单频纳米激光干涉仪非线性误差及其修正方法

介绍了单频纳米激光干涉仪的非线性误差,分析了各种典型的单频激光干涉仪非线性误差修正方法,如Heydemann方法、频谱分析方法、基于干涉信号波峰和波谷的方法、基于神经网络的NN方法.在基于干涉信号波峰和波谷的方法的基础上,提出了一种改良方法(P方法),试验结果表明,P方法具有运算简单、误差修正精度高和抗干扰性能较强等优点,可以在非计量环境下用该法对干涉仪的非线性误差进行修正,实用价值较大.     

单频激光干涉仪非线性误差修正方法

提出了一种谐波分离的干涉仪信号处理方法,利用傅里叶级数对校准信号进行最小二乘拟合得到修正模型.该方法适合于消除干涉信号中引起非线性误差的各种谐波成分.通过将修正分为初始相位计算和精确相位计算,可以使单频激光干涉仪的非线性误差修正达到最优化.模拟验证结果表明,当噪音信号幅度为基波信号幅度的5%时,残余误差的幅度约为±1 nm;而当噪音为0.5%时,残余误差约为±0.1 nm.     

一种非线性误差修正方法

对于采用光栅做位移传感器的长度测量仪器,为提高仪器测量准确度,多采用误差修正的方法,来减小仪器示值误差。本文介绍了一种非线性误差修正方法,该方法在国外有的仪器上已被采用,作者也做过试验,验证了方法的可行性。     

激光干涉仪误差修正系统的设计

基于谐波分离修正算法,采用高速可编程器件,构建了一套激光干涉仪误差修正系统.该系统通过校准过程建立误差修正方程,并生成修正相位表.测量时数据采集及处理单元的可编程器件实现定点型移位相减除法运算,得到数字化的正切值,将正切值作为内存地址,通过硬件查表得到修正相位值,极大提高了误差修正速度.并分析了定点型移位相减除法精度以及寻址空间大小对系统误差的影响.     

激光干涉仪非线性的测量

激光干涉仪和高精度位移传感器的非线性一般为1～5nm,为了对这样的非线性进行测量,必须使用高精度测量方法,并建立高精度测量装置。文中描述了高精度拍频法布里 珀罗激光干涉仪,和利用它对工业激光干涉仪的非线性进行的测量实验。测量范围大于1.3μm,测量不确定度约为2nm。     

ADC型高精密测温电桥非线性误差修正方法研究

针对ADC型测温电桥因电路结构复杂、集成度高、非线性误差来源多样,导致现有误差修正方法效果不佳的问题,提出了一种基于误差来源分析的修正方法。根据ADC型测温电桥原理定量分析了电路中运算放大器共模抑制比、正反向电流不匹配度对非线性误差的贡献,运用RBC开展了这两个误差源的最大似然估计及修正,并对剩余残差进行了多项式拟合,实现了非线性误差修正;基于自制ADC型测温电桥及RBC对上述修正方法进行了验证,实验结果表明:所提方法修正后的最大非线性误差为-1.77×10^-5,相对于传统非线性修正方法的最大非线性误差-3.57×10^-5有了显著提升。     

外差激光干涉仪非线性的细分和消除

通过理论推导得到一个消除外差激光干涉仪非线性的理论,只要改变干涉仪的结构,也就是增加光程倍数,就可以减小激光干涉仪的非线性误差。实验证明,这个方法可以有效地减小双频激光干涉仪的各种非线性误差,不论这个误差是一阶的还是二阶的,也不论是什么原因引起的。它不仅适应于科学实验研究,而且也适应于工业精密测量应用,对纳米测试技术的发展具有实际意义。     

动态误差修正方法的研究

动态测量是被测参数处于动态情况下的测量 ,这时系统的内部状态、结构和动态特性在受到干扰时随时间变化而变化 ,将产生测量误差。由于这种动特性 ,动态测量误差是未知的 ,为了得到较高的测量准确度采用实时误差修正技术是一种较好的途径。本文采用灰色模型进行预测修正得到很好的效果。一、实时误差修正的基本原理在计算机应用十分普遍的今天 ,用计算机进行数据处理 ,对测量误差做实时修正是必然的。通常修正过程大致分为四个阶段 ,即误差分离、误差建模、误差修正和给出测量结果 ,其测量与数据处理过程如图１所示。图１输入信号ｘ（ｔ）是…     

电子秤非线性自动修正方法

本文对电子计价秤系统的误差进行了分析，用Ｚ８单片机技术，用线性插值的方法，总结出一种方便、准确、有效的非线性修正方法。     

激光干涉仪测量直线度误差因素分析

介绍了激光干涉仪进行直线度误差测量的原理,并详细讨论了直线度误差测量中影响测量精度的若干因素,最后给出直线度误差测量实例。     

基于PSO-LSSVM的热电偶非线性校正方法研究

为改善热电偶温度传感器的非线性特性,构建基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的热电偶非线性校正模型.针对LSSVM算法参数难确定的问题,选用PSO算法搜索LSSVM...     

