基于反射式激光莫尔信号的精密定位控制

介绍了反射式激光莫尔信号特性和差动式精密定位方法，用实验验证了反射式激光莫尔信号特性的实验测定结果与理论计算结果的一致性。给出了差动式精密定位控制方法的高精度定位实验结果。     

倾角对倾斜光纤光栅光谱特性的影响

基于倾斜光纤光栅模式耦合理论,研究了倾斜角度对光纤光栅光谱特性的影响,并应用OptiGrating软件进行数值模拟仿真。通过对不同倾斜角度得到的光纤光栅反射谱及透射谱的研究发现,随光栅倾角的增大,布拉格波长的中心波长偏移,同时反射率下降,而包层模式耦合增强,透射损耗变大,群时延减小。仿真结果对光纤光栅的设计和优化有一定的指导意义。     

小型高精度角度传感器的设计

本文给出了一种小型高精度光栅角度传感器的设计方法，并就角度传感器的设计要点作了详细分析     

光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式双迭代方法抑制CORDIC算法因迭代收敛过快而带来的角度解算误差,并结合局部查表法消除信号峰值区间的角度解算误差。正交误差补偿过程包括相位解算、相位补偿和信号重构3个环节。以解算出的角度值为对象进行整周期误差角度的实时补偿,采用CORDIC算法旋转模式根据补偿后的角度值重构余弦信号,实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。以FPGA为平台实现该补偿方法并验证其相位差检测和补偿效果,实验表明信号在正交误差[1°,10°]时,相位检测误差在±0.04°以内;信号在不同频率不同相位差时,补偿后其相位最大误差在±1°以内,平均误差在±0.1°以内,均方差在0.5°以内,证明该方法可有效实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。     

基于激光莫尔信号精密定位装置的精度提高

为提高基于激光莫尔信号精密装置的定位精度 ,本文探讨了激光束束径与激光莫尔信号的依存关系 ,给出了与光栅衍射缝隙条数相对应的最小激光束束径的大小。其次还说明了激光源的光强度变化对精密定位装置的定位精度影响     

用于机械装备的高性能光纤光栅倾斜传感器

实时的倾斜状态监测对大型风电塔筒、海上浮吊等重大机械装备的服役安全非常重要,而现有的电磁信号原理的倾斜传感器存在难以适应恶劣环境、大规模组网能力差、信号传输不够稳定等实际问题,为此研究了一种光纤光栅原理的新型倾斜传感器。基于经典等强度梁弹性元件,创新提出一种质量块与等强度梁之间活动连接和弹簧减震连接的新型倾斜传感机制。与现有的光纤光栅倾斜传感设计相比,被测对象振动引起的质量块摆动可被阻隔吸收,实现质量块和悬臂梁之间只传递力而不传递振动的良好效果。在阐述传感器结构设计细节、测量理论的基础上,制备了传感器样机,开展了全面的性能测试。试验结果表明,传感器在±15°的量程内,具有146.899 pm/（°）的高灵敏度,测量分辨率可达6.8×10^-4°,重复性误差小于4.125%。传感器还具备优越的抗蠕变性能、-40℃到60℃温度环境的适用性和良好温度补偿能力。经过对比测试,传感器的综合测量精度可达0.157°,且抗振动效果明显,在大型机械装备的安全监测领域应用潜力巨大。     

角度基准中莫尔条纹细分的研究

在圆光栅用于角度基准研究中采用莫尔条纹的电载波调制电细分,把一对正交的莫尔条纹信号分成20000等分,并可实现仪器的动态和静态测量,还能动态检测光学度盘和圆光栅     

提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法

针对莫尔条纹信号的质量问题提出一种相位差滤波法.将指示光栅上四场裂相方式中每场细分为多个不同相位的行组合,利用行组合间的不同相位排列关系来消弱高次谐波的分量,从而提高莫尔条纹信号的质量.首先,介绍了莫尔条纹的傅里叶级数表达式,对莫尔条纹的各次谐波特性进行了分析.然后,以指示光栅的图案设计为例,阐明该滤波方法消除二次、三...     

