磁光盘道间距的相对周期测量法

论述了研制磁光盘机械特性测试系统时根据相同位移长度内的光栅信号和光道信号周期数以及光栅信号每mm周期数测量道间距的方法、原理及实现,提出了相对基线过零求周期数的方法,给出了测量结果．     

用投影光栅测量三维物体表面形状

详细分析了投影光栅的频谱结构、位相信号的频率范围及背景亮度等因素对测量精度的影响，提出了光栅周期、滤波器通频带及光栅信号幅度的选择范围。     

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。     

一种高分辨率和高频响的光栅纳米测量细分方法

提出了一种高分辨率，高频响的光栅纳米测量细分方法－动态跟踪细分法。它综合了计算机正切细分法细分份数大，电阻链细分法工作速度快，频响亮的优点，电路原理清晰，结构简单，能够同时适用于动态和静态测量，较好地解决了光栅纳米测量的信号处理过程中的高速度与高分辨率，高准确度的矛盾。实验表明，动态跟踪细分法能够在400细分时实现100kHz以上的频率响应速度，配合信号周期2μm的光栅传感器，可以得到5nm的测量分辨率，为光栅纳米测量技术应用于实时测量和实时控制打下了良好的基础，是一种非常有发展前途的新的莫尔条纹细分方法。     

基于DSP的光栅信号处理实验平台构建

针对传统的采用单片机来处理光栅信号的方法存在的不足,构建了一种基于TMS320VC5402的光栅信号处理实验平台.设计中DSP主要完成光栅信号的采集、滤波、细分、辨向和光栅信号的频谱分析,DSP处理的结果通过TL16C750实现的TMS320VC5402与PC机的串行通信来观察.采用DSP处理器构建的光栅信号处理实验平台解决了以往的光栅信号处理系统只能处理输入信号频率较低或者静态的光栅位移测量的问题.实验结果表明:基于DSP处理器的光栅信号处理平台,提高了信号的处理速度,进一步提升了光栅位移测量的应用范围,具有较强的工程应用价值.     

扫描探针显微镜漂移的定量测量方法

对扫描探针显微镜(SPM)仪器漂移的定量测量的几种方法进行探讨,提出应用二维零位标记进行漂移测量.分析比较使用普通样品、周期二维光栅、二维零位标记和原子光栅在测定仪器漂移中的优缺点.结果表明:应用二维零位标记的测量技术对探针与样品形貌耦合引起的图像误差不敏感,漂移测量范围不受光栅单元尺寸影响.该方法优于采用普通样品和规则周期的二维光栅样品的方法,而应用原子光栅可以预计达到亚原子量级的超高精度的SPM漂移测量.     

光栅传感器在油泵试验台喷油量测控中的应用

对光栅传感器输出的两个相差 90°的莫尔信号 ,用内差法进行细分 (倍频 )。使其在莫尔信号变化的一个周期内 ,输出 10个均匀分布的计数脉冲 ,并用计数器对之进行计数 ,从而实现了喷油泵喷油量的测量与控制。实际应用表明 ,用此方法进行测量 ,试验台工作稳定 ,抗干扰性强 ,精度大为提高。     

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。     

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。     

具有温度补偿的光纤光栅压力传感器

为了实现高压测量时的温度交叉敏感问题,提出一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构及光纤光栅传感信号的自解调方法。与传统光纤光栅传感器中传感单元与解调单元相互分离的结构不同,该文提出的光纤光栅压力传感器系统利用一对匹配的光纤光栅和一个简单的等腰三角形悬臂梁结构,实现了传感解调的合而为一,解决了光纤光栅传感器的交叉敏感和信号啁啾的问题。仿真与初步的试验结果表明,在高达100M Pa的压力范围内,测量灵敏度为8.5 pm/M Pa。     

光栅信号质量动态测试法

给出了一种新的光栅信号质量的测定方法。该法用采样得到的两路信号的数据，以一种新的算法计算得到光栅信号的质量指标，并可给出质量参数与标尺光栅位置的对应关系。所得结果能反映光栅信号在测量全程上的变化，并可用于信号质量参数缺陷的补偿。     

