计量光栅信号质量综合评价系统

光电轴角编码器中的莫尔条纹信号质量决定了整个系统的细分精度。计量光栅信号质量综合评价系统由编码器、数据采集卡和相应的软件组成，采用一种以莫尔信号离散采集和数据处理为主的数字化检测方法，实现了莫尔条纹信号质量各项指标的评价，对提高测量精度以及光栅系统的设计具有一定意义。     

基于EMD算法的光栅莫尔条纹信号去噪方法研究

针对计量光栅莫尔条纹信号的质量问题,提出了基于经验模态分解（EMD）算法对非平稳光栅莫尔条纹信号模型的去噪方法。建立非平稳的光栅时变信号模型,利用EMD算法不需要定义滤波器参数的自适应性优点,对添加不同噪声的多组光栅信号模型进行了滤波分析的仿真实验,其信噪比和均方根误差两项指标优于均值滤波、小波阈值去噪方法。对两路正余弦理想信号添加高次谐波分量,通过对比EMD算法抑制高次谐波前后的李萨如图形,验证了该方法在去噪过程中对光栅莫尔条纹信号正弦性误差补偿的良好效果。     

基于莫尔条纹的自准直测角技术

针对方位瞄准过程中的强光干扰问题,在结合光电自准直测角和光栅测长原理的基础上,提出了基于莫尔条纹的自准直测角方法.分析了基于莫尔条纹自准直测角原理,即利用自准光栅像和透射光栅重叠产生莫尔条纹,将角量变化转变为线量变化进行测量.根据该原理设计了光学系统,建立了基于莫尔条纹自准直测角的数学模型,给出了理论计算公式,并进行了测量精度分析.理论计算结果显示,在±15′的视场范围内,系统精度达到1″,优于采用狭缝时光电自准直测量的精度.     

光栅信号质量检测及电路实现

对光栅信号的质量指标，主要是对光栅到莫尔条纹信号质量指标进行了分析，并通过采用谐波分析法，对光栅信号质量进行动态综合检测的电路进行了实现。这对计量光栅的发展和长光栅的检测，具有一定的现实意义。     

干涉法在船体角度变形测量中的应用

本文提出了一种用光栅干涉产生的莫尔条纹进行角度变形测量的新方法 ,从莫尔条纹的数学模型入手分析了测量原理 ,可通过测量莫尔条纹的宽度或者倾角进行船体角度变形的测量 ,并进行了精度分析 ,试验表明 ,在± 30′的视场范围内 ,系统精度达到 1 5″。     

空间两光栅的莫尔条纹方程

大家知道,现有两光栅迭合时的莫尔条纹方程的讨论,都是在两光栅尺面相互平行的条件下进行的。但是,在光栅副工作过程中,两光栅尺面在空间实际上可处于随意位置而并不平行。那末,在此情况下,空间两光栅的莫尔条纹方程将如何表达?同时,两光栅面间空间角的变化又将如何改变莫尔条纹的宽度及方向,进而造成对光栅系统测量精度的影响?本文利用建立空间光栅平面与空间栅线方程的办法,理论求导了空间两光栅的莫尔条纹方程;并就两光栅面间空间角的变化对条纹宽度及方     

浅述计量光栅技术

利用光栅的莫尔条纹原理,把计量光栅作为精密计量元件,广泛应用于仪器仪表及机床等方面,有利于实现测量的自动化、数字化以及动态测量,并有利于提高测量精度。本文主要从莫尔条纹原理、计量光栅系统设计、光栅细分技术等方面对计量光栅测量技术及其特点进行介绍。随着现代电子技术的发展,计量光栅技术被应用于更多更广泛的领域,并向着纳米级精度突破。     

无衍射光莫尔条纹空间直线度测量的原理与实验

提出用无衍射光和莫尔条纹进行空间直线度测量的技术。无衍射光用作直线基准并照射在一环光栅上，由于无衍射光斑也是一系列环状条纹，因此光栅上将发生莫尔条纹，光栅固定在移动物体上，若运动轨迹偏离无衍射光的中心线，莫尔环就将发生偏离，莫尔环的偏离量数倍于光栅的偏离量，由此产生一放大的二维直线度信号，图像处理技术用于计算机莫尔环的中心，理论和实验表明，该方法具有高灵敏度和抗激光漂移的优点。     

