基于激光传感器和嵌入式的工装在线监测系统设计

为了满足工业生产中对距离等信息的实时采集要求,提出了一种以激光传感器为检测端,嵌入式系统为数据处理和控制端的远程监测系统。采用德国SICK公司测距设备OD30-05T1激光测距传感器,以基于ARMV4I的Windows CE嵌入式平台为核心,结合RS485工业总线技术,对多台激光测距传感器进行操作,实现了激光测距系统的数据采集与处理分析。     

以SOPC为基的激光测距系统的设计与实现

介绍了一种以可编程片上系统(SOPC)技术为基的高精度激光测距系统的实现方法,以SOPC作为激光测距系统的信号处理和控制的核心,该系统能够在一次测量中对同一方向上多个目标进行高精度测距。系统设计方法是基于一种系统级电路,通过QuartusⅡ开发工具和SOPC Builder子系统实现对此系统的定制。通过系统内部32位定时器实现多个回波的捕获。与传统的测距系统相比具有可同时完成多目标测量、高速数据采集、实时数据传输、集成度高、可靠性强,以及测量误差小的优点,是一种应用很好的激光测距系统。     

高精度激光动态测试技术初探

在激光测距技术的研制中，主要采用了地面探测技术，对测距技术的各项指标进行了测试和研究。在此基础上，通过对激光测距技术的深入研究，建立了一套高精度的激光测距系统，并对其误差因子进行了全面的分析，从而达到了对激光测距机的精确测量。与传统的测距技术相比，激光测距仪的优点是：一是测量准确率高；二是仿真距离动态范围较大。实验结果显示，高精度的激光动态测量系统可以在16～28km的距离内进行测量，并且具有0.16m以上的精度。高精度的激光动力试验系统操作简便，应用广泛。高精度的激光动态测量系统可以很好地满足目前各类激光测距设备的要求。     

基于CPLD的精确模拟激光回波技术

介绍一种简单实用的激光测距机测距精度的检测方法。在研制的检测仪中,使用CPLD实现精确模拟激光脉冲回波信号,具有精度高、设计灵活、性能可靠等优点,对其实现过程进行了详细描述。     

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。     

激光测距机低温测距性能实验设计

针对激光测距机-40℃工作温度性能测量要求,提出在常温下对低温激光测距机测距性能检测的方法,采用低温试验箱安装可加热的导电膜光学观测窗设计方案,叙述了实现激光测距机低温测距性能检测的初步实验结果和讨论,从而保证激光测距机出厂前的直接检测及标定。     

利用信号拼接提高调频连续波激光测距系统的分辨力

提出了一种对等频率间隔的采样信号进行拼接来提高调频连续波激光测距系统的测距分辨力的方法。研究了调频连续波激光测距的原理,设计搭建了基于一种双干涉系统的光纤调频连续波激光测距系统。利用辅助干涉系统产生的时钟信号对测量干涉系统的信号进行等光频间隔的采样,然后对采样信号进行拼接。使用LabVIEW设计了信号错误检测处理、采样和拼接的信号处理系统。利用该测距系统进行了实验验证,结果显示,将等光频间隔的采样信号进行拼接的方法可以突破激光器扫描范围的限制,减少光源非线性的影响,从而提高系统的测距分辨力。得到结果表明,在测量距离为8.7m时,该系统的测距分辨力可达70μm,30组测量结果的重复性标准差为35μm。     

基于LED光源的脉冲测距方法

设计了一种LED光源的脉冲测距系统,采用全内反射式准直器和光纤相结合的准直光路设计方法,使LED光源的发散角得到有效压缩。设计了LED光源脉冲驱动电路,并采用雪崩二极管对探测信号进行接收,利用脉冲测距原理实现了距离测量。初步实验结果表明,LED光源能够用于测距系统。     

基于嵌入式自动测相技术的激光测距系统设计

针对现有激光测距集成方案稳定性不高的情况,利用ARM处理器实现测相、运算、控制显示等功能,采用差频测相技术,设计了基于嵌入式自动数字测相技术的激光测距系统。优化激光调制发射电路,实现不同阈值电流半导体二极管的驱动;设计自动增益电路用于减小回波信号幅值的波动范围,从而提高系统稳定性;设计基于RC的移相电路,减小由于寄生参量的影响而造成的附加相移误差。系统在0.2～10 m范围内的测量误差小于25 mm,测量波动较小,为实现激光测距系统集成化提供了一种新的思路。     

