光电位置敏感探测器标定装置设计

本文介绍标定PSD原理和方法及标定装置的组成,解决PSD无专用标定装置的问题,满足PSD全敏感面位置精度和线性标定的要求,使其具有全自动、高精度、多方法标定的特点.     

Ebert-Fastie型双层结构平面全息光栅双单色仪的光学设计

为满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量工作的要求,设计了一种Ebert-Fastie 型双层结构平面全息光栅双单色仪,由球面准直聚光镜、平面和屋脊转向镜、平面全息光栅及入射、出射和中间狭缝组成,扫描波长范围160 ～400 nm .这种双层结构的特点在于两块完全相同的平面全息光栅安装在同一转轴上做到同轴转动,不但把机构基本上简化为一个单色仪的结构,而且确保了两块光栅同步地进行光谱扫描,色散相加,光谱分辨率小于0.15 nm .此外,前后两单色系统被隔成基本封闭的腔体,用来割断两单色系统杂散光之间的相互影响,抑制整个系统的杂散光,整个系统的杂散光水平可达10 -6 ,满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量的要求.     

测斜仪校准装置的研制与误差补偿研究

为了满足测斜仪检测需求,研制了一种由高精度步进电机、蜗轮副传动机构和高精度圆光栅构成的测斜仪自动校准系统。本文重点研究了系统的误差补偿方法,由于传统的基于最小二乘法的线性误差补偿方法系统误差较大,经过分析得到误差产生的主要原因是因为一个多面棱体标定点有限和误差曲线是非线性,因此,本文提出采用不同正多面棱体组合的多点位置标定思想和基于非线性拟合的数据处理方法对系统进行误差补偿以进一步提高系统的精度。     

二维指向镜的成像特性分析

目标搜索和跟踪一体化的光电探测系统常采用二维指向镜与面阵凝视成像探测相结合的技术方案.本文在光学矢量反射理论的基础上,对二维指向镜的成像特性进行了分析,给出了扫描轨迹的计算,指向镜摆动角度与视线角之间的关系.当指向镜绕两轴转动时,物体反射像也随着指向镜的转动产生像旋,扫描轨迹呈非线性变化.文中讨论了多元探测器像旋角的计算和对跟踪系统的影响,为软件校正像旋和二维控制实现精确跟踪提供理论参考价值.     

一种基于高精度PSD的称量系统设计

利用高精度PSD的结构特性及工作原理结合现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的灵活高速实时特点,实现高精度小量程称量系统。PSD(Posi- tion Sensitive Detector)位置敏感探测器是一种高精度位置敏感探测器件,常应用于定位系统及角度、位移、位置等实时非接触式测量中。通过Verilog HDL语言编程完成对所得模型数据的实时快速运算。用AD779这款14位分辨率模数转换器搭建PSD输出信号和FPGA之间的桥梁,提高系统精度,基本达到整个系统要求的预期结果。     

应变仪自动校准装置的研制

应变仪是一种广泛应用于工程质量监测的重要传感器，主要用于大坝、桥梁等各种结构的应变测量。本文针对当前应变仪自动校准的实际需求，设计了一种基于高精度滚珠丝杠机构、检测平台、高精度光栅位移传感器、步进电机、数据采集卡和工控机的自动校准系统。通过计算机录入设定的一系列需要校准的应变数值，由此计算得到控制步进电机的脉冲数，计算机通过数据采集卡控制步进电机带动滚珠丝杆机构运动，同时检测平台和光栅位移传感器一起平动，光栅位移传感器将平台位置以脉冲的形式通过数据采集卡发送到计算机，从而实现应变的高精度闭环控制，再由软件分析得到标定方程与误差。该系统可以实现测量范围0～300mm的高精度校准，其中校准精度可达到10μm，核定负载能达到60kg，特别适用于计量检测等单位中应变仪的校准。     

多光谱BRDF测量系统转角装置研制

文中介绍了国内外双向反射分布函数的四种测量方案。采用固定光源和使样片转动以及探测器移动的方法实现了对双向反射分布函数的测量,进一步提出了利用可调机械臂结构以及三台步进电机的协调驱动实现对目标材料的高精度半球空间反射特性测量的改进方法。研制了多光谱双向反射分布函数测量转角装置,该装置的应用使双向反射分布函数测量系统的布局更合理,测量准确度更高。转角装置的探测臂旋转范围±180°,样片夹持台转动范围360°,角分辨率均为0.036°。经误差分析,所研制装置的转角精度约为0.75﹪。     

衍射法X射线激光分束光栅平行度测量系统(英文)

介绍了软X射线光栅分束镜Mach-Zehnder干涉等离子体诊断系统调整用双频光栅线条平行度的衍射法测量系统.该系统主要由激光器,准直镜,待测光栅,精密转台(含角度测量仪),直线工作台,光栅调节架和探测器组成.分析了系统中各种误差对测量精度的影响其中包括距离测量误差、波长误差、光栅准直误差即光栅刻线与入射光和反射光组成的平面不垂直、光栅转动过程的误差、光栅表面面型误差、探测器误差,经计算得到系统的绝对误差为minute.计算表明,该系统的测量精度满足软X射线Mach-Zehnder干涉系统对双频调整光栅的性能要求.     

柔性机械臂点位控制逆动力学方法的实验研究

本文详细介绍了可用于简单柔性机械臂主动控制和逆动力学研究的实验装置。该装置由直流伺服电机、谐波减速器、柔性臂结构和支架等组成，测速电机、光电编码器和应变片作为其检测元件。为了保证铰关节的轨迹追踪精度，采用了由位置反馈环、速度反馈环和电流反馈环组成的伺服系统。最后，利用该实验装置实验证实了一种柔性机械臂点位控制边动力学方法的有效性。     

使用位敏探测器PSD的焦面检测方法

本文介绍一种新的焦面检测方法,以位置敏感探测器PSD作为检焦器件对光学系统的实际焦面进行检测。该方法原理简单、处理快速方便、检测精度较高,特别适用于对透镜截距的测量和胶片摄影系统的精密调焦。还讨论了使用PSD测量先学系统其它参数的方法以及影响PSD测量精度的主要因素。文中还将PSD与CCD等器件做了一些比较,充分肯定了PSD驱动电路简单、处理速度快和分辨率高等优点。