径向圆光栅纵、横向莫尔条纹性能分析

本文从径向圆光栅形成的莫尔条纹的原理出发,简要分析了其纵、横向莫尔条纹信号的位相和条纹移动的速度、加速度特性,其研究结果对于今后更好地选用径向圆光栅形成的莫尔条纹有一定的指导意义。计量光栅作为一种精密的测量工具,在各个领域已经得到了广泛的应用。它把光、杌、电三大技术有机地结合起来,在长度、角度测量及自动控制等方面展现了它的优势。在应用径向圆光栅形成的莫尔条纹进行角度测量时,科技人员习惯于采用横向莫尔条纹作为测量信号,较少对纵向莫尔条纹进行研究。本文根据径向圆光栅形成的莫尔条纹的原理,对纵、横向莫尔条纹的特性进行了理论分析、研究及实验验证。     

光栅测角系统中的莫尔条纹信号的相差和按装偏心的测调问题

在光栅测角系统中,目前尚广泛采用莫尔条纹电信号平均的消差方法。它虽然在理论上不符合消差定理,但工程上只要满足一定的条件,可看作近似符合消差定理,仍有一定的消差作用。其中莫尔条纹电信号的初相差、安装偏心就是极为重要的条件。不把它们调到所要求的数值,系统的精度就达不到预定的要求。过去,对初相差和安装偏心的测量存在两个毛病:一是测     

七圈法的应用

众所周知,七圈法即莫尔条纹错位法,刻制元光栅采用此方法可以减少零点闭合误差,提高元件的精确度,而且可以在普通刻机上进行刻制。我所使用七圈法,是在TKF 500刻机和TFF 1000刻机上,分别刻制了2700条线/周,和5400条线/周以上的普通光栅(如每周2700 5400 10800 16200 21600 32400等等)。下面仅举两个实例供有关单位参考。例一我们在刻速率转台光栅时,第一块发现有零点闭合误差存在,第二块改用七圈法刻制,消除了零点闭合误差。刻第三块时将机床重新调正,减小了轴系间隙,用一圈法     

光栅信号质量检测及电路实现

对光栅信号的质量指标，主要是对光栅到莫尔条纹信号质量指标进行了分析，并通过采用谐波分析法，对光栅信号质量进行动态综合检测的电路进行了实现。这对计量光栅的发展和长光栅的检测，具有一定的现实意义。     

一种增量式角编码器的光学特性的探讨

一、引言自1874年英国物理学家诺德瑞利(Lord Rayleigh)发表莫尔(Moire)理论以来,随着技术的发展,目前莫尔条纹技术已广泛应用于精密测量和自动控制的各个领域。近几年圆光栅莫尔条纹技术的应用,已出现如下四种结构方案:     

计量光栅的绝对零位

计量光栅一般为增量制,当用作数控加工机床的检测元件时,有可能造成过冲量积累妨碍加工精度的提高。即使采用过冲补偿,加工精度仍受到限制,而且线路复杂,因而有的便采用绝对制的码盘、码尺作为检测元件。但又出现脉冲当量不是整数,译码线路比较复杂等问题。为了比较简单地解决这些问题,可在光栅的检测范围内设置一个或几个绝对零位,采用归零的方法,实现停电记忆、座标原点寻找、消除误差积累、进行误差修正等功能。使增量制与绝对制兼容。     

圆光栅测角仪获2000年国防科学技术二等奖

圆光栅测角仪是三○四所研制的集光、机、电为一体的 ,高精度、自动化的动态角度检测仪器 ,是既能检测线角度器件 (圆光栅盘等 ) ,又能检测面角度器件 (角度块、正多面棱体等 )的一台角度基准仪器。它由双面止推精密空气轴系、基准光栅角度发生器系统、动态光电零位触发瞄准系统、标准衍射莫尔条纹产生系统、压缩空气供给系统、驱动稳速系统、光电读数系统、光电信号接收系统、细分调整计数系统、数据输出、误差曲线输出、计算机控制软件等系统组成。该仪器的研制完成 ,填补了我国动态测角的空白 ,使我国在角度测试方面的能力达到国际先进水…     

45000条刻线的圆光栅的刻制

利用圆光栅莫尔技术,获得高精度的角度分度基础,已被广泛地应用,但是,大多数所用的圆光栅元件都是六一十进制的。在我们的具体工作中,为了能实现与80倍电子细分线路相配合,得到0″.36数频分辨率的测角系统,提出在原东德OFD圆刻机上,实现节矩角为     

光栅数字检波器的研究

采用光栅谐振子为敏感元件,其输出信号以脉冲数形式输出。文中重点介绍了该传感器的工作原理和结构设计,讨论了光栅的探头形式、光栅间隙、条纹宽度和光电元件宽度的关系。     

炫耀光栅及其在精密测长应用中的基本原理

随着莫尔条纹技术的发展,透射式炫耀光栅的作用将越来越大。本文推导了锯齿型炫耀光栅的透射能量分布公式、光栅方程;证明了衍射级的主极强出现在光栅的自然折射方向上;导出产生双级主炫耀的条件,举例计算炫耀角φ与0级和第一级能量分布关系。叙述光栅付中出射角相同的衍射序列之间的关系,简要介绍炫耀光栅精密测长的基本原理和它所独有的特性,以及使用的主要条件等。本文提供透射式炫耀光栅的一些理论基础,对设计和改进透射式炫耀光栅有重要的指导意义。     

