【摘要】：隨著三維絕對(duì)位移系統(tǒng)的不斷研究,很好的滿足了高速發(fā)展的工業(yè)測(cè)量需求�；邳c(diǎn)衍射干涉的三維測(cè)量系統(tǒng)以其便攜性和實(shí)時(shí)性功能為無(wú)導(dǎo)軌三維測(cè)量提供了一種可行的方法。本文針對(duì)僅有一個(gè)光纖對(duì)的單路點(diǎn)衍射三維測(cè)量系統(tǒng)在與條紋平行的橫向方向上有著測(cè)量精度差的問(wèn)題,提出了基于雙路點(diǎn)衍射干涉的三維絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)介紹了單路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)模型,通過(guò)三維絕對(duì)測(cè)量數(shù)學(xué)原理以及數(shù)學(xué)模型分析,得到僅一個(gè)光纖對(duì)的點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)存在的橫向兩個(gè)正交方向上的位移靈敏度不同的問(wèn)題,提出雙路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),并概述了整個(gè)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量流程。(2)對(duì)快速粒子群算法進(jìn)行了優(yōu)化以及最優(yōu)參數(shù)的設(shè)置,將搜索方案進(jìn)行了改進(jìn)以提高系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中抗干擾能力、測(cè)量精度和速度。仿真對(duì)比了單路與雙路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)的測(cè)量精度。在加入5nm隨機(jī)噪聲的仿真中,雙路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方向上優(yōu)于亞微米量級(jí)測(cè)量。(3)分析了基于雙路點(diǎn)衍射干涉技術(shù)的三維絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)量范圍與理論上三維絕對(duì)位移測(cè)量范圍沒(méi)有限制情況不符的幾個(gè)主要因素,包括光纖點(diǎn)衍射波前孔徑角、CCD性能、激光器功率和探頭結(jié)構(gòu)等。(4)根據(jù)理論仿真設(shè)計(jì)搭建了雙路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)的硬件平臺(tái),設(shè)計(jì)加工了亞微米孔徑光纖探頭并根據(jù)系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)了基于MATLAB的軟件平臺(tái),最后與�？怂箍等鴺�(biāo)測(cè)量機(jī)的進(jìn)行了比對(duì)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型、測(cè)量光路、測(cè)量探頭以及重構(gòu)算法的改進(jìn),本文提出的雙路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)很好的解決單路點(diǎn)衍射干涉系統(tǒng)三個(gè)方向存在測(cè)量精度不一致問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向上微米量級(jí)的測(cè)量。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;O436.1
【圖文】：

的背景及意義業(yè)的飛速發(fā)展，為達(dá)到高精度以及快速測(cè)技術(shù)[1-4]。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就是一種高精度的障的重要手段，在定位、逆向工程以及尺圖 1.1 所示為一種常見(jiàn)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。但度價(jià)格昂貴的長(zhǎng)導(dǎo)軌以及高平面度的大理同時(shí)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)屬于精密儀器，選擇尺寸、重量以及周圍環(huán)境狀況[8]。在三坐放置于大理石平臺(tái)上，而在實(shí)際加工生產(chǎn)，更重要的是還有一些測(cè)量目標(biāo)無(wú)法搬到成本及維護(hù)費(fèi)用昂貴，故限制了其應(yīng)用與龐大，重量大等原因，不能滿足大型測(cè)量

2圖 1.2 API Radian 激光跟蹤儀光學(xué)測(cè)量方法的不斷發(fā)展，其中用最為普遍。結(jié)構(gòu)光測(cè)量方法主編碼，對(duì)采集到結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行標(biāo)表面三維坐標(biāo)的測(cè)量[11]。雙目，通過(guò)雙目對(duì)三維場(chǎng)景存在的視一像點(diǎn)的精確快速匹配[12]。相關(guān)不夠成熟，精度相對(duì)于三坐標(biāo)機(jī)在較大差距。國(guó)內(nèi)的廠家和研究難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。為了能，發(fā)展無(wú)導(dǎo)軌三維測(cè)量，實(shí)現(xiàn)便標(biāo)。

圖 1.3 絕對(duì)位移測(cè)量分類測(cè)量法主要包含脈沖法[13-15]和相位差法[16-18]。脈沖測(cè)距往返時(shí)間的差來(lái)獲得被測(cè)目標(biāo)距離。激光經(jīng)過(guò)瞄準(zhǔn)準(zhǔn)直標(biāo)反射回來(lái)后，被接收器采集。設(shè)光速為 c，從發(fā)出到接時(shí)間差 t，則被測(cè)目標(biāo)到測(cè)量?jī)x器之間的間距 L 為：1.2L ct鐘頻率為 f，讀數(shù)為 n，距離 L 為：1.2 2cnL ctf 距法主要對(duì)激光來(lái)回時(shí)間的測(cè)量，應(yīng)用于遠(yuǎn)距離測(cè)量（高（大于 1m），測(cè)量距離主要由激光發(fā)出的功率以及光定，而且測(cè)量得到的時(shí)間間隔測(cè)量的精度就決定測(cè)量距測(cè)距法是對(duì)發(fā)射出的調(diào)制光以及被測(cè)量目標(biāo)反射獲得的

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 遲永江;;電流強(qiáng)度絕對(duì)測(cè)量的簡(jiǎn)單裝置[J];物理實(shí)驗(yàn);1987年03期

