激光外差干涉非线性误差的测量方法

为了调整激光外差干涉光路中的光学元件,减小或抑制测量非线性误差,研究了非线性误差测量的机理和方法.基于对激光外差干涉测量信号的频谱分析,提出了非线性误差的测量方法.根据建立的非线性误差与测量信号幅度之间的模型,计算出非线性误差一次谐波和二次谐波的大小,实现非线性误差的精确测量.实验结果表明,该方法可以有效地测量激光外差干涉的非线性误差.     

外差干涉非线性误差修正方法研究

基于对外差干涉测量信号和参考信号进行光滑滤波处理的方法，提出了一种外差式激光干涉仪非线性误差修正方法。在实验系统中，采用混频技术将两路光频信号降低到通用数据采集系统频率范围内进行同步双通道实时采集；采用改变光传输介质折射率的方法模拟产生纳米数量级微位移。实验结果表明，所提出的修正方法使实验用外差干涉仪测量不确定度由20nm降低到10nm。     

基于DSP的激光外差干涉信号处理方法

描述激光外差干涉测量的原理,设计基于DSP的激光外差干涉信号处理方法,用DSP的捕捉单元获取参考信号和测量信号的上升沿时间差,在捕捉单元中断中计算测量信号周期,由DSP将时间差转化为相位差并得出被测位移.采用信号发生器模拟两路输入信号,在0～360°范围内进行相位差测量实验,测量结果表明标准偏差为0.041°、线性拟合相关系数为0.999 89.以20 nm为步长在0～320 nm范围内进行位移测量实验,实验结果表明标准偏差为2.46 nm、线性拟合相关系数为0.999 71,验证了所设计的信号处理方法的可行性和实用性.     

减少和补偿直流电桥非线性误差的方法研究

分析了直流电桥桥臂电阻阻值变化引起电桥输出产生非线性误差的原因,提出了减少和补偿非线性误差的几种方法。     

频率扫描干涉中参考干涉仪的非线性误差分析

针对频率扫描激光干涉测距系统的参考干涉仪中存在的大量光学元件会产生非线性误差,本文基于偏振分光镜(PBS)的非理想分光性能分析了非线性误差的产生机制,推导出PBS非理想分光性能条件下的非线性误差模型,并提出了消除非线性误差的改进方法。利用MATLAB进行建模仿真表明,PBS非理想透射率和反射率对非线性误差的影响为二次谐波,透射率和反射率相差越大,非线性误差越大,当二者值相等时非线性误差大幅减小。当PBS反射率为0.90且透射率为0.97时,用传统的正交检测方法产生最大为383.3 kHz的非线性误差,而采用本文提出的方法只存在5.3 kHz的线性误差。     

Modeling,identification and compensation for geometric errors of laser annealing table简

In order to improve the process precision of an XY laser annealing table, a geometric error modeling, and an identification and compensation method were proposed. Based on multi-body system theory, a geometric error model for the laser annealing table was established. It supports the identification of 7 geometric errors affecting the annealing accuracy. An original identification method was presented to recognize these geometric errors. Positioning errors of 5 lines in the workspace were measured by a laser interferometer, and the 7 geometric errors were identified by the proposed algorithm. Finally, a software-based error compensation method was adopted, and a compensation mechanism was developed in a postprocessor based on LabVIEW. The identified geometric errors can be compensated by converting ideal NC codes to actual NC codes. A validation experiment has been conducted on the laser annealing table, and the results indicate that positioning errors of two validation lines decreased from ±37 μm and ±33 μm to±5 μm and ±4.5 μm, respectively. The geometric error modeling, identification and compensation method presented in this work can be straightforwardly extended to any configurations of 2-dimensional worktable.     

BP网络算法在平面运动测量误差补偿中的应用

在航天对接试验平台开发项目中,针对平面运动物体非接触高精度测量的难点,提出一种针对物体三自由度平面运动的创新性测量方法.利用激光测距传感器的并联组合,实现对物体位置和姿态的非接触式测量.以传感器测量值为输入样本,运用BP神经网络算法建立误差模型,通过调整权值因子使建立的网络模型能够拟合出测量误差,从而修正测量的数学模型.基于BP神经网络的误差补偿方法对平面运动物体测量误差的补偿具有明显的效果,能够满足位姿测量的精度要求.     

四步相移干涉测量的相位补偿及仿真

在应用相移技术进行相位测量时，相移器的相移误差直接影响相位的测量精度．将快速傅立叶变换技术和四步相移技术相结合，对相位进行补偿，并推出相位误差补偿公式．利用快速傅立斗变换技术求出实际相移量与理论值的相移误差εi，代入相位补偿公式计算相位．通过计算机仿真，采用四步相移算法、四步相移补偿算法得到了各个采样点的相位误差．分析可得，采用四步相移补偿算法比直接采用四步相移算法得到的相位误差有更高的精度，相位误差平均值提高10倍以上．     

并联机器人误差检测与补偿的三平面法

为了提高并联机器人的定位精度,需对其进行误差检测与补偿.该文提出"三平面测量法",在并联机器人运动平台上建立3个近似相互垂直的平面,以三坐标测量机为辅助测量工具,获取这3个平面在某一固定坐标系下的平面方程,从而得到机器人实际位姿.建立6-DOF并联机器人误差方程,结合"三平面测量法"辨识出误差参数,实现并联机器人误差检测、标定及补偿.利用一台具有平行导轨的6-DOF精密并联机器人进行了试验验证.结果表明补偿后机器人期望和实际位姿之间的差别与机器人的重复位姿精度达到同一数量级,较补偿前明显改善.