大气数据计算机自动测试系统研究

大气数据机作为重要的航空电子设备，测量大气数据的精度关系到飞行控制的性能和飞行安全。介绍了大气数据计算机测试系统的软硬件结构，对大气数据机的各参量和测试信号进行误差分析．采用误差修正的方法消除电压测试信号的误差，有效地提高系统检测精度，为测试大气数据计算机性能提供科学依据。     

采用开关电路消除尖峰脉冲的陀螺及其理论分析

陀螺输出波形中经常含有2倍于本征频率的尖峰脉冲误差信号。采用高速开关电路消除了光纤陀螺的尖峰脉冲,提高陀螺采样有用信号的信噪比。从理论分析和仿真上证明了这一方法不仅消除了尖峰脉冲,而且也消除了尖峰脉冲扩散在解调信号中的奇次谐波干扰。通过实验对比可以看出这一方法提高了陀螺的精度。     

提高机械式压力扫描阀测量精度的研究

本文介绍提高机械式压力扫描阀测量精度的方法：实时采集传感器的初读数，消除传感器的零漂误差，实时校正传感器，消除电压与压力换算数的误差；选用离份辨率，高精度的模数转换板；采用数字滤波法及使用小量程传感器提高采集数据精度，使机械式压力扫描阀能很好的地在低速风洞中应用，并满足试验要求。     

基于三频外差法的异构铸件三维测量系统

惯性平台中的台体和本体均为复杂异构铸件,目前多采用人工划线法建立多个基准来进行测量,效率和精度低,易漏检误检。基于多频外差法的三维光学测量系统已广泛应用于航空、航天等制造领域,根据被测铸件异构的特点,结合双目视觉和相位光栅法较高的检测效率和精度,搭建了一套三维测量系统。首先通过平板标定法得到系统的固定参数和可变参数,然后利用数字光栅投影仪向被测零件表面投射三套不同频率的相移条纹图,相机同步采集变形条纹图,再利用四步相移和三频外差法得到周期为1的相位分布,以此为基准展开得到连续分布的绝对相位,结合极线约束和相位匹配重建出被测零件的三维点云数据,最后在三维软件中完成点云处理、曲面重构和三维测量。实验结果表明,系统的绝对测量精度小于0.1mm,能够实现异构铸件的三维尺寸测量,具有较高的检测效率。     

基于莫尔条纹测量法设计的船体变形测量系统

介绍了一种基于莫尔条纹测量法设计的船体变形测量系统,分析了测量精度,并通过模拟实验证明了其可行性。     

激光核聚变啁啾脉冲放大调整装置动态性能实验研究

大口径光栅是激光核聚变啁啾脉冲放大装置的核心元件,拼接方式是获得大口径光栅的有效途径。本文提出一种宏/微结合的并联驱动式光栅拼接装置和有轴式旋转调整装置,角度调整精度可以达到0.2μrad,平动调整精度可以达到10nm。采用有限元方法对啁啾脉冲放大装置的动态特性进行分析,并使用动态信号分析仪对装置的动态特性进行测量,结果表明放大装置的一阶固有频率可达30Hz。     

平面度的在线检测及补偿方法的研究

叙述运用四测头进行在线测量，采用最小二乘逐次两点法将工件形状误差和导轨运动副误差分离出来，采用电致伸缩陶瓷元件设计了一套补偿用微量位移装置，根据分离出来的导轨运动副误差，由FAGOR8025M控制器产生控制电压控制砂轮进给的位移量，进行在线补偿加工。分离平面度重复精度优于4％，微量进给装置的位移分辨率可达0.01μm。     

基于改进等周期法的振梁加速度计测频方法

振梁加速度计的输出量频率需要被连续、准确地测量,而现有应用于小型化电路板上的测频方法相比于频率计存在较大的原理性误差,针对运用等周期法的测频方法精度不高的问题,提出了一种改进等周期法来测量加速度计输出的频率值。本实验采用Altera max10型的FPGA芯片来实现测频和数据处理及运算,实验中使用测频电路和标准频率计53220A分别测量标准信号源、振梁加速度计的频率输出。实验结果显示,对比改进前后的算法,输入信号为标准信号源时,测频电路的输出精度有效提升,数值由原来的3.513μg变为1.078μg;输入信号为振梁加速度计的输出时,经过指数平滑滤波之后的输出精度由原来的22μg变为9.2464μg。对比频率计对振梁加速度计输出的测频结果,分析了影响加速度计测频精度的主要影响因素。经过测量后的结果表明,所提的基于改进算法的测频电路相比于等周期法可以有效地提升精度,并且拥有小型化、精度高的特点,在未来具有很好的应用价值。     

电离层对GPS相对大地测量的影响

本文分析了对 GPS 相对大地测量有重要影响的电离层误差特性。电离层误差、星历预报误差和对流层延迟误差是影响 GPS 测地精度的三个主要误差源。借助高精度数字式 GPS 接收机(如 T14100GPS 导航接收机),星历估计和预报技术在日益改善。现在正在研究精确的对流层延迟修正技术,例如使用便携式水汽辐射计测量大气中水汽含量对 GPS 信号延迟的影响。为了获得相应的 GPS 测地精度还必须重视电离层误差的修正。本文讨论了三维基线精度,它随电离层条件、电离层修正精度、基线间隔、定向和事后处理方法而变化,给出了使用 T14100GPS 导航接收机和德克萨斯仪器公司 Geomark 事后处理软件包的实际测量结果。     

Lau效应在测量透镜焦距中的应用—基于几何光学的分析

本文以几何光学为基础,给出了Lau效应下透镜焦距的表达式,公式表明透镜焦距仅与光栅周期、两光栅之间的距离及透镜后焦面上的条纹间距有关。