基于光栅传感器位移测量的软、硬件设计

提出了一种基于AT89C51单片机开发的光栅位移传感器对线性位移进行测量的方法。其硬件设计包括数据采集、辨向、数据处理和数据显示。把读数头输出的信号(脉冲电信号)，经过硬件电路辨向，送入计数器8253计数，利用AT89C51单片机进行信号处理，最终转换成实际的线性位移值显示出来。与其他系统相比，他的硬件电路简单，并能实现较高的位移测量精度。     

光栅传感器在位移自动测量系统中的应用

一种以单片机为核心的位移自动测量系统,采用光栅传感器把被测位移量转变为电信号,经前置放大和电路处理后,送入8031单片机进行综合运算处理后输出,并通过LED显示。介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程。     

光栅数显位移测量系统

本文简要介绍了光栅莫尔条纹信号的产生及其测量原理,详细分析了莫尔条纹信号的放大整形,计数及数码显示电路。并且采用可编程逻辑器件GAL16V8实现莫尔条纹信号的四细分及辨向功能,极大地简化了电路,提高了系统的抗干扰能力。本设计主要是针对现有旧的长度/高度测试仪进行改造,实现其数字化显示,以及测量清零等周边功能,使用更方面,同时也提高了测量的精度。改变了原有只进行的定性检测（仅检测合格/不合格）的检测方法,实现了定量的检测与分析。通过实验结果可知,此系统可达到10μm的精度。     

光栅干涉位移测量技术发展综述

介绍了经典双光栅测量系统、非对称双级闪耀光栅测量系统、单光栅测量系统、基于2次莫尔条纹的光栅测量系统、同心圆光栅2维位移测量系统、2维光栅位移测量系统的测量原理,阐述了各系统的关键问题及不足之处。同时结合双频激光干涉仪外差干涉思想,在单光栅测量系统的基础上,提出了双波长单光栅式纳米级位移测量方法,并通过分析系统特点指出该方法能实现大量程测量、获得纳米级的精度和分辨力。在对各种测量方法进行综合比较之后,总结了光栅测量的关键问题,并展望了光栅干涉位移测量的未来发展方向。     

光栅位移测量技术在精密线束加工中的应用

为了提高精密线束的产品品质,设计开发了一套用于精密线束生产中的对电子线自动测量系统.该系统运用了光栅测量技术的相关原理,使用了成本较低而性能较好的缩微光栅传感器对原来的线束测量系统进行了改进,该系统现在可以对电子线进行自动测量与裁切.其直线运动位置精度检测的结果是Cp=2.41和Cpk=2.24,由此可见,该系统精度高,稳定性好,而且光栅本身不接触、无磨损,对提升质量非常有用,满足了工厂的需求.     

相位光栅干涉传感在位移测量中的应用研究

伴随精密制造技术的快速发展,高精度的位移测量技术成为测量领域关注的核心问题。深入分析相位光栅干涉测量原理可知,相位光栅干涉传感的分辨率属于微米级,甚至可达纳米级,将相位光栅干涉传感用于位移测量中可大大提升测量精度。因此,设计一种基于相位光栅传感器的位移自动测量系统,系统采用高对称性的四象限光电管,确保收到的干涉条纹信号不存在分散性,获取高信噪比的两路正交光电差分信号;将信号通过前置方法、去噪、去除直流偏置以及差动放大后,处理为方波信号传输至GAL16V8(可编程逻辑器件)和单片机进行四倍频细分以及辨向处理后,使用12A/D芯片AD1674对信号进行模数变换,得到干涉条纹信号的瞬时相位角,依据该相位角获取光栅位移值,单片机依据位移值的线性逼近值修正位移测量误差。研究结果表明,该测量系统测量值与实际值的差值仅有0. 006μm,测量精度较高;与同类测量系统相比,可在短时间内完成高精度位移测量任务,在存在噪声的环境中进行位移测量时,该系统抗干扰性始终大于0. 8。     

高精度平面光栅位移测量系统

针对浸没式光刻机高精度的测量需求,采用平面光栅为测量标尺,分析推导了一种位移测量模型。通过建立光栅与四个读头之间的相对位移关系,验证分析了不同读头组合在全行程运动范围内解算各自由度的误差,并在此基础上设计了工件台在不同运动轨迹下切换解算自由度读头组合方案。验证结果表明,工件台在全行程范围内运动时,Z向自由度的最大解算误差为2.650 nm,旋转自由度的最大解算误差为7.753 nrad,XY向自由度基于读头组合切换方案的最大解算误差低于0.5 nm。     

计量光栅辨向技术

提出了一种新的辩向技术，即在传统的用硬件实现对整周期信号进行辩向的基础上，采用软件的方法，对转动不超过一周期的信号进行辩向，以实现对计量光栅相对移动量的整周期和不足一周期的数的精确计数。     

