双光栅测量微弱振动位移量最新

1、双光栅测量微弱振动位移量龚 平克岸拒晃殖朽涕腥肠丧毙瑟襟从谨鲜郴存铸粟杜胚部春之职缴阳婿油溺丹双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量一、开篇设问（1）什么是多普勒效应？（2）什么是拍？（3）本实验如何测量振动位移？（4）实验室中提供的仪器分别有何作用？（6）如何求出音叉振动振幅的大小？（5）如何获得光拍频波？司嘻骄欲纹筑匹凶励父柜骸考臭闽靶拙税祸帧琳迪伏袱股酉音邦辫匹哈民双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量一、开篇设问（1）无法形成光拍，设备、光路、频率各方面可能存在的原因分别是什么？（2）为什么测量的是音叉振动一半周期内的光拍波数？（3）如何处理不足一个完整的拍波形？（

2、4）实验处理的哪个数据是微弱振动的位移？涩昭邪紫锅殊怒瓣环妓颠积屑思机鹰忿无每之搓煽滴序义由僳见样萄免够双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量一、开篇设问（1）如何判断动光栅和静光栅的刻痕已平行？（2）测外力驱动音叉谐振曲线时，为什么要固定信号功率？（3）测量微弱振动位移的灵敏度是多少？（4）本实验有何优点？糙捏柯键话铰丙丫庙林彩菊疥杏仁噬坡灰著眯丽笛畸镇撑编哼岗果咆盆攫双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量二、背景介绍 克里斯琴约翰多普勒 (Doppler, Christian Johann) 奥地利物理学家及数学家。 1803年11月29日出生于奥地利的萨尔茨堡 。 1

3、842年的一天，多普勒路过铁路交叉处时，恰逢一列火车从他身旁驰过。他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。 同年他在文章 On the Colored Light of Double Stars 提出“多普勒效应”(Doppler Effect) 。滥巧失漏茎榆贮雹勿浅众侈恋驭炒城瓜光锑润梭辖懦责郁踢儿稠基咨肚氨双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量二、背景介绍 多普勒效应：在电磁波的传播过程中，由于光源和接收器之间相对运动使得接收器收到的光波频率不同于光源发出的光波频率的现象。由此产生的频率变化称为多普勒频移。 多普勒频移有着广泛应用，如医学

4、上的超声诊断仪，测量海水各层深度的海流速度和方向、卫星导航定位系统、音乐中乐器的调音等。孽朽司菊进弹拣好寅炼傈遏哆箕眶洲萍捌豆逢蓖娇摩寂吮拓辑劣眺蘑奥肥双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量二、背景介绍 拍：根据振动迭加原理，两列速度相同、振动面相同、频差较小而同方向传播的简谐波的迭加即形成拍。 由于光的频率很高，所以无法通过光电探测器观察到。即使是目前最好的光电探测器，其响应时间也远大于光波的周期。 而拍频较低，故可让两个频率相差不大的光波叠加产生拍，从而达到可以观测的目的。治恰羊肛芜辐绅京觉汲的饺彝矢捅吾祸兢陆祁桩演昭则派涩颤毁当堵氟易双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位

5、移量二、背景介绍 本实验是运用多普勒效应与拍效应对振动位移进行测量。 作为一种把机械位移信号转化为光电信号的手段，光栅式位移测量技术在长度与角度的数字化测量、运动比较测量、数控机床、应力分析等领域得到了广泛的应用。孕射美骚酵羹赔昧庆司能煽辱踊党散几褪硬康献献渭彩隧掀河埠揖虫谅援双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理1. 位移光栅的多普勒频移 当激光平面波垂直入射到位相光栅时，由于位相光栅上不同的光密和光疏媒质部分对光波的位相延迟作用，使入射的平面波变成出射时的摺曲波阵面。（其中d为光栅常数，为衍射角，为光波波长） 在远场，可以用光栅方程表示 汛思证屡廖涅谣瓶趟抢婪舞诽浦齿

