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基于激光干涉的微位移系统(DOC)

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基于干涉法测微小位移_白秀军

基于干涉法测微小位移_白秀军

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5 小结
本文通过油滴的下落时间和平衡电压的等电 荷数的多重曲线，结合实验操作误差方面的分析， 提供了实验中油滴的选取切实可行的方法。选取 所测油滴时，应选择带电荷数较小的油滴，油滴下 落时间选在 18． 5 s ～ 35． 1 s 范围内，平衡电压应 大于 200 V，这样有利于减少误差。
表 2 密立根油滴实验数据表
油滴 序号
1
平衡电 压/V 270
时间平均 电量
值 / s q（ × 10 － 19 ） / C
27． 3
3． 185
电荷数 n2． 0216031． 4
4． 375
2． 7
3
249
22． 0
4． 875
3． 0
4
195
21． 5
6． 417
4． 0
5
128
25． 2
6． 953
实际设计方案的实验装置如图 4 所示，它是 由 2 个部分组成的： 相干光干涉系统和微弱电信 号检测处理系统。相干光干涉系统基于迈克尔逊 干涉仪设计，其中光源是波长 λ 为 632． 8 nm 的连 续氦氖激光器，P1 和 P2 是 2 个正交放置的偏振 片。相干光干涉系统中正交放置的偏振片 P1 和 P2 的作用是： 利用光在媒质介面反射时偏振特性 的变化，消除其它光学表面的反射光对干涉测量 的影响。
近十年得到大力发展的。可以说，迈克尔逊干涉 仪的应用已经向着更深层次迈进了。
本文提供一种应用迈克尔逊干涉仪及微弱电 信号检测处理系统测量微小位移的设计方案。

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究
赵育良;王淑娟
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2010(010)007
【摘要】介绍了一种可进行动态微位移激光测量系统.该系统以He-Ne激光器为光源,配以去噪装置、判向变频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等,基于位相调制的基本原理,实现了微位移的精确测量.与传统测量方法相比,其精度、误差、灵敏度及稳定度都有较大提高,并实现了微位移的全自动测量.
【总页数】5页(P1628-1632)
【作者】赵育良;王淑娟
【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,青岛,266041;海军航空工程学院青岛分院,青岛,266041
【正文语种】中文
【中图分类】TN249.3
【相关文献】
1.基于CCD的激光微位移测量系统研究 [J], 赵育良;许兆林;李开端
2.基于CCD激光干涉微位移测量系统准确度分析 [J], 赵育良;张忠民
3.基于片状激光-CCD浓度测试系统研究屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响 [J], 黄远东;周家正;崔鹏义
4.基于线阵CCD传感器的激光标印机自动对焦系统研究 [J], 杜笑滢;姜涛;张桂林
5.基于激光-CCD的高精度在线测厚系统研究 [J], 曹坚;钱苏翔;杨世锡;焦卫东;周振锋
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基于光杠杆原理的微位移测量系统设计

基于光杠杆原理的微位移测量系统设计
ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｓ ｍａ ｌ ｌ
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｅ ｖ ｅ ｒ ｐ ｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐ ｌ ｅ
ＺＨＯＵ Ｇｕ ａ ｎ ｇ — ｍｉ ｎ ｇ， Ｗ Ｕ Ｙｕ， ＢＡＯ Ｂｉ ｎ ｇ — ｈ ａ ｏ， ＧＡＯ Ｙｏ ｎ ｇ — ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｕ ｉｖ ｎ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２ １ ２ ０ １ ３ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关键词 ：光杠杆 ；微位移 ；测量系统 ；Ｐ Ｓ Ｄ； 信号处理
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文 献标识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｃ ｒ ｏ － ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｄｉ ｓ ｐｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究

Vo l 110 No17 M a r12010Ζ 2010 Sci 1Tech1Engng1科 学 技 术 与 工 程Sc i ence Techno l o g y and Enginee r in g 第 10卷 第 7期 2010年 3月 1671 - 1815 ( 2010 ) 7 21628 205通信技术基于迈克尔逊干涉仪的激光 测量系统研究CC D 微位移赵育良 王淑娟(海军航空工程学院青岛分院 ,青岛 266041 )摘 要 介绍了一种可进行动态微位移激光测量系统 。

该系统以 H e 2N e 激光器为光源 ,配以去噪装置 、判向变频系统 、CCD 视 频信号的高速动态采集系统 、微机处理系统及干涉图处理软件包等 ,基于位相调制的基本原理 ,实现了微位移的精确测量 。

与 传统测量方法相比 ,其精度 、误差 、灵敏度及稳定度都有较大提高 ,并实现了微位移的全自动测量 。

关键词 线阵 CC D位相调制迈克尔逊干涉仪微位移干涉中图法分类号 TN249. 3; 文献标志码 A高精度的位移测量系统是机械 、仪表 、工具 、兵 器 、宇航等产业获得位置精度的基础 ,也是上述产业 产品及技术不断进步的制约因素 ,特别是在军事领 域 ,高精度的微位移测量有着重要的意义 。

