微米光栅加速度计力反馈系统设计

针对高分辨率微米光栅加速度计中存在的输出非线性和动态范围小的问题,提出了一种基于静电驱动的静电力反馈方法.该方法一方面将质量块位移锁定在最佳工作点,提高加速度计的线性度;同时利用静电力反馈实现微米光栅加速度计的力反馈控制,提高它的动态范围.给出了微米光栅加速度计的力反馈检测原理,建立了静电力反馈控制模型和基于力反馈的微米光栅加速度计系统的数学模型,在此基础上优化了PI控制单元,搭建了微米光栅加速度计力反馈系统,实现了力反馈控制.实验结果显示:当质量块位移锁定在最佳工作点处时,微米光栅加速度计的量程比未加力反馈时增大了33.4倍,非线性度抑制了6.4倍.     

光纤光栅预拉力调节方法与温度补偿分析

为了在光纤光栅的封装阶段产生预期的应变,需要对光纤光栅施加一定的预拉力。通过设计刀口铰链形式的平衡杠杆机构,保证了光纤不发生弯曲,并最大限度的减少了摩擦力带来的不稳定因素。利用调节块的重力并设置不同的作用点,可以对作用于光纤光栅的轴向拉力进行调节,从而改变光栅的间隔周期,得到准确的应变与反射波长值。通过计算得到温度补偿比,在相应位置处点胶固化并进行调节,从而完成光纤光栅的封装。     

基于衍射光栅的光纤光栅传感器解调系统研究

研究并实现了一种基于双衍射光栅的光纤布拉格光栅（FBG）传感器解调系统。该解调系统的光路由准直镜、衍射光栅、柱面反射镜和光电探测器等器件组成。通过准直镜后不同波长的平行光束经过衍射光栅后在空间展开,通过柱面反射镜聚焦在光电探测器成像面上。该光路通过采用两块衍射光栅的方法在减小解调系统尺寸的同时提高光学空间分辨力,采用线阵探测器替代扫描机构从而简化系统结构。从理论上分析了光束经过该系统后的空间光强分布,根据光强的高斯分布采用多项式拟合的方法实现了反射光谱峰值定位算法。通过与高精度光谱仪的测量结果对比表明,该解调方法具有较高的波长解调精度和稳定性。     

高精度光栅干涉测量技术及仪器

在超精密测量和控制技术中，对测量精度提出了越来越高的要求，如尺寸精度１ｎｍ和角度０．００１。由于光栅具有精度高、抗干扰能力强、寿命长和价格便宜等优点，最近几年光栅干涉测量技术被广泛研究和使用。本文简单介绍几种在超精密测量和制造过程中常用的微纳米光栅干涉测量技术。     

应用不等栅距光栅的光刻对准系统

介绍一种在分步投影光刻机中,采用不等栅距光栅进行对准的系统。详细介绍了该系统的光学原理、所采用对准目标的刻线形式、空间滤波的方法、信号处理的方法和对系统有影响的误差源以及改进措施。     

圆光栅检测仪的研制

介绍了一种高精度、精密、自动化、动态测量的光栅检测仪,测量光栅盘的扩展不确定度为０．０８”。该仪器采用了高回转精度的空气静压轴承及多头均化技术,减小了参考盘刻划误差的影响,同时,采用了计算机系统控制测量过程,进行数据处理,实现了自动化测量,检测结果和误差曲线由打印机打印输出。     

一种产生角定位莫尔条纹的方法

本文提出了一种由长直光栅产生角定位莫尔条纹的方法。当两光栅的刻线方向完全平行时，由两光栅产生的莫尔图样为平行条；如果其中的一块光栅相对另一块光栅转动时，莫尔图样为箭头状条纹，且角位移越大，箭头的夹角越钝。本文提出的方法可用于微小角位移的测量及角度定位。     

光电式动态光栅精密圆刻机

介绍了一种刻划精度达±０．０６″，采用圆光栅作角分度基准器，空气静压双半球轴系作主轴，由电机直接驱动，用脉冲氙灯作光源，以聚乙烯醇负性光刻胶作感光胶的新型的连续动态光刻光电式动态光栅精密圆刻机的设计和它的研制要点及有关技术。     

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。     

基于光纤光栅传感器的复合材料气瓶应变检测

针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,最后进行碳纤维缠绕和固化。开展了8只光纤光栅应变传感器植入复合材料气瓶的试验,其中6只传感器在复合材料气瓶150 ℃/1.5 h固化后保持存活,实现了复合材料气瓶固化、水压疲劳、高温试验等过程中的应变检测。结果表明,所提出的方法可以减小内衬的粗糙外表面导致的光纤光栅信号衰减,验证了光纤光栅传感器植入复合材料气瓶进行应变检测的可行性。     

一种用计量光栅实现 2nm测量分辨率的新方法

提出一种利用正切函数在零点附近的小范围内线性度非常好的特点,对计量光栅技术中计算机正切细分法进行扩展,在信号处理电路中设计出一个量程比较小的精测档,以获得更高的纳米级的测量分辨率的新方法,并进行了详细充分的实验验证.     

基于CCD和光栅尺的布氏硬度测量装置

将CCD和光栅尺同时应用于布氏硬度压痕测量,试验证明：系统测量结果基本不受CCD对焦及照明光强变化的影响;测量准确度容易保证,重复性好,自动化程度及效率较高,同时大大缓解了布氏硬度测量中的视觉疲劳。     

大量程纳米分辨率超精密测径仪

提出了一种新型可以测量孔和轴直径的超精密测量仪，该超精密测径仪主要由炫耀光栅和气浮导轨及红宝石探头组成，采用接触式绝对测量方法。介绍了环境温度的控制和减小环境振动的手段，以保证测量的精度和重复性。这种新型测径系统分辨率可以达到1nm,量程范围可达 0～100mm。     

新型精密狭缝的设计

介绍了一种基于弹性铰链的精密狭缝的设计，加工工艺要求和性能测试结果。根据实际需要，狭缝可以采用水冷结构。     

超声光栅测声速

介绍了超声光栅测声速的实验，澄清了实验中的一些问题，并讨论了包括声压大小对实验结果的影响以及时间的累积对实时光栅产生的影响等问题，用数值分析的方式给予解答。     

万能工具显微镜技改中软件细分技术研究

探讨了光栅测量系统中的细分技术,提出了用A/D转换技术实现栅距脉冲软件细分的方法。以8位A/D转换器采用8区间划分为例,给出了小数值的计算公式并分析了细分误差。实验表明,该方法具有较大的实用价值。     

RTM工艺成型复合材料树脂固化过程残余应变监测研究

提出了RTM工艺树脂固化过程残余应变布拉格光栅传感器检测新方法。通过光纤光栅波长偏移与温度和固化时间之间的关系测试,得到了树脂固化过程中残余应变的变化历程,成功实现了RTM工艺树脂固化过程中残余应变的在线监测。实验结果表明,在降温过程中,残余应变的变化与温度的变化呈线性关系,这为复合材料层合板的残余应力分析提供了实验依据。     

两米光栅—线纹自动测量仪测量不确定度的评定(一)

以不确定度的概念对两米光栅—线纹自动测量仪的测量质量、水平进行了评定,给出了该仪器测量光栅尺和线纹尺的不确定度指标。