非接触精密角位移测量的研究

用最小二乘拟合莫尔条纹信号细分法实现对角位移的测量具有硬件简单、精确度高等优点.采用14400线/周的计量圆光栅构成的角位移测量系统,测试精确度可达0.1″.     

双同心圆光栅二维平面位移测量术

通过对两个同心圆光栅干涉产生莫尔条纹过程的分析,提出了一种测量二维平面位移的方法.首先,建立了两个同心圆光栅的数学模型,通过对莫尔条纹图进行低通滤波,提取出纯莫尔条纹.其次,利用傅里叶级数变换,相位分析计算出两同心圆圆心之间的偏心角和偏心距.同时讨论了噪声对测量精度的影响.计算机模拟实验结果证明,该方法具有较高的测量精度.当偏心距在20个像素以内时,偏心角测量最大误差小于0.002弧度,偏心距测量最大误差小于0.04个像素,且有较好的抗噪性.     

光栅传感器及在轮毂椭圆度测量中的应用

阐述了光栅传感器的测量原理,并利用光栅精密测量的特性,开发了车轮毂椭圆度的测量装置。该装置应用光栅传感器采集位移信号,采用光栅莫尔条纹和光电转换原理将被测位移量转换成数字脉冲信号输出,采用脉冲辨向及四倍频细分电路以实现信号方向识别及提高测量精度,将产生的脉冲信号通过单片机控制程序实现数字显示。     

基于莫尔条纹实现体全息存储系统的准确寻址

利用光栅莫尔条纹实现角度多重体全息存储系统中精密移动平台的位移检测，有效地削弱该系统寻址的系统误差，提高了全息存储系统的数据读出的准确性．实验中在Fe：LiNbO3晶体中存储了300幅全息图，各幅全息光栅振幅不仅均匀性好，而且振幅相对较大。     

计量光栅测量技术研究

计量光栅形成的莫尔条纹对位移的光学放大作用，在位移精确测量领域有很高的工程价值。光栅线位移传感器得到很大发展，成为该领域关键技术。     

基于BP神经网络的光栅莫尔条纹细分方法

一种基于BP神经网络的光栅莫尔条纹细分方法可以提高光栅莫尔条纹的细分精度。在1个莫尔条纹信号周期内采集多个样本点进行差值细分,利用3层BP神经网络,将获得的差值作为网络输入,该样本点在1个栅距内的微位移量作为目标输出,建立合理的网络模型,与DSP微处理器相结合实现莫尔条纹细分。通过对样本点的学习,莫尔条纹细分精度可以达到0．001微米级。同时对非样本点进行验证,实验结果表明该系统具有可行性。     

基于CMOS图像光栅传感器的位移测量系统的实现

目前在科技研究、工业生产等各行业中,对于位移的高精度测量都是不可或缺的。利用光栅传感器完成测量是目前的主要方法。光栅传感器利用光电转换的原理将位移转换为电信号,该信号经过整形、细分后输出给后级电路完成对信号的处理,最后得到位移大小方向。本文在分析光栅传感器工作原理的基础上,提出借助CMOS图像传感器代替传统的硅光电池检测莫尔条纹,完成信号的细分,实现对位移的高精度测量。文中介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程。     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述．首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍，然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统．文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法，模跳测量法，合成波长测量法，拍频测量法，光回馈水平差异测量法，分区细分法．条纹计数法最易于实现，系统最简单，但分辨率低，一般为半个光波长．模跳测量法利用跳模原理进行测量，分为开环和闭环模跳测量法两类，所对应的分辨率分别为40和50nm．合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量，测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高．拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量，系统的分辨率为5nm．光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈，实现系统的分辨率为20nm．分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点，对条纹交叉结果进行分区，能实现分辨率为八分之一光波长．文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍，对各自系统的优缺点也进行了评述．     

采用DLP的PMP系统中的莫尔效应及其对位相测量的影响

在采用数字光处理器(DLP)作为光栅投影系统的位相测量轮廓术(PMP)中，研究了莫尔效应产生的原理及其对位相测量结果的影响，DLP投射的光栅信号可视为对正弦模拟信号的抽样，CCD采集到的光栅信号又是对DLP投影信号的抽样，当DLP的核心部件DMD芯片和CCD图象传感器的空间频率满足一定条件时，CCD采集的图样将因为两次抽样过程产生莫尔条纹，通过对这两次抽样过程的分析，得到了莫尔条纹产生的条件和光强表达式，找出了N位相算法中莫尔条纹引起的位相误差规律，给出了数字模拟实验结果。     

