拍頻式法-珀干涉微位移測量具有溯源到時間頻率的特性,在測量過程中對于頻率變化量的實時測量的要求很高。傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)采集方式實時性較差,間接地降低了測量結(jié)果的精度。針對此問題,將輕量級并行編程技術(shù)應用到微位移測量系統(tǒng)中,提高測量數(shù)據(jù)的實時采集速率。在此基礎上設計一種尋峰算法來提高微位移測量中透射光強在峰值處的穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明,優(yōu)化后的測量軟件的運行效率得到顯著提升,軟件實現(xiàn)的尋峰算法在50次尋峰過程中的全局誤差保持在6 mV左右,局部誤差保持在2～3 mV,該算法可以滿足后續(xù)位移解調(diào)的光強峰值穩(wěn)定性需求。 

【文章來源】：計算機應用與軟件. 2020,37(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

F-P干涉儀基本結(jié)構(gòu)

法-珀干涉微位移測量系統(tǒng)主要包括光學機械模塊、硬件模塊,軟件模塊三部分。其中:硬件模塊主要負責光學物理信號的感知和系統(tǒng)控制的底層支持工作;軟件模塊負責硬件通信、機械控制和測量數(shù)據(jù)的處理分析等工作。法-珀干涉測量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)中測量硬件是測量軟件實現(xiàn)復雜功能的底層基礎。測量硬件向下負責光學系統(tǒng)的信息采集和機械系統(tǒng)的過程控制,其組成部分如表1所示。

測量軟件需要針對測量系統(tǒng)中不同的測量硬件進行合適的通信實現(xiàn)。頻率計和微動臺控制器是獨立于計算機之外的硬件,有自己專用的通信協(xié)議和通信指令,具有一定的運算能力,而電壓輸出模塊和數(shù)據(jù)采集卡則是屬于功能擴展型硬件,不能獨立于計算機使用。C#語言開發(fā)的應用程序是基于.NET Frameworks運行的,與測量硬件通信的基本流程邏輯如圖3所示。由圖3可知,測量系統(tǒng)軟硬件之間的每次通信都需要經(jīng)歷.NET Freamworks平臺、操作系統(tǒng),最終到達硬件設備。硬件設備識別儀器命令后,做出相應操作,并將反饋信息再發(fā)送回應用程序。如果使用單線程串行的方式和儀器進行通信,在同一時刻只能通信一個儀器。在同時通信多個儀器的情況下,會出現(xiàn)同一時刻采集的不同信號對應時間延遲太大。在之后的光強尋峰操作過程中,這種時間延遲會大大影響尋峰效果。輕量級并行技術(shù)則是基于任務編程模型的線程池技術(shù)進行程序的并行化設計,能使多種任務并行執(zhí)行,充分發(fā)揮多核CPU的性能。將 F-P測控系統(tǒng)和輕量級并行技術(shù)進行結(jié)合可以解決系統(tǒng)中多種儀器的并行采集問題。

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3398174