光电检测作业.doc

1. 什么是莫尔条纹？莫尔光栅的栅距一般为多少，简述莫尔条纹测长的光学调制原理？
1,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。
2,光栅装置由标尺光栅和指示光栅组成，在标尺光栅和指示光栅上都有密度相同的许多刻线，称为光栅条纹。光栅条纹的密度一般为每毫米25、50.100或250条。
3,光栅：等节距的透光和不透光的刻线均匀相间排列构成的光学元件称为光栅

图1 主光栅

莫尔条纹：图1所示的主光栅与图2所示的指示光栅成一定

夹角叠放时形成另一方向上明暗相间的条纹，称为莫尔条纹，

如图3所示。设栅距为，夹角为，则莫尔条纹宽度B为：

图2 指示光栅

图3 主光栅与指示光栅成一定夹角叠放时形成莫尔条纹
利用光栅精密测量位移：当指示光栅与主光栅有相对运动时，莫尔条纹也作同步移动。由于，

栅距被放大许多倍，光电元件测出莫尔条纹的移动，通过脉冲计数得到位移的度量。原理框图如图4所示。

图4 光栅测量位移原理框图

莫尔条纹的类型及其应用：光栅尺可以是长条形，也可以做成圆盘形；圆光栅上的刻线可以沿半径方向

也可以是圆周方向，因而可以形成不同的莫尔条纹，用于不同的线位移或角位移测量场合。

2. 对于四分法莫尔条纹测长，已知栅距为0.1mm，测得光强变化脉冲次数为109次，则测得长度为多少？

3. 简述光电转速系统的组成？并分析光电探测器的响应时间对转速测量的影响？
1，由信号，光电传感器，放大器，波形变换，波形整形，微处理器，显示模块组成。
2，如果光电探测器的响应时间过短的话无法准确测速，例如被测对象的转速高于光电传感器的反应时间，传感器反应一次的时间，被测对象可能转过了多次，导致测量结果失实，或者说产生粗大误差，影响测量结果。然而我个人觉得，可以通过后期利用程序处理修正结果，比如机器转速是探测器的两倍，也就是传感器记录一次的时间机器转动两次，我们可以通过乘以2同样得到正确结果。

4. 已知某转盘上均匀开孔，开孔数为12，采用光强调制法对该光盘测转速，测得响应频率为20Hz，则该转盘的转速为多少？

5. 简单分析脉冲测距接收系统的光学部分各组件的作用，并分析脉冲时钟振荡器对测量精度的影响？
组成：激光发射器，激光接收器，计数器。
脉冲时钟振荡器影响着系统的工作频率，振荡器工作频率越到，系统测量精度越高，因为随着振荡器频率的增加，所能测得的激光接收时差越小，反映出来的则是测量距离精度的提高。
6. 推导相位测距中测量的相位差和路程之间的关系？若采用两个精度为千分之一，长度分别为1000m和10m的光尺测长，测得的相位分别为和0.65，则测得的长度为多少？

7. 对于测量范围为5000米的距离，如果测量精度为千分之一，请设计两个光尺，并计算针对每个光尺的频率是多少？

8. 简述测相计混频的基本原理？

9. 分析光弹效应测力时，测量系统中多层云母片的作用，并举出一到两种提高光强测量精度的办法。
光弹性效应：当外力或振动作用于弹性体产生应变时，弹性体的折射率发生变化，呈现双折射性质，这种有内应力的透明介质中o光和e光折射率不相等，它与应力分布有关。这种现象即为光弹性效应。
为使I和F成线性关系，附加云母层片用以增加光程差，使相位差角尽量分布在正弦曲线的近似线性区。
提高实验仪器的物理特性，人为修正误差。