圆光栅细分误差的动态测量

本文讨论了圆光栅细分误差及其测量,提出了不采用高精度标准件的圆光栅细分误差测量法——时间平均法,并通过实际测试结果证明了时间平均法的可行性。     

粗光栅线位移测量系统细分误差补偿前后的精度分析

粗光栅线位移测量系统是一种优良的光电扫描绝对式线位移测量系统,可广泛用于机床自动化加工行业,但其较大的呈周期性变化的细分误差直接影响了系统的精度。本文针对系统的误差来源,利用其补偿电路,调节其本底噪声的大小,得到了细分误差与本底品怕对应关系的实验数据。通过一元线性回归分析,得出了细分误差与本底噪声的线性关系工,找到了系统修正误差时的理论依据,通过补偿使系统精提高了一个数量级,达到了微米级精度,同时     

绝对长度测量光栅及误差修正的研究

研究了一种新型的绝对长度测量光栅，讨论了其利用条形码结构确定绝对位置以及利用增量式痕道进行细分的工作原理，分析了利用平行于测量方向的刻线进行动态误差修正的方法，给出了误差修正的数学模型     

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FPGA器件的计量光栅细分技术的实现

主要介绍了一种基于可编程逻辑器件FPGA,用VHDL硬件描述语言作为平台,实现计量光栅4倍频细分技术的方法。采用细分技术可以提高计量光栅的分辨率和测量精度,而利用软件平台实现细分,则可以根据实际测量需要,灵活地改变电路的细分倍数。     

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″。     

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。     

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。     

平行双关节坐标测量机圆光栅测角误差补偿技术

该文探讨了一种三自由度(DOF)平行双关节坐标测量机的测量原理和测量模型。分析了该测量机上的圆光栅测角误差对测量机测量精度的影响,给出了测角误差的补偿公式,利用该公式优化了测量机的测量模型。采用标准多面棱体和光电自准直仪对2个圆光栅的测角误差进行实验检定,并对测角误差修正前后的平行双关节坐标测量机测量精度进行了实验比对。结果表明,测量的极限偏差由0.033 mm降至0.015 mm,而标准差由0.0141 mm降为0.0061 mm,说明修正2个圆光栅的测角误差可大幅提高该测量机的测量精度。     

测量光栅常数和波长的一种新方法

按常规是用分光计测量光栅常数的,比较麻烦,本文介绍一种新方法,即用眼晴直接观察的方法测量光栅常数。虽然有一定的误差,但在误差允许范围之内,可方便使用。     

测速齿盘偏心对扭振测试误差影响的研究

通过分析齿盘偏心引起的伪扭振信号特征，提出用测速齿盘静态偏心计算伪扭振信号的方法，根据计算结果对相应的谐次分量进行修正，从而给出了消除误差的信号合成处理方法．利用提出的计算方法对某型履带车辆扭振测试结果进行了计算和分析，并利用提出的信号合成处理方法对实测的结果进行了修正，提高了扭振的测试准确度．     

一种新式信号放大和数据采集系统

研究了一种应用于水泥颗粒级配在线分析仪的信号放大和数据采集系统,该系统具有抗干扰、采集速度快和转换精度等特点。它较好地解决了采用模拟开关给系统带来的交叉干扰问题,并且信号放大电路能根据采集信号的强弱进行自动量程放大。这样既可以提高系统的采集速度,又可以保证A/D转换器工作在较佳的转换区域,以减小A/D转换器对较弱信号转换时的误差。     

基于FFT的互感式电流信号检测装置的设计

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题,利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量,硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路,软件部分以STM32 为主控制器,对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化,在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测,该系统的频率分辨率可达到1 Hz,幅度分辨率可达到0． 5 mA,测量电流信号频率误差小于2% ,幅度误差小于5%。     