基于DSP+MCU光栅信号处理系统的实现

针对传统光栅莫尔条纹细分方法的不足,提出了一种基于微处理器的大小数结合细分法进行莫尔信号的细分,将信号进行区间划分来实现辨向。由此设计了以DSP为核心的“DSP MCU“光栅信号处理系统,DSP负责信号的采集和处理,MCU完成系统的总体控制和简单的数据处理,DSP配合MCU完成光栅莫尔信号的采集、放大、滤波、细分、辨向、数据显示和通讯,为光栅副的直线位移和角位移的测量提供了一个通用平台。实验结果表明,光栅的细分精度为3″。     

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。     

一种动静态测量结合及大小数记数分离的直流光栅测试系统

针对直流光栅测试系统分辨率低、精度难以提高的问题，提出了一种动静态测量结合、大小数记数分离的直流光栅测试系统。在光栅付相对移动的动态测量过程中，获得当量数为1／4光栅栅距的大数记数，在相对移动开始之前和结束之后的静态时刻，获得当量数为1／360光栅栅距的小数记数，最后通过大小数的正确结合，获得测量结果。     

基于拍频莫尔条纹的长焦距测量方法

采用两个光栅，通过透镜会聚作用，使一个光栅的泰伯像与另一光栅重叠产生拍频莫尔条纹，利用拍频莫尔条纹数的测量来获得长焦距透镜的焦距；推导了基于拍频莫尔条纹的长焦距透镜焦距测量公式，分析了影响焦距测量的因素与误差，并用实际的光学实验证实了本方法可进行长焦距透镜焦距的高精度测量．     

高精度长光栅动态检测的新方法

根据双频激光干涉测量原理，针对进口设备HP5528激光干涉仪不能进行动态检测的缺点，提出了一种改进HP5528激光干涉仪并实现高精度长光栅动态检测的新方法，论述了长光栅长度误差的检测和长光栅莫尔纹信号质量的检测，其中包括激光信息处理、信号采集、计算机接口和算法。该方法不仅可以检测光栅尺的精度，还可以通过信号分析了解光栅尺制造过程中的误差源对光栅尺制造精度的影响，也可以实现对磁栅、线纹尺等长度计量元件进行高精度动态测量。     

线光栅付相对旋转的莫尔条纹及其应用

导出了线光栅付相对旋转时的莫尔条纹光电信号与栅线间夹角之间的关系式,讨论了线光栅相对旋转测量小角度的范围。     

平面反射光栅光栅常数测定方法探讨

反射光栅在光学仪器及激光器件等方面均有重要的应用。我们借鉴于透射光栅光栅常数测量方法,提出了测平面反射光栅光栅常数的六种方法;并以水银谱线中的5460.7A为例,用FGY-01型分光计进行了观测。用各种方法测量光栅数常d的相对误差均小于0.07%。这些方法普遍适用于角色散和光波长的测定。     

基于PCI总线的光栅传感器位移测量系统设计与实现

针对通用的光栅传感器位移测量系统存在性能不稳定、抗干扰性不强等问题,介绍了一种基于PCI总线的光栅传感器位移测量系统的设计方法,系统采用CPLD对光栅传感器的信号进行处理,采用CH365完成PCI总线的接口电路设计.通过测试,系统的分辨率为0.1 um,精度为±1 um,性能指标达到了预定目标,该系统已经成功运用到某型号的坐标测量机中.     

非整周期采样下电功率测量的误差分析

利用基于相关原理的智能仪器测量周期信号的各种电参数时,由于硬件条件的限制,非整周期采样所致误差无法被完全消除。为了减小该误差,提出一种定量修正方法,以实现电功率的精密测量。该方法以含谐波的电气信号功率测量为例,从时域平均功率定义出发,采用正弦函数的一阶T ay lor展开,推导出因非整周期采样造成的测量误差的解析表达式和相应的修正公式。实验结果表明:恰当地选择采样频率和采样周期数以减小信号周期偏差,且控制初始采样时刻,使电压和电流初始采样值的乘积接近于所测电功率的大小,这些均可在很大程度上降低测量误差。