而这些 方面光干涉计量以其能够精确到波长级的优势成为 位移测量系统的主要代表 。

本文提出一种以 H e 2N e 激光器为光源的基于位相调制原理的新型微位移测 量系统 ,与传统的测量方法相比 ,本系统利用单色性 及波长稳定性更好的 H e 2N e 激光器作为光源 ,特别 是以 CC D ( Cha rge Coup led D e vi ce )取代传统的光电 探测器作为条纹拾取工具 ,利用其分辨率 、灵敏度高 等特点与驱动电路和单片机相结合 ,配以条纹判向 、 细分系统 ,实现了对条纹的高精度细分 ,并对微位移 实现了自动精确测量 ,较大的提高了系统的测量精 度和系统的稳定性 ,并基本消除了人为的计数误差 。

《基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法研究》范文

《基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法研究》范文

《基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，微位移测量技术已成为众多领域中不可或缺的测量手段。

自混合干涉系统因其高精度、高灵敏度以及非接触式测量的特点，在微位移测量领域中得到了广泛的应用。

本文旨在研究基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法，以提高测量的精度和稳定性。

二、自混合干涉系统概述自混合干涉系统是一种利用激光器内部反馈光形成的干涉信号进行测量的技术。

其基本原理是激光器发出的光经过被测物体反射后，与激光器内部的反馈光形成干涉，从而产生干涉信号。

通过对干涉信号的分析，可以得出被测物体的位移信息。

三、频谱分析在自混合干涉系统中的应用频谱分析是一种对信号进行频率分析的方法，可以将时域信号转换为频域信号，从而提取出有用的信息。

在自混合干涉系统中，频谱分析被广泛应用于干涉信号的处理和分析。

通过对干涉信号的频谱分析，可以提取出被测物体的位移信息，并对其进行高精度的测量。

四、基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法本文提出的基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法，主要包括以下几个步骤：1. 激光器发出光束，经过被测物体反射后与激光器内部反馈光形成干涉信号。

2. 采集干涉信号，并进行预处理，如滤波、去噪等操作，以提高信号的信噪比。

3. 对预处理后的干涉信号进行频谱分析，提取出有用的频率信息。

4. 根据频率信息，计算出被测物体的位移信息。

5. 对计算出的位移信息进行进一步的处理和分析，如数据拟合、误差分析等，以提高测量的精度和稳定性。

五、实验及结果分析为了验证本文提出的基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法的可行性和有效性，我们进行了一系列的实验。

实验结果表明，该方法具有高精度、高灵敏度以及非接触式测量的特点，能够有效地提取出被测物体的微小位移信息。

同时，通过对数据的进一步处理和分析，我们可以得到更加精确和稳定的测量结果。

六、结论本文研究了基于频谱分析的自混合干涉系统微位移测量方法，通过实验验证了该方法的可行性和有效性。

激光干涉微位移测量系统设计课题总结报告

激光干涉微位移测量系统设计课题总结报告

北京信息科技大学《专业综合实践》报告题目激光干涉微位移测量系统设计学院仪器科学与光电工程专业光信息科学与技术学号2011010736、744、750、728姓名邓伟壮、潘晗、张驰、贾希冉指导老师日期2015.1目录题目激光干涉微位移测量系统设计 (1)目录 (2)一、方案要求 (3)1、设计内容 (3)2、设计目标 (3)3、设计预计实现目标 (3)二、方案调研及原理 (3)1、光学微位移测量的几种方法 (3)（1）光外差法 (3)（2）电镜法 (3)（3）激光三角测量法 (4)（4）干涉法测量 (4)2、光电接收器件 (4)（1）光敏电阻 (4)（2）PIN光电二极管 (4)（3）利用PIN光电二极管检查光信号 (6)三、测量系统设计 (8)1、整体电路设计 (8)2、光路部分 (8)3、电路部分设计 (10)（1）前置放大电路（电流/电压转换） (10)（2）电压跟随器（电压稳定） (11)（3）去直流电路（高通滤波） (11)（4）滤波电路（低通滤波） (12)（5）两级放大电路（5~50倍放大） (12)（6）负电压电路（由于用电池供电，需要负电源） (12)4、软件部分设计 (13)四、系统调试分析 (13)1、光路部分 (13)2、电路部分 (13)3、软件部分 (13)五、结论 (13)激光干涉微位移测量系统设计课程设计总结报告成员：邓伟壮 2011010736潘晗 2011010744张驰 2011010750贾希冉 2011010728一、方案要求1、设计内容基于激光干涉的方法，利用光电探测器，实现微位移的高精度测量。

