基于MG-Y型可调谐半导体光源的光纤光栅解调系统研究

介绍了一种基于调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐光源的光纤光栅解调系统。该系统由可调谐光源控制系统和光电探测电路组成。光源系统由ARM处理器对单片集成恒流源芯片和高精度温度控制芯片控制;光电探测电路是由光电二极管和高动态范围的对数放大电路组成,用于接收光纤光栅反射信号。针对基于可调谐扫描光源的硬件系统研究,提出采用波长计实现查找表的方法,构建了"波长-电流"精确转换模型,实现了光纤光栅解调仪的装配与调试。实验对可调谐光源进行测试,该光源在1 527～1 567 nm光谱范围能够按照20 pm间隔依次输出2 001个激光,扫描波长间隔偏差最大为8 pm,功率波动小于4.5 dBm;在F-P标准具验证实验中,解调仪能够对40 nm范围内的52个反射峰实现分辨。     

一种可弥补信号缺陷的细分方法

由于受到光栅制造、传感器设计和调试等技术的限制,光栅传感器不可避免地存在某些缺陷,如信号幅值不稳定、信号中心电平漂移等。这些缺陷直接影响到整个光栅测量系统的精度,成为光栅测量系统最普遍存在的误差源。本文详细给出了一种新的细分方法,使用此方法可有效地消除信号幅值不稳定和信号中心电平漂移对系统精度的影响     

光栅法在船体横扭角测量中的应用

介绍了测量船船体变形测量系统几种测量方法的基本工作原理,比较了这几种测量方法的优缺点,在此基础上提出了一种新的测量方法-光栅法。该方法涉及的测量系统不仅体积小、质量轻,便于安装调试,而且精度也比较高,克服了前几种方法的不足。光栅法采用了图像高精度亚像素定位方法,可提高测量精度。对该方法的测量精度进行了理论分析与仿真试验,从理论误差和试验结果中,可得出结论:光栅法的测角精度可优于5″,能达到测量船船体变形测量系统的要求。     

基于DNVGL-ST-E273的深水预调试模块结构设计

基于DNVGL-ST-E273的规定,设计了一套用于集成深水海管预调试功能的结构撬块,可在海底实现自由注水作业、清管作业、试压作业等海管预调试作业内容。该结构撬块集成的预调试系统可极大地减少深水海管预调试所需的设备,且对船舶甲板面积的需求小,节省工时。该模块试压时采用底层海水,减少了海管内海水的热平衡时间,提高了试压作业效率,可满足国内南海2000 m水深的海管预调试作业,为深水油气田的开发提供了技术保障。     

双波长集成光栅干涉微位移测量方法

介绍了一种基于双波长激光的集成光栅干涉位移检测方法,利用该方法对硅-玻璃键合工艺制作的集成光栅位移敏感芯片进行了测试实验。实验系统主要由敏感芯片、波长为640nm和660nm的双波长半导体激光器、双光电二极管及检测电路组成,敏感芯片则由带反射面的可动部件和透明基底上的金属光栅组成。入射激光照射到光栅上产生衍射光斑,衍射光的光强随可动部件与光栅之间的距离变化,通过分别测量两个波长的衍射光强信号并交替切换选取灵敏度较高的输出信号,实现了一定范围内的扩量程位移测量,并得到绝对位置。实验结果表明,利用双波长集成光栅干涉位移检测方法测得敏感芯片可动部件与基底光栅的初始间隙为7.522μm,并实现了间隙从7.522μm到6.904μm区间的高灵敏度位移测量,其噪声等效位移为0.2nm。     

光栅振动检测系统中信号处理关键技术的研究

针对高频光栅振动信号的处理要求,设计了基于DSP的振动信号处理系统.采用状态机的方法克服了信号采集不同步的影响,并结合DSP软件细分算法实现了光栅振动信号的高倍细分.测试数据表明:该系统分辨率高、动态范围宽、实时性强,可集成光栅振动传感器应用于微位移、微振动的测量领域中.     

基于Web服务的可快速定制CAPP框架

为实现计算机辅助工艺规划系统的开放性和可集成性,研究了以模块化组件为基本构成,采用Web服务技术构造的基于互联网／内联网的可快速定制的计算机辅助工艺规划框架。该框架提供了网络环境中产品信息模型定义、工艺知识维护、工艺设计向导定义、资源管理、工艺卡片编辑、工艺评估、工艺仿真和定制工具等功能模块和集成接口,这些模块用Web服务实现。给出了基本框架、行业开发平台、企业应用系统的3级定制模式。最后,以面向电机制造行业和企业为例,说明了该框架面向行业平台和企业应用系统的定制过程。     

一种改进型非交叉非对称 C-T 结构近红外 微型光谱仪设计

针对基于固定光栅和阵列探测器的常规微型近红外光谱仪成本高、光谱范围窄等问题,提出了一种基于集成扫描光栅微镜的双探测器微型近红外光谱仪。该系统采用自制的集成扫描光栅微镜作为核心分光部件,可同时实现扫描与分光功能,光学系统设计利用两个聚焦镜和两个InGaAs单管探测器的空间布局避免不同光路之间的相互干扰,可实现双通道同时、独立工作,此外双通道探测器前内置不同截止波长的带通滤色片消除光谱重叠。采用光线追迹法建立了理论模型计算光学系统的初始结构参数;利用ZEMAX完成了光学系统的优化设计并给出优化结构参数。测试结果表明,该仪器工作波长范围:800～2 532 nm,分辨率:小于12 nm(800～1 600 nm)、小于17 nm(1 600～2 532 nm),整体尺寸:145 mm×135 mm×75 mm,具有宽光谱、小体积、低成本等优势。     

