基于莫尔信号的超精密复合定位研究

应用光学理论研究了透射式激光莫尔信号的位移特性,建立了衍射莫尔信号强度与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对莫尔信号的位移特性进行了研究.在此基础上设计了一套基于激光莫尔信号的超精密定位系统,系统取透射的零次莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及精密自动定位.针对精密定位高精度与大行程之间的矛盾,提出了一...     

激光莫尔传感器在精密定位中的应用

应用激光莫尔信号传感器设计了一套精密定位装置 ,可实现高精度位置检测及精密自动定位 ;系统采用的激光补偿技术及差动光栅技术 ,极大地提高了位置检测信号的灵敏度与定位精度 .实验结果表明 ,精密定位装置可获得± 0 1μm的定位精度 ,对集成电路制造技术等精密加工工程领域具有重要的实用价值     

基于反射光栅的超精密定位系统研究

应用光学理论研究了一种μm级位移分辨率的反射型双级光栅测量系统,建立了反射莫尔信号与对应位移的数学模型,通过计算机仿真分析了反射莫尔信号的位移特性,进而设计了一套基于反射光栅的精密定位系统。系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及超精密自动定位;采用的修正莫尔技术,极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度;通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位,实现高速高精度定位。实验结果表明,基于反射光栅的精密定位系统可获得±10nm的定位精度。     

精密定位技术在等离子显示器精密对板中的应用

介绍了一种等离子显示器的自动精密检测定位装置．采用激光莫尔信号进行高精密位置检测．工控机根据检测到的莫尔信号发出控制脉冲给步进电机,驱动工作台,实现等离子体显示器基板之间的全自动精密定位．控制系统采用了多线程,采用Visual Basic制作软件平台界面,通过Borland C＋＋编写信号采集、定位控制、设备驱动、数据管理等功能模块,完成系统的精密定位,定位精度可达±1,μm．     

传动链动态参数测试系统的设计与实现

介绍采用直接位移测量算法实现的传动参数测试系统组成、软硬件设计、涉及的问题和解决的方法.这种采用光栅莫尔信号微控制器细分等多项技术,由光栅传感器、光栅适配卡、PC机和测量软件构成的系统适用于各种机械运动参数的精密检测.     

一种计量型二维精密工作台的研究

研究了一种以计量光栅作为计量标准器的二维精密工作台,以实现表面轮廓测量中的X-Y方向的精确定位.重点介绍了光栅信号处理的硬件及软件细分技术,及工作台闭环控制系统的流程,分析了影响工作台定位精度和速度的因素.系统实现了高速度、高精度和大行程测量的要求.     

传动链动态参数测试系统的设计与实现

介绍采用直接位移测量算法实现的传动参数测试系统组成,软硬件设计,涉及的问题和解决的方法。这种采用光栅莫尔信号微控制器细分等多项技术,由光栅传感器,光栅适配卡,ＰＣ机和测量软件构成的系统适用于各种机械运动参数的精密检测。     

光栅衍射演示实验中异常现象的分析

根据光栅衍射次波的迭加原理 ,分析光栅衍射演示实验中缺级现象时隐时现的原因 ,并得出结论 :要想消出实验中的异常现象 ,就必须使光栅既直观又精密 ,即 :使光栅在直观的前提下 ,每条刻痕宽度相等 ,且保证光栅常数与缝宽的比值为一整数     

圆光栅副的系统误差分析

圆光栅副的系统误差主要包括微量不等距系统误差，均匀性误差，光栅栅线刻划误差等三种误差。分析它们产生的原因和它们对莫尔条纹的影响     

光栅信号单谱线细分算法实现

在基于电荷耦合器件（CCD）的光栅位移测量系统中,为提高光栅莫尔条纹信号的细分数和跟踪速度,根据CCD采集的光栅莫尔条纹信号周期不随运行速度变化的特点,利用离散傅里叶变换（DFT）单谱线算法来获得信号一次谐波的相位值.采用坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法对一次谐波谱线的复数求出反正切,获得莫尔条纹信号在任意时刻的相位值,再通过两次相邻时刻的条纹移动相位差值获得位移的大小和方向,全部算法采用FPGA实现.ModelSim仿真结果表明,DFT模块和CORDIC模块共延迟22个时钟周期即可输出结果.此方法具有细分数高、运算速度快、实现简单等特点,为解决光栅精密位移测量中由于莫尔条纹细分数提高而导致跟踪速度下降的问题提供了参考.     

锁相式莫尔条纹信号细分方法

简要论述了研究光栅莫尔条纹信号细分方法的意义,介绍了传统的细分方法,对常用的直接细分法、移相电阻链法、幅值分割法、鉴相细分法等的基本原理及主要优缺点进行了分析对比,阐述了传统的锁相细分原理不能直接用于光栅莫尔条纹信号细分技术中的原因,提出新的锁相式莫尔条纹信号细分方法,给出具体的推导过程,论述了该方法的特点,在不需要独立辨向电路的前提下,实现了细分与辨向的统一,为光栅数显装置实现高精度、高分辨率和数字集成化奠定了基础.     

