激光多普勒测量技术及其应用

从光学结构、信号处理、方向辨别三个方面综述了激光多普勒测量技术的研究，最后讲述了激光多普勒测量技术在散射体位移测量中的一个实际应用──空间滤波的仿光栅散射体多普勒测量。     

基于激光多普勒技术的扭矩测量研究

提出一种基于激光多普勒技术和光学外差的原理进行扭矩测量的改进方法。分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴2个平行截面4个点上,测量两个截面的相对速度,经过积分得到两截面相对转角,最终实现扭矩的测量。该系统只用1个光探测器和1套解调电路,直接测量转轴2个截面相对速度,避免了多套解调电路延迟时间不同带来的误差,提高了扭矩测量的精度。     

激光多普勒扭矩非接触测量的研究

基于激光多普勒效应测量转轴单截面转速的原理,通过测量双截面的转速进而求两截面的转速差。对转速差进行积分得到在扭矩作用下转轴两截面的相对扭转角,从而得到转轴扭矩,实现传动轴扭矩的非接触测量。同时,设计了实验系统并在扭矩实验平台进行了实验,实验结果表明,激光多普勒法与传统扭矩测量方法的相对误差小于0.2%,说明激光多普勒法具有较高的测量精度。     

激光多普勒纵向位移测量系统的研究

本文介绍了一种应用激光多普勒效应测量物体纵向位移的方法,理论分析和实验证明该测量系统具有非接触性测量、动态响应快等优点,测量准确度可达３μｍ。     

一种利用激光多普勒技术测量扭矩的原理研究

章在概述了各种扭矩测量的原理、发展和运用后，提出了一种利用激光多普勒效应测量弹性转轴扭矩的原理。它是利用由同一激光器发出的在被测转轴2个截面上4个点处的相干光束测量这2个截面的相对转速，然后通过积分得到两截面的相对转角，进而实现被测转轴扭矩的测量。章根据不同工况，提出了相应的扭矩动态测量计算方程。为大型机械设备主传动动力监测的自动化、智能化提供了新的技术手段。     

激光多普勒技术与直线度测量

在三坐标测量机（ＣＭＭ）及精密加工机床等设备的高精度测量中，主轴及导轨的直线度、水平或竖直偏摆角的测量是相当重要的。在过去，这类机器的直线度的测量，大部实现起来比较困难，或者精度很低且费时。这里我们将介绍一种直线度测量的新方法，采用双光束系统的激光多普勒测量仪（简称ＬＤＤＭ），通过测量每一点的偏摆角，并按一定的准则计算出直线度。下面将分别简述有关的原理、精度及与其它测量方法相比较的优越性．由于这种测量技术可以对位移和角度进行同时测量，使得直线度实现了在线测量，这就为三维坐标测量仪器的精度拟合及代替线性编码器进行位置和直线性的标定提供了简易高效的新方法．     

大型容器水压爆破设计参数的校核方法研究

文中根据薄壁圆筒的弹性理论和相似理论,首先提出了水压爆破大型容器破坏强度计算和模拟试验的新方法,并用实例说明。     

测量喷气推进器火焰湍流速度的激光多普勒方法

本文研究了测量喷气推进器火焰湍流速度的激光多普勒方法，与其它方法相比较，该方法是非接触的光学方法，具有明确的方向响应和高空间和时间分辨能力，可用于研究高温，高速和高湍流强度的复杂燃烧情况。     

基于多普勒效应的激光微位移测量系统

介绍了一种可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以多普勒效应为理论基础，以He-Ne激光器为光源，配置了判向变频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图像处理软件包等，较传统测量方法其精度、误差、灵敏度及稳定度都有较大提高，并实现了微位移的全自动测量。     

激光多普勒效应微纳测量技术的研究

研究MEMS系统中可动构件(膜、梁、梳、面、弹簧)在承受压力、弯曲等机械负荷及热负荷下的性能，重要途经是测量其在各种条件下的运动量(振动、位移等)．提出了一种MEMS构件微小振动、位移测量系统，采用外差法激光多普勒技术，通过对信号的频谱分析，确定了信号处理单元的适宜频带宽度．对调相多普勒跟踪信号进行相干解调及频率／电压转换，可以实时地得到被测的速度、位移、加速度、频率等参量．实现的测量分辨力为20nm．     

