基于FPGA实现光栅莫尔条纹高倍细分

对光栅莫尔条纹高倍细分技术进行研究。基于FPGA技术,采用基于FPGA的反正切函数优化算法,实现了正切函数法高速、高精度、高倍细分,通过仿真及实验表明,该系统细分倍数高、测量响应速度快,能满足高速、高精度的位移测量系统要求。     

基于DSP的宽动态范围莫尔条纹计数与精密细分技术

为莫尔条纹的计数与细分提供了一种基于DSP(数字信号处理器)的高速软件解决方案。它能有效的解决传统系统中计数电路与细分功能不能无缝匹配的问题,提高测量的准确性。由于采用了高速信号处理和闪烁采样技术,采用该方案的系统能处理宽动态范围的莫尔条纹信号。提供的实例能对从直流到1MHz的莫尔条纹信号进行计数与细分,对于1μm光学分辨率的光栅测长系统来说,其相应的最高测量速度为1000mm/s,细分步长可以达到nm级。     

光栅纳米测量的研究与进展

概括分析了光栅纳米测量中双光栅测量系统、炫耀光栅测量系统、基于误差修正技术的纳米光栅测量系统的测量原理及其关键技术，重点讨论了基于二次莫尔条纹原理的纳米光栅测量系统的测量原理。在对上述各测量系统分析研究的基础上，指出光栅纳米测量进一步研究的关键在于：研究基于新型测量原理的光栅纳米测量系统，研制光栅纳米测量系统的精密机械调整机构、光电信号处理和细分技术、误差分离和修正技术等。     

摆线齿轮测量仪

摆线齿轮是摆线减速器、摆线油泵中的关键零件,它的精度对产品性能起重要作用。目前国内外还没有连续自动测量摆线齿轮的专用仪器出售。仪器的测量原理是采用极坐标法,即存在一个长基准和一个圆基准,通过测量齿廓上各点的坐标值,然后与理论齿形的极坐标值进行比较,从而算出课差值。长、圆基准分别由长光栅和圆光栅信号来实现,如图1所示。被测齿轮放在装有圆光栅的分度台上,圆光栅刻有21600条刻线,间隔1′,光栅信号经电路12细分,脉冲当量为5″。测球与长光栅连在一起,长光栅每毫米125条刻线,间隔8μm,经相位光栅4分频及电路8细分后,输出脉冲当量     

精密衍射光栅信号的椭圆拟合与细分校正算法

讨论了对相位差为非严格 90°的衍射光栅干涉条纹两路正弦信号的椭圆拟合算法的实现 ;提出了基于光栅正弦信号实际相位差进行残余相移识别的软件细分校正方法 ;分析了常规软件细分处理方法的缺陷并对常规细分处理方法所引起的测量误差进行了仿真。测量系统稳定下的噪声测量实验证明了本文提出的细分校正方法在提高光栅测量精度方面的有效性     

基于LABVIEW的高精度光栅细分方法

光栅测量技术的基本内容主要是光栅信号的计数和细分问题。高精度的光栅测量其分辨率要求达到纳米级甚至微纳米级。通过提高光栅刻线密度来提高其测量精度和分辨率是无法达到的。为了使光栅测量具有更高的精度,我们只能对光栅信号进行细分处理。在本文中我们利用LABVIEW软件提出一种软件细分方法,利用光栅信号的两路信号的正负以及绝对值差的正负将信号周期分为八个区间,计算出每个区间的细分值,并且用LABVIEW软件进行编程,从而达到细分的效果。     

锁相倍频式光栅检测系统及其应用

介绍了锁相倍频式光栅检测系统的工作原理及硬件组成。该系统采用锁相倍频式细分方法,具有较高的测量精度。最后给出了该技术在光栅数显表上的应用实例。     

标志脉冲光栅在自动定位系统中的应用

目前在精密机械和仪器中常用光栅作为长度和角度的测量元件,其具有测量精度高、对光栅刻线的局部缺陷及光栅表面的局部沾污不敏感等优点。如采用电子细分技术,可以在不增加刻线密度的情况下,提高测量系统的分辨能力。但是,光栅测距系统中经过电子线路对光电信号的处理,最终得到的是反映距离变化的一串增量脉冲,一旦中断使用后就找不到绝对位置了。为此,在测量系统中要设置一个固定的参考标志,以便使增量式测距系统变成一个准绝对式测距系统。比较理想的方案是采用标志脉冲光栅,     

长光栅线位移数字测量系统

<正> 中科院光电技术研究所为满足我国机电一体化和传统机床改造的需要,先后开发了SX-5和SX-6两个系列长光栅线位移数字测量系统。该系统由长光栅线位移传感器和光栅数显表组成。主要技术数据:光栅:25线/mm和50线/mm,精度:±2μm/m;标尺光栅同指示光栅间采用滚动摩擦,回程差:<2μm;工作速度:60m/min;输出讯号双路正弦波或方波任选。数显表的最小分辨率:0.5μm,具有细分预置,D/R和mm/in转换,线性误差修正功     

基于最小二乘法的光栅干涉传感细 分误差校正研究

针对纳米级分辨率光栅干涉传感中存在的细分误差问题,对光栅干涉传感的细分原理、传感信号中的噪声以及非线性误差等方面进行了研究。采用数字细分方式,对传感光电信号进行了数字滤波处理以降低噪声信号干扰,对传感信号中存在幅值波动、直流电平漂移以及相位非正交性等缺陷建立了非线性误差模型,并基于最小二乘原理提出了一种非线性误差修正方法;利用纳米二维定位平台对光栅干涉传感系统进行了测试。研究结果表明:在50 nm步距以及200 nm步距两组等位移量连续测量的测量列中,非线性误差修正后测量列的标准差较修正前均有显著的降低,说明光栅干涉传感信号经非线性误差修正处理后可以较明显地校正细分误差,提高细分精度。     