提高相位激光测距精确度的研究

提出了提高相位激光测距测量精度的方法,给出了用两个频率进行相位激光测距时的测量方法,解决了单一频率测量的矛盾,扩大了测量范围,达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。     

电磁波测距中多辅频内积检相技术的仿真研究

结合多个辅助频率和向量内积检相方法在激光测距中应用的特点,提出了利用多辅频进行内积检相的方法来进行测距。从理论上对该方法进行了分析,并进行了计算机模拟。结果表明,所提出的方法可以解决测程和测量精度之间的矛盾,并且简化了激光测距系统中信号处理的软件和硬件设计。     

小型化弹丸速度测试系统

提出了一种基于光幕测速和单片机数据处理的小型化的弹丸速度测试系统。采用半导体激光器、光电探测器、原向反射屏形成大面积光幕测试区,当弹丸穿越光幕时,光通量的变化被光电探测器转变为电信号,经过比较电路后送入单片机进行数据处理,并由LED进行速度显示。文中对测试原理和测试系统的光学设计单元、信号处理单元及数据采集、显示单元进行了介绍,并对该系统进行了壬7．62mm弹丸速度测试,给出了测试数据。试验表明,该测速系统具有灵敏度高、体积小、成本低、使用方便、灵活、工作可靠等优点。     

激光三角位移传感器信号采集系统设计

基于LabVIEW虚拟仪器技术,使用LK-G3100激光位移传感器和阿尔泰PCI2005数据采集卡硬件,在LabVIEW2009软件开发平台上设计完成了模拟量信号采集系统。设计的信号采集系统实现了激光位移传感器的模拟量电压信号的采集和处理,将数据采集技术、网络通信和数据库管理技术集成在同一个控制系统之下,并且结构设计简单、通用性强、扩展便捷和数据传输效率高。有助于将本数据采集系统应用于不同测试装置,使得本数据采集系统具有很好的通用性,便于嵌入其他应用测试系统。     

基于激光三角法和嵌入式的微位移实时检测系统

基于激光三角法和嵌入式的微位移实时检测技术,采用激光三角法测距和灰度重心法提取激光条纹中心的原理,使线结构光、透镜、CCD位置信息满足Scheimpflug共轭清晰成像条件。通过图像处理获取像面坐标系位移信息,得到待测物体物面坐标系的位移,利用灰度重心法实时提取结构光条纹中心的特点,结合嵌入式系统尺寸小、稳定、便携的特性,实现对待测物体进行实时、非接触和微位移测量。     

New techniques for multi-component flow velocity measurement using high-frequency pulsed diode lasers

The application of high-frequency pulsed laser diodes for fringe-type laser Doppler anemometry allows multi-component flow velocity measurements by using only one receiver and one signal processing chain. This is effected by synchronization of the laser pulses with the sampling process of the data acquisition system. Consequently, an identical wavelength can be used for all components. The experimental verification of this new technique is described. The technique permits the design of miniaturized and low cost optical flow sensors which can be used for low and high speed flows.     

基于VCSEL的自混合振动传感的研究

提出了一种基于VCSEL(Vertical cavity surface emitting laser)的自混合效应的激光测振方法。单模VCSEL测振系统具有精度高、功耗低和结构简单等优点,在信号处理方面,利用短时傅立叶变换对多普勒信号进行频谱分析,提高了系统噪声适应能力和信号处理速度;利用比值校正和小波变换相结合的方法提高系统测振精度。试验证明,位移误差低于1%,实现了振动位移和速度的精确测量。     

车体尺寸和几何量检测系统设计

为实现轨道车辆车体尺寸和几何量检测,提出一种基于激光测距的移动龙门式三坐标测量系统.在结构上,采用在龙门架上布置激光测距传感器阵列的形式,并利用高精度直线导轨实现龙门沿车体长度方向的直线运动,通过激光测距传感器阵列点位测量的方式实现整个车体的精确检测.针对车体的测量需求,建立测量系统的有限元模型,对关键部件进行静力学分析,确保机械结构的可靠性.     

基于激光干涉的接触式微位移测量仪

介绍的基于激光干涉的微位移测量仪具有分辨率高、结构简单、成本低的特点。该微位移测量仪由基于迈克尔逊激光干涉原理的微位移测量装置、工作台、光电阵列、信号处理电路、计算机及数据处理软件等组成。该测量仪位移测量理论分辨力可以达到0.01nm,特别适合范围在微米及微米以下的位移测量,可用于MEMS器件的位移检测,压电器件位移检测等。