二维光栅纳米位移测量系统的设计与分析

文章提出了一种以衍射光栅为基准件的二维纳米位移测量系统,阐述了系统的组成和光路结构．分析了系统的测量原理。最后利用Lighttools软件对系统的光学结构进行仿真设计,研究系统干涉信号的变化规律,为后续的光路优化和误差补偿提供了理论模型。     

数字式电感电容测量仪的设计

在测量电感电容值时,传统的测量大都采用交流电桥法和谐振法.然而这些方法通常采用刻度读数,读数不够直观.着眼于对传统测量方式的改进,基于LC振荡电路原理,结合以AT89S51单片机为核心的频率测量电路,设计一种数字式电感电容测量仪,给出详细的电路原理和程序流程,对测量原理做了较详细的阐述.基于LC振荡电路原理测量LC是本设计的创新之处.     

电容电感测试仪的设计

介绍了电容电感测试仪的测量原理和电路设计方法,采用STC89C51单片机作为计算核心,以LC三点式振荡电路作为测量电路,采用固定的电感和电容组成LC振荡电路。单片机负责控制频率的测量,并利用单片机设计频率计测量得到分频后的频率,运用谐振频率公式,间接得到待测的电容值或电感值。该方案进行电容和电感的测试,具有电路原理简单、体积较小的优点。     

光流技术在微结构平面微运动测量中的应用

在经典的Horn-Schunck光流算法的基础上,根据微机电系统(MEMS)微结构的运动特性,引入标号场,提出基于标号场和邻域优化法相结合的光流算法对微结构的运动序列图像做运动估计.利用光学测量方法,开发了测试系统,能使微结构的运动可视化.系统包括:利用光学显微镜来实现微结构的放大,并将图像投影到CCD摄像机上;基于频闪成像原理来冻结微结构的高速运动状态,获取一系列动态图像序列;基于提出的标号场和邻域优化法相结合的光流算法对微结构的运动序列图像做运动估计,获取其重要动态特性参数.该方法具有非接触、高测量精度的特点.实验结果表明,该方法的测量重复性达40nm.     

非线性电感在并网逆变器中的应用

在分析了无差拍控制电压源与电流源输出的逆变器基本原理的基础上,计算了该方法在单极性调制下输出滤波电感的取值,并分析了单极性调制方案下输出电流过零点处失真形成的原因。通过仿真建模研究了电感的非线性特性对输出电流畸变的影响,提出了在模型中对非线性电感的感值进行补偿的办法,最后通过仿真和实验验证了该方法的可行性。     

电感、电容在有线电视传输系统中的应用

介绍电感、电容、串联电路、并联电路的特点，分析电感、电容对高频率的电视载波信号和低频率的交流信号所呈现的特性，对两信号的分离与合成进行阐述，介绍如何利用串联谐振和并联谐振回路对信号进行特殊处理。     

电感、电容在有线电视传输系统中的应用

介绍电感、电容、串联电路、并联电路的特点 ,分析电感、电容对高频率的电视载波信号和低频率的交流信号所呈现的特性 ,对两信号的分离与合成进行阐述 ,介绍如何利用串联谐振和并联谐振回路对信号进行特殊处理     

一种数字控制电感测量仪的设计与实现

设计了一个以芯片STM32F407ZGT6为控制核心的数字式电感测量仪,可以对正弦信号源、电感Q值以及电感值实现精确测量。系统硬件电路主要由电源供电电路、信号产生电路、信号调理、测量电路、数据采集与处理以及人机交互等模块组成,其中信号调理电路采用高速运放进行放大和阻抗变换,调节信号幅度的同时保证各级的输入输出阻抗,以达到最高的测量精度。测量电路采用谐振法测量回路谐振频率,然后用伏安法测量可变电容当前值,再通过谐振频率和电容值计算得到被测电感的Q值和电感值。最后经过测试,系统实现了输出范围达50～40MHz 的正弦信号源,测量误差优于0.1%,并且对电感Q值和电感值的测量误差均小于3%。     

现场总线技术及其在工业生产中的应用

随着现场总线技术的日益成熟，它在工业生产中的应用也越来越广泛。本文介绍了现场总线技术在工业生产中的应用和特点，说明了这种技术对于当代工业生产现代化的重要作用。     

基于单片机高精度电感测量的设计与实现

电感元件是电路中应用最为广泛的元件之一，因此电感的精度将对电路的性能带来直接的影响。本文设计的电感测量方案，采用L-T电路，将民感量转换成与之对应的振荡周期T，经缓冲电路、整形电路后送入CPU进行测量及数据处理，并直接数字显示测量结果。本文介绍了该测量方案的硬件和软件设计，同时也对测量误差的产生原因作了扼要的分析。     

6σ技术在功率半导体器件生产中的应用

通过6σ质量管理技术的应用，及时诊断半导体器件生产过程中出现的过程不稳定趋势，探索用回归方程表达各个变量相关关系的方法。