超声光栅理论与实验研究

描述了超声波在液体里传播形成超声光栅的原理,指出一维运动的超声波进入液体经反射板反射形成驻波,使液体的密度、折射率和相位等物理性质产生周期性变化,而形成超声相位光栅;进而由折射率周期性变化规律分析了超声光栅衍射法的形成原理,并给出了WSG-I型超声光栅声速仪利用超声光栅衍射法测量水和乙醇声速的方法与实验结果;通过测量因浓度不同引起超声光栅常数的变化,拟合出浓度与光栅常数变化的函数,实现对浓度的测定。     

基于结构性改变PCFG的制备工艺研究

研究了基于结构性改变的光子晶体光纤光栅的热激法制备工艺,理论分析了此种工艺的成栅原理,采用热传导理论和有限元法研究了制备过程中光子晶体光纤中的温度场分布,以及包层空气孔结构和激光参数对成栅效果的影响。研究结果表明,利用光子晶体光纤包层空气孔周期性塌缩可以形成光栅;采用两点热激法时,能够实现能量在光纤径向均匀分布,轴向近似于高斯分布;包层气孔结构加速了成栅过程,相同光斑尺寸下,光纤塌缩所需激光功率随气孔层数和气孔半径的增大而减小;最后,对包层空气孔结构为1层到7层的光子晶体光纤热激过程进行仿真,得到了空气填充率与所需激光功率的关系。此种光纤光栅从根本上克服了传统光栅热稳定性和长期稳定性不佳的问题,在光纤传感等领域具有较大的潜在应用价值。     

莫尔条纹的观察与测量

当两块粗光栅以适当的位置放置时,可以观察到莫尔条纹.当移动其一时,莫尔条纹也随之移动,利用此现象可以进行精密测量.利用自制的粗光栅进行了测试,效果较好.介绍了粗光栅的制作方法、莫尔条纹的基本原理与现象,进行了实测数据对理论的验证.     

基于二次莫尔条纹纳米光栅传感器细分电路设计

基于由两组一次莫尔条纹形成的二次莫尔条纹信号,通过对二次莫尔条纹信号电子细分得到纳米级测量精度的计量光栅传感器,从而提高光栅纳米测量的分辨率和精度。     

使用矩形相位光栅的可辨向激光多普勒测振仪

讨论了激光多普勒技术的双相检测辨向方法,分析了单周期矩形相位光栅的衍射效率,在此基础上,描述了一种利用双相检测法辨向的、以单周期矩形相位光栅作合束器(beam-combiner)的后向散射型激光多普勒测振仪,详细说明了仪器的工作原理,给出了有关的实验结果.采用能消除零级衍射光的矩形相位光栅来抑制杂散光和结合微弱的信号光,同时还在信号处理中采用差动电路来消除噪声,所以该仪器能在目标散射光比较微弱的情况下获得高信噪比(SNR)的信号,从而有利于扩大应用范围和提高测量精度.     

小波变换在光栅图像处理中的应用

小波变换在信号分析、计算机视觉、视频图像分析、CT图像和地震勘测等领域有广泛应用,在变形光栅图像处理中可用以滤除噪声和消除频谱混叠等。介绍并实现了小波变换滤除噪声、消除频谱混叠的原理和实现过程。采用光栅三维扫描仪获取铁路导轨的光栅图像,点云拼接后对数据、图像     

光机电

我国大型高精度衍射光栅刻划系统项目实施由国家光栅制造与应用工程技术研究中心申请的国家重大科研装备研制项目"大型高精度衍射光栅刻划系统"获得批准。光栅制造技术是一种超精密加工技术,光栅刻划机被称为"精密机械之王"。由于我国机械制造领     

长光栅传感器动态误差检测系统设计

长光栅传感器的静态精度的检测方法较为成熟,而其动态精度的检测尚没有一个有效的解决办法. 针对此问题,研制了一种以高精度光栅尺为基准的长光栅动态误差检测系统. 仪器主要由机械系统、测控系统、软件系统组成,通过在有效行程上与高精度光栅对比获得被测光栅的误差曲线. 仪器采用直线电机驱动,保证了检测速度的要求,同时提高了长光栅传感器的检测效率. 设计基于FPGA的双路光栅信号高速采集卡对光栅信号检测,解决了测量中同步触发问题及高速触发采样数据的处理问题. 结果表明:本系统能够实现对光栅的动态精度的检测,检测效率高,适用于生产现场的大批量快速测量.     

柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究

研究、设计了一种柔性压电式微定位机构。此机构采用压电陶瓷作为微位移驱动器,柔性铰链为导向机构,对丝杠螺母传动的精密机床工作台的运动位置进行自动补偿,实现了超精密定位。文中对柔性铰链机构进行了合理的设计及参数分析,并应用于精密机床中进行定位精度测试。实测结果表明,采用柔性压电式微位移机对精密机床工作台二次精定位,可使工作台定位精度提高到0.01μm,可满足精密、超精密加工需要。