高精度衍射光栅干涉仪的研制

提出了一种新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,配合正交信号的解相位细分原理,使得该系统可以达到纳米级分辨率.由于光栅干涉测量系统以光栅栅距作为测量基准,相对于传统干涉仪,光栅尺系统受环境因素造成的测量误差影响较小.通过实验校正,得到不同行程范围内光栅干涉测量系统的纳米级重复性误差,新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统适合于较长行程的高精度位移测量.     

光栅尺解调的分布式光纤光栅传感系统

提出了一种新的利用光栅尺解调一组光纤光栅布喇格波长移动的系统。当光纤光栅所受的应力或温度发生变化时,光纤光栅的布喇格波长会变化(移动)。本系统利用一组光纤光栅作为敏感元件置于被测场中;利用另一组光纤光栅作为跟踪元件,跟踪从作为敏感元件的光纤光栅反射回来的布喇格波长的移动。当作为跟踪元件的光纤光栅的布喇格波长与作为测量元件的光纤光栅的布喇格波长对准时,探测器探测到最大的光强,此时,记下光栅尺的输出作为系统的测量结果。采用数字化的方法确定反射回来的布喇格波长的峰值点,从而提高系统的测量精度,使系统的测量线性大于0.999。并利用一个测量分辨率为0.01μm的光栅尺读出系统的测量结果,使本系统对光纤光栅布喇格波长移动的测量分辨率小于1μ应变量。     

一种简易测试光纤光栅应变测量系统的方法

针对光纤光栅应变测量系统应用测试问题,基于悬臂等强度梁应变实验,对比理论计算、光纤光栅应变传感器及电阻应变片的三种应变测量方法,得出光纤光栅应变测量系统具有较好的可靠性和准确性。以国外可靠光纤光栅应变测量系统为参照,提出了简易测量光纤光栅应变传感器和光纤光栅传感分析仪性能的方法。针对准分布式监测问题,主要分析了光分路器对光纤光栅传感应变测量的影响。上述分析为光纤光栅应变测量系统在工程中的应用提供充分依据。     

多进制圆光栅数字测量系统原理及实验

本文提出了一种新的圆光栅测量系统──多进制圆光栅数字测量系统。并对其测量原理、制造方法及实验结果进行了讨论。     

一种单透射光栅多普勒效应速度测量装置

本文介绍一种新的测试方法,利用光栅运动的多普勒效应,实现速度或位移测量的单光栅测量系统。     

提高光栅测量精度和分辨率的技术研究与实现

随着人工神经网络和数字处理技术的发展,从另一角度研究了一种不必增加光栅刻线,仅采用普通刻线的光栅(50刻线 mm),即可实现高精度、高分辨率的光栅测量技术,并用该技术设计了一个测量系统。系统以高速数字信号处理器(DSP)为核心硬件,用单输入单输出模糊小脑神经网络(SISOFCMAC)拟合出光栅信号,再利用FCMAC的泛化能力,实现对光栅信号的连续数字细分,提高光栅测量精度与分辨率。     

大量程高性能光栅位移测量技术

高精度光栅位移测量系统具有纳米级重复精度、环境适应性强、维度易于扩展等优点,可以满足精密制造行业对米级测量量程、亚微米级精度与多维测量能力融合的测量技术要求,在高端制造、精密仪器等领域有重要应用。通过对测量光栅的各项参数进行研究,提升了测量光栅的尺寸与制作精度;提出高精度锥面衍射光栅位移测量、高倍细分转向干涉光栅位移测量、“品”字形拼接大量程光栅位移测量等技术,实现了数百毫米测量量程亚微米级测量精度。从光栅制作到测量系统研制对提升精度、分辨力及量程提供了理论分析与技术验证。     

衍射法X射线激光分束光栅平行度测量系统(英文)

介绍了软X射线光栅分束镜Mach-Zehnder干涉等离子体诊断系统调整用双频光栅线条平行度的衍射法测量系统.该系统主要由激光器,准直镜,待测光栅,精密转台(含角度测量仪),直线工作台,光栅调节架和探测器组成.分析了系统中各种误差对测量精度的影响其中包括距离测量误差、波长误差、光栅准直误差即光栅刻线与入射光和反射光组成的平面不垂直、光栅转动过程的误差、光栅表面面型误差、探测器误差,经计算得到系统的绝对误差为minute.计算表明,该系统的测量精度满足软X射线Mach-Zehnder干涉系统对双频调整光栅的性能要求.     

光栅位移测量系统的误差自修正方法研究

文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正.实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度.     