减小光栅传感器测量信号误差的研究

在光栅传感器测量系统中，为了提高测量信号的精度，需要对系统输出信号的误差进行研究。介绍了莫尔 条纹的产生和光栅传感器测量系统，对测量系统的误差进行了分析，提出了利用基于误差修正技术的光栅测量系 统减小光栅测量信号的系统误差的方法，以及利用滑动平均滤波与中值滤波结合的方法减小动态莫尔条纹信号中 的随机误差，总结了设计光栅传感器测量系统的关键技术。仿真结果表明#混合滤波方法可以有效地减小动态莫 尔条纹信号中的噪声干扰，且算法简单。     

用云纹干涉法实测复合材料应力强度因子的实验研究

采用实时观测云纹干涉法 ,测试并研究了正交异性Ⅰ型裂纹的应力强度因子。用三维云纹干涉仪和数字图像采集技术获得了清晰的反映试件裂尖附近全场位移的云纹图 ,进而推算出应力强度因子。并对贴片云纹干涉法和实时观测云纹干涉法进行比较。     

云纹干涉图像的数字采集及处理方法的研究

研究了云纹干涉图像的数字采集及处理方法,建立了图像实时采集及处理系统,编制了相关的程序.并采用该处理系统对复合材料实际构件的云纹干涉条纹图进行实时采集和处理,得到较好的数字位移场和位移导数场.     

倍频光栅的莫尔条纹研究

用傅里叶频谱分析方法研究了横向莫尔条纹中一个光栅倍频时莫尔条纹的变化，论证了倍频光栅形成的莫尔条纹方向与等周期两RoncK光栅形成的莫尔条纹方向相同，其周期与两小周期光栅的莫尔条纹周期相同，其对比度随倍率的增加而减小的特点，呈现莫尔条纹效应的主要是等栅距光栅和二倍频光栅，介绍了产生倍频光栅的一些方法，如采用滤波的方法，消去光栅的0级衍射波，形成倍频光栅；采用球面波照明光栅，形成倍频的光栅的自成像等，举例说明了其应用，这些应用表明二倍频光栅莫尔条纹可使结构紧凑，测量简单，或使分辨率提高一倍。     

三维云纹干涉法在PMMA材料特性分析中的应用

对云纹干涉法的原理、方法及实验系统进行了简要介绍,并利用三维云纹干涉仪实时测量了有机玻璃(PMMA)在三点弯曲时的三维位移场。对变形三维云纹图进行了分析,得出了三维应变分布图。     

全息波带片迭加的莫尔规律及应用

研究波带片迭加的莫尔条纹规律,提出一种光学准直和定位的新方法,并对测量面内位移及离面位移的灵敏度做了讨论。     

可变焦距二元光学透镜的获得

描述了用两个相同的特殊栅格叠加产生似波带板的莫尔条纹，通过改变两栅格的相对位置获得变焦距的特性，用微电子的缩微和光刻技术制成了焦距可变的位相型二元光学透镜。     

用错位云纹法测量位移导数场

采用衍射光栅在谱平面上滤波的光学系统，提出两次曝光之间在像平面上错动全息干版的错位云纹干涉法。用此方法分别获得面内位移导数（应变）场和平板弯曲离面位移的二阶导数（曲率）场的计算公式，并进行了实验验证，实验结果与理论值符合良好。     

数字式干涉型光纤传感器条纹细分辨向电路的实现

介绍了数字式干涉型光纤传感器高倍数条纹细分实现,针对由于基本辨向电路的辨向分辨率低限制了细分倍数的问题,提出了一种新的辨向电路.仿真结果证明,这种新的辨向电路能够实现高倍数的辨向分辨率,满足了数字式干涉型光纤传感器高倍数条纹细分实现的要求,且可适用于传统莫尔光栅细分技术.     

计算机模拟Moire条纹现象

利用计算机图像技术产生周期性条纹方法模拟光栅叠加实现Moire条纹现象.考察Moire条纹的空间放大作用,研究一块光栅相对另一块平移时产生的Moire条纹移动过程,计算Moire条纹在平移过程中探测器的输出变化关系.