超精密定位的定位方法

精密定位的高精度是精密定位技术研究的重要课题。文中在分析利用激光莫尔信号实现精密定位的基础上,提出了差动式、修正式两种精密定位控制方式,并进行详细的理论分析及实验验证;利用研究的两种定位方法,建立了精密定位的复合控制系统,可保证在较大的信号捕捉范围内,实现高精度定位。     

基于差动莫尔信号的超高精度对正系统

为实现压印光刻中套刻对正超高精度的要求,采用基于斜纹结构光栅差动莫尔信号对正技术。利用光电接收器件阵列组合接收光栅产生的莫尔条纹信号,得到x,y方向的对正偏差信号。通过对基本莫尔信号和差动莫尔信号的分析对比,证明了差动莫尔信号具有更好的灵敏度,并在差动模式的基础上采用Chebyshev数字滤波器进行去噪,最终实现±20nm重复对正精度,达到100nm压印光刻的对正精度的要求。     

串行E2 PROM X841 61／641的程序设计

简单介绍Ｘ８４１６１／６４１串行Ｅ＾２ＰＲＯＭ的特点及引脚功能,给出了Ｘ８４１６１／６４与８０５１单片机接口电路的应用实例和具体实用的程序框图与部分源程序。     

串行E~2PROM在单片机系统中的应用

本文介绍了串行E2PROM的I2C总线协议和在单片机系统中的应用,包括硬件构成,典型电路及其软件实现     

直线电机驱动二维精密定位平台的设计研究

对直线电机驱动的两维大范围、高速、精密二维定位平台进行了总体设计,然后对导轨、直线电机和测量反馈系统进行了选型与计算,最后分析了二维定位平台的定位精度.样机测试结果表明,该平台在XY两个方向的定位精度基本满足设计要求,为系统标定与误差补偿提供了参考.     

装胎机构中螺旋传动的电动抓胎手设计

针对装胎机构中轮胎定位精度不高等问题,分析了螺旋传动原理,全新设计了电动抓胎手;该设计具有较高的定位精度和对中精度,易于实现自动化控制爪子的开合,能够应用于电动装胎机构中。     

基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测

提出了一种基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测方法,利用光栅尺、细分计数卡、工控机对数控机床的定位精度和重复定位精度进行检测,并与激光干涉仪的检测结果相比较,实验表明,该方法不仅检测精度高,成本低,而且操作简便。     

用串行E2PROM实现数据断电保护的方法

结合具体应用实例 ,介绍用串行E2 PROM实现数据断电保护的方法。对于少量数据的断电保护 ,完全可以用其替代用电池保护的方法 ,且具有可靠性高和成本低廉的特点。     

三轴手动转台设计

针对传感器调试校验中用到的关键设备——三轴手动转台,重点从手动转台轴系进行设计、轴承的布置及选型计算方法,传动齿轮副的精度设计选择,编码器的选取选择等方面进行研究并提出相应的设计建议,为手动转台设计优化及研制提供参考。     

Design and dynamic modeling of a 2-DOF decoupled flexure-based mechanism

Flexure mechanisms with decoupled characteristics have been widely utilized in precision positioning applications.However,these mechanisms suffer from either slow response or low load capability.Furthermore,asymmetric design always leads to thermal error.In order to solve these issues,a novel 2-DOF decoupled mechanism is developed by monolithically manufacturing sets of statically indeterminate symmetric(SIS) flexure structures in parallel.Symmetric design helps to eliminate the thermal error and Finite Element Analysis(FEA) results show that the maximum coupling ratio between X and Y axes is below 0.25% when a maximum pretension force of 200 N is applied.By ignoring the mass effect,all the SIS flexure structures are simplified to "spring-damper" components,from which the static and dynamics model are derived.The relation between the first resonant frequency of the mechanism and the load is investigated by incorporating the load mass into the proposed dynamics model.Analytical results show that even with a load of 0.5 kg,the first resonant frequency is still higher than 300 Hz,indicating a high load capability.The mechanism’s static and dynamic performances are experimentally examined.The linear stiffnesses of the mechanism at the working platform and at the driving point are measured to be 3.563 0 N·μm-1 and 3.362 1 N·μm-1,respectively.The corresponding estimation values from analytical models are 3.405 7 N·μm-1 and 3.381 7 N·μm-1,which correspond to estimation errors of-4.41% and 0.6%,respectively.With an additional load of 0.16 kg,the measured and estimated first resonant frequencies are 362 Hz and 365 Hz,respectively.The estimation error is only 0.55%.The analytical and experimental results show that the developed mechanism has good performances in both decoupling ability and load capability;its static and dynamic performance can be precisely estimated from corresponding analytical models.The proposed mechanism has wide potentials in precision positioning applications.