超薄金屬薄帶厚度測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、受中國(guó)物理研究院的委托,我們?cè)O(shè)計(jì)研究了一種白光差分干涉測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量超薄金屬薄帶的厚度.該項(xiàng)目在完成理論可行性論證后,要進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試,另外,要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理算法的研究和軟件的編寫(xiě).本文的主要研究工作有理論可行性研究和數(shù)據(jù)處理算法的研究及算法可行性的論證.以光的干涉理論為基礎(chǔ),對(duì)白光差分干涉測(cè)量裝置的理論可行性進(jìn)行了分析論證,并根據(jù)計(jì)算提出了在誤差許可的范圍內(nèi),在設(shè)計(jì)測(cè)量裝置時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的要求,可以據(jù)此選擇材料及指導(dǎo)安裝.根據(jù)白光

2、差分干涉譜數(shù)據(jù)由低頻和高頻組成,并且頻率變化是非線性的特點(diǎn),提出了以小波理論為基礎(chǔ)的濾波及去噪方法,提取出所需的低頻項(xiàng)數(shù)據(jù),從而得到金屬薄帶的厚度.根據(jù)算法的特點(diǎn),提出了測(cè)量的條件,估算了小波濾波的層數(shù).并對(duì)處理白光干涉譜數(shù)據(jù)的極值法進(jìn)行了改進(jìn),用這種方法可以較精確的得到金屬薄帶的厚度.為了解決極值法處理白光干涉譜數(shù)據(jù)求光程差存在抗噪聲差的缺陷,提出了一種基于均方差最小意義下新的處理方法.該方法假定當(dāng)擬合值與測(cè)量值最接近時(shí),對(duì)應(yīng)光強(qiáng)的均

3、方差最小.通過(guò)數(shù)值仿真的方法驗(yàn)證了該方法的可靠性.該方法利用進(jìn)行歸一化處理后的可用測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù),與擬合光強(qiáng)求均方差,通過(guò)逼近法獲得均方差最小時(shí)對(duì)應(yīng)的擬合值.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用該方法處理白光干涉譜數(shù)據(jù)得到的光程差,不僅比極值法具有更高的數(shù)據(jù)精度,而且有效的提高了抗干擾能力.本文提出的基于小波理論的處理白光差分干涉譜數(shù)據(jù)的算法在VC++6.0編程環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了,其中小波濾波調(diào)用了MATLAB函數(shù).程序經(jīng)過(guò)了仿真數(shù)據(jù)及實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的驗(yàn)證.在論文