像素级光学滤波-探测集成器件的研究进展

传统光谱成像系统采用探测器与传统分光元件耦合的方式,体积较大、定制化能力不足。微/纳光机电系统的快速发展,为微型化光谱成像系统提供了解决途径。基于表面等离激元学和光学超表面的微纳滤波结构,可实现像素级的光场调控,有望替代传统滤波器件并具有与成像系统片上集成的潜力。近年来,集成了动态或静态滤波结构的光谱成像微系统已崭露头角,逐渐构建起全新的光谱成像方法,但在原理机制、器件性能、制造成本、集成装配工艺等方面还有许多需要攻克的难题。本文综述了国内外在像素级微纳滤波结构、滤波和成像器件的集成制造和装配等方面的研究进展,梳理了光学滤波-探测集成器件的发展脉络,探讨了其局限性并展望了发展趋势。     

大规模定制家具MES系统的关键技术研究

通过MES系统的基本内涵和运行特点分析,结合大规模定制家具信息化建设过程中存在的问题,提出实施大规模定制家具MES系统平台的必要性。依据存在的问题,构建大规模定制家具MES系统三大技术:订单计划管理技术、车间管控技术和信息集成技术,并从加工信息的形成与流转、加工信息与数控设备的对接、车间计划与调度、零部件工艺成组、零部件工序加工、可视化车间管控、MES系统与相关系统、外围设备的集成技术等方面进行了详细解读,为我国大规模定制家具企业实施MES系统时具有一定的借鉴作用。     

CMOS光栅图像纳米细分技术研究

光栅技术已在长度测量、角度测量、位置测量、自动检测、自动控制等诸多领域广泛应用。采用长光栅作为检测元件,但对光栅的细分不用常用的电子学细分,而是采用CMOS显微成像系统读取长光栅,并随之对光栅图形进行细分。系统由光源、光阑和聚光镜、标尺光栅、显微物镜及CMOS电子目镜组成,光栅图像进入PC机,采用软件进行细分。试验获得的光栅图形清晰,从而为利用数字图像处理技术进行细分提供可靠依据,实验研究的细分分辨力为80nm。     

数控研磨机研磨去除量的在线监控系统试验研究

将光栅测量系统和数控技术用于高速研磨机上,从而给研磨机增加监控功能,这是新型高速研磨机的发展方向。光栅测量系统具有数字化、精度高和安装方便等优点,故选用光栅测量系统测量压头的位移,并利用计算机实现相应的控制。介绍了光栅测量系统的组成、工作原理及主要技术参数,并对数控研磨机监控装置的组成和监控原理进行了分析,对高速研磨机的设计优化具有参考价值。     

基于数字摄影的光学三维测量技术

介绍了基于数字摄影的光学三维测量技术在逆向工程中的应用以及数字图像处理硬件系统的构成,阐述了条纹结构光光栅投影法的测量原理,并给出了测量实例。     

纳米测量精度光栅传感器研究综述

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光栅纳米测量系统、基于二次莫尔条纹原理的纳米光栅测量系统的测量原理。介绍了纳米测量精度光栅传感器研究的关键技术。     

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。     

基准圆光栅偏心检测及测角误差补偿

为了修正关节测试平台中由圆光栅安装偏心所产生的测量误差,建立了圆光栅偏心测角误差补偿模型并对安装偏心检测方法进行研究。首先,根据圆光栅测角与偏心参数间的几何关系,推导出圆光栅测量误差补偿模型。然后,描述了采用双读数头对比接收正弦信号间相位差,检测偏心参数的方法和原理;通过合成信号的李萨茹图形,检测出关节测试平台内圆光栅的偏心距及偏心方向。最后,根据所推导的偏心测角误差补偿公式对测试系统进行修正。对比实验结果表明:修正后的圆光栅测角精度大幅提高,测量精度提高了近5倍,满足关节测试平台的测量精度要求。     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

基于CPLD的光栅传感器动态数据采集系统

为实时准确地显示光栅传感器的位移量,利用差分放大和整形原理,将光栅传感器输出的模拟信号转为脉冲方波信号0通过可编程逻辑器件（CPLD）对方波信号进行软件四细分、辨向和计数。同时,单片机与计算机进行串口通信,输入脉冲当量,从而使CPLD中记录的脉冲数转为光栅传感器的实际位移量进行LCD实时显示。     

逆向设计中基于三维测量系统的快速测量及数据处理

介绍了三维测量系统的组成、原理及其应用实例，系统主要是综合运用了数字图像处理技术、摄影测量技术和光栅测量技术，来快速、准确地测量三维实物表面的几何数据，并且可利用ATOS系统软件处理所测量的点云数据，为产品的快速测量提供了一种快捷的方法。     

逆向设计中基于三维测量系统的快速测量及数据处理

介绍了三维测量系统的组成、原理及其应用实例,系统主要是综合运用了数字图像处理技术、摄影测量技术和光栅测量技术,来快速、准确地测量三维实物表面的几何数据,并且可利用ATOS系统软件处理所测量的点云数据,为产品的快速测量提供了一种快捷的方法。