设计主要包括两部分：1）方案调研、测量系统设计及分析；2）搭建系统，获取干涉条纹，条纹处理，完成微位移测量。

2、设计目标1）微位移测量精度达到微米量级；2）测量范围小于等于1毫米；3）测量结果显示。

3、设计预计实现目标1）光学部分得到可视性较好的干涉条纹2）电路部分最终输入单片机前得到方波的脉冲波形3）单片机后在LCD上显示出微测量的数值结果4）（拓展）在电脑中显示测量结果二、方案调研及原理1、光学微位移测量的几种方法光学测量方法是伴随激光、全息等技术的研究发展而产生的方法,它具有非接触、材料适应性广,测量点小、测量精度高、可用于实时在线快速测量等特点,在微位移测量中得到了广泛的应用。

基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究


频信 号的高速 动态采集 系统 、 微机处理 系统及干涉 图处 理软件包等 ， 基于位相调制的基本原理， 实现 了微位 移的精 确测量。与 传统测量方法相比， 其精度 、 误差、 灵敏度及稳定度都有较大提高 ， 并实现 了微位移 的全 自动测量。
关键词
线阵 Ｃ Ｄ Ｃ
位相调制
迈克尔逊 干涉仪
度 和系统 的稳定性 ， 并基 本 消除 了人 为 的计数误差 。
两束 光 的光 程 差是 激 光 半波 长 的偶 数 倍 时 ， 束相 光
互叠 加而加 强 ， 接收屏 上形 成亮条 纹 ； 在 当光 程差 是 激光 半波 长的奇数 倍 时 ， 两束光 波相互 抵 消 ， Ｃ Ｄ 在 Ｃ 上形 成 暗条 纹 。结 果 ， 束合 成 光 的强 度加 强 或 减 两 弱， 完全是 由两束 光 的光程差 来决 定 的 ， 而光 束 １的 光程 是 固定不 变 的 ， 光束 ２的光 程 则 随被 测 物体 ０
光 束 １ 迈 克尔 逊 干 涉 仪 上 的 固定 反 射 镜 Ｍ 反 射 经
位移测 量系统 的主 要代 表 。本 文 提 出一 种 以 Ｈ －ｅ ｅＮ
激光器为光源的基于位相调制原理的新型微位移测
量系统 ， 与传统 的测 量方 法相 比 ， 系统利 用 单色性 本
及波 长稳 定 性更 好 的 Ｈ － ｅ激 光器 作 为 光源 ， 别 ｅＮ 特
第 １ Ｏ卷
第 ７期
２ １ ３月 ００年
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ＿ ０ Ｎｏ ７ Ｍ ｆ． ０１ ｌｌ ． ｉ ２ ０ ｒ ＠ ２ ０ Ｓ ｉＴ ｃ ． ｇ ｇ ０１ ｃ． ｅ ｈ Ｅｎ ｎ ．
１７ —１１ （００ ７１２ －５ ６ １ ８５ ２ １ ） －６ ８ ０

a于CCD激光干涉微位移测量系统准确度分析

［!］
所 ,-./- 激光器的频率稳定度可达 # ) "( ( "# 以上， 以， 可以达到 "! + 的 位 移 测 量 误 差 从 理 论 上 讲， 因此， 本系统可以获得极高的测量准确度。 ( $ (" 0+， 另外为了防止被测物体和参考光路返回激光器 干扰激光器的输出， 反过来又使激光信号不稳定， 所 以在激光器前面加了一个光学隔离器， 此隔离器由 两者光轴夹角 $12， 激光经 起偏器和 " ! $ 波片组成， 返回再次经过时成为与 " ! $ 波片后输出圆偏振光， 初始激光偏振方向下次的线偏振光， 不能透过起偏 器进入激光， 因而排除了它的干扰。 （!） 是空气扰动、 外界振动引起条纹移动， 从而 对测量产生较大影响。 利用自己设计的紧凑的干涉 系统， 将系统放在减震台上， 能很好地解决这一问题。 系统采用波长! # ( $ )!# **! + 的 ,-./- 激光器 作为光 源，像 元 尺 寸 为 3 $ ( ! + 光谱响应范围在 （属可见光及近红外光范围） 具有 ( $ $ " " $ #! + 之间 同时， #($% 个像元的线阵 &&’ 作为条纹识别元件， 选用帧存方式实现线阵 &&’ 视频信号的高速动态 数据采集器， 配以相应的驱动、 计数及接口电路。 系统 理论分辨力约为 ( $ ((! #! 经实验测定， 实测准确度 +， 表 " 是一组对某微位移的实测数据。 +， * ( $ (((#!
第3期
赵育良等： 基于 &&’ 激光干涉微位移测量系统准确度分析
!3
由此， 后续的逻辑电路就可以根据脉冲 " 后面的 !， 相位是 # 还是 $， 便可判断是正向脉冲还是反向脉 冲， 并分别送入是加脉冲的 “门”或减脉冲的 “门” ， 这样便可实现判向的目的消除误计数， 也可以达到 抗干扰， 提高测量的稳定性的准确度。 同时， 经判向 后， 将一个周期的干涉信号变成四个脉冲输出信号， 使一个计数脉冲代表 " ! $ 干涉条纹的变化， 从而表 实现了干涉条纹的四倍 示被测物体移动量为 ! ! %， 频计数。 ! 系统准确度分析 影响激光干涉微位移测量系统准确度的因素主 要有三点： （"） 干涉条纹的拾取。 本系统采用线阵 &&’ 为 条纹自动拾取工具， 提高了系统的测量准确度并基 本消除了人为的计数误差， 传统的测量系统大都以 人眼通过示波器读取， 这样一对明暗条纹相对应被 测物体移动! ! # 的位移

