用于波长编码光纤直线位移传感器不等距光栅栅距分布规律研究

本文分析了一种采用光波长编码方式工作的机载光纤位移传感器工作原理,针对其中的变栅距光栅的栅距变化规律进行了理论研究,介绍了栅距变化按等差级数、等比级数和幂级数逼近规律变化等四种情况;证明栅距变化规律为等比级数时,位移与一级衍射光中心波长呈简单的线性关系,是理想的栅距变化规律;最后探讨了各种栅距变化规律下由光波长推算位移的方法。     

用于波长编码光纤直线位移传感器的不等距光栅栅距分布规律研究

本文分析了一种采用光波长编码方式工作的机载光纤位移传感器工作原理,针对其中的变栅距光栅的栅距变化规律进行了理论研究,介绍了栅距变化按等差级数、等比级数和幂级数逼近规律变化等四种情况;证明栅距变化规律为等比级数时,位移与一级衍射光中心波长呈简单的线性关系,是理想的栅距变化规律;最后探讨了各种栅距变化规律下由光波长推算位移的方法.     

浅评变栅距光栅位移传感器几种位移解算方案

本文针对提高变栅距光栅位移传感器动态响应的问题,提出了传感器几种位移解算方案,并从解算时间、影响解算精度的主要因素等方面进行了分析.通过计算与对比,最终确定以综合回归法作为在传感器工作中的应用方案,并对综合回归法的参数进行了优化.     

一种测长传感器电路

<正> 我所在搞纺织专用仪器项目时,选择了GM-2500圆滚动光栅传感器。该传感器结构紧凑,性能可靠、特别是可在导轨平面上随运动件滚动,最适合于大量程位移检测。但这种传感器输出信号是交流,且光栅栅距较大,     

单片机在光栅位移传感器中的应用

1 前言光栅位移传感器是一种高精度位移测量装置,在精密测量和机床工业中得到广泛应用.用光栅进行位移测量时,若以光栅的栅距直接作为计量单位,则要提高光栅的分辨率就必须提高栅线的密度,这将受到多种因素的限制,为此,人们广泛采用的方法是在选择合适的光栅栅距的前提下进行“细分”。本文提出一种利用微处理机采集光强随位移改变时的模拟电压信号,通过 A/D 转换进行细分和辨向的方法。     

基于全息光栅的CCD位移传感器

提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器，该系统利用CCD分辨力高、像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，而且全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响、适用光谱范围宽等特点，实现了位移的自动精确测量。该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

本期摘要

纳米颗粒增强尿酸酶生物传感器的研究设想，空间应用的图像传感器系统及其应用，三轴磁罗盘的高精度误差补偿算法研究，用于波长编码光纤直线位移传感器的不等距光栅栅距分布规律研究，基于ADXL50的振动加速度一频率检测装置设计     

基于PCI总线的光栅传感器数据采集系统的设计

针对通用的光栅传感器数据采集系统存在的问题,介绍了一种新型的基于PCI总线的光栅传感器数据采集系统的设计方法.详细介绍了整个系统的硬件电路设计,包括光栅传感器信号的CPLD处理、PCI总线接口电路设计;同时对该系统的性能进行了分析.该系统已经成功应用于某型号的光栅传感器位移测量系统中.     

基于单片机与锁相环技术的位移测量系统

针对目前位移测量系统精度普遍不高且灵活性差的特点,通过对光栅莫尔条纹的测量原理以及锁相倍频技术理论的分析,利用单片机的高速智能数据处理平台,构建了高精度的位移测量系统,实现了锁相倍频技术对光栅栅距的高倍细分;重点介绍了系统的整体设计结构与预置细分提高系统工作灵活性的实现原理，通过对微机的编程,可灵活地设置细分数。     

光纤光栅传感系统的现状及发展趋势

介绍了光纤光栅传感系统的构成,分析了光纤光栅传感系统所用的3种不同的光源LED,LD和掺铒光源的性能,阐述了光纤光栅传感器的工作原理和各种不同的温度和应力的区分测量方法,描述了滤波法、干涉法、可调窄带光源法等几种常用的信号解调技术,最后,提出适应未来的需要如何对光纤光栅传感系统的光源、光纤光栅传感器和信号解调进行优化。     

