調(diào)頻重采樣是一種絕對測距技術(shù)。這種方法采用的光源波長隨時間變化,形成一束寬光譜激光。激光在各時刻的波長通過輔助干涉裝置進(jìn)行測量,并對其中頻率間隔相同的部分進(jìn)行重采樣,使調(diào)頻測距系統(tǒng)具有較大的線性光譜帶寬,較高的分辨率及精度。在實際測量過程中,測量裝置本身及待測物都容易受到振動的影響,導(dǎo)致待測距離及輔助光纖長度發(fā)生變化,引入測距誤差。針對這個問題,分析了振動對重采樣測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差:(1)待測物的移動引入一個多普勒頻移分量;(2)輔助光纖的振動使重采樣頻率也發(fā)生變化。為了彌補這兩種誤差,提出了一種三光路結(jié)構(gòu)的補償方法,在輔助光路中,使用一種光路結(jié)構(gòu)簡單小巧,且測量速度更快的全光纖馬赫澤德干涉儀等效代替光譜儀,實時的監(jiān)測信號光的瞬時頻率。在測量光部分,在測量光路中引入兩個部分反射鏡產(chǎn)生兩路補償光信號,并通過FFT算法產(chǎn)生頻譜。頻譜的三個峰值分別與三路信號相對應(yīng)。通過測量信號與其中一路補償信號的峰值相減即可補償多普勒誤差,通過兩路補償信號的頻率差與相對距離的比值即可得出實際的輔助光纖長度。實驗證明,傳統(tǒng)的重采樣測距方法精度為23.6μm,三光路測距方法的精度可達(dá)到11μm,可見這種方法能夠...

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【部分圖文】：

圖1三光路測距系統(tǒng)

為了消除實驗平臺振動以及光纖振動對測量結(jié)果的影響,研究中提出了一種三光路測量裝置,在等頻率間隔重采樣測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了兩個相對位置固定不變的部分反射鏡。如圖1所示,三光路測距裝置的基本結(jié)構(gòu)由兩個并聯(lián)的干涉裝置組成,一個是測量干涉裝置,另一個是輔助干涉裝置,測量干....

圖2實驗平臺振動測量值

為了對比補償方法對振動的抑制效果,在實驗平臺上放置一個偏心電機(jī)模仿振源,使光學(xué)平臺處于振動的干擾環(huán)境下,通過光纖測振儀對光學(xué)平臺沿測量光方向的橫向振動分量進(jìn)行實時監(jiān)測,測量結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,在偏心電機(jī)轉(zhuǎn)動的情況下,實驗平臺沿測量光路的方向會發(fā)生一個微小的振動....

圖3三光路實驗測量裝置的頻譜圖

圖4(a)為重采樣測量系統(tǒng)測得的反射鏡MT與MB2之間的距離,其中紅線為通過重采樣測量方法測得的距離值,藍(lán)線為激光干涉儀測得的距離值,綠色點線為重采樣方法測得的平均值,紫色點線為標(biāo)定的平均值。圖4(b)為三光路測量系統(tǒng)測得的反射鏡MT與MB2之間的距離,其中紅線為通過....

圖4MT反射鏡與MB1部分反射鏡之間距離的測量結(jié)果

圖3三光路實驗測量裝置的頻譜圖圖5是三光路系統(tǒng)和重采樣系統(tǒng)對反射鏡MT與MB2部分反射鏡之間距離的測量誤差,其中紅線為重采樣方法的測量值相對激光干涉儀測量值的誤差(即補償前的測量誤差),藍(lán)線為三光路補償方法的測量值相對激光干涉儀的誤差(即補償后的測量誤差),紅色點線是補償....

本文編號：3917037