光栅纳米测量中的系统误差修正技术研究

详细研究了光栅纳米测量系统的误差特性 ,以及利用激光干涉仪对高精度光栅测量系统的系统误差进行检测、并在信号处理中予以补偿和修正的方法。实验表明 ,通过这种系统误差修正方法对周期累计误差和细分误差同时进行修正 ,能够大幅度地将计量光栅系统的测量准确度从微米或亚微米量级提高到纳米级水平 ,以实现光栅纳米测量。     

LabVIEW平台的平面螺纹测量系统研制

基于极径变化,建立了平面螺纹螺旋线误差测量与评价模型,基于LabVIEW平台,研制了一套高准确度动态测量盘丝平面螺纹测量系统.本系统采用高准确度线性光栅及圆光栅系统测量平面螺纹的极径和极角,采用PLC系统控制伺服电机来带动精密气浮主轴旋转,采用CCD激光位移传感器配合线性光栅在测量前对平面螺纹进行调平调心,以提高测量准确度.与三坐标测量机(CMM)测量结果比对表明,本系统已达到预期设计要求,可在计量部门和企业推广使用.     

Comet系统的特点分析及其测量研究

在逆向工程中获取实物表面数据是关键一步。本文介绍的Comet测量系统采用旋转光栅等方法 ,提高了投影光栅测量方法的测量精度 ,同时对其测量过程中出现的问题给出了解决方法     

彩色CRT偏转误差及测量方法的研究

彩色CRT的偏转误差主要包括会聚误差和光栅误差,测量会聚误差和光栅误差是验证偏转线圈偏转特性的重要手段.会聚误差取决于R/G/B三束在屏上相互之间的距离量,而G束形状则决定了屏上光栅的误差量.基于彩色CRT光点测试系统所配置的一种高精度且又灵活的多功能测试系统,其测量对象是经过偏转线圈自身会聚及光栅误差校正的"裸管"."双光点测量法"的应用可完全消除会聚误差测量中的驱动抖动误差,而运用"单线测量法"可使光栅误差测量过程最简化.因此,测试系统能最大限度地重复运用测量设备,并以最简化的系统配置实施精确的测量.     

炫耀光栅位移测量系统的精度试验

炫耀光栅位移测量系统采用尤学倍增与电子细分相結合的方法,使系统的分辨率达到0.4微米。与金属线纹尺比较测量,系统在300毫米内的极限误差为1.5微米。试验证明炫耀光栅位移测量系统具有较高的精度,如能进一步提高标尺光栅的刻划精度,并相应地提高分辨率,系统的实际精度还可以提高。     

一种微机控制的多测头凸轮轴测量系统

本文介绍一种由机械装置，高精度圆光栅编码器，光栅位移传感器，微型计算机，接口控制电路等组成的多测头凸轮轴测量系统，该系统安装调整方便，定位准确，测量精度高，操作简单，工作可靠，能快速实现对凸轮轴的自动测量。     

光学三维测量中结构光栅投影系统的开发

为解决结构光三维测量系统中的光栅投影质量问题,提出并实现了以物理光栅为核心的结构光栅投影系统。该系统以现代光栅制造技术制造的精密光栅元件为核心,基于幻灯投影原理实现高质量的光栅条纹投影,利用步进电机带动高精密滚轴丝杆进行平移实现投影光栅的切换。实验结果表明,基于该系统实现的光学三维测量系统的可以达到1：100以上的对比度,具有较大的光强和良好的景深,同时能获得连续的强度分布及较好的正弦性,测量误差小于0．04mm,测量精度约为0．03mm,满足工业应用的要求。     

不同分辨率下增量式光栅编码器测量误差研究

为了研究增量式光栅编码器在不同分辨率下的测量误差,构建了一套基于旋转角加速度测量的编码器误差检测系统。首先介绍了永磁式角加速度传感器的工作原理,以及增量式光栅编码器的角加速度测量原理;然后采用角加速度传感器和增量式光栅编码器,对同一正弦振动源实际轴上的旋转角加速度进行检测,根据实验结果剖析了光栅编码器在不同分辨率下的误差产生原因;最后讨论了在进行角参数测量时,选择增量式光栅编码器分辨率的参考依据。     

微处理机在光栅测长中的应用

光栅测长大量应用于精密位移测量中。如果在光栅测长系统中使用微处理机系统进行细分、计数、误差修正和结果显示,将有助于提高数字分辨率和提高测长精度,加快测量速度和降低光栅刻制的成本。本文提出的微处理机系统曾在装有光栅测量装置的万能工具显微镜上试用。计算机软件细分的分辨率为0.1μm,细分精度达到±1μm。使用的光栅尺为50线/mm。     

十字光栅多普勒效应二维测量系统的研究

提出一种利用十字光栅衍射的多普勒效应进行二维位移测量的新方法。给出了以二维全息光栅为多普勒频移发生器、以矩形槽相位光栅为混频器的光路结构和测量原理。理论计算和实验表明,此系统具有良好的信号质量和较高的测量精确度,奇用于生产环境中的两坐标精密检测。     

光栅纳米测量技术及应用

本文简要介绍了光栅纳米测量技术的主要研究内容，着重阐述了其应用实例－一种光栅纳米测微仪的原理结构和实现方法。从系统的重复性、分辨力和准确度三方面入手，深入地研究和探索解决光栅纳米测量过程中的各种关键技术问题的方法和途径，能够有效地将光栅测量的分辨力和准确度从亚微米量级提高到纳米量级。