精密位移测量及定位技术是一项与许多生产实践密切相关的高新技术，它在精密位移加工、半导体器件制造、电子产品组装线、高清晰显示器件制作及纳米技术研究开发等领域具有广泛的应用。近些年来，随着精密位移检测及定位技术的不断创新，利用激光莫尔信号来检测位移误差，从而实现高精度定位的方法已成为研究的重点。

莫尔条纹是光栅位移精密测量的基础，在实际应用中由两个空间频率相近的周期性光栅图形叠加而形成的光学条纹就是莫尔条纹，可以由遮光效应、衍射效应和干涉效应等多种原理产生。莫尔条纹的科学含义是指两个周期性结构图案重叠时所产生的差频或拍案团，例如两个周期相同光栅以一个小角度相互倾斜重叠后所产生的莫尔条纹。

现代光栅是用精密的刻画机在玻璃或金属片上刻划而成的，光栅相邻刻划之间的距离称为光栅栅距，亦称光栅节距或光栅常数，光栅栅距是位移测量的基准。

莫尔条纹应用最广泛的领域是光栅位移测量，根据莫尔条纹原理可以实现直线位移和角位移的静态、动态测量，基于莫尔条纹数量与位移的关系实现精密位移测量，能够满足接触、非接触、小量程、大量程、一维、多维等各种需求的测量与控制反馈，广泛应用在程控、数控机床和三坐标测量机、精密测量与定位、超精密加工等众多领域。

随着现代加工和计量技术的发展,对长度和位移量的测量精度要求不断提高,同时也要求测量结果能够方便地输出和进行数据处理。光栅测量技术由于具有很高的测量精度,并且能够和电子技术、计算机技术相结合,实现测量的高速化、自动化而被作为精密计量元件广泛应用于仪器仪表及机床等方面。本课题主要是总结精密位移检测与控制的基本方法，重点研究通过光栅干涉的莫尔信号实现精密位移检测与控制技术的方法，通过仿真分析莫尔条纹的特性，探讨提高位移检测精度的方法。

随着近代科学技术和工业的发展,利用光学进行精密测试是测试技术领域中的主要方法之一。在近代对测试技术要求更高的灵敏度和精度,传统的普通光学方法已经不能适应, 为此,七十年代以来国内外主要发展以激光为中心的精密测试技术,特别是激光与计算机结合的近代光学测试技术。

如今,国内外都已经有了较为成熟的基于光栅的激光测量产品,如德国海德汉公司生产的HEIDENHAIN.SPECTO高精度光栅式长度计、德国马尔公司生产的MillimarP15-/15系列光栅测头以及我国标普纳米测控技术有限公司生产的LGl0系列超级千分表,其中大部分都是以光栅栅距作为基本单位的测量方法,而以相位变化为原理的测量系统还处于发展阶段,大部分也都是用于表面形貌测量,如2004年XuYande提出的用一个双光栅正弦相位调制干涉仪来测量物体阶梯表面的高度差。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

总结精密位移与检测的基本方法，重点研究通过光栅干涉莫尔信号实现精密位移检测与控制的方法。通过仿真分析莫尔条纹的特性，并设计提高位移检测精度的方法。

2.2设计的目标