光栅微振动测试传感技术的研究

提出了一种微弱地震波信号新的检波理论和方法．设计了一种测微振动传感器，采用光栅谐振子为敏感元件，将地震的机械信号转换成光调制信号——莫尔条纹，再用光电器件将其转换成数字化电信号．采用80倍细分技术，使传感器分辨力达到125nm；用MATLAB软件对PIC单片机记录的信号进行振动过程重构．结构中设计了横向限振片和光栅调节器，对光栅间隙、光栅间纵横向夹角进行调节，有效地限制了光栅间隙及角度的变化产生的误差．同时也校正了光栅的累积误差．有效地抑制了横向振动，提高了系统精度，同时可降低对该系统的横向限振要求，有利于结构设计．由于该传感器直接将地震的机械信号以脉冲数字信号输出，避免了器件精度不同对传感器输出数据质量的影响，简化了组装工艺．重点介绍了光栅数字地震检波器的结构设计、理论分析、辨向细分技术等．最后给出了测试数据和结论．     

透镜焦距的准直法测量

利用在准直状态下光栅的同莫尔条纹，探讨了一种测量透镜焦距的新方法，这种方法简单方便，可以达到较高的测量精度。     

细光栅自成像光电轴角编码器

根据光栅自成像原理,由波长为690nm的半导体激光器、准直透镜、光电接收元件和光栅等组成细光栅自成像光学系统,得到高质量的莫尔条纹信号。以此信号为基础的细光栅光电轴角编码器具有精度高、频响高、易于实现小型化等优点。该技术是提高光电轴角编码器测角精度和环境适应性的一种新的实用的解决途径。     

反射光学式位移检测系统

系统由半导体激光器、聚焦镜头、反射式标尺光栅、四裂相指示光栅和光电接收元件组成。该系统具有光学两倍频作用和大光栅副间隙下使用及间隙对莫尔条纹信号调制度不敏感等特点,并且整体结构分离式、小型化和轻型化,在各类精密测量装置和精密加工仪器中将得到越来越广泛的应用。本文介绍这种反射光学式位移检测系统的结构原理,系统特点和应用。     

VI在光栅数显上位机数据处理中的应用

文中简要介绍了光栅检测装置在国内外的发展动态及光栅尺传感器的工作原理、光栅莫尔条纹信号的辨向和数字细分技术。提出了基于VI的PC上位机同GSN4100系列数显表进行通信,充分利用LabVIEW语言的图形化编程及数据采集、数据分析、数据显示、和数据存储等优点,从而实现测量数据的保存、查看、打印等数据处理操作。该系统已通过测试验收,运行状况良好。     

莫尔条纹信号的DSP滤波及细分技术研究

采用DSP数字滤波技术,对细分前的莫尔信号进行滤波处理。以提高莫尔信号的细分精度和实时性,利用DSP的乘加指令及循环寻址功能设计了FIR滤波器,实现莫尔条纹信号的实时滤波,将合成函数细分与幅值细分相结合,减少了存储查表数据所需的存储单元、提高了细分速度和细分精度。实验结果表明,在较强干扰的情况下,细分倍数仍能达到500,整个细分和滤波算法可在几微秒内完成,因而系统的实时性能很好。     

一种提高光栅投影轮廓术精度的方法

在光栅投影三维轮廓术中,直接条纹位移分析法存在着垂直条纹方向分辨率低的缺点。在分析产生低分辨率原因的基础上,提出移物法,该方法通过多次移动物体来提高测量的采样精度。测量结果表明,在不提高对光栅投影系统的要求的情况下,对物体移动N次分别进行测量,每次移动的距离为条纹宽度的1/(N 1),这样就可以使得测量精度提高N倍。     

Microshape and rough-surface analysis by fringe projection

A fringe-projection system for microscopic applications, fringe-projecting microscopy, is developed and analyzed. Projection of the grating and imaging of the fringe system, modulated by the surface, are accomplished by the same high-aperture objective. The spectrum of the grating is spatially filtered and projected into the aperture with a lateral shift, which leads to a telecentric projection under oblique incidence and telecentric imaging. Topographies of specularly as well as diffusely reflecting surfaces can be obtained. The measurement of highly rough surfaces is described together with preprocessing steps. The resulting intensity distribution of the fringes is analyzed. Formulas for vertical and lateral resolution, measuring range, and dynamic range, based on noise considerations, are presented and verified by topographies of technical surfaces.