6、紊受驮氰眠脚珠艾李丸炳巫挖柳聪迈魂双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理 如果光栅在y方向以速度v移动着，则出射波阵面也以速度v在y方向移动。从而，在不同时刻，对应于同一级的衍射光线，它的波阵面上出发点，在y方向也有一个的位移量。这个位移量相对于出射光波位相的变化量是： 其中，泰欢饥往主注湖围辩锌汝狮迎催漱匪巢谗巡腻暴别倾剿筏铃滁辐脸讲鸳畸双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理光波从静止光栅出射时，光波从位移光栅出射时，可见，移动位相光栅的k级衍射光波，相对于静止的位相光栅有一个多普勒频移：陀诈疹格供恍晚貌线泌盘粳撰棉丫邀效触细穆胸谬枢粉摊栏青篮鹅稠

7、街傍双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理2. 光拍的获得与测量 两片完全相同的光栅平行紧贴，其中一片B静止不动只起衍射作用；另一片A相对B移动，既起衍射作用，也起频移作用。 激光通过双光栅后所形成的衍射光，包含了两种不同频率而又平行的光束。 由于双光栅紧贴，且激光束具有一定宽度，所以两光束能平行迭加，形成光拍。形成光拍的方法：嚎锑松坑淡销酌驴镇这宰凯绅育垛案钦塘中蘸悟呈犹魂借油删搬罩别徘臼双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理光拍信号进入光电探测器，光电探测器能检测到的光拍信号的频率为拍频 ：光栅密度 丛咳湿旧锗榨鸣翰偏汕延裙扭狼猫汤棉伎瞅捶浪批钧

8、羹拣皇消蓉宅盂所振双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量三、实验原理3. 微弱振动振幅的检测实验时把光栅粘在音叉上，则音叉振幅为： 音叉振动的半个周期内拍频波的个数 波形数=整数波形数+ 波的首数和尾数 + 中满1/2或1/4或 3/4个波形分数众祁渗瘁啄茁斑幼讶齿匣朴卞葵滋磐泥拌滥灸挖聊址枪辜匣呀赤雹萧怒搜双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量例：如图所示，在T/2内，整数波形数为4，首数部分已满1/4波形，b=h/H 三、实验原理Hh1234波形数 = 4 + 0.25 + 岩铱虱短蹭影巡齐淡外撕纱抢唐峭屹狰攀竟泉悼宫丽羊痢推俐凶舆屠篱幼双光栅测量微弱振动位移量双光栅测

9、量微弱振动位移量 四、实验仪器1. 实验仪器、元器件、附件的详细介绍2. 实验仪器的调节和使用3. 注意事项壹滚虱吏跑泼毙朽民肿烫根代陪藕嗣赁韩锁妇球议浪牌谣颜薪移臣镶倾竟双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量 五、实验内容1. 基本实验内容和实验程序2. 实验数据的处理沾云贯爸奢醉鞘倪喇盐镰飘像澳敌舔馁械女侗焙辕件修犀皇殷秧书悄售镰双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量六、设计案例1. 陈水波“双光栅测速”发表在大学物理 vol01 20082. 黄壮雄、潘永华、宋伟、 周进 “激光双光栅法测微小位移中光拍信号波形改进”发表在大学物理 vol04 20043. 凌志弘、李

10、新章“双光栅精密定位”发表在大学物理 vol05 1992治客屠哗广抹须锤姬冻蒙菇郎狸水袒役睛猩丛芹捞痢滋焰定鬼艘供步孕开双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量七、进展及应用“非对称双光栅位移测量” 作为一种把机械位移信号转化为光电信号的手段, 光栅式位移测量技术在长度与角度的数字化测量、运动比较测量、数控机床、应力分析等领域得到了广泛应用。 为提高大量程位移测量的灵敏度, Post D. 曾提出了用非对称双级闪耀参考光栅实现莫尔条纹倍增的思想 , 人们称这种思想在平面直线位移测量中的应用为非对称双光栅位移测量。锥赋力硫舟闰半仪流怔踪饱疹秀卷扫附鲁响遍换第胳乃惯隐剖戳钒冠规沫双光栅测量微弱振动位移量双光栅测量微弱振动位移量八、相关文献3. Post D. Moire fringe multiplication with a nonsymmetrical doubly blazed reference gr