工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平的高速發(fā)展,尤其是航空航天測(cè)控技術(shù),MEMS制造技術(shù),納米加工技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,對(duì)精密位移測(cè)量技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求,推動(dòng)了精密位移測(cè)量技術(shù)朝著大量程,多維度和高速度的方向發(fā)展。本文將對(duì)基于正交衍射光柵的三維位移傳感器進(jìn)行理論研究,解決測(cè)量光柵的跟蹤速度和細(xì)分倍數(shù)之間的矛盾,擴(kuò)展位移測(cè)量的維度,實(shí)現(xiàn)對(duì)XYZ三個(gè)方向位移量的測(cè)量。本文的主要工作包括1.在對(duì)一維光柵、二維光柵的衍射特性和光柵位移測(cè)量理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)傳統(tǒng)的基于正交衍射光柵的位移傳感器進(jìn)行改進(jìn),采用柵距為1um的二維正交測(cè)量光柵和二維正交參考光柵搭建光路,通過(guò)對(duì)±1級(jí)次衍射條紋的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了XYZ三個(gè)方向上位移量的測(cè)量。在光路設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了基于反射鏡的分光光路,減少了光束的能量損失,提高了信噪比。使用ZEMAX軟件對(duì)光路測(cè)量原理和分光光路的功能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。光路結(jié)構(gòu)中,采用光柵的自準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)對(duì)Z軸向的位移量程進(jìn)行了擴(kuò)展。2.設(shè)計(jì)了基于USB總線的信號(hào)處理方案。方案中,采用STM32F407作為主控單元,并對(duì)干涉條紋的整周期變化數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù);對(duì)不滿一個(gè)周期的相位變化,采用軟件細(xì)分的方法求解。采用正... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

直線式光柵尺的結(jié)構(gòu)

圖 1-3 美國(guó) Optra 公司設(shè)計(jì)的二維光柵位移測(cè)量系統(tǒng)mensional grating displacement measurement system designed by O光柵測(cè)量系統(tǒng)和激光干涉儀進(jìn)行組合，同樣可以實(shí)現(xiàn)三柵搭建測(cè)量光路，利用二維衍射光柵在 X 方向和 Y

圖 1-4 光柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生莫爾條紋g.1-4 Moire fringes produced by relative motion of grat國(guó)的 Heidenhain 公司提出了基于光柵干涉的干涉掃描式直線光柵尺，其分辨力可達(dá) 0.02u

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3119356