利用激光多普勒效应进行电缆动态定长的研究

激光多普勒测速法是一种高精度测速的方法,在测量流体速度方面应用较广,但因测速仪器技术含量高,目前主要靠进口欧美国家的产品,因而成本较高,在电缆、钢材行业应用有限,文章就是欲将激光多普勒测速法向电缆行业推广的一次尝试,对改善我国电缆行业长期存在的定长精度不能达到国际标准、浪费现象严重的现状具有一定的意义.     

双光束激光多普勒测速实验系统的不确定度分析

激光多普勒测速技术被广泛应用于流体速度的测量。为减小双光束激光多普勒测速实验系统的测量误差,依据计量技术规范JJF 1059—1999 中规定测量不确定度的分析步骤和方法,针对系统的测量结果,从数学模型和测量方法2个方面,分析了流速测量中不确定度的主要来源。采用不确定度的A类评定和B类评定,对测量结果的各不确定度分量进行评定,得到了测量结果的合成标准不确定度和扩展不确定度。     

基于大面积激光光幕的弹丸速度测试技术研究

针对弹道散布范围大或被测飞行物体尺寸大的测速场合,介绍了一种实现大面积有效靶区激光光幕速度测量的方法.采用圆弧柱面反射镜及置于其两共轭点上的半导体激光二极管和大面积光敏器件形成大面积有效光幕区.当高速飞行物体穿越激光光幕时,光通量的变化被转变为电信号并采集到计算机进行数据处理.文中对圆弧柱面反射镜所引起的像差及有效光幕区内的光功率密度的分布进行了建模分析;利用有效光幕区为900 mm×900 mm及500 mm×500 mm的系统分别对5.6 mm弹丸穿越动物及某大口径弹丸的速度进行了测试,并给出了试验波形及测试数据.试验表明,该测速系统具有有效光幕区面积大、灵敏度高、响应速度快、工作可靠的优点.     

弹丸初速激光测定系统研究

本文对多普勒雷达测速、天幕靶测速和激光测速的原理进行了对比分析,详述了以89C52单片机为核心的新型激光初速测定仪原理、电路设计和火炮初速推算方法.同时,围绕影响测试精度的因素进行了分析探讨,确定了测定各种火炮初速所需的靶距和第一靶距炮口的最小距离.     

基于ACPT技术的纳米振动测量激光干涉仪

为实现高精度、高稳定的微小振动测量,设计了一种改进型迈克尔逊干涉仪,对其所采用的光学结构和解调算法进行了分析.信号解调方案基于载波调制和交流相位跟踪（ACPT）技术,相对应的光路采用双压电陶瓷（PZT）和准平面猫眼动镜以构成参考臂和测量臂,设计以改善信噪比、抑制低频干扰、增强系统稳定性、提高测量分辨力为目标.建立了纳米振动发生装置,搭建了振动信号测量系统,研究了激光干涉仪对振动信号的输出特性.实验结果表明,测量动态范围达到120 dB,信噪比高于40 dB,系统分辨力达到0.25 nm.该干涉仪可有效抑制诸如温度、湿度、压强、低频振动等带来的相位噪声的干扰,满足高精度、稳定、可靠的要求.     

激光自混合测速实验装置精度研究

本文对所研制的半导体激光自混合测速系统在4.06～475.3 mm/s的速度范围内获得了1%左右的速度精度进行了报道.同时,我们针对激光自混合测速系统的试验装置对速度测量精度进行系统研究,重点讨论了激光光谱谱宽、速度分布、散斑、电子学线路对多普勒信号展宽的影响.分析结果表明,散斑信号在待测速度较小时所造成的多普勒信号展宽是激光自混合测速系统测速精度下降的主要原因.采用提高采样时间以及改进电子学处理系统的方式,是提高激光自混合测速系统精度的一个较好途径.