1、談及光柵傳感實(shí)驗(yàn)原理就先說(shuō)說(shuō)莫爾條紋現(xiàn)象兩只光柵以很小的交角相向疊合時(shí),在相干或非相干光的照明下，在疊合面上將出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。莫爾條紋現(xiàn)象是光柵傳感器的理論基礎(chǔ)，它可以用粗光柵或細(xì)光柵形成。柵距遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)的光柵叫粗光柵，柵距接近波長(zhǎng)的光柵叫細(xì)光柵。直線光柵兩只光柵常數(shù)相同的光柵，其刻劃面相向疊合并且使兩者柵線有很小的交角e，則由于若主光柵與指示光柵之間的夾角為e，光柵柵距為w,則相鄰莫爾條紋之間的距離B為sin圖1直線光柵莫爾條紋擋光效應(yīng)(刻線密度=50/mm)或光的衍射作用(刻線密度=100/mm),在與光柵刻線大致垂直的方向上形成明暗相間的條紋，如圖1。由上式可知，當(dāng)改變

2、光柵夾角e，莫爾條紋寬度B也將隨之改變。若主光柵沿與刻線垂直方向移動(dòng)一個(gè)柵距w，莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)條紋間距B。因此，莫爾條紋可以將很小的光柵位移同步放大為莫爾條紋的位移。當(dāng)?shù)玫侥獱枟l紋相對(duì)移動(dòng)的個(gè)數(shù)N就可以得到光柵相對(duì)移動(dòng)的位移x為：x=Nw莫爾條紋有如下主要特性：條紋的移動(dòng)與光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)在保持兩光柵交角一定的情況下，使一個(gè)光柵固定，另一個(gè)光柵沿柵線的垂直方向運(yùn)動(dòng)，則莫爾條紋將沿柵線方向移動(dòng)。若光柵反向運(yùn)動(dòng)，則莫爾條紋的移動(dòng)方向也相應(yīng)反向。位移放大作用當(dāng)兩光柵交角0很小時(shí)，相當(dāng)于把柵距w放大了1/0倍。當(dāng)0=0時(shí)Bt，稱為光閘莫爾條紋。同步性光柵運(yùn)動(dòng)一個(gè)柵距w，莫爾條紋相應(yīng)移動(dòng)一個(gè)條

3、紋間距。徑向圓光柵徑向圓光柵是指大量在空間均勻分布都指向圓心的刻線形成的光柵。圖2是兩只節(jié)距角相同(即a=a=a)的徑向光柵相向疊合產(chǎn)生的莫爾條紋。12若兩光柵的刻劃中心相距為2S，則莫爾條紋滿足如下方程rsx2+y*tanNa丿(、2Stan2Na+1tanNa丿因此，莫爾條紋有如下特點(diǎn)：1)莫爾條紋位一組不同半徑的圓方程，圓心位置(為0,土半徑為tanNa丿Stan2Na+1tanNa的圓均通過(guò)兩光柵的中心(S,0)和(-S,0)。(2)條紋的曲率半徑隨位置不同而變化，靠近外面的曲率半徑較大，靠近光柵中心的曲率半徑較小。所有圖2徑向圓光柵莫爾條紋(3)當(dāng)其中一只光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓族將向外擴(kuò)張或向內(nèi)收縮。每轉(zhuǎn)動(dòng)1個(gè)節(jié)距角，莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)條紋寬度。切向光柵切向圓光柵是由空間分布均勻且都與1個(gè)半徑很小的同心圓單向相切的眾多刻線構(gòu)成的圓光柵，如圖3(A)所示。切向光柵的柵線都切于一個(gè)小圓。兩只小圓半徑均為r,節(jié)距角均為a的切向光柵相向同心疊合，其莫爾條紋滿足的方程為(2