微位移測量技術(shù)是目前精密加工技術(shù)、精密裝配工藝以及微觀尺度觀測的先決條件,其發(fā)展水平反映了一個(gè)國家的工業(yè)實(shí)力及技術(shù)水平。當(dāng)前,微/納米位移測量技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控制造、航空航天以及軍工裝備等高科技領(lǐng)域的飛速發(fā)展。光學(xué)位移檢測作為目前主流的納米位移檢測技術(shù)之一,以高精度、高分辨率以及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)受到了各國研究人員的廣泛關(guān)注,并且各研究機(jī)構(gòu)和高校在提升精度和提高分辨率方面做出了巨大的努力。本文利用光柵作為分光元器件,通過改進(jìn)現(xiàn)有單層衍射光柵位移傳感器的光路結(jié)構(gòu),使輸出光強(qiáng)由單路正弦信號(hào)擴(kuò)展為四路正交正弦輸出,同時(shí)對(duì)細(xì)分插值電路提升傳感器分辨率展開研究。首先,通過梳理分析對(duì)比目前主流光柵位移測量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),分析目前主流光柵位移傳感器設(shè)計(jì)思路,結(jié)合單層衍射光柵位移傳感器量程較小的問題,提出解決量單層衍射光柵位移傳感器程較小的改進(jìn)方案。通過利用偏振相移的方法實(shí)現(xiàn)四路正交正弦信號(hào)輸出,提高傳感器量程范圍的同時(shí)可以利用目前較為普遍的細(xì)分插值方法實(shí)現(xiàn)位移分辨率的提升。然后,利用Simulink對(duì)反正切細(xì)分插值算法進(jìn)行建模仿真,分析了如何利用反正切算法來提升傳感器的線性度和量程。同時(shí),由于輸出...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 光柵位移傳感器概述
    1.2 光柵位移傳感器研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外光柵位移傳感器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)光柵位移傳感器研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的及意義
    1.4 課題來源及研究內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 論文組織架構(gòu)
2 單層衍射光柵位移檢測光路設(shè)計(jì)
    2.1 單層衍射光柵位移檢測理論概述
    2.2 單層衍射光柵位移檢測理論分析
        2.2.1 單層衍射光柵光學(xué)分析
        2.2.2 光柵參數(shù)仿真優(yōu)化
        2.2.3 單層衍射光柵加工
    2.3 偏振相移設(shè)計(jì)
        2.3.1 偏振相移擴(kuò)展量程原理
        2.3.2 偏振相移光路設(shè)計(jì)
    2.4 小結(jié)
3 細(xì)分插值電路研究
    3.1 正余弦信號(hào)細(xì)分插值技術(shù)概述
    3.2 反正切細(xì)分插值的實(shí)現(xiàn)及影響因素
        3.2.1 反正切算法的實(shí)現(xiàn)
        3.2.2 反正切算法的影響因素
    3.3 反正切算法的誤差仿真分析
        3.3.1 偏置誤差對(duì)反正切算法的影響
        3.3.2 幅值誤差對(duì)反正切算法的影響
        3.3.3 相位誤差對(duì)反正切算法的影響
    3.4 小結(jié)
4 信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
    4.1 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        4.1.1 偏置誤差調(diào)理電路
        4.1.2 相位誤差調(diào)理電路
        4.1.3 幅值誤差調(diào)理電路
        4.1.4 調(diào)理電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.2 細(xì)分插值電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 細(xì)分插值電路設(shè)計(jì)
        4.2.2細(xì)分插值電路模擬實(shí)驗(yàn)
    4.3 單層衍射光柵位移傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.3.1 位移傳感器光路搭建
        4.3.2 位移分辨率驗(yàn)證
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
5 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：4002657