在量具、数控机床的闭环反馈控制、工作母 机的坐标测量等方面。
? 请问莫尔莫尔条纹测位移具有哪三个特点？
W2
W2 W
BH ?
?
sin
?
?
2
B
C A
BH BH
θ越小，BH越大，这相当于把栅距 W 放 大 大 了 1/θ 倍 。 例 如 θ=0.1° ， 则 1/θ≈573 ，即莫尔条纹宽度 BH是栅距 W 的573倍， 这相当于把栅距放大了 573倍， 说明光栅具有位移放大作用 ， 从而提高 了测量的灵敏度。
用光电器件记录莫尔条纹通过某点的数目， 便可知主光栅移动的距离，也就测得了被测 物体的位移量。
主光栅
U
其电压为：
U0
m
U
U ? U 0 ? U m sin 2 ? x
W
o
x
W/2
W
3W/2 2W
光栅位移传感器的结构原理图
莫尔条纹
由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学器 件称为光栅，如图7-7所示。
这样，可把肉眼看不见的光栅位移变成为清 晰可见的莫尔条纹移动 ，可以用测量条纹的移 动来检测光栅的位移。从而 实现高灵敏的位移 测量。
(3) 误差的平均效应：莫尔条纹具有平均光栅误 差的作用
光栅位移传感器的应用 ? 光栅位移传感器： ? 测量精度高（分辨率为 0.1μm）， ? 动态测量范围广（0～1000mm）， ? 可进行无接触测量， ? 容易实现系统的自动化和数字化。 ? 在机械工业中得到了广泛的应用，特别是
莫尔条纹（ Moire）
主光栅 指示光栅
均匀刻线
夹角 移动 明暗相间条纹
莫尔条纹
条纹宽度： B ?
W
W ?
2 sin( ? / 2 ) ?
1 k?
?
W-栅距， a-线宽， b-缝宽 W=a+b，a=b=W/2
特例：当 ? =0, w1=w2 → B=? → 光闸莫尔条纹 当 ? =0, w1≠w2 → 纵向莫尔条纹
(2) 位移的放大作用：当主光栅沿与刻线垂直方向移动
一个栅距W时，莫尔条纹移动一个 条纹间距B。当两
个等距光栅的栅间夹角 θ较小时，主光栅移动一个栅
距W，莫尔条纹移动 KW距离，K为莫尔条纹的放大
系数：
K
?

B /W
?
1
?
条纹间距与栅距的关系为 ：
B ? W?
当θ角较小时，例如θ=30′，则K=115，表明 莫尔条纹的放大倍数相当大。
用玻璃制成的光栅称为 透射光栅，它是在透 明玻璃上刻出大量等宽等间距的平行刻痕， 每条刻痕处是不透光的，而两刻痕之间是透 光的。光栅的刻痕密度一般为每厘米10、25、 50、100线。刻痕之间的距离为栅距W。
图7-7 光栅结构放大图
? 如果把两块栅距W相等的光栅面平行安装， 且让它们的刻痕之间有 较小的夹角θ时，这时 光栅上会出现若干条明暗相间的条纹，这种 条纹称莫尔条纹。如图7-8所示。
光栅位移传感器
光栅尺位移传感器
GWC系列光栅位移传感器
长光栅 --- 直线位移 ；圆光栅 --- 角位移
长度 --- 测量范围；刻线密度 --- 测量精度 ( 10、25、50、100、125线/mm )
光栅位移传感器的结构及工作原理
如图7-9所示，由主光栅、指示光栅、光源 和光电器件等组成。
主光栅固定在被测物体上，它随被测物体的 直线位移而产生移动，其长度取决于测量范 围，指示光栅相对于光电元件固定。当主光 栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移。
莫尔条纹动画
单播击放准播中备放…演动…示画
圆弧莫尔条纹
光闸莫尔条纹
播放中播…放…动画
环形莫尔条纹
播放播中放…动…画 单击准备演示
辐射形莫尔条纹
单击播准放备动演画示
长光栅莫尔条纹
播放动画
长光栅光闸莫尔条纹
播放动画
结论：莫尔条纹测位移具有三个特点
(1) 莫尔条纹的移动方向 ：当指示光栅不动， 主光栅左 右平移时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向 上下移 动。查看莫尔条纹的上下移动方向，即可确定主光 栅左右移动方向。
? 莫尔条纹是光栅非重合部分光线透过而形成 的亮带，它由一系列四棱形图案组成，如图
7-8中d－d线区所示。
? 图7-8中f－f线区则是由于光栅的遮光效应形 成的。
图7-8 莫尔条纹
长光栅莫尔条纹
主光栅
指示光栅
位移的放大作用
当光栅每移动一个光栅栅距W时， 莫尔条纹也跟着移动一个条纹
宽度BH。莫尔条纹的间距BH与两光栅线纹夹角θ之间的关系为