基于USB2．0的信号发生器的设计与实现

针对传统信号发生器存在的诸多弊端,提出了一种基于USB2.0协议下的简易信号发生器的构造和实现方法。基于Cypress半导体公司的EZ-USB FX2芯片给出了其硬件组成、驱动程序框架和主要的固件程序代码。该方法采用直接数字合成方法,结合现场可编程技术,通过软件和硬件性能的结合完成了双通道信号的频率、幅度、相位的高精度调整。将参数调整,波形数据细分的复杂计算任务交于主机程序完成,简化了外设执行部件的电路结构。该信号发生器结构简单,信号失真小,配置灵活,可达到所见即所得的效果。     

微弱光信号的极值检测及滤波算法研究

为有效提高微弱光电信号极值检测的精度,通过分析被测信号的变化规律,提出了高精度目标信号极值检测滤波算法,探讨了在理想条件和强干扰条件下的信号检测解决方法。该算法以改进的动态阈值法获得极值初始数据集,通过基于中值数绝对偏差的滑动滤波和加权平均滤波法相结合的方式对采集值进行滤波处理,最终获得信号的极值。实验结果表明,该算法测量结果和实际值相吻合,最小平均相对误差控制在0.1%左右,满足精度要求,测量精度及稳定性高于传统方法。该研究对不同波形微弱信号的高精度极值检测提供了参考依据。     

D/A转换输出连续性研究

当把D/A输出作为控制系统的输出控制信号时,输出曲线的连续性在很大程度上决定了控制系统的控制精度,细分D/A输出,能够使输出曲线更为连续。介绍了细分D/A输出最小增量使输出曲线更为连续的传统方法,给出了细分D/A输出最小增量的新思路,指出了使用3个D/A转换器,细分连续2个D/A转换输入数据的增量,能使D/A的输出曲线比单个D/A转换器的输出更为光滑连续。     

双模压缩光双曲线定位方案设计与分析

采用无线电信号的双曲定位方法由于受到其信号功率与带宽的制约,其定位精度存在着不可逾越的上限,且易受干扰、测量距离有限等问题日趋显现,而采用量子纠缠信号作为测量信号,可以突破经典无线电信号体制的限制,大大提高定位精度与保密性,实现具有超高精度、远距离、强抗噪抗干扰性等优点的量子定位。就此提出一种基于双模压缩光与Bell态直接探测的双曲线定位方案,使用双模压缩光作为发射信号,在目标接收端使用Bell态直接探测系统对两路纠缠光进行检测并对其中一路光束进行延迟,而后提取其正交分量的关联噪声,取关联噪声的最小值时对应的延迟时间作为两光束的完全量子关联时刻,即为两纠缠光的波达时间差,通过时间差的测定可以转换得到距离差,得到1组双曲线,另选2个基点重复上述过程可得第2组双曲线,从而实现定位。通过理论推算与一定假设条件下的仿真分析,给出理论上能达到的定位精度与误差范围。     

基于同态滤波的MLS抗多径测角算法

针对微波着陆系统存在多径干扰引起测角误差的问题,研究了多径干扰的短时、相关、对称、卷积等特性,提出一种基于同态滤波的抗多径测角算法.建立了基于双对称性的信号模型,然后将卷积特征系统转换为线性系统,最后在混合信号中提取信息,实现了“往”“返”脉冲时差的精确测量.仿真表明,在“往”“返”脉冲接收信号存在多径干扰时,该算法能有效地降低多径干扰对测角精度的影响;当算法满足适用条件时,与常规测角算法相比精度提高了一个数量级.     

精密相干检测法研究

研究了精密相干检测法的原理,即采用共时钟方案,使与发送机有关的参考信号同接收机接收到的待测信号精密相干,同时精确检测出复合波信号中各主要谐波的振幅和相位.应用结果表明:该方法克服了微弱复合波信号的锁相放大、数据采集、叠加平均和获取多参数时遇到的困难,提高了观测系统的灵敏度、测量精度、抗干扰能力、探测分辨率和探测深度;精密相干检测法原理同样适用于其他观测系统和对其他类型信号的检测.     

基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。本文提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法,有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性。在利用单片机共时钟基准的DAC与ADC模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因;并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20k-100kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。