發(fā)布時(shí)間：2017-05-14 08:18

  本文關(guān)鍵詞：光柵尺測長式激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代光學(xué)測量領(lǐng)域中，曲率半徑是光學(xué)透鏡最基本的參數(shù)之，其精度將直接影響透鏡的焦距等光學(xué)參數(shù)，而這些參數(shù)又在很大程度上影響著光學(xué)系統(tǒng)的綜合性能。因此，曲率半徑需要高精度的檢測。目前曲率半徑的高精度非接觸測量方法包括球面干涉法、自準(zhǔn)直法和單模光纖自準(zhǔn)直法等，其中，基于貓眼-共焦定焦的球面干涉法是目前最常用的曲率半徑高精度非接觸測量方法，該方法是通過對零干涉條紋的判讀來確定貓眼和共焦位置。由于衍射效應(yīng)的存在，光不能被聚焦于點(diǎn)，限制了定焦精度，同時(shí)由于空氣的擾動(dòng)，對干涉條紋的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，曲率半徑的高精度現(xiàn)場測量難以保證。為了增強(qiáng)高精度曲率半徑測量儀器的抗環(huán)境干擾能力，降低曲率半徑測量系統(tǒng)研制成本，滿足現(xiàn)場使用需求，本文研制了基于光柵尺測長的激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量系統(tǒng)。 論文的主要研究工作包括： 1)以差動(dòng)共焦曲率半徑測量原理為基礎(chǔ)，研究了光柵尺測長式激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量方法； 2)根據(jù)激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量原理，完成了總體系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)、重要組件選取及軟件設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)的總體光路設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：差動(dòng)共焦系統(tǒng)主機(jī)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直線氣浮導(dǎo)軌、五維調(diào)整架、電動(dòng)平移臺(tái)以及光柵尺測長系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3)搭建了光柵尺測長式激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量整體系統(tǒng)，設(shè)計(jì)光柵尺測長系統(tǒng)，編寫了測長標(biāo)定程序，并完成光柵尺測長的標(biāo)定；分別完成了鋼球、標(biāo)準(zhǔn)透鏡的曲率半徑測量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和抗環(huán)境干擾能力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 4)對得到的結(jié)果進(jìn)行誤差分析，，并給出改進(jìn)的措施。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)相對測量精度優(yōu)于10×10－6，滿足高精度曲率半徑測量的精度需求。
【關(guān)鍵詞】：差動(dòng)共焦 曲率半徑測量 非接觸測量 光柵尺
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 曲率半徑測量方法綜述11-19
• 1.2.1 接觸式測量技術(shù)方法概述11-13
• 1.2.2 非接觸測量技術(shù)方法概述13-15
• 1.2.3 曲率半徑測量技術(shù)研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 差動(dòng)共焦檢測技術(shù)19-21
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 差動(dòng)共焦曲率半徑測量原理23-33
• 2.1 差動(dòng)共焦系統(tǒng)的測量原理23-27
• 2.2 差動(dòng)共焦系統(tǒng)曲率半徑測量原理27-31
• 2.3 本章小結(jié)31-33
• 第3章 曲率半徑測量系統(tǒng)測長設(shè)計(jì)33-44
• 3.1 光柵尺測長系統(tǒng)技術(shù)33-38
• 3.2 光柵尺測長系統(tǒng)關(guān)鍵器件選型38-43
• 3.2.1 光柵尺38-39
• 3.2.2 讀數(shù)頭39-40
• 3.2.3 細(xì)分卡40-41
• 3.2.4 計(jì)數(shù)板卡41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章 光柵尺測長式激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44-52
• 4.1 曲率半徑測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)44
• 4.2 激光差動(dòng)共焦定焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44-46
• 4.2.1 系統(tǒng)分光光路的結(jié)構(gòu)45
• 4.2.2 差動(dòng)共焦探測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 測量系統(tǒng)其他部件及其固定裝置設(shè)計(jì)46-48
• 4.3.1 調(diào)整機(jī)構(gòu)46-47
• 4.3.2 直線氣浮導(dǎo)軌47-48
• 4.4 光柵尺測長系統(tǒng)測長標(biāo)定48-51
• 4.4.1 光柵尺測長系統(tǒng)測長標(biāo)定方案設(shè)計(jì)48
• 4.4.2 光柵尺測長系統(tǒng)測長標(biāo)定程序編寫48-50
• 4.4.3 光柵尺測長系統(tǒng)測長標(biāo)定實(shí)驗(yàn)50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-61
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置52-53
• 5.2 誤差分析53-54
• 5.2.1 測長誤差對系統(tǒng)測量的影響53
• 5.2.2 定焦誤差53
• 5.2.3 各軸線不重合引起的偏差53
• 5.2.4 面形誤差53-54
• 5.2.5 誤差合成54
• 5.3 驗(yàn)證試驗(yàn)54-60
• 5.3.1 理想環(huán)境下曲率半徑測量對比實(shí)驗(yàn)54-58
• 5.3.2 一般環(huán)境下曲率半徑測量對比實(shí)驗(yàn)58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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  本文關(guān)鍵詞：光柵尺測長式激光差動(dòng)共焦曲率半徑測量系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：364664