新型多功能圆分度标准装置的设计与开发
发布时间：2021-06-10 19:12
本文设计的新型多功能圆分度标准装置是以我国现行平面线角度计量基准的技术为基础,以满足目前角度计量所需的360°全周、动静态测量、微细步进角度定位测量的多功能高精度角度计量测量需要,可用于感应同步器、圆光栅、光电轴角度编码器、多面棱体等角度计量标准器动静态测量和刻制计量圆光栅、感应同步器等计量器具。本文首先介绍了圆分度标准装置关键部件圆光栅的莫尔条纹测量原理和测角系统的电子细分原理。然后阐述了高精度密珠轴系、基于FPGA的交流伺服电机控制器、基准光栅和指示光栅、多头读数装置等测角系统的硬件设计和控制软件开发;同时,本文阐述了圆感应同步器检测电路、圆光栅刻制装置的设计和开发。其次,本文对密珠轴系径向跳动量进行了测量和数据分析,采用全组合常角法实测了测角系统的圆分度误差,实测结果表明该新型多功能圆分度标准装置达到设计指标,满足使用要求。最后,本文还介绍了该装置用于测量感应同步器、光电轴角编码器及刻制圆光栅、基准圆光栅和复制圆光栅母版等应用。
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及现状
1.2 国内外相关研究概况及发展趋势
1.2.1 国外相关研究概况
1.2.2 国内相关研究概况
1.2.3 检测现状及需求
1.3 研究的目标
1.4 研究思想及需求分析
2 圆分度标准装置机构的设计和开发
2.1 圆分度标准装置角度测量系统原理的研究
2.1.1 圆光栅及其测量原理
2.1.2 电子细分原理
2.2 高精度密珠轴系的设计和开发
2.2.1 设计原则与方案
2.2.2 安装与调试
2.3 基于FPGA的交流伺服电机控制器的设计和开发
2.3.1 伺服电机控制器的设计
2.3.2 控制电路的设计方案
2.4 测角系统的设计和开发
2.4.1 基准光栅设计
2.4.2 指示光栅设计
2.4.3 多头圆光栅读数系统硬件和软件的设计
2.5 圆感应同步器检测电路设计和开发
2.5.1 零位测试线路设计
2.5.2 细分误差测试线路设计
2.6 圆光栅刻制装置的设计和开发
2.6.1 光刻刀架的设计开发
2.6.2 光刻电源及控制
2.6.3 光刻圆光栅直流电平的控制
2.7 本章小结
3 圆分度标准装置精度分析与测量
3.1 密珠轴系径向跳动量测量
3.1.1 测量原理
3.1.2 测量步骤及其数据处理
3.2 圆分度标准装置圆分度误差实例验证
3.2.1 测量原理
3.2.2 测量步骤及其数据处理
3.3 多头读数系统的验证
3.4 本章小结
4 圆分度标准装置多功能应用的研究
4.1 感应同步器的测量
4.1.1 测量原理
4.1.2 测量方法
4.2 圆光栅的刻制
4.2.1 大功率曝光法刻制
4.2.2 重复曝光法刻制
4.3 本章小结
5 圆分度标准装置测量的实例分析
5.1 测量原理及计量特性
5.2 测量步骤与测量数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]如何利用全组合常角法测量圆分度误差[J]. 周骏,戚丽红. 计量与测试技术. 2015(01)
[2]提高圆光栅测角系统精度的读数头设计[J]. 苏东风,续志军,贾继强,刘波,李大伟. 电子测量与仪器学报. 2013(07)
[3]光栅测量系统的误差研究[J]. 陈晓怀,杜国山,程真英. 电子测量与仪器学报. 2012(03)
[4]激光跟踪仪测角误差的现场评价[J]. 林嘉睿,邾继贵,张皓琳,杨学友,叶声华. 仪器仪表学报. 2012(02)
[5]车载经纬仪的测量误差修正[J]. 王涛,宋立维. 仪器仪表学报. 2012(02)
[6]高精度角度的测试[J]. 鲜立刚,刘玉成. 计量与测试技术. 2010(12)
[7]小型大孔径高精度编码器的精度分析[J]. 杜颖财,万秋华,卢新然,梁立辉. 电子测量与仪器学报. 2010(08)
[8]光栅回转式压电微角度执行器的研究[J]. 张立,林玉池,赵美蓉,齐永岳,秦峰. 传感器与微系统. 2010(01)
[9]动态角运动校准技术综述[J]. 彭军,何群,孙丰甲. 计测技术. 2008(05)
[10]基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器[J]. 苏东风,续志军. 红外与激光工程. 2008(S1)
博士论文
