基于DSP的集成光栅细分数显装置的研制

设计了一种新的硬件系统,采用光栅位移传感器结合DSP器件实现了位移测量的数字化;传感器输出信号先采用电阻链分相细分,然后通过TMS320LF2407A内部脉冲编码电路（QEP）完成辨向和二次细分,达到了高精度位移测量的目的．测试实验证明该方法集成度高,实时性好,测量精度高．     

基于TMS320X2812的高精度转角测量系统设计

设计了一种以圆光栅为敏感元件,以TMS320X2812型DSP为控制核心的角位移测量系统;介绍了雷尼绍圆光栅的结构和工作原理.系统设计利用DSP内部集成的正交编码脉冲单元(QEP)对圆光栅产生的正交脉冲信号进行4细分和辨向,并在上位机上显示结果,从而实现了轴转角的精确测量.     

一种硬件细分方法的研究与应用

对光栅传感器原始信号进行细分是采用各类光栅器件进行高精度位置测量、角度测量过程中不可或缺的一个环节。细分方法多种多样，针对各种现有的电子学细分方案并结合实际应用，本文采用纯硬件查表、轨迹计数等方法，实现了针对测角传感器信号的64倍频，同时将其成功地应用于交流伺服的全闭环系统，极大地改善了系统的定位精度。     

利用光栅实时测量大视角入射激光波长的方法

本文探讨了利用光栅实时测量大视角入射激光波长和方位的理论依据，并进行了误差分析；尝试并实现了利用光栅实时测量大视角入射激光波长和方位的方法；预见到光栅是实时测量大视角、宽频带、脉冲激光波长的有效元件。     

基于双经纬仪的随动系统静态精度测量

简述了一种利用两台经纬仪对随动系统的静态精度进行高精度测量的方法。该方法采用了空间定点、平面拟合、点投影、圆拟合等算法,可以同时测量出随动系统围绕方位和俯仰两个轴旋转的角度及其相关数据,可满足多种高精度测量的需求。     

利用双光栅实时测量大视角入射激光波长的方法

本文探讨了利用双光栅实时测量大视角入射激光波和方位的理论依据，并进行了误差分析；尝试了利和双光栅实时测量大视角入射激光波长和方位的方法；预见到双光栅是实时测量大视角，宽频带，脉冲激光波长的有效元件。     

光栅信号直流电平的自动校正

在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中,测量信号的稳定性直接影响到最终的测量精度。针对实际光栅信号不稳定性产生直流电平漂移的情况,在电子细分的基础上,采用了A/D和D/A转换器实时校正直流电平的方法,解决了实际光栅信号的直流电平漂移影响处理器计数的问题,降低了测量误差。此方法主要由软件编程来实现,硬件电路设计简单,电路的复杂程度低,有利于提高测量精度。     

一种对称式双光栅干涉位移测量系统的研制

作为纳米位移测量技术领域的关键解决方案之一,干涉型光栅位移测量系统具有高精度、高分辨率、小体积的特点。干涉型光栅位移测量系统中采用的干涉光来自光栅的衍射,所以系统对光栅的偏摆角度较为敏感,装调难度大。为此,研制了一种对称式双光栅干涉位移测量系统,基于光学多普勒频移效应和圆偏振光干涉等原理实现高精度位移测量,系统对位公差小,装调简便。性能测试结果表明,该系统的实测分辨率为0.8nm,重复性为1.4nm;在1~14.5μm的位移范围内校正前系统测量精度为15.4nm,采用系统运动轨迹误差校正后精度为5.5nm,进一步采用周期性误差校正后精度达到1.4nm。     

DZJ5电子经纬仪光电信号细分处理

介绍了DZJ5型电子经纬仪光电信号数字处理系统的设计及实现.根据系统的预期指标,给出了经纬仪角度测量值的计算及光电信号的采集方法;然后根据相应的方法,从硬件上实现了系统所需的角度信号的波形变换、脉冲信号的形成和CPLD(复杂可编程逻辑器件)辨向计数电路;在此基础上提出了软件细分技术,并分析了此细分方法带来的误差,达到了很高的细分精度.     

光电编码器的应用——细分原理

编码器的光电信号经过电路系统的处理,最终获得代表测量角度的数据代码.电路处理系统中最为关键的是细分技术,它是编码器电路处理系统技术中的专业技术.本文详细介绍了一种细分原理和常用的实现方法,说明了编码器测量基准光栅线数和编码器代码分辨力的关系,分析了细分误差产生的原因.     

高分辨率光栅精密定位系统研究

为了使光谱分析仪(Optical Spectrum Analyzer, OSA)能精确测量窄谱宽光信号,要求光栅转动一圈分辨200万个点。设计了一种基于衍射光栅、直流无刷电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)和光电编码器的高分辨率光栅定位系统。实现了基于比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation, PID)的高精度闭环调速控制技术,以驱动BLDCM带动光栅的转动。同时,高精度光电编码器快速检测并反馈光栅的角位置,细分电路对编码器的输出信号作进一步细分。将输出信号的分辨率从16000点/圈提升至2048000点/圈,极大地提升了光栅定位系统的整体分辨率。通过实验测试了光栅扫描速度、波长重复性和波长准确度等性能指标,验证了光栅定位的精度和分辨率。     

