：简述莫尔条纹的特点1、简述莫尔条纹的特点答:光栅莫尔条纹具有如下特点:1(起放大作用由于θ角度非常小，因此莫尔条纹纹距W要比栅距ω大的多。

如ω=0.01mm，即光栅的线纹为每毫米100条，此栅距人们无法用肉眼分辨，但如果调整θ角，使得W=10mm，即放大倍数为W,ω=1000倍，10mm宽的莫尔条纹是清晰可见的。

2(莫尔条纹的移动与栅距成比例当标尺光栅移动时，莫尔条纹就沿着垂直于光栅移动的方向移动，并且光栅每移动一个栅距ω，莫尔条纹就准确地移动一个纹距W，只要通过光电元件感测移过莫尔条纹的数目，就可以知道光栅移动了多少个栅距，而栅距是制造光栅时确定的，因此工作台移动的距离就可以计算出来。

而且当工作台移动方向改变时，莫尔条纹的移动方向也有规律地变化:设标尺光栅不动，将指示光栅按逆时针方向转过θ角，那么当指示光栅左移时，莫尔条纹向下移动;反之，当指示光栅右移时，条纹则向上移动。

如果将指示光栅按顺时针方向转过θ角，那么情况与上述相反。

由上可见，如果沿着莫尔条纹方向安装二组距离相差W,4的光电元件，就可以测量光栅的移动距离和方向。

3(起平均误差作用因为莫尔条纹是由许多光栅线纹所组成，若光电元件接受的长度(即纹距)为10mm，在栅距ω=0.01mm时，光电元件所接受的信号由1000条线纹组成，因此制造上的缺陷，例如间断地少几条线纹只会影响千分之几的光电感应信号强弱。

因此用莫尔条纹时，其精度是由一组线的平均效应决定，精度尤其是重复精度会更高。

2、数控机床对主轴驱动有哪些要求,答:随着数控机床的不断发展，传统的主轴驱动方式已不能满足要求，现代数控机床对主传动提出了更高的要求: ?(1)数控机床主传动要有较宽的调速范围，以保证加工时选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。

特别对于具有多工序自动换刀的数控机床一加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的要求，对主轴的调速范围要求更高。

(2)数控机床主轴的变速是依指令自动进行的，要求能在较宽的转速范围内进行无级调速，并减少中间传递环节，简化主轴箱。

试述直线光栅的工作原理
答: 将两光栅尺(标尺光栅和指示光栅)相互平行放置，使它们的刻线相对旋转一个很小的角度θ，在光的照射下，在光栅尺的另一侧、在与刻线垂直的方向上就会因挡光效应或衍射而形成明暗交替的粗大条纹，这个粗大条纹被称为莫尔条纹。

在光栅尺两侧分别放置光源和光敏元件，与指示光栅共同组成光栅读数头。

在光源的照射下，光敏元件可以感受到透过莫尔条纹的近似按余弦规律变化的光强信息，并将该信息转换成电信号。

当指示光栅相对于标尺光栅水平移动时，莫尔条纹上下移动，光敏元件感受到的近似按余弦规律变化信息的相位发生变化;当指示光栅相对于标尺光栅水平移动过一个栅距时，莫尔条纹上下移动过一个莫尔条纹间距，光敏元件感受到的光强信息变化一个周期，同时输出变化了一个周期的余弦电信号。

由于莫尔条纹的放大作用，因此可在莫尔条纹移动方向上、一个莫尔条纹间距内放置多个光敏元件(一般放 4 个)，实现对位移信号的细分，从而提高分辨率。

对多个光敏元件输出的具有特定相位差的余弦信号进行放大、滤波、整形、微分、逻辑组合、辨向等处理，即可获得与光栅尺移动距离成比例且能够反映光栅尺相对移动方向的脉冲信号。