新型高精度光栅测量系统

发布时间：2025-01-13 23:18

　　精密测量仪器是精密制造业的前提,而光栅测量系统是微纳米测量的一个研究热点,其采取非接触光学测量的方式,综合机械学、光学、微电子学等多种新型技术,将物体的位移变化量转化为对应的电信号变化量。具有精度高、适用性广、非接触、无磨损等优点。因为成熟的微小化技术,激光发射器、聚焦光路、光电探测器等硬件,都集成在DVD读取头内部,因此DVD读取头非常适合应用在非接触测量、光学测量。且基于DVD读取头的位移测量系统具有高精度、非接触、成本低廉、体积小等优点,非常适合进行超精密检测。首先,本文将DVD读取头与光栅结合,设计了一套基于DVD读取头的新型高精度光栅测量系统。在分析DVD读取头的内部构造,工作原理和聚焦原理基础上,利用DVD读取头的误差聚焦信号与聚焦面的位移量在一定范围内线性相关的工作特性,设计并搭建了一套基于DVD读取头的新型高精度光栅测量系统,并对其进行了位移测量实验。其次,建立了基于NAPSO-SVM的动态测量误差预测模型,并对实际系统的动态测量误差进行了建模预测。在研究并比较传统的动态测量误差建模预测方法基础上,针对支持向量机的参数难以确定且传统粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,将基...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-3系统结构框图

４?ｃｏｓ?巧?＋?Ａ?ｃｏｓ?Ａ??式中，分别是两个光波的振幅，而＾为合振幅。??在光在叠加么后，形成的光强可表示为：??ｌｏｚＡ＾?＝Ｅ－Ｅ＇?＝｛Ｅ，＋Ｅ，?ｉＥ；?＋?Ｅ；）?（２－８）??当两电场振动方向相同时，可Ｗ推到出：??Ｉ?二?１、＋１王＋２?巧侣?ｃｏｓ?白?....

图３－７四象限光电探测器的前置放大电路原理图??３．３．３

切比雪夫滤波器组成的信号调理电路，将除去高频与低频杂波。在信号调理电路中，选??取双通道运算放大器，将低通滤波器与高通滤波器集成，减少该模块所占用控制板的面??积，其原理圍如图３－８所不。???Ｇｐ??ＣＡＰ?Ｉ?年????Ｉ?Ｊ?ＣＡＰ???丄丄??ＣＡＰ?ＩＩ?，?￣＇??Ｉ....

图３－８低通氏尔沃斯滤波器与高通切比雪夫滤波器原理图??３．３．４高精度模数转化电路设计??

ＧＮＤ??－５Ｖ??图３－７四象限光电探测器的前置放大电路原理图??３．３．３信号调理电路设计??由于光电探测器产生的电信号中夹杂着大量的环境杂波、系统热噪声，对系统的模数??转换Ｗ及主控电路都有较大的影响。因此，本系统设计了由低通己尔沃斯滤波器与高通??切比雪夫滤波器组成的信号....

图３－９?ＡＤ７６０６模数转换原理图??２４??

光电探测器产生的电信号经放大及滤波电路之后，进入Ｗ?ＡＤ７６０６为核屯、的高精度??模数转换电路。ＡＤ７６０６芯片为１６位高精度模数转换芯片，满足系统模数转换精度要求。??如图３－９所示，芯片有四个ＡＶＣＣ电源引脚，考虑到电源杂波对模数转换的影响，因此??在电源一侧使用一个ｌＯｕ....

本文编号：4026046