基于衍射光栅的信号处理和细分技术的研究

发布时间：2017-05-12 16:01

  本文关键词：基于衍射光栅的信号处理和细分技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代科技的丰富与进步,纳米技术、生物医学、半导体制造、超精密加工等技术在近年取得了飞速发展。微米级的测量技术已经很难满足现代高精密器械对精度的要求,人们需要更高分辨率、更高速度、更微型化位移测量系统。在光栅位移传感器领域,国外的技术已经达到皮米级分辨率的高水平,但是国内的相关产品的分辨率却远不及国外产品,因此设计出高精度的光栅信号细分处理技术对于我国的现代化进程和科学进步都有着重大作用。本文研究了衍射式光栅的惠更斯原理、多普勒频移理论、拍频干涉理论及偏振光学理论,并由此对使用的光路进行琼司运算推导,验证了获得的四路光强信号为振幅相等、相位依次相差90°的正弦型信号。本文设计了前级处理电路,对采集到的光强信号进行初步处理,很大程度上减小了信号的幅值不等、直流电平漂移、非正交性等不利因素对于后续信号处理细分的影响。本文研究了小波变换理论和椭圆拟合补偿理论,并结合LabVIEW和MATLAB软件进行程序设计,很大程度上去除了信号中的噪声并进一步提高其正交性,提高了后续细分所使用信号的质量。本文研究了多种常用的细分方法,并分析其优劣。并利用LabVIEW软件进行程序设计,实现了对采集信号的高分辨率细分工作。本文在最后进行了实际信号的采集,并对其进行了细分。结合采集到的信号,分析了细分方法的分辨能力。并提出改进意见,以获得更高的分辨能力。
【关键词】：衍射光栅 细分 小波变换 椭圆拟合补偿
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 光栅信号处理细分技术的研究背景和意义8
• 1.2 光栅信号处理细分技术的研究概况及发展趋势8-14
• 1.2.1 国外光栅信号处理细分技术发展概况9-12
• 1.2.2 国内光栅信号处理细分技术发展概况12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 2 光栅测量原理及细分方法的研究15-28
• 2.1 基于几何光学的测量原理15-16
• 2.2 基于衍射干涉的测量原理16-22
• 2.2.1 光栅衍射理论16-18
• 2.2.2 多普勒频移18-20
• 2.2.3 衍射光干涉理论20-22
• 2.3 常用细分方法22-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 光路分析及前级处理电路设计28-41
• 3.1 偏振光学理论和琼司运算28-29
• 3.2 光路模型分析29-32
• 3.3 误差分析32-34
• 3.3.1 光路误差分析32-34
• 3.3.2 环境误差分析34
• 3.4 前级处理电路设计34-40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 信号去噪与补偿41-52
• 4.1 信号的采集41-42
• 4.2 信号去噪程序设计42-48
• 4.2.1 小波去噪函数42-43
• 4.2.2 参数选择43-46
• 4.2.3 信号去噪实验46-48
• 4.3 信号补偿程序设计48-51
• 4.3.1 李萨茹图形48-49
• 4.3.2 椭圆拟合补偿49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 信号细分与实验分析52-64
• 5.1 辨向计数程序设计52-54
• 5.2 细分程序设计54-58
• 5.3 实验分析58-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高中汉 ,丑幸荣;数控机床光栅测量系统及其维修[J];机床电器;2001年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吴祥龙;微型纳米位移传感器干涉信号处理技术与系统研究[D];合肥工业大学;2014年

  本文关键词：基于衍射光栅的信号处理和细分技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：360187