本文關(guān)鍵詞：基于光電信號駐波調(diào)制的時柵位移感器行波形成新方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：時柵位移傳感器,是國內(nèi)新出現(xiàn)的位移傳感器,這種傳感器與傳統(tǒng)的柵式位移傳感器不同,它采用“時空轉(zhuǎn)換思想”,回避了傳統(tǒng)柵式位移傳感器在柵尺加工上,對高精度的精密機械刻線的依賴,降低了成本及加工難度,有著舉足輕重的應(yīng)用價值,并且由中國人發(fā)明,并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。因此繼續(xù)推進時柵位移傳感器的研制和發(fā)展,有著重要意義和價值。在早期時柵位移傳感器的研究基礎(chǔ)上,對時柵位移傳感器中的關(guān)鍵步驟——形成行波來構(gòu)建時柵位移傳感器的“無限長勻速運動的柵尺”,提出一種新的行波形成方案,希望通過采用光電信號和駐波調(diào)制的方法來形成時柵所需要的行波,依據(jù)新方案來設(shè)計新的時柵位移傳感器模型,擴寬時柵位移傳感器現(xiàn)有的研究思路,從而推動時柵位移傳感器的研制和發(fā)展。課題組提出的這種時柵位移傳感器行波信號合成新方法,采用光電耦合和駐波調(diào)制的方法,包括光源、定柵尺和動?xùn)懦�、光電信號探測、信號處理模塊等。由正弦和余弦激勵驅(qū)動光源發(fā)出時間上正弦和余弦變化的光強,透過定柵尺和動?xùn)懦吆?由光電池探測光信號并將其轉(zhuǎn)化為電信號,并對其進行放大、濾波處理,再配合空間上即定柵尺和動?xùn)懦呱贤腹獠糠值南鄬ξ恢?得到兩路駐波調(diào)制信號,再由兩個駐波合成便可得到時柵位移傳感器所需的行波信號。在這個過程中,主要做了以下幾個方面的內(nèi)容:1)對時柵位移傳感器的測量原理進行了簡介,時柵位移傳感器使用“時空轉(zhuǎn)換”的思想實現(xiàn)位移的測量,與其他柵式位移傳感器相比有著原理上的優(yōu)勢。2)通過對現(xiàn)有時柵位移傳感器的行波模型進行分析,提出了行波形成新方法,駐波和行波在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換,通過光電耦合的方式,提出基于光電信號駐波調(diào)制的方法來獲得所需的行波信號,對數(shù)學(xué)模型進行了推導(dǎo)。3)對實驗整體方法進行了設(shè)計,在直接透光式模型和反射光式模型中,選擇了容易實現(xiàn)的直接透光式模型。4)根據(jù)模型,搭建了實驗平臺,選用了LED光源中的COB集成光源,柵尺材料選擇了對玻璃極板進行光學(xué)鍍膜的方式,使用L-Edit Pro對柵尺柵面圖形進行繪制,對實驗所需的實驗基座進行了設(shè)計與優(yōu)化,以及相關(guān)電路的設(shè)計。5)在實驗平臺上,對行波形成新方法進行實驗。首先進行了駐波驗證實驗和行波驗證實驗,驗證了行波形成新方法的可行性。為進一步驗證該方法獲得的行波信號對時柵位移傳感器的性能,進行了精度實驗和重復(fù)性實驗。對基于光電信號和駐波調(diào)制獲得行波的新方法,屬于新型研究,取得了一定進展,驗證了方案的可行性和正確性,但仍然還需進一步研究,還有一些問題有待解決。
【關(guān)鍵詞】：時柵位移傳感器 行波信號 駐波調(diào)制 光強 光電信號
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 前言11-12
• 1.2 位移傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 位移傳感器12-13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題的背景和意義16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 2 時柵位移傳感器原理及行波形成新方法19-35
• 2.1 時柵位移傳感器的原理簡介19-22
• 2.1.1 傳統(tǒng)柵式位移傳感器19-20
• 2.1.2 時柵位移傳感器的原理優(yōu)勢20-22
• 2.2 行波是時柵位移傳感器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)22-23
• 2.3 單齒式及磁場式時柵行波產(chǎn)生方法及問題23-26
• 2.3.1 單齒式時柵行波產(chǎn)生方法23-24
• 2.3.2 磁場式時柵行波產(chǎn)生方法24-25
• 2.3.3 現(xiàn)有時柵行波產(chǎn)生方法問題25-26
• 2.4 時柵位移傳感器行波形成新方法26-33
• 2.4.1 時柵思想與光電的結(jié)合26
• 2.4.2 時柵行波形成新方法的整體構(gòu)建方案26-27
• 2.4.3 行波與駐波的相互轉(zhuǎn)換27-29
• 2.4.4 光電信號駐波調(diào)制合成行波29-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 3 時柵位移傳感器行波形成新方法實驗整體方案設(shè)計35-39
• 3.1 實驗系統(tǒng)整體方案35-36
• 3.2 直接透光式方案36
• 3.3 反射光式方案36-37
• 3.4 實驗方案選定37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 4 時柵位移傳感器行波形成新方法實驗系統(tǒng)設(shè)計39-57
• 4.1 LED光源39-42
• 4.1.1 LED光源及特性39-40
• 4.1.2 COB集成面光源40-42
• 4.2 定柵尺和動?xùn)懦叩闹谱?/span>42-44
• 4.3 實驗基座設(shè)計與優(yōu)化44-50
• 4.3.1 實驗基座方案一44-46
• 4.3.2 實驗基座方案二46-49
• 4.3.3 實驗基座方案三49-50
• 4.4 光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計50-53
• 4.5 行波信號合成電路設(shè)計53-54
• 4.6 信號處理系統(tǒng)54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-57
• 5 實驗結(jié)果與分析57-65
• 5.1 實驗平臺安裝57-58
• 5.2 原理性實驗58-60
• 5.2.1 駐波形成實驗58-59
• 5.2.2 行波形成實驗59-60
• 5.3 性能測試實驗60-62
• 5.3.1 精度實驗60-61
• 5.3.2 重復(fù)性實驗61-62
• 5.4 誤差分析62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-72
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果72

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