2 徐毓光,戌忠華,余勤躍,陳守華;注入型共焦法布里-珀羅球面腔內(nèi)微弱損耗的絕對(duì)測(cè)量[J];光學(xué)學(xué)報(bào);1988年07期

3 余葵芳;;~(60)CO、~(137)Cs、~(241)Am核素活度的絕對(duì)測(cè)量[J];計(jì)量技術(shù);1988年06期

4 呂曉俠;陳細(xì)林;姚順和;;液閃絕對(duì)測(cè)量裝置研制進(jìn)展[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);2011年00期

5 郝宏剛;饒敏;周翱;尹波;;實(shí)現(xiàn)光學(xué)薄膜吸收損耗絕對(duì)測(cè)量的新方法[J];紅外與激光工程;2012年06期

6 呂曉俠;陳細(xì)林;姚順和;;液閃絕對(duì)測(cè)量方法[J];核標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量與質(zhì)量;2014年03期

7 宋小平;溶液電導(dǎo)率的絕對(duì)測(cè)量方法[J];化學(xué)分析計(jì)量;2004年06期

8 武勇軍，李達(dá)成，曹芒，趙洋，王佳;外腔半導(dǎo)體激光器大長(zhǎng)度絕對(duì)測(cè)量[J];計(jì)量技術(shù);1995年09期

9 于鳳翹 ,岳清宇 ,譚益寧 ,楊浚之;Sr~(90)+Y~(90)放射性強(qiáng)度的絕對(duì)測(cè)量[J];原子能科學(xué)技術(shù);1961年02期

10 曹利國(guó)，丁益民;X射線熒光分析中的準(zhǔn)絕對(duì)測(cè)量方法[J];物探化探計(jì)算技術(shù);1996年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 羅平慶;張永慧;于仁;;一種狀態(tài)方程絕對(duì)測(cè)量方法的分析[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（1998）[C];1998年

2 王載勇;;一種提高液體閃爍絕對(duì)測(cè)量探測(cè)效率的方法[A];第十二屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

3 胡孟春;葉文英;周殿忠;張三陽(yáng);;脈沖λ時(shí)間譜絕對(duì)測(cè)量方法[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

4 樓福洪;;弱輻射場(chǎng)γ射線絕對(duì)測(cè)量的計(jì)算[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（1998）[C];1998年

5 高爽;湯秀章;王釗;梁晶;田寶賢;何以廣;;利用側(cè)向陰影照相技術(shù)對(duì)靶物質(zhì)狀態(tài)方程進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量[A];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2009[C];2010年

6 曾和榮;谷振軍;馮琦杰;張一云;;一套新型的中子注量率絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)[A];第七屆全國(guó)核儀器及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨全國(guó)第五屆核反應(yīng)堆用核儀器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 吳興舉;張穗萌;薛新霞;宋軍;楊歡;;中高能電子散射全截面絕對(duì)測(cè)量裝置[A];第十五屆全國(guó)原子與分子物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

8 方偉;王玉鵬;;太陽(yáng)光譜輻射絕對(duì)測(cè)量技術(shù)[A];第十七屆中國(guó)遙感大會(huì)摘要集[C];2010年

9 包宗渝;岳騫;陳軍;汪建清;;熱中子注量率的絕對(duì)測(cè)量[A];第9屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

10 李譯;劉從貴;盧慧筠;劉永輝;王連璧;;~(252)Cf自發(fā)裂變產(chǎn)物產(chǎn)額的絕對(duì)測(cè)量[A];第五次核物理會(huì)議資料匯編（下冊(cè)）[C];1982年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 金濤;新航集團(tuán)攻克顆粒度“絕對(duì)測(cè)量”定值技術(shù)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 黃秀光;高功率激光驅(qū)動(dòng)高壓狀態(tài)方程的實(shí)驗(yàn)研究——A1高壓狀態(tài)方程絕對(duì)測(cè)量的探索[D];中國(guó)工程物理研究院;2001年

2 李志偉;聲速剖面儀校準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 唐豪;基于數(shù)字符合裝置的~(60)Co與~(54)Mn活度絕對(duì)測(cè)量方法實(shí)驗(yàn)研究[D];東華理工大學(xué);2019年

2 王志超;基于點(diǎn)衍射干涉的三維絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)研究及其改進(jìn)[D];中國(guó)計(jì)量大學(xué);2018年

3 王瀝苑;基于小立體角方法的冷凝Rn-222源絕對(duì)測(cè)量[D];東華理工大學(xué);2018年

4 賀三軍;小閃爍室~(222)Rn/~(220)Rn絕對(duì)測(cè)量方法相關(guān)問(wèn)題研究[D];南華大學(xué);2012年

5 王剛;頻率掃描位移絕對(duì)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2015年

6 鄔蒙蒙;Cs-137γ射線空氣比釋動(dòng)能絕對(duì)測(cè)量的研究[D];成都理工大學(xué);2013年

7 趙可強(qiáng);無(wú)掃描光纖低相干干涉絕對(duì)測(cè)量技術(shù)[D];北京交通大學(xué);2016年

8 魏佳莉;基于Van Der Pauw法的水溶液電導(dǎo)率絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2013年

9 劉勇;高精度球面絕對(duì)測(cè)量及參考鏡校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

10 李兵;診斷X射線空氣比釋動(dòng)能的絕對(duì)測(cè)量研究[D];成都理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2792187