《计量光栅技术》

结论1

一、光栅式测量的基本原理1

二、莫尔条纹的转换特点3

三、光栅式测量装置、光栅光学系统、光栅读数头4

四、光栅式测量历史的简单回顾5

五、光栅式测量的特点及应用现状6

参考书目7

第一章莫尔条纹的形成原理8

1-1 莫尔条纹的几何光学原理8

一、长光栅莫尔条纹方程8

二、圆光栅莫尔条纹方程18

1-2 莫尔条纹的衍射原理27

一、单光栅的衍射现象27

二、光栅常数相同、刻线平行的两光栅平行放置时的衍射现象27

三、光栅常数相差很小、刻线相交成小角θ的两光栅平行放置时的衍射现象——莫尔条纹的形成29

四、莫尔条纹方程32

五、本节附录34

1-3 莫尔条纹的傅里叶分析方法48

一、单光栅的透射特性及其傅里叶表达式48

二、两光栅迭合时的透射特性及其傅里叶表达式50

三、莫尔条纹光强分布51

四、典型莫尔条纹讨论52

参考书目55

第二章光栅光学系统56

2-1 单光栅光学系统56

2-2 双光栅光学系统58

一、直接接收式光学系统58

二、分光式光学系统59

三、影像式光学系统62

四、光学四细分光学系统66

五、高倍频光学系统——粗细栅距组合的光学系统71

六、相位调制型光学系统82

2-3 三光栅光学系统86

一、工作原理86

二、光学系统88

三、讨论89

参考书目91

第三章光栅刻制及光栅质量评定92

3-1 光栅质量指标92

一、光栅元件尺坯的质量指标92

二、光栅元件的刻划质量指标93

三、光栅付莫尔条纹信号质量指标96

3-2 光栅元件的刻制97

一、长光栅尺的刻制工艺98

二、圆光栅盘的刻制工艺105

一、光栅元件刻划精度的检验117

3-3 光栅质量检验117

二、光栅付莫尔条纹信号质量的检验121

参考书目129

第四章光栅光学系统设计130

4-1 光栅光学系统的设计130

4-2 光栅光学系统元部件的设计130

一、照明系统131

二、光栅付137

三、光电接收元件171

四、光栏175

参考书目179

二、粗细光栅组合的光栅倍增法细分181

三、光衍射法四细分181

第五章莫尔条纹的细分技术181

一、影像法光学二细分181

5-1 莫尔条纹的光学细分法181

四、用闪耀光栅系统实现多倍频细分182

5-2 莫尔条纹的机械细分182

5-3 莫尔条纹的电子细分184

一、幅度调制信号细分184

二、相位调制信号细分221

三、用微处理机进行电子细分229

参考书目232

第六章光栅在长度计量中的应用233

6-1 光栅在线值计量中的应用233

一、光栅数字卡尺233

二、数字式测长仪234

三、数字式工具显微镜237

四、三坐标测量机239

五、机床上用的光栅测长系统242

六、莫尔条纹控制的光栅刻划机249

6-2 光栅在角分度计量中的应用250

二、光栅分度头251

一、光电脉冲发生器251

三、度盘检查仪255

四、光栅圆转台和圆刻机257

五、利用莫尔条纹测量小角度261

6-3 光栅在位移量同步比较测量中的应用263

一、齿轮单面啮合检查仪263

二、万能齿轮测量机266

三、传动链测量仪267

6-4 莫尔三维测量和应变测量271

一、莫尔三维测量的基本原理271

二、莫尔等高图法的应用275

参考书目279