莫尔条纹信号的数字锁相倍频系统

为实现对莫尔条纹信号的高倍动态细分,提出了莫尔条纹信号数字锁相倍频的细分方法,并设计了基于CPLD芯片的数字锁相倍频系统.该系统将莫尔条纹原始信号处理成方波信号,采用全数字倍频系统对其进行锁相倍频.首先利用鉴频/鉴相器对编码器信号进行鉴别,得到倍频控制字和相位差;然后将倍频控制字送入数控振荡器,实现对原始信号的高倍倍频,同时保证了新生倍频信号与原始信号的相位同步;最后将数控振荡器输出的倍频信号经过N分频,反馈回鉴频/鉴相器,并利用相位差进行相位调整.经过实验证明,系统成功实现了对编码器信号的32768倍的细分.倍频电路全部在CPLD芯片中编程实现,其动态特性好,提高了对编码器信号的跟随速度,避免了机械上对精码码道的刻画、电子学上对精粗码校正及A/D转换中量化等的误差;并且克服了传统模拟倍频方法的响应时间较长、易受温度和电网电压波动影响、存在直流零点漂移及部件饱和等缺欠.     

提高光栅莫尔条纹CCD采集质量的噪声处理

为提高CCD采集的光栅莫尔条纹信号质量,采用相关双采样法对CCD采集的莫尔条纹信号进行噪声处理,通过对相关双采样原理进行建模和仿真,验证了此方法在噪声相关程度越大的情况下,对噪声的抑制越好.采用一款内部带有相关双采样电路的AD转换器对CCD输出信号进行采集,使用FPGA产生CCD驱动时序、AD驱动时序和配置时序.使用Verilog HDL语言和Quartus Ⅱ软件进行时序程序编写和仿真,仿真结果表明了设计的正确性,因此相关双采样去噪法可以应用在莫尔条纹的采集系统中以提高莫尔条纹的信号质量.     

基于DSP的光栅传感器信号同步采集与细分处理

高频率小位移振动信号的高精度测量可以使用光栅传感器来实现,但传感器输出莫尔条纹信号的频率也较高,这对信号采集和处理提出更高的要求。介绍了利用DSP和MAX115构成的系统对光栅传感器的两路输出信号进行高速同步采集,以及对光栅信号实现200倍频的软件细分方法。     

基于DSP的光栅莫尔条纹信号辨向与细分电路研究

简要地介绍了光栅莫尔条纹信号的产生和测量原理，分析了基于DSP TMS320C240的莫尔条纹信号辨向及细分电路的组成及工作原理，通过硬件电路实现对光栅莫尔条纹信号的8细分，较大地提高了工作台位置检测系统的分辨率。     

一种新型纳米光栅传感器的理论研究

为了开发结构简单，抗干扰能力强的纳米测量精度光栅传感器，对基于二次莫尔条纹信号的纳米测量精度光栅传感器的测量原理进行了理论分析，通过仿真计算，其测量分辨力可达到5．40〉（10^10-10m，测量精度可达到纳米级。此外，对指示光栅和标尺光栅不平行时对二次莫尔条纹信号质量的影响进行了理论分析和仿真计算。     

莫尔条纹乘法倍频

光栅形成的莫尔条纹,在位移测量和控制中获得了广泛应用。本文介绍莫尔条纹乘法倍频细分的原理、实现电路、细分效果、主要特点和误差分析。该方法与蔡司光电正余弦(Phocosin)相比较,在原理上不会因倍频处理而附加新的高次谐波,因而可以用在运动速度较高的场合。除此之外,尚有细分精度高、线路简单等优点。     

非均匀采样莫尔条纹信号的分析与处理

为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差,提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程,根据编码器在不同转速下的实时采样,揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性,采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号,利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式,测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理,两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明,该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号,精确地测量编码器的动态细分误差,为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。     

光通信粗瞄系统莫尔条纹信号正弦性补偿方法

为了保证光通信终端的精确对准,抑制编码器莫尔条纹正弦性偏差引入的细分误差,设计了基于经验模态分解(empir-ical mode decomposition,EMD)的正弦性修正方法。首先,介绍了卫星光通信终端跟瞄系统的组成与工作原理。接着,分析了莫尔条纹正弦偏差给系统带来的细分误差并给出满足工程需求的正弦性阈值。然后,在阐述EMD分解原理的基础上,给出了基于EMD的正弦性修正方法,该方法利用编码器自身粗码信息计算转速,从而确定精码莫尔条纹信号的基波频率值,并采用EMD分解在原始信号中提取与该值相匹配的基波分量。最后,对该方法进行了原理和转速自适应性仿真,并应用到去掉光学滤波镜片后的粗瞄回路编码器中。仿真及实验结果表明:在光通信终端的各工作转速下,修正后的莫尔条纹正弦性均小于0.85%,满足细分要求;修正后的精码译码结果精确,编码器测角精度维持在1″以内,满足终端对准精度的要求。     

光电编码器LED光源的准直

由于发光二极管(LED)光束的准直度对光电编码器性能影响很大,研究了LED光束的准直特性.分析了光源辐射角对光栅光通量的影响;运用图像旋转理论和频域分析方法,导出了莫尔条纹透光特性函数式,揭示了光源准直度参数对莫尔条纹函数特性的影响.获得了与光束准直度相关的不同透光缝宽度下的莫尔条纹仿真波形,分析了光源准直特性指标对莫尔条纹对比度以及光栅间隙的影响.理论计算结果表明,当透光缝宽度减小5 μm时,莫尔条纹图像的对比度下降17.66%,实验结果与理论仿真波形吻合,表明文中提出的莫尔条纹函数式可为高精度和高可靠性编码器没计和生产提供参考.     