[1]高精度标定转台光栅测角系统关键技术研究[D]. 苏东风.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[2]测绘相机标定转台结构系统关键技术研究[D]. 田学光.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]光纤光栅传感器应变传递理论研究[D]. 周广东.大连理工大学 2007
[2]高精度绝对式光电轴角编码器高质量光电信号的提取方法[D]. 吴凡.电子科技大学 2003
[3]通用转矩测量系统的研究[D]. 刘国安.浙江工业大学 2003
本文编号：3222963
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及现状
1.2 国内外相关研究概况及发展趋势
1.2.1 国外相关研究概况
1.2.2 国内相关研究概况
1.2.3 检测现状及需求
1.3 研究的目标
1.4 研究思想及需求分析
2 圆分度标准装置机构的设计和开发
2.1 圆分度标准装置角度测量系统原理的研究
2.1.1 圆光栅及其测量原理
2.1.2 电子细分原理
2.2 高精度密珠轴系的设计和开发
2.2.1 设计原则与方案
2.2.2 安装与调试
2.3 基于FPGA的交流伺服电机控制器的设计和开发
2.3.1 伺服电机控制器的设计
2.3.2 控制电路的设计方案
2.4 测角系统的设计和开发
2.4.1 基准光栅设计
2.4.2 指示光栅设计
2.4.3 多头圆光栅读数系统硬件和软件的设计
2.5 圆感应同步器检测电路设计和开发
2.5.1 零位测试线路设计
2.5.2 细分误差测试线路设计
2.6 圆光栅刻制装置的设计和开发
2.6.1 光刻刀架的设计开发
2.6.2 光刻电源及控制
2.6.3 光刻圆光栅直流电平的控制
2.7 本章小结
3 圆分度标准装置精度分析与测量
3.1 密珠轴系径向跳动量测量
3.1.1 测量原理
3.1.2 测量步骤及其数据处理
3.2 圆分度标准装置圆分度误差实例验证
3.2.1 测量原理
3.2.2 测量步骤及其数据处理
3.3 多头读数系统的验证
3.4 本章小结
4 圆分度标准装置多功能应用的研究
4.1 感应同步器的测量
4.1.1 测量原理
4.1.2 测量方法
4.2 圆光栅的刻制
4.2.1 大功率曝光法刻制
4.2.2 重复曝光法刻制
4.3 本章小结
5 圆分度标准装置测量的实例分析
5.1 测量原理及计量特性
5.2 测量步骤与测量数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]如何利用全组合常角法测量圆分度误差[J]. 周骏,戚丽红. 计量与测试技术. 2015(01)
[2]提高圆光栅测角系统精度的读数头设计[J]. 苏东风,续志军,贾继强,刘波,李大伟. 电子测量与仪器学报. 2013(07)
[3]光栅测量系统的误差研究[J]. 陈晓怀,杜国山,程真英. 电子测量与仪器学报. 2012(03)
[4]激光跟踪仪测角误差的现场评价[J]. 林嘉睿,邾继贵,张皓琳,杨学友,叶声华. 仪器仪表学报. 2012(02)
[5]车载经纬仪的测量误差修正[J]. 王涛,宋立维. 仪器仪表学报. 2012(02)
[6]高精度角度的测试[J]. 鲜立刚,刘玉成. 计量与测试技术. 2010(12)
[7]小型大孔径高精度编码器的精度分析[J]. 杜颖财,万秋华,卢新然,梁立辉. 电子测量与仪器学报. 2010(08)
[8]光栅回转式压电微角度执行器的研究[J]. 张立,林玉池,赵美蓉,齐永岳,秦峰. 传感器与微系统. 2010(01)
[9]动态角运动校准技术综述[J]. 彭军,何群,孙丰甲. 计测技术. 2008(05)
[10]基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器[J]. 苏东风,续志军. 红外与激光工程. 2008(S1)
博士论文
[1]高精度标定转台光栅测角系统关键技术研究[D]. 苏东风.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[2]测绘相机标定转台结构系统关键技术研究[D]. 田学光.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]光纤光栅传感器应变传递理论研究[D]. 周广东.大连理工大学 2007
[2]高精度绝对式光电轴角编码器高质量光电信号的提取方法[D]. 吴凡.电子科技大学 2003
[3]通用转矩测量系统的研究[D]. 刘国安.浙江工业大学 2003
本文编号：3222963
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