基于μC/OS-Ⅲ和LwIP时栅位移传感器多模式网络接口设计

针对时栅位移传感器网络化通信的要求日益提高,提出了一种基于μC/OS-Ⅲ和LwIP时栅位移传感器多模式网络接口设计方案。根据时栅位移传感器的特点,该系统采用基于Cortex-M4内核的微控制器STM32F407ZGT6硬件平台,利用μC/OS-Ⅲ实时操作系统和LwIP轻量型网络协议栈的特点,选择以太网、Wi-Fi、4G作为互联网通信多模式网络接口,建立各传感器之间的联系,完成时栅位移传感器产品的后台服务终端。实验结果表明,该设计能够实现远程故障诊断和校验,提高时栅位移传感器智能化和数字化水平,促进时栅产业化。     

非等齿耦合位移传感器的研究

为了提高位移传感器的测量精度,在最大开槽数一定时获得更多的极对数。对原有时栅位移传感器进行改进,提出了一种新的位移传感器结构,介绍了传感器的工作原理和结构。该传感器在最大开槽数一定的情况下,可以得到较多的极对数和测头数,从而利于提高测量精度。通过实验得出以高精度光栅为基准时传感器的角位移测量误差为±6.5″。     

Micro-measurement using grating microscopy

In this paper, two quantitative methods to measure micro-deformation using grating microscopy are proposed, a grating diffraction method and a full-field grating phase-shift method. A compact optical transmitting microscope with white light source is reconstructed by developing a loading and recording system. For direct strain measurement, a grating diffraction method is presented. With the help of a Bertrand lens, the Fourier spectrum of the grating is formed on the CCD sensor plane with high image quality. Software for precise, fast and automatic determination of the diffraction spot centroids is developed. Local strains are thus measured with high resolution. For the deformation measurement, a phase-shifting grating microscope method with high sensitivity and spatial resolution is proposed. Phase-shifting is based on the slab refraction effect and is realized via a tilting compensator. The system possesses a high spatial resolution (1 μm), and a displacement precision of 0.1–0.03 μm. The combination of the grating diffraction method and the phase-shifting method in the same test provides simultaneous measurement of strain and displacement, thus demonstrating that the grating techniques are viable in the microscope environment.     

新型全息光栅指纹传感器的研究

基于大量实验和全息光栅技术,提出一种新型的指纹传感器。该传感器主要由单色光源、全息光栅、透镜和CCD组成,其中,关键的器件——全息光栅应用激光全息技术制作而成。该传感器很好地解决了传统光学全反射指纹传感器和全息棱镜指纹传感器所存在的问题,能获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像,可以很清楚地观察到指纹脊上腺孔,并给出了一个具体的实例。     

双光栅干涉仪数字式位移传感器的研究

为了检定高准确度位移传感器、几何量计量定位、微细加工测量,同时,也测量那些可以转换为微位移或光程差的其它物理量。基于双光栅干涉仪原理,设计了一种数字式位移传感器,对该装置进行了理论分析和计算机模拟,实验验证:该测量装置的绝对误差不大于0.019μm。     

Modeling of grating/moiré based micro motion sensor

 The design of a micro optical motion sensor is proposed. Fourier series analysis is used to determine the optical transmission function (OTF) of gratings. The optical flux generated by a grating (pair) and received by photodetector is then calculated through an integration of the OTF over the receiving window. A general relationship between photo-detector output current and grating translation displacement is finally established. The analysis is carried out for linear binary grating sensors, with single and double grating sensors. The influence of grating (pair) structure and receiving window on sensor sensitivity and linearity of output response is investigated. A numerical work is completed to simulate the various cases of optical structure design. Several types of photoresist gratings are fabricated and are used to experimentally characterize the grating sensor. The tested result is found to be in general agreement with the analysis result.     

基于新型光栅传感器的微位移测量

实验将新型光栅传感器应用于微位移测量之中。通过比较线(角)位移与莫尔条纹移动个数之间的关系,实验发现,在微位移测量中光栅传感器具有极好的线性度(R2≥0.999)和精确度(误差≤2.0%)。实验验证了光栅传感器在微位移测量中可行性和可靠性。     

三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现

为了检测机床刀具的三维位移、实时显示刀具的进刀量,提高工件的加工精度,研究并设计了一种基于光栅位移传感器的高精度三维光栅位移测量系统。分析了光栅位移传感器的测量原理,介绍了该系统的硬件设计,设计了光栅位移信号细分辨向电路、主控电路、显示电路及控制电路,制作了系统电路样板,搭建了实验系统并对系统进行了实验。实验结果表明:硬件电路工作正常,系统运行稳定、测量精准,可满足机床高精度测量的生产需求。