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二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TH741.1[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]国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073, [2]空军航空大学飞行训练基地,吉林长春130062
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275523)
中文摘要:

针对二维位移测量系统中光栅制作与装配非理想所引起的几何误差,基于多普勒频移理论和坐标变换方法,建立了同时包含光栅非正交角与装配角在内的通用几何误差模型,定量研究了各误差角对系统性能的影响程度,仿真分析了X与Y方向余弦误差和耦合误差随误差参数的变化规律。结果表明,光栅制作和装配误差与系统所用衍射级次、衍射次数和光学细分倍数无关,只与各误差角和被测位移有关。与此同时,四个误差角都会导致余弦误差的产生,而耦合误差则主要受光栅非正交角和偏航角的影响。此外,相同误差角所引起的耦合误差要明显严重于余弦误差,是系统几何误差的主要构成成分。通过搭建基于二维交叉光栅的平面位移测量系统,利用10 mm方形运动轨迹实验验证了理论分析与数值仿真的正确性。

英文摘要:

The geometrical errors resulting from imperfection of the fabrication and assembly of two- dimensional (2D) grating were investigated. Based on the Doppler frequency shift theory and the coordinate transformation method, the general error model versus non-orthogonal and misalignment angles of 2D gratings was established. Then the effects of these error angles were quantitatively studied, and the cosine and the cross-talk errors of both directions were simulated and analyzed. The results illustrated that the geometrical errors were independent from the diffraction orders, diffraction times and the optical subdivision multiple, just determined by the error angles and the 2D displacement. Meanwhile, the cosine errors could be induced by all the error angles, but the cross-talk errors were mainly influenced by the non-orthogonal and raw angles. Besides, the cross-talk errors were more serious than the cosine errors,which is with 2D verified the dominant component of the geometrical errors. cross-grating was constructed, and the theoretical A planar displacement measurement system analyses and the numerical simulation were

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466