非球面拼接测量中偏置误差修正模型

为解决非球面拼接测量时两子孔径重叠区精确拟合问题,根据波像差理论推导了子孔径干涉测量二次曲面偏置误差与运动自由度之间的函数关系,通过分析得出了偏置误差的作用表现形式与Seidle像差相一致的结论,据此建立了定位机构偏置误差修正模型,提出了一种精确拼接测量二次曲面的像差修正方法,该方法利用最小二乘拟合获得拼接系数,可得到孔径间偏置误差估计值,并可在模型中修正高阶系统像差,提高孔径间重叠区拟合精确度.实验表明,该方法拼接精度高于传统校准三方向调整误差拼接法.     

一种光学对准器视差检测方法研究

针对小视场光学对准器视差无法利用传统方法借助平行光管检测的问题,通过专用组合工装、二轴位移台、经纬仪和光学平台搭建一个视差检测系统,它是以光学经纬仪为测量基准,然后通过专用工装将光学对准器固定在光学平台上,调整好经纬仪后,移动导轨至光学系统出瞳的方位或俯仰方向极限位置处检测光学系统的最大光学视差。最后通过试验验证了此系统的稳定性,且该方法简单易于操作,测量结果精确直观。     

基于圆度评定方法的气浮轴系回转误差分析

大型气浮轴系相对于机械轴承具有较高的回转运动精度,主要应用于超精密测量和机械加工设备的回转主轴.以提供高精度的回转运动.大型气浮轴系回转运动精度高,但对回转误差的测量手段和方法较少,针对这一问题,采用基于圆度评定的方法对其分析,可以达到几十纳米的测量精度,满足了气浮轴系的精度要求.并且对偏心e和偏移d等参数对回转精度引起的误差进行了分析,通过数据分析发现:两种参数对气浮轴系回转精度的影响较大,偏移d对偏心e具有放大作用,所以得出:采用基于圆度评定方法的回转误差测量过程中还应该对这两项参数引入的误差进行分离,以保证对回转误差的更高精度的测量.     

平行度误差激光准直法测量技术研究

为了实现平行度误差的精确测量, 提出了基于位置敏感探测器(PSD)激光准直法的平行度误差测量方法, 并设计了实验测量系统。该系统利用倒置望远镜结构二次透镜变换的方法, 对准直激光束的发散角和光斑大小进行平衡, 通过光学五棱镜转折光路, 由PSD将测量位移经信号调理电路和数据采集及处理系统, 实时得到测点相对于基准的位置, 再以最小包容区域法快速评定出被测要素和基准要素两者之间的平行度误差。结果表明, 系统相对不确定度为0.077%, 具有较高的测量精度。该研究为平行度误差的精密测量技术提供了有效测量方法, 具有一定的现实指导意义。     

片上带隙基准电压源参数快速确定方法

片上带隙基准电压源输出特性的偏差导致集成电路片上电源模块输出存在0~0.3 V的误差。文中对片上电源模块误差产生原因进行了研究,提出一种输出可调的带隙基准电压源外部电路设计方案来实现片上电源模块精确输出,并对电路参数确定方法进行了研究。该电路通过对片上带隙基准电压源后端分压电阻进行参数矫正实现对电源模块输出的精确调整。根据电流相等原理建立数学模型,通过测量两组固定参数电源模块输出数据,代入模型计算实现参数快速确定。实际测试数据证明,该电路可实现片上电源模块精确输出,误差仅为±0.02 V,满足实际应用需求。     

圆柱工件几何参数的自动测量研究

针对圆柱工件在实际测量过程中测量速度慢、精度低的实际情况,本文介绍了一种利用几何位移光学精密测量完成圆柱工件几何参数测量的方法。该系统由机械系统、运动控制和数据采集系统、数据处理系统组成;利用激光位移传感器非接触测量的特点,对圆柱工件外表面几何信息进行采集;根据最小二乘法原理,计算机对测量数据进行处理,从而得到圆柱工件的外径、同轴度、高度等几何参数。该方法通过实验验证,目前已应用于生产中。     

雷电脉冲透射非规则圆柱腔体耦合分析

针对雷电间接效应圆柱腔体耦合场表征中透射方法在非规则圆柱腔体情况下误差较大的问题,在规则圆柱腔体透射场原理分析的基础上,对Richard时域转移阻抗模型进行调整,提出基于腔体表面曲率半径的时域转移阻抗模型。该模型考虑了腔体半径变化的影响,能同时有效表征规则圆柱腔体和非规则圆柱腔体的时域转移阻抗。在验证试验中成功地将非规则圆柱腔体透射场与内部场的误差从10.83%缩小到4.9%,解决了透射法在非规则圆柱腔体雷电场耦合中的适用性问题。本文工作为雷电脉冲透射非规则圆柱腔体耦合分析提供一个适用范围更广的方法。     

