基于衍射光栅的高精度位移测量系统的设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 光栅位移测量的发展及现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 光栅的发展和概述 | 第11-12页 |
| 1.2.2 莫尔条纹细分技术 | 第12-14页 |
| 1.2.3 光栅测量系统的发展及现状 | 第14-15页 |
| 1.3 课题主要研究内容 | 第15-16页 |
| 第2章 光栅位移测量系统的测量原理 | 第16-27页 |
| 2.1 引言 | 第16页 |
| 2.2 莫尔条纹理论 | 第16-19页 |
| 2.2.1 基于几何光学的测量原理 | 第16-17页 |
| 2.2.2 基本衍射干涉的测量原理 | 第17-19页 |
| 2.3 多普勒频移理论 | 第19-21页 |
| 2.4 衍射光干涉理论 | 第21-23页 |
| 2.4.1 经典干涉原理 | 第21-22页 |
| 2.4.2 差频干涉原理 | 第22-23页 |
| 2.5 偏振光学理论 | 第23-26页 |
| 2.5.1 偏振光的矩阵表示 | 第23-25页 |
| 2.5.2 偏振器件的矩阵表示 | 第25-26页 |
| 2.6 本章小结 | 第26-27页 |
| 第3章 光路系统的设计与分析 | 第27-36页 |
| 3.1 引言 | 第27页 |
| 3.2 光栅测量系统光路的设计原则 | 第27-28页 |
| 3.3 光路系统的设计 | 第28-32页 |
| 3.3.1 光栅的选择 | 第28-29页 |
| 3.3.2 测量光路设计 | 第29-31页 |
| 3.3.3 检测光路设计 | 第31-32页 |
| 3.4 光路系统的琼斯矩阵推导 | 第32-35页 |
| 3.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 第4章 系统位移计算方法的研究 | 第36-41页 |
| 4.1 引言 | 第36页 |
| 4.2 辨向及计数方法的研究 | 第36-37页 |
| 4.3 细分方法的研究 | 第37-39页 |
| 4.3.1 数字化细分方法的分析 | 第37-38页 |
| 4.3.2 正切量化查表细分方法 | 第38-39页 |
| 4.4 位移计算 | 第39-40页 |
| 4.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 第5章 系统硬件结构设计与软件实现 | 第41-56页 |
| 5.1 引言 | 第41页 |
| 5.2 光电信号检测部分设计 | 第41-43页 |
| 5.2.1 光电转换元件的选择 | 第41-42页 |
| 5.2.2 电流电压转换电路的设计 | 第42-43页 |
| 5.3 调理电路的设计 | 第43-47页 |
| 5.3.1 正交补偿电路的设计 | 第44-45页 |
| 5.3.2 滤波电路的设计 | 第45-47页 |
| 5.4 信号处理电路设计 | 第47-53页 |
| 5.4.1 A/D转换模块 | 第48-50页 |
| 5.4.2 数据处理模块 | 第50-53页 |
| 5.5 软件系统的总体设计 | 第53-55页 |
| 5.5.1 FPGA软件系统设计 | 第53页 |
| 5.5.2 DSP软件系统的设计 | 第53-54页 |
| 5.5.3 上位机显示系统的介绍 | 第54-55页 |
| 5.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 第6章 光栅测量系统的误差分析与实验 | 第56-70页 |
| 6.1 引言 | 第56页 |
| 6.2 系统误差来源分析 | 第56-60页 |
| 6.2.1 光栅引入的误差分析 | 第56-57页 |
| 6.2.2 激光器引入的误差分析 | 第57-58页 |
| 6.2.3 光路引入的误差分析 | 第58-59页 |
| 6.2.4 电路引入的误差分析 | 第59-60页 |
| 6.2.5 测量环境引入的误差分析 | 第60页 |
| 6.2.6 系统精度评估 | 第60页 |
| 6.3 系统的测试与分析 | 第60-68页 |
| 6.3.1 测量系统介绍 | 第61页 |
| 6.3.2 光路系统功能测试实验 | 第61-62页 |
| 6.3.3 电路系统功能测试实验 | 第62-68页 |
| 6.3.4 测量系统的测试 | 第68页 |
| 6.4 本章小结 | 第68-70页 |
| 结论 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 致谢 | 第76页 |
