新型光场式时栅位移传感器原理与实验研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-25页 |
| 1.1 典型位移传感器的分类与发展现状 | 第11-16页 |
| 1.1.1 传统位移测量原理的两种主要数学模型 | 第11页 |
| 1.1.2 典型位移传感器发展现状与评价 | 第11-16页 |
| 1.2 时栅位移传感器简介及发展趋势 | 第16-19页 |
| 1.2.1 测量基准时空转换的物理意义 | 第16-17页 |
| 1.2.2 时栅位移传感器的发展趋势 | 第17-19页 |
| 1.3 本课题研究背景、来源和意义 | 第19-21页 |
| 1.3.1 精密测量研究背景 | 第19-20页 |
| 1.3.2 本课题来源和意义 | 第20-21页 |
| 1.4 本文研究主要内容 | 第21-22页 |
| 1.5 文中出现的新名词解释 | 第22-25页 |
| 2 光场式时栅传感理论研究 | 第25-39页 |
| 2.1 测量基准时空转换理论 | 第25-29页 |
| 2.1.1 时空转换思想实验 | 第25-26页 |
| 2.1.2 时空转换理论 | 第26-29页 |
| 2.2 自然行波与构造行波 | 第29-35页 |
| 2.2.1 自然行波 | 第29-31页 |
| 2.2.2 构造行波 | 第31-33页 |
| 2.2.3 自然行波与构造行波的异同点 | 第33-35页 |
| 2.3 光场式时栅测量原理 | 第35-38页 |
| 2.3.1 光的波粒二象性与位移测量的关系 | 第35-36页 |
| 2.3.2 光场式时栅测量原理[76] | 第36-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 3 光场电行波信号产生机理研究 | 第39-59页 |
| 3.1 静态光场式时栅电行波信号产生机理 | 第39-42页 |
| 3.2 光强调制的光场构造行波产生机理 | 第42-53页 |
| 3.2.1 粗光栅技术中的匀速扫描方法简介 | 第42-45页 |
| 3.2.2 光电效应与光强调制的关系 | 第45-46页 |
| 3.2.3 光强调制的电行波信号产生机理 | 第46-53页 |
| 3.3 圆偏振干涉的差频合成行波产生机理 | 第53-58页 |
| 3.3.1 激光外差干涉仪与光行波时栅测量的区别 | 第53-54页 |
| 3.3.2 圆偏振干涉原理 | 第54-56页 |
| 3.3.3 低频旋转光场的产生 | 第56-58页 |
| 3.4 小结 | 第58-59页 |
| 4 基于线阵 CCD 的静态光场式时栅传感器研究 | 第59-79页 |
| 4.1 引言 | 第59页 |
| 4.2 线阵 CCD 位移测量存在的问题 | 第59-62页 |
| 4.3 CCD 时栅结构设计与测量原理 | 第62-65页 |
| 4.3.1 结构设计 | 第62-63页 |
| 4.3.2 测量原理 | 第63-65页 |
| 4.4 硬件电路设计 | 第65-70页 |
| 4.4.1 线阵 CCD 阵列驱动模块 | 第66-67页 |
| 4.4.2 A/D 转换处理模块 | 第67-69页 |
| 4.4.3 角度换算及显示模块 | 第69-70页 |
| 4.5 软件设计 | 第70-74页 |
| 4.5.1 线阵 CCD 时序驱动 | 第70-72页 |
| 4.5.2 A/D 驱动设置 | 第72-73页 |
| 4.5.3 亚像元算法分析 | 第73-74页 |
| 4.5.4 上位机控制软件 | 第74页 |
| 4.6 实验研究 | 第74-78页 |
| 4.7 小结 | 第78-79页 |
| 5 动态光场式时栅位移传感器设计 | 第79-107页 |
| 5.1 光场耦合的动态光场式时栅位移传感器设计 | 第79-101页 |
| 5.1.1 结构设计 | 第79-80页 |
| 5.1.2 测量原理 | 第80-81页 |
| 5.1.3 光源设计 | 第81-88页 |
| 5.1.4 硬件电路设计 | 第88-98页 |
| 5.1.5 软件设计 | 第98-101页 |
| 5.2 差频干涉的动态光场式时栅位移传感器设计 | 第101-105页 |
| 5.3 小结 | 第105-107页 |
| 6 光场耦合的动态光场式时栅传感器实验研究 | 第107-131页 |
| 6.1 实验系统设计 | 第107-111页 |
| 6.1.1 实验平台与实验原理介绍 | 第107-109页 |
| 6.1.2 实验系统关键部分介绍 | 第109-111页 |
| 6.2 实验结果 | 第111页 |
| 6.3 误差分析与处理 | 第111-125页 |
| 6.3.1 测量模型 | 第111-113页 |
| 6.3.2 关键因素误差分析 | 第113-119页 |
| 6.3.3 误差处理 | 第119-125页 |
| 6.4 性能测试实验 | 第125-128页 |
| 6.4.1 稳定性实验 | 第125-127页 |
| 6.4.2 精度实验 | 第127-128页 |
| 6.5 方案优化设计 | 第128-130页 |
| 6.6 小结 | 第130-131页 |
| 7 总结与展望 | 第131-133页 |
| 7.1 总结 | 第131-132页 |
| 7.2 展望 | 第132-133页 |
| 致谢 | 第133-135页 |
| 参考文献 | 第135-141页 |
| 附录 | 第141-142页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文 | 第141页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间申请的发明专利 | 第141-142页 |
| C. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第142页 |
