光場(chǎng)式時(shí)柵傳感器信號(hào)產(chǎn)生與采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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1、精密位移測(cè)量?jī)x器可分為非光學(xué)和光學(xué)兩大類。光學(xué)位移傳感器憑借著非接觸測(cè)量、材料適應(yīng)范圍廣和寬動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn),在精密測(cè)量領(lǐng)域中得到了廣泛地運(yùn)用。然而,傳統(tǒng)光學(xué)位移傳感器的制造設(shè)備極其昂貴,且其相關(guān)技術(shù)對(duì)我國(guó)封鎖。針對(duì)此種情況,課題組所在的實(shí)驗(yàn)室研制出了一種以時(shí)間脈沖為測(cè)量基準(zhǔn)的位移傳感器,并命名為時(shí)柵傳感器。但是,現(xiàn)有的磁場(chǎng)式時(shí)柵也存在著抗電磁干擾能力差和制造精度不高等問(wèn)題。
  基于上述情況,課題組創(chuàng)新性地將光學(xué)測(cè)量技術(shù)和時(shí)柵傳感

2、器結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)了一種交變光場(chǎng)時(shí)空耦合和光刻技術(shù)相結(jié)合的新型時(shí)柵位移傳感器───光場(chǎng)式時(shí)柵,通過(guò)借助光場(chǎng)耦合信號(hào)抗電磁干擾能力更強(qiáng)、光刻技術(shù)制造精度更高的優(yōu)勢(shì)提高位移傳感器的測(cè)量精度。本課題在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下展開了關(guān)于光場(chǎng)式時(shí)柵傳感器的相關(guān)理論研究,以及光場(chǎng)式時(shí)柵信號(hào)產(chǎn)生與采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。主要研究?jī)?nèi)容如下:
  1)深入研究光場(chǎng)式時(shí)柵的測(cè)量原理,建立了光場(chǎng)式時(shí)柵的數(shù)學(xué)模型,從理論上分析了不同參數(shù)的變化所體現(xiàn)出的誤差

3、規(guī)律,并利用Matlab對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
  2)根據(jù)時(shí)柵傳感器的時(shí)空轉(zhuǎn)換原理,利用兩路幅值頻率一致、相位相差90度的正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)光源,獲得的兩路時(shí)間上正交的交變光場(chǎng)通過(guò)空間正交的“柵面”結(jié)構(gòu)后,將形成時(shí)空耦合的光場(chǎng)駐波信號(hào),再將駐波信號(hào)通過(guò)硬件電路合成一路電行波信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)“時(shí)間量測(cè)量空間量”。
  3)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),給出了各個(gè)階段傳感器信號(hào)的波形且進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了光場(chǎng)式時(shí)柵信號(hào)產(chǎn)生與采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的

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