信息光学理论与应用：投影云纹法

利用投影云纹法可以测量离面位移，也可以测量物体表面的等高线。这种测量方法的原理图如图9.6.10所示。在被测物体前方放置一基准栅RG，在垂直于其栅线方向上，用与栅板法线成α角的平行光照射基准栅RG，使栅线投影到被测物体的表面。设其中一束光经基准栅栅线之间的一点m，投影到试件表面的一个亮点m′上，当观察方向与基准栅的栅线垂直，并在与基准栅栅板法线成β角方向的远距离处观察时，如果m″点正好是基准栅的栅线之间的点，则观察到一个亮点。因为照射光束是多束平行光，故可观察到一系列的亮点，这些亮点的连线形成多条亮带云纹。由图9.6.10可以明显看出，l长度一定是基准栅节距p的整数倍，故有

图9.6.10　投影云纹法原理图

由于l==Wtanα+Wtanβ，代入上式便得

因为观察距离在远处，故对试件上诸点的tanβ值可近似视为相等。如果β=0，则式（9.6.20）可写成

式中p和α都是已知的，故根据产生的亮带云纹的级次N就可计算出对应的W值。如果试件变形前测出W0，试件变形后测出W1，则两者的差值（W1-W0）即为试件对应变形的离面位移。

如果把基准栅接触到试件表面上一点，并且假设接触点正好是栅线之间的点，如图9.6.11所示，则由式（9.6.21）可以看出，因为有tanα≠0，所以接触点处（W=0）的亮带云纹的级次N=0。(www.xing528.com)

投影云纹法的记录光路也可以采用图9.6.11所示的装置。据此可形成一种测量技术，叫Moiré轮廓术，常用于三维面形检测。

图9.6.11　投影云纹的记录装置

本章重点

1.全息干涉计量的原理和基本方法。

2.全息干涉图的数据处理方法。

3.散斑效应的基本统计特性。

4.二次曝光散斑图的数据处理方法。

5.云纹法和云纹干涉法的原理和数据处理方法。