莫尔条纹锁相细分误差补偿

<正> 一、绪言对于莫尔条纹的电子学细分、锁相技术的应用大约开始于六十年代初期。英国Goulder Mikron公司的齿轮单面啮合检查仪、齿距仪。苏联的БB—5058、БB—5059和БB—3244齿轮测量仪器等产品上均有锁相倍频技术的应用。我国成都工具研究所研制的单测头式齿轮整体误差测量仪及天津大学与天津第一机床厂研制的GYQ—80型光栅式齿轮误差检查仪,对光栅莫尔条纹的细分,也采用了锁相倍频技术。锁相倍频细分方法具有细分数高、对光栅     

三明治式双折射低通滤波器的研制

为了有效抑制高于CCD或者CMOS传感器的图像采样频率而出现的莫尔条纹,研制了一种二维三明治式双折射低通滤波器(OLPF)。其主要由三片双折射晶体平板构成三明治结构,并在前、后表面分别镀上红外截止膜和增透膜。对所研制的二维水晶光学低通滤波器进行了实验测试,空间频率测试表明对莫尔条纹有良好的抑制效果。结果表明,所研制的低通滤波器具有很高的自洁净性,与后端的CCD或者CMOS传感器匹配良好,对空间高频有较强的抑制作用。     

ISP技术在磨床测控系统中的应用

介绍了由光栅传感器构成的磨床测控系统的发展过程,给出了系统设计的总体思路,论述了在系统可编程技术在系统中的应用。采用数字化锁相式光栅莫尔条纹信号细分理论及可编程逻辑器件集成化技术,利用在系统可编程逻辑器件ispLSI1032设计出数字化锁相倍频电路,实现了数字化控制,提高了信号的跟踪能力,系统的测控精度、集成度及可靠性大幅度提高。     

采用光栅自成像技术的小型绝对式矩阵编码器

采用光栅自成像技术，可获得高质量的莫尔条纹信号，本文介绍了一种采用光栅自成像技术的小型绝对式矩阵编码器。     

微透镜阵列莫尔放大作用及其防伪特征的研究

为了研究微透镜阵列防伪膜的工作原理和防伪作用,首先,从最基本的莫尔条纹相关理论着手,推导出有关莫尔条纹特性的公式;然后,再将微透镜阵列防伪膜的微透镜阵列和微缩文字阵列看作两个具有固定周期的光栅,将莫尔条纹相关公式应用到微透镜阵列防伪膜上,研究了莫尔放大作用和透镜放大作用的匹配问题;最后,通过实验制备出了样品,得到了微透镜阵列防伪膜制备过程中的关键因素。     

环栅图像的数字莫尔条纹扫描定中方法

提出了数字环栅莫尔条纹扫描方法.该方法不是用实物环光栅与无衍射光的光斑重叠产生环形莫尔条纹.而是先用CCD摄像机将光斑摄入计算机,再与一基本同心的数字环光栅重叠产生环形莫尔条纹.改变该数字光栅的相位,可实现莫尔条纹扫描,用多幅扫描图像可算出光斑图像整体中心.由于利用了整幅图像的数据,该法实现了含噪环栅状光斑图像的亚像素级灵敏度定中心.统计模拟实验证明,它具有良好的抗干扰能力.并介绍了该方法在空间直线度测量方面的应用实验.     

条纹图的图像处理方法

条纹图中的条纹反映了被检测物体的信息,条纹分析技术在全息干涉技术,散斑干涉技术、莫尔技术中起着重要作用。本文研究和提出处理条纹图中条纹的一些方法,并给出了理论分析和模拟实验结果。     

发散光照明幅光栅的莫尔条纹

本文推导了发散光照明幅光栅产生的莫尔条纹方程,并讨论了三种特殊的莫尔条纹轨迹。最后,根据条纹方程讨论影响条纹附加位移的因素及消除方法。     

论莫尔条纹的计算

指出了当前莫尔条纹计算式所存在的问题,提出了正确的节距、夹角计算公式.     

一种基于相移技术的物体表面三维轮廓测量方法

提出一种将阴影莫尔条纹法与相位测量技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法 ,该方法利用电磁铁和精密机械部件对光栅进行定位控制以实现精确相移 ,并采用三步相移技术对CCD摄像机采集的物体表面形貌莫尔条纹进行相位解调 ,可有效实现物体表面三维轮廓的高速、高精度自动测量。     

基于LabVIEW和USB摄像头的莫尔条纹测量微小位移

通过LabVIEW软件平台编程实现了计算机采集莫尔条纹的图像移动来测量物体的微小位移。通过编程控制USB摄像头可采集到莫尔条纹的图像。当物体发生微小位移时,通过计算莫尔条纹移动像素点的个数,计算出物体移动的距离。本实验在测量过程中的图像采集和图像处理都是由LabVIEW软件编程来实现实时的动态自动测量。