一种改进的视觉/IMU导航系统初始化方法

针对基于单目相机和惯性测量单元(IMU)组成的视觉导航系统需要精确初始化的问题,该文提出了一种减少处理时间同时提高精度的系统初始化方法。首先,对采集数据中的陀螺仪偏置进行单独估计并分离,实现估计陀螺仪偏置和求解系统初始化封闭解问题的解耦;然后,采用基于紧耦合的线性模型求取初始化问题的封闭解;最后,将所提出的改进初始化方法应用于经典的VinsMono框架中。实验表明,改进方法可有效提高视觉惯性导航系统的初始化精度和效率。     

基于光学自准直的旋转轴平行度测量与不确定度分析

在激光通信和光电跟瞄系统中已经开始采用基于旋转光栅或光楔的指向-捕获-跟踪(Pointing,acquisition and tracking, PAT)机构对光轴进行角度调整，该结构质量轻、体积小，非常有利于系统的轻小型化。由于结构中两个旋转轴的平行度误差会严重影响PAT机构性能，因此在机械装配时需严格保证两轴平行度。针对旋转轴系轴线不易测量，传统测试方法精度不足，轴系晃动误差影响测量结果等问题，为了满足两轴平行度高精度检测的需求，文中提出基于自准直原理的旋转轴平行度测试方法，利用自准直光学特性，结合特殊设计的半反半透基准镜，采用数据拟合方法剔除轴系晃动的影响，得到旋转轴轴线空间位置，创新地实现了无需调整测试和被测设备即可在同一基准下测量两个平行轴系轴线角度和平行度。该方法只需一台测试设备，排除了传统多台测试设备联合测量时，基准传导与变换中的测量和变换误差，提高了测试精度和测试效率。首先，设计了基于自准直仪的测试系统，采用一台自准直仪测试两个轴系轴线空间位置，从而得到旋转轴同轴误差；然后，对测试结果不确定度进行了研究，分析了测试准确性及其影响因素；最后，采用该测试方法和测试系统，对某...     

一种直线位移通用校准装置的设计与实现

为了实现直线位移的量值溯源,设计并实现一种能对直线位移进行校准的通用装置。该装置采用光学玻璃的KA-300型直线光栅尺作为测量基准,由光栅尺、测量基座、固定附件、读数滑台、读数头靠尺、导轨和数显表等组成;为了实现校准与被校准装置同时工作在同一基座平台上,设计了用圆柱的轴向切线与被测件的基准端面进行动态接触式联接的耦合方式;分析测量误差来源,建立了安装被测件引起的误差分析模型。结果表明:该装置能延长直线光栅尺的寿命5倍以上,提高工作效率300%,用于长度测量时最大测量误差仅为-0.000 7%。     

光栅角编码器偏心误差修正方法研究

为了减小光栅角编码器偏心误差的影响,提高光栅角编码器角度测量的精度,对偏心误差的修正方法进行了研究。通过对光栅角编码器测角原理和偏心误差产生原因的分析,建立了偏心误差模型。并根据偏心误差模型的特点,对其进行简化,得到易于数学计算的偏心误差修正模型。以平行光管和23面棱体为基准,得到存在偏心误差的一组光栅角编码器测量数据。使用线性最小二乘参数选择准则,对偏心误差修正模型中的参数进行优化计算,得到修正模型中的参数,完成对光栅角编码器误差偏心的修正。通过误差修正试验和精度验证试验,表明经过偏心误差修正,系统测量精度优于±13″。修正方法达到了补偿误差的目的,提高了光栅角编码器的测量精度,满足了高精度角度测量的要求。     

平面面形绝对检验技术测量误差分析

绝对检验消除了参考面面形误差对干涉测量精度的制约,可实现纳米精度的面形测量。对现有主要平面面形绝对检验技术进行了总结比较,运用泽尼克多项式前36项构建被测平面,对边缘噪声、平面原始精度、旋转角度与偏心误差等因素对典型平面面形绝对检验技术测量精度的影响进行了模拟分析。绝对检验对被测平面原始精度、干涉图分辨率和旋转角度误差不敏感,对边缘噪声和旋转偏心误差敏感。实际测量中,旋转轴心对准误差应小于2 pixel,测量中心面积比取95%左右。     

