非接触式透镜中心厚度检测信号的数值融合与处理研究

发布时间：2017-10-16 02:16

  本文关键词：非接触式透镜中心厚度检测信号的数值融合与处理研究

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【摘要】：非接触式的检测法是一种以光电、超声波和电磁等技术为基础,在测量装置的感触组件不和被测体表面相接触的情况下就能获取物体的外表以及一些内在情况数据的一种方法。随着现代社会的发展,非接触式测量越来越成为现代主要的测量方法。尤其是在镜片检测的领域,接触式测量方法存在几个主要问题包括在检测上的速度比较缓慢,精度也不能达到要求,而且容易因为测头和工件的频繁接触造成一定的损伤,所以为了提高精度和避免人工检测对镜片的划伤,对非接触式的测量仪器的需求越来越高。论文主要分为以下几个部分:1、阐述了非接触式测量技术的研究背景和进展,光学共焦法测量的原理,技术背景和发展情况。对装置测量方法的选取和整个装置的构成做了介绍和说明。2、采用ZEMAX软件构建了共焦光学系统,通过构建多重结构和合适的操作数对整个系统进行仿真优化。仿真结果表明,共焦光学系统的各个波长在焦面上聚焦效果良好,并且轴向色差以及波长两者之间线性关系良好,满足了所需要达到的要求。3、采用MATLAB的数据拟合功能对透镜中心厚度和各个因素进行关系拟合,研究了各个因素对透镜中心厚度的影响,分析了不同情况下的拟合情况和精度。最后构建了一个合理的数学模型,利用软件进行编程求解,最终得到了透镜中心厚度的表达关系式。4、通过实验数据和实际数据的比对,对实验测试结果进行分析,然后就误差产生的原因进行了深入细致的分析和解决方法的探讨。
【关键词】：非接触式测量 光学共焦 透镜中心厚度 ZEMAX MATLAB
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 非接触测量技术的研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究的发展现状10-14
• 1.3 论文的研究内容和研究目的14-16
• 第二章检测系统的总体设计16-28
• 2.1 检测方法的选取16-23
• 2.1.1 激光三角法16-17
• 2.1.2 激光扫描法17-18
• 2.1.3 光学干涉法18-20
• 2.1.4 超声波测厚法20-21
• 2.1.5 平板电容检测法21-22
• 2.1.6 光学共焦法22-23
• 2.2 共焦法的测量原理和检测系统的构成23-26
• 2.2.1 基于共焦法的单探头测量原理23-24
• 2.2.2 基于共焦法的双探头测量原理24-26
• 2.2.3 检测系统的组成结构26
• 本章小结26-28
• 第三章共焦光学系统的设计28-36
• 3.1 光源的选择28
• 3.2 光谱仪的选择28-29
• 3.3 共焦光学系统设计29-35
• 3.3.1 初始结构的确定29-30
• 3.3.2 光学系统的优化30-35
• 本章小结35-36
• 第四章测量装置厚度模型的建立36-45
• 4.1 MATLAB软件的数学功能36
• 4.2 厚度影响因素分析36-42
• 4.2.1 透镜中心厚度和返回的波长差37-38
• 4.2.2 透镜中心厚度和曲率半径38-40
• 4.2.3 透镜中心厚度和透镜折射率40-42
• 4.3 透镜中心厚度的厚度模型42-43
• 本章小结43-45
• 第五章 实验测试结果和误差分析45-55
• 5.1 实验测试结果45-48
• 5.2 误差来源分析48-54
• 5.2.1 常规误差分析48
• 5.2.2 单探头装置测量误差分析48-52
• 5.2.3 双探头装置测量误差分析52-54
• 本章小结54-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 6.1 本文的主要研究工作55
• 6.2 研究工作的创新点55-56
• 6.3 对今后工作的展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间发表的学术论文与发明专利62

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本文编号：1040042