發(fā)布時(shí)間：2017-05-28 20:11

  本文關(guān)鍵詞：激光干涉式大量程表面輪廓儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：接觸式測量是目前工程表面測量中應(yīng)用最為廣泛的一種。但傳統(tǒng)的接觸式測量儀存在測量范圍小、精度低、參數(shù)少、測量方式不靈活等缺點(diǎn)。而在工程應(yīng)用中,很多工件的重要工作表面都是具有曲率的表面,這些曲面的表面特征對(duì)使用性能有著非常重要的作用。對(duì)曲面表面形貌的測量不但要測量表面粗糙度,同時(shí)也要測量表面波度和形狀誤差,這就要求輪廓儀應(yīng)同時(shí)具有高精度和大的量程。為此,研制具有大量程、高精度、多參數(shù)的激光干涉式大量程表面輪廓儀非常必要。本文的主要研究內(nèi)容與工作如下: 在激光干涉原理的基礎(chǔ)上,對(duì)影響干涉條紋的因素進(jìn)行了分析,并在邁克爾遜干涉原理基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了本測量儀的光學(xué)傳感部分。同時(shí)分析了由于角錐棱鏡的光學(xué)特性引起的光程差與被測量之間的非線性關(guān)系,并提出了補(bǔ)償辦法。 通過實(shí)驗(yàn)和理論論證,提出了對(duì)干涉條紋信號(hào)光電接收的簡單有效方法,并建立了修正干涉條紋正交信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。研制了干涉條紋細(xì)分辨向計(jì)數(shù)電路,并用12位A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)干涉條紋納米級(jí)細(xì)分處理。 應(yīng)用虛擬儀器技術(shù),開發(fā)出基于LabWindows/CVI平臺(tái)的儀器驅(qū)動(dòng)器,編制了具有虛擬儀器面板、功能齊全的應(yīng)用程序�？煞奖愕脑O(shè)置測量參數(shù),自主選取擬合和濾波方式,給出了二維粗糙度的全部評(píng)定參數(shù)和三維粗糙度部分評(píng)定參數(shù)和相關(guān)圖形顯示,并可方便地打印輸出。 通過對(duì)多刻線樣板的測量及對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈滾道、滾動(dòng)體等工件的曲面進(jìn)行的測量,驗(yàn)證了儀器的精度及實(shí)用性。儀器的測量范圍為±3mm,垂直分辨率為0.01μm 。
【關(guān)鍵詞】：激光干涉測量 虛擬儀器 粗糙度評(píng)定參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TH89
【目錄】：

• 摘 要 3-4
• Abstract 4-7
• 1 概論7-14
• 1.1 研制儀器的目的和意義7
• 1.2 表面測量技術(shù)及測量儀器的發(fā)展7-11
• 1.3 表面評(píng)定參數(shù)的發(fā)展11-12
• 1.4 虛擬儀器的發(fā)展12
• 1.5 本文的主要工作12-14
• 2 儀器的整體結(jié)構(gòu)和光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-21
• 2.1 儀器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理14-15
• 2.2 光學(xué)傳感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-18
• 2.3 影響干涉條紋間隔寬度的因素分析18-19
• 2.4 光源的選擇19
• 2.5 光路中光學(xué)元件的要求19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 3 干涉條紋處理方法及硬件處理電路研究21-31
• 3.1 電路整體功能設(shè)計(jì)21
• 3.2 光電信號(hào)處理技術(shù)21-24
• 3.3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)24-27
• 3.4 A/D細(xì)分和與計(jì)算機(jī)的通訊27-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 4 虛擬儀器用戶程序設(shè)計(jì)31-38
• 4.1 LabWindows/CVI虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)31
• 4.2 基于LabWindows/CVI的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)31-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 5 擬合和濾波的數(shù)學(xué)模型38-43
• 5.1 最小二乘直線法38
• 5.2 最小二乘中位面法38-40
• 5.3 最小二乘圓法40-41
• 5.4 最小二乘多項(xiàng)式法41-42
• 5.5 本章小結(jié)42-43
• 6 誤差分析與實(shí)驗(yàn)43-54
• 6.1 被測高度與光程差之間誤差分析和補(bǔ)償43-47
• 6.2 干涉條紋信號(hào)實(shí)時(shí)質(zhì)量分析47-49
• 6.3 工作臺(tái)軌跡誤差及其分離49-50
• 6.4 儀器的精度測試50-51
• 6.5 應(yīng)用測量51-53
• 6.6 本章小結(jié)53-54
• 7 總結(jié)與展望54-56
• 7.1 全文總結(jié)54-55
• 7.2 展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄60-61
• 附錄2 光路結(jié)構(gòu)與被測工件實(shí)物圖61-62
• 附錄3 電路實(shí)物圖62-63
• 附錄4 單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通訊程序框圖63

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 肖剛;謝鐵邦;王選擇;;一種以柱面全息光柵為標(biāo)準(zhǔn)器的大量程表面形貌測量儀[J];機(jī)床與液壓;2005年11期

2 肖剛,謝鐵邦,王選擇;一種小型相位光柵干涉式(PGI)微位移傳感器[J];計(jì)量技術(shù);2005年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 崔天剛;WolterⅠ型反射鏡面形檢測及成像性能檢測研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 侯偉斌;汽缸墊沖壓件二維形貌檢測儀設(shè)計(jì)[D];長春理工大學(xué);2011年

2 吳辛;行波型超聲電機(jī)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)裝置和磨損實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

3 肖剛;計(jì)量型微位移精密工作臺(tái)的研制[D];華中科技大學(xué);2005年

4 朱定見;三維整體切割式測量頭系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

5 徐紅;接觸式臺(tái)階高度測量數(shù)據(jù)分析及處理系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 廖艷春;表面形貌測量中計(jì)量型工作臺(tái)及參數(shù)評(píng)定研究[D];華中科技大學(xué);2006年

7 孫艷玲;基于垂直位移掃描的表面輪廓綜合測量儀[D];華中科技大學(xué);2006年

8 鄒華東;數(shù)字伺服聚焦表面輪廓儀的研制[D];華中科技大學(xué);2006年

9 王進(jìn)華;一種光柵干涉測角系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：激光干涉式大量程表面輪廓儀的研制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：403382