精密定位光栅尺的研究进展

本文主要简述光栅尺的最新发展历程。介绍了光栅尺的结构和测量原理以及光栅尺的分类和应用,讨论了光栅尺发展所面临的测量精度、信号处理及栅距细分、光栅的参考标记和绝对坐标以及光栅的载体和热性能等关键问题,并指出了光栅尺未来良好的发展趋势。     

单光栅数字莫尔位移测量法

提出了一种使用单光栅测量位移的新方法,在该方法中,光栅信号经放大后由图像传感器阵列接收并被传送至计算机,然后通过与其镜像图像叠加的方式得到数字莫尔条纹,最后利用图像传感器像素的空间均匀性对莫尔条纹直接进行细分进而测得位移量。与传统的双光栅莫尔条纹位移测量法相比,该方法完全消除了光栅副层叠间隙,装调更为方便,而且细分成本更低。在阿贝比长仪上对由周期为20 m的光栅和2 0481 536像素的CMOS图像传感器构成的分辨率为0.04 m的测量系统进行测试,结果表明其最大位移误差优于0.18 m。     

基于FPGA的测角脉冲细分电路的设计

对传统的数字化转角测量方法进行了简要介绍,提出了一种能够提高测角分辨率的脉冲细分技术,并结合激光陀螺输出信号对该方法进行了误差分析。接着利用FPGA对此项技术进行了硬件实现,具体描述了电路各部分的工作原理及程序设计,并使用QuartusⅡ软件对电路进行了仿真。最后,对某型激光陀螺输出信号进行周期采样,对电路进行了实验验证。结果表明该技术能够有效提高转角测量分辨率,电路工作稳定,取得了预期的效果。     

数字信号处理在雷达相噪测量中的应用

随着通信和雷达的发展,脉冲信号的相位噪声成了影响整个系统性能的重要因素之一,采用传统模拟相位检波法测量脉冲信号相位噪声是一个非常大的挑战,因为这样的测试系统非常复杂,并且在测量相位噪声之前需要非常繁琐的校准程序,先进的正交数字相位解调和幅度解调技术能很好地解决这个问题。采用正交数字相位解调和幅度解调技术的系统不需要相位检波器和复杂的校准程序,利用极低噪声的参考源和互相关技术,提高了系统动态范围和测量灵敏度,实现了一键式精密测量脉冲相位噪声和调幅噪声。     

分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

在采用相位干涉测角的分布式阵列雷达系统中,系统阵面相位中心位置误差和相位误差对测角精度影响很大,且阵面相位中心位置与物理中心位置通常不一致,因此需要对其进行精细标准补偿。传统的雷达系统误差校正方法通常采用远场辐射源来对雷达进行校正,但是对于单元间距很大的分布式阵列空间目标监视雷达而言,要实现远场辐射校准往往很难。该文提出一种利用多弧段的精轨卫星精密星历对阵面相位中心位置误差引起的相位误差进行白化,然后搜索相位中心坐标和相位差使匹配方差最小的校正方法,无需使用特定仪器测量,且能很好地标定误差;计算机仿真以及实测数据验证了使用该文校正方法后,测角精度得到了显著提升。     

激光测距仪中高精度光栅传感器的设计

在分析光栅传感器原理的基础上,针对测量高压线缆时要求测距仪精度极高的问题,提出将高精度光栅传感器应用于激光测距仪的方案,在激光测距仪平台设计中安装两个光栅传感器,分别输出仰俯角和水平转角,并利用细分算法设计了光栅传感器的细分电路,大大提高了测量精度。     

激光光栅干涉技术的微位移测量研究

为提升精密测量的精度与量程,提出了激光光栅干涉技术的微位移测量方法.通过集成双光栅微位移测量方法以2 组近似正交相位差的光栅交替选择并累积高灵敏度测量区域,扩大测量量程,且在测量过程中避免激光光束存在抖动问题,通过频率调解法实行外差干涉信号处理,转变待测物理量的信息为调相或调频信号,实现测量的高分辨率.检测结果表明,该...     

光电轴角编码器莫尔条纹误差信号补偿

为保证光电轴角编码器在恶劣工作环境下的细分精度,提出一种基于Hilbert-Huang变换的误差补偿方法。针对编码器系统受正弦振动引起的测角故障,提出一种莫尔条纹误差信号的数学模型;采用经验模态分解算法,获取误差信号的本征模态函数,分别对本征模态函数进行希尔伯特变换解调分析,提取包含干扰特征的莫尔条纹信号;同时,基于光电轴角编码器的精码信号方波信息,获取精码信号的基波时域频率;提取与基波时域频率匹配的本征模态函数包络分量。以24位光电轴角编码器为实验对象,实验结果表明:编码器莫尔条纹信号动态细分误差峰值由约200降低到1.54左右,细分精度明显提高。     

三维物体形状检测精度分析与研究

对三维物体形状检测的基本原理及检测处理过程进行了详细阐述。检测处理过程中根据系统检测信号的性质选择黑白条纹相间的编码光模式,为获得较好的检测精度和速度,对畸变条纹图像先采用边缘检测分割。由于所得畸变条纹图像的像素点的灰度受外界环境光干扰影响,必须对图像进行黑白二值化。对检测得到的畸变条纹图像进行二值化分割算法有很多,文中给出经典阈值分割处理和行阈值分割处理后的图像及效果比较,并对实验结果的精度进行分析,得出了结论。