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应用动态调制与干涉条纹形状测量二维角度
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.2.15
  • 页码:274-280
  • 分类:TB922[机械工程—测试计量技术及仪器;一般工业技术—计量学] TH744.3[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175154,No.51275157);湖北省杰出青年人才基金资助项目(No.2010CDA088);湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队资助项目(No.Q20101405,No.Q20101407);湖北省科技厅资助项目(No.2010CDB03104)
  • 相关项目:基于光楔姿态与条纹分析的多自由度运动误差测量方法
中文摘要:

采用四象限探测器接收干涉条纹进行位移测量时,干涉条纹的形状会影响各探测器之间的相位差.本文在建立干涉条纹形状与干涉夹角关系模型的基础上,提出了应用四象限探测器识别干涉条纹形状的方法.通过干涉条纹光强面积分运算方法,推导了干涉条纹形状参数与探测器信号相位差之间的理论公式,并给出了相位差与干涉夹角之间的关系.利用PZT匀速驱动参考镜的方法实现了干涉条纹的动态调制,提高了信号相位差的识别精度.通过椭圆拟合技术实现了相位差在(0,π)的高精度识别,并结合特定的正余弦累积运算实现了(-π,π)相位差的识别,从而完成了偏转角度方向的测量.相对传统CCD条纹形状识别方法,该方法扩大了角度测量范围,且更适合动态测量.与高精度自准直仪进行的比对实验表明,该方法在±300”的测量精度为3”.

英文摘要:

When a four-quadrant detector is used to receive interference fringes to measure the displacement,the shapes of the interference fringes will affect the phase difference between the detectors.Based on the relationship model between the interference fringe shape and the interference angle,a method to recognize the shape of an interference fringe by the four-quadrant detector was presented.The theoretical formula about the shape parameters of interference fringes with the phase difference of signals obtained by the detector was deduced using the area integration of interference fringe intensity,and the relationship between phase difference and interference angle was given.The interference fringes were dynamically modulated by using a PZT to drive the reference mirror uniformly,and the recognition accuracy of phase difference of the signal was improved.As the phase difference from 0 to π was recognized in high precision through the ellipse fitting technology,and the phase difference in the range (-π,π) was recognized by combining a specific sinusoid and a cosine integral calculation,the deflection angles were measured successfully.Compared with the traditional recognition method that uses the shape of CCD stripe,this method expands the measurement range of the angle,so it is more suitable for dynamic measurement.Experiment results demonstrate that the precision of the proposed method is 3" for the range from 300" to 300",and the method owns higher precision as comparing with a high-precision autocollimator.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699