基于多项式拟合的C臂投影全局校正法

针对C臂影像增强器采集的投影图像因失真变形而无法直接用于计算机辅助手术的问题,提出了一种基于多项式拟合的C臂投影全局校正法.该方法统一考虑C臂投影图像的3种类型的失真--针垫失真、S型扭曲、图像偏移,利用N阶多项式拟合图像的复合失真,然后利用最小二乘法求解最优化校正系数,从而具有所需标记点数量较少,校正区域连续,步骤简单,易于在线使用的优点.校正误差实验表明:该方法在3阶和4阶多项式的情况下所有标记点最大误差小于0.5像素,误差均方根小于0.26像素,并且对不同姿态的C臂投影图像的校正结果具有稳定性.该方法可用于计算机辅助手术导航、器械定位和术中X光三维锥束重建.     

用于检测激光棒的变倾角马赫-曾德尔干涉仪

为实现激光棒透射波前的测量,改善一般泰曼型或斐索型干涉仪测量小口径激光棒透射波前时的边缘衍射效应,研究了一种变倾角移相马赫-曾德尔干涉仪。通过调整移相反射镜的倾斜姿态,改变入射到马赫-曾德尔干涉光路的光束倾角,参考光束与测试光束的光程差随之变化,从而在相干光之间引入相移,实现了相移干涉测量。利用该干涉仪测量一根口径为Ф6 mm、长度为60 mm激光棒(Nd:YAG)的透射波前,测量结果的峰谷值(PV)为0.391λ,均方根值(RMS)为0.056λ;使用ZYGO激光干涉仪测量同一根激光棒,其透射波前的峰谷值(PV)为0.370λ,均方根值(RMS)为0.064λ。对比结果表明该干涉仪能实现光学元件透射波前的高精度检测,测试结果的一致性验证了该方案的可行性。该变倾角移相方法具有较高的移相精度和较大的移相范围,且该变倾角干涉系统中光束仅一次透过待测激光棒,可有效抑制多光束干涉现象,改善小口径激光棒的边缘衍射效应。     

Measurement of small vibration by laser interferometer

The method and experimental results of measuring a small vibrating displacement by laser interferometer are introduced in this paper. The dynamic response of a new kind of tiny piezoelectric driver is detected. Results show that this kind of PZN-PZT tiny driver not only has high voltage-displacement sensitivity, but also its frequency response approaches to 1 kHz.Therefore this kind of piezoelectric driver can be used widely in many fields.     

激光干涉法测量微小振动

文章介绍用激光干涉法测量新型压电微驱动器动态位移响应的实验原理及方法。实验结果表明,这类PZN－PZT微驱动器不仅具有高的电压－位移灵敏度,而且其频响可高达1kHz,是一种很好的微驱动器件。     

A method of calculating the dynamic error of a nonlinear detector

A method is considered for determining the dynamic error of a detector in the presence of various forms of nonlinear characteristic. The use of the method is demonstrated on simple examples. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 2, pp. 15–19, February, 2006.     

Metrological characteristics of the Baksan laser interferometer

The metrological characteristics as well as an evaluation of the limiting sensitivity of the Baksan laser interferometer — strain meter with measuring arm length of 75 m, intended for recording and investigating lithospheric deformations over a broad range of frequencies, are presented. Long-term regime observations of deformation in four frequency channels show that the technical constraints that govern the sensitivity of the device lie below the observable deformations over the entire working range of frequencies. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 12, pp. 26–30, December, 2005.     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。     

基于CORDIC算法的单频激光干涉信号处理系统半波长误差分析与消除

为了满足纳米级分辨率和高速处理,设计了基于CORDIC算法的激光干涉信号处理系统.研究发现信号处理系统存在半波长大小的粗大误差.对该半波长误差的特点与形成机理进行了研究,研究表明该半波长误差的根源为小数相位测量存在一定的误差区间,在干涉信号相位零点附近,该误差区间导致小数相位处于[2π-,0+],具有不确定性;与整数相...