기계공학 실험 - 그림자식 모아레 예비, 결과 보고서

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기계공학 실험 - 그림자식 모아레 예비, 결과 보고서
1. 실험 제목 : Shadow Moire

2. 실험 목적 : 그림자식 모아레 간섭계를 이용하여 실험 물체의 형상을 측정한다.

3. 관련 이론 :

1) 모아레무늬 :

모아레무늬는 비슷한 주기를 갖는 두 개의 격자무늬가 겹쳐질 경우 간섭이 발생하여 두 무늬에 베해 훨씬 큰 주기를 갖는 무늬이다. 이러한 현상은 요즈음 다양한 계측분야에 이용되고 있다. 이 방법은 일반 광원을 사용하므로 레이저등의 가간섭광원을 사용하는 홀로그래픽이나 위상측정간섭계에 비하여 정밀도는 떨어지지만 넓은 범위에 걸쳐 표면조도와 같은 미세형상을 무시한 표면의 거시적형상을 재현할 수 있는 장점을 갖고 있다.
모아레무늬가 발생하기 위해서는 격자무늬가 필요한데 이러한 격자무늬의 모양은 일정한 간격을 갖으면서 서로 평행한 줄무늬, 정다각형등의 주기성을 갖는 격자이면 가능하다. 그러나 실제로 응용할 때에는 격자의 제작과 모아레무늬의 해석이 용이한 등간격의 평행한 줄무늬를 많이 사용한다. 그리고 격자는 투과식이며 투과도는 이론적으로 해석을 할 경우는 정현파로 가정하고 해석하나 실제로 이러한 파를 만드는 것은 불가능하므로 구형파가 주로 사용되며 격자선 사이의 간격이 측정정밀도에 직접적인 영향을 주므로 회절등의 효과를 가능한 줄이고 세밀하게 만들어 가시성을 좋도록 하여야 한다.
이러한 모아레현상을 이용하면 표면의 형상, 척추의 휨등을 실시간 측정, 모아레무늬의 변형되는 모양을 해석하여 물체의 진동, 그리고 변형률을 해석하여 응력들을 계측하는 다양한 분야에 응용이 가능하다.
그림(2-1)에서 보는바와 같이 변형격자와 직선격자가 중첩되면 다음과 같은 조건에서 모아레무늬가 발생한다.

i - rj = n (2-1)

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