大口径凹椭球面反射镜光轴偏心测量方法

大口径凹椭球面反射镜光轴偏心会引起遥感相机光学系统失调,导致成像焦面与设计位置偏离。针对此问题,根据反射镜的几何参数设计了基于平晶补偿的消球差系统,通过灵敏度分析计算得到系统中平晶失调1″对系统像差无影响,主镜失调1″带来0.04λ (λ=632.8 nm)的彗差。结合仿真计算的结果,搭建测试光路,并利用经纬仪和激光跟踪仪对反射镜进行偏心测量。误差分析表明:主镜倾斜测量误差约为1.2″,主镜偏心测量误差为0.028 mm,可以满足绝大部分空间遥感相机大口径反射镜的测量需求。     

Computer-based compensation of positioning errors in roundness measurements of small precise holes

It is shown that in assessment of small holes roundness by measurement of radial variation not only eccentricity of the examined profile in relation to the axis of rotation has apparent influence on profile distortions; the offset. of the straight linc, along which the midpoint of the sensor tip is moving, from the axis of rotation also causes significant measurement errors. A way to identify that source of errors is described. The presented algorithms used in general-purpose instruments equipped with a computer ensure correct results with reference to LSC (least squares centre) regardless of positioning imperfection. Effectiveness of errors compensation has been evaluated on the base of the harmonic analysis of the signal appearing while measuring truly round profiles. Application of the procedures given in the paper enables significant improvement of accuracy in measurements of roundness, eccentricity and differences of diameters of small precise holes without their perfect positioning.     

卫星光通信终端CCD成像光斑弥散圆尺寸选择

利用CCD对自由空间传输的激光进行成像,可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中,提高对入射光束角度偏差实时测量的精度,可以有效地提高终端的光束跟踪性能,进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理,建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系,并通过模拟实验进行了验证。结果表明,在卫星光通信系统设计中,综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素,选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。     

二元光学元件的制作及其误差分析

详细介绍了二元光学元件制作的光刻技术和一些新的制作工艺,包括薄膜沉积法、激光束或电子束直接写入法和准分子激光加工法．针对用于ＣＯ２激光器模式优化的二元光学反射镜,分析了元件制作误差,包括掩模对准误差、台阶刻蚀深度误差和台阶刻蚀宽度误差对谐振腔振荡模式的影响．     

干涉椭偏测量系统中分光镜引入的非线性误差

研究了一种采用声光调制器实现的透射式外差干涉椭偏(IE)测量系统。实验测量了单层透明ITO膜, 膜厚和折射率测量误差分别达到4 nm和6％。除了激光源和偏振器件之外, 分光镜也是重要的非线性误差源。研究了分光镜(BSs)退偏效应和方位角对椭偏测量误差的影响。采用琼斯矢量法推导出误差理论模型, 并数值计算了误差随分光镜光学参数和方位角的变化规律。计算结果表明, 由此引入的膜厚测量误差可达数纳米量级, 且与方位角误差近似成线性关系。退偏效应和方位角误差引入的非线性测量误差是互相关的, 不能通过移出被测样品的标定过程来完全消除。为了达到亚纳米级测量精度, 需要控制分光镜方位角误差在0.01°以内。根据分光镜退偏参数与非线性误差的关系, 可以设计或选择合适的分光镜。     

设备误差对光学测角系统内场试验精度的影响分析

内场精度试验是光学测角系统研制过程中的一项重要试验,内场试验设备的误差对试验结果有一定的影响.本文按照光学测角系统和内场试验设备的工作原理,分析了引起内场测角试验误差的主要来源,根据推导的内场试验误差模型,对光学测角系统内场试验精度进行了仿真分析,并就如何减少试验系统误差进行了探讨.     

Analysis of a Differential Phase Shifter

This paper presents the theory and analysis of a ganged pair of "line stretcher" microwave phase shifters. The error analysis shows that some of the errors inherent in a single phase shifter of this type can be reduced through the use of a differential system; however, the magnitudes of other errors may more than offset the reduction. Graphical data are included to facilitate the rapid determination of the limit of error for any specified angle measurement.     

参数估计误差对光纤水听器PGC反正切解调性能的影响

针对相位生成载波(PGC)方法用于实际光纤水听器解调系统时利用反正切算法解调时导致的失真,本文用同频相对幅度误差(RAE)以及谐波抑制比(HSR)分别表征解调系统线性和非线性失真。通过引入带有参数估计误差的反正切补偿模型,建立了上述失真与系统关键参数及其误差的定量的数学关系。仿真和实验验证了本文方法的正确性。