基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统

现研究的是基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统,是视觉假体微机电系统的初步模拟,是利用高端数字图像处理芯片和CMOS图像传感器开发的一个系统。这样的一套系统是设想在正常人眼的视网膜不能正常工作时对它进行代替。由CMOS图像传感器采集视频信号,经过高端的数字图像处理芯片的处理,并行输出电极刺激信号。     

CMOS数字成像技术在电力系统图像监控中的应用

图像传感器是图像监控系统中的关键部件，提出了采用,CMOS数字彩色/黑白传感器与数字信号处理芯片结合构成最小系统的数字摄像机替代模拟摄像机进行图像信息采集的思想，详细介绍了基于CMOS数字传感器的数字成像技术的构成及原理，且结合电力系统的工程实际，阐述了数字成像技术在图像监控中的应用以及今后的发展前景。     

紫外可见光谱仪色散系统小型化及固态化问题的研究

本文指出了传统紫外可见光谱仪色散系统的不足，介绍了多通道检测器件（如CCD、CID、MOS图像传感器等）、平场凹面全息光栅、声光可调谐滤光器等新技术在色散系统小型化和固态化方面的应用，并对采用上述几种技术的小型化和固态化色散系统的性能进行了分析和研究，最后将本文新研制成的小型化和固态化系统（基于多通道检测器件与平场凹面全息光栅）与传统色散系统的性能进行了对比分析。     

基于数字图像处理方法的印刷网点测量系统设计

为克服利用密度计测量印刷品网点面积的传统方法的不足之处,现设计了一个基于CMOS图像传感器和数字图像处理技术的网点测量系统。首先利用CMOS图像传感器采集印品的显微数字图像,然后利用专用USB芯片实现图像数据传输,最后通过上位机对网点的数字图像进行处理,计算出印品的网点相关参数。该系统可快速而准确地测量出印品的网点面积、加网线数和加网角度。论文给出了硬件电路、USB固件程序、驱动程序设计方法以及网点图像处理方法。     

智能建筑中图像型火灾探测系统的研究

针对传统传感器技术在火灾探测中存在的不足和目前基于CCD火灾图象探测的缺陷,利用火灾图像特有的特性,采用普通CMOS图像传感器、ARM+FPGA和GSM无线传输技术设计了最新的火灾图像探测报警监控系统。并对所设计的系统进行实验分析,实验结果证明与传统的基于烟感、温感的火灾报警系统相比,系统具有误报率小、价格低、响应快、移动性好、监控范围广等优点。     

基于MC689S12DG128的智能小车设计

以MC68S912DG128微控制器为核心,通过一个CMOS摄像头检测模型车的运动位置和运动方向,光电编码器检测模型车的速度,PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向,完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。实验结果表明,该智能车系统设计方案可行。     

光栅Talbot象对比度的实验测试系统

本文在理论分析的基础上,阐述了光栅Talbot象对比度的实验测试系统,该系统由激光光源,扩束准直系统,光栅,精密导轨,细分机构及光电倍增管接收器组成,文章对各部分作了详细的介绍,对相应的电路作了说明,并给出了Talbot象对比度的测试结果。光栅Talbot象对比度的实验研究,将对利用莫尔偏转法测量相位物体时取得的条纹质量的分析研究,有很大的好处。     

光栅接长技术研究

长光栅位移传感器是一种高精度测量装置,其关键件为长光栅尺。本文对光栅接长技术加以研讨,着重讨论接长光栅对测量精度、位相等的影响,对大量程的长度测量具有实用价值。这一研究已获得成果。     

嵌入式容栅传感技术及轴功率测试研究

针对旋转轴功率测试存在的传感器信号引线困难、安装空间受限、信号易受干扰的问题,设计了一种嵌入式容栅扭矩、转速传感器和测试系统.测试时在轴的两端分别安装容栅传感器,轴在受到扭矩时产生扭角,则两容栅的输出信号会产生一个相位差,通过测量相位差的变化得到扭矩.容栅传感器的差动结构提高了灵敏度减小了误差,容栅的嵌入式安装,将对被测轴的影响降到了最低.实验证明容栅传感器可靠性高,可以在环境要求严格的情况下长时间使用,并且无需通过滑环、无线或红外进行供电和信号的传输,克服了以上方式安装复杂、信号易受干扰的缺点.     

图像式角位移测量的光栅偏心度监测系统

图像式角位移测量装置中,光栅的安装偏心标定结果直接影响着角位移测量的精度。为此,本文设计了一种用于调试图像式角位移测量装置光栅偏心度的系统。首先,根据图像式角位移测量机理,提出了基于线阵图像传感器的标定光栅偏心度监测原理;然后,在图像传感器上建立了偏心调试监测信号的模型,并提出存在偏心时偏心监测信号的变化机理;最后,对某型号角位移测量装置进行了实验,并给出了调试建议。实验表明,经过调节误差均方差由1017″降低到12.8″。本文设计的偏心监测系统能够实现对标定光栅的高精度安装调试,提高了图像式角位移测量装置的批量生产效率。