基于VC++6.0的单频激光干涉位移测量系统


１ 引 言
随着精 密加工 技术 的讯 速发 展和零 件加工 精度 的不 断提高 ， 数控 机床 的精度提 出 了更 高 的要 求 ， 对
２ 系统 的设 计 原 理
单频 激 光位 移 测量 系 统经 光 程放 大单 元 、 电 光 探测 单元及 电路 调理单 元后得 到 两路 正交正余 弦信 号 ， 数据采 集卡 采 集输 入 计 算机 进 行 细分 和 波长 经 修正 。从 示波 器李 沙 育 圆 可 以看 到 ， 两路 正余 弦信 号质 量很好 （ 图 １。 见 ）
Ｖ Ｃ＋＋ ｅ ｖｒｎ ｎ ． ｅ ｄ ｔ ａ ｓ ｓｉ ａｄ ａ ｄｐ ｒｏ ａ ｃ ｍｐ ｔｒｉ ｕ ｅ ｙ ｔｅｓ ｓ ｍ ｏ ｐ ｎ ａｅ ａ ｄ ｃ ｒ ｃ ｎ ｉ ｎ ｌ ｎ ｉ ｍｅ ｔｔ ａｅ ｔ ｎ ｍｉ ｏ ｃ ｒ ｎ ｅ ｓ ｎ ｌ ｏ ｕ ｅ ｓｄ ｂ ｙ ｔ ｔ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔ ｎ ｏｒ ｔ ｖｒ ｍａ ｏ ｈ ｒ ｓｎ ｓ ｈ ｅ ｏ ｅ ｅ ｏ Ｄ ｒ ｍｅｅｓｆｒｔｅｌｓｅ ｔ ｆｒｍｅｅ ａｕ ｅ ｎ ｅｕ ｔ ａ ｄ ａ ｔ ｉｔｒ ｒｎ ｅｐ ｏ ｅｓ ｇ． ｙ ｃ ｍ ａｉｇ ａ ｄ ｖ ｒ ｆ ｇ ｔｅｒ ｔ — ａａ ｔｒ ａ ｔ ｉ ｅ ｅ ｏ ｔ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｒｓ ｌ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅｅ ｃ ｒ ｃ ｓｉ Ｂ ｏ ｐ ｒ ｎ ｅ ｒ ｎ ａｉ ｏ ｈ ｒｎ ｒ ｒ ｓ ｎ — ｆ ｎ ｎ ｉ ｉ ｈ ｏ ｎ ｌ ｙａ ｄ ｓ ｂｌｙ ｏ ｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｏ ， ｅ ａ ｃ ｒｃ ｆｉｓ ｕ ｎ ｓｖ ｌ ｌ ｓｒ ｄ ａｉ ｎ ｔ ｉ ｔ ｆｔ ａｅａ ｑ ｉ ｉｎ ｔ ｃ ｕａ ｙ ｏ ｔ ｍｅ ｔｉ ａｉ ｙ ａ ｕ ｅ ． ｔ ａ ｉ ｈ ｔ ｈ ｎｒ ｄ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｔｒ ｒｍｅｅ ； ｃ ｕ ｓ ｉｎ ｓ ｓ ｍ； ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ａｕ ｍｅ ｔ Ｖｉ ａ ｙ ｒ ｓ ｈ ｍｏ ｙ ｅｌｓ ｒｉ ｅｆ ｏ ｔｒ ａ ｑ ｉ ｔ ｙｔ ｎ ｅ ｉｏ ｅ ｄ ｐａ ｅ ｎ ｓ ｒ ｎ ； ｓ ｌ Ｃ＋＋６ ０ ｉ ｍｅ ｅ ｕ ．

激光干涉法微位移测量技术综述

激光干涉法微位移测量技术综述段小艳;任冬梅【摘要】激光干涉法位移测量技术具有可溯源、分辨力高、测量速度快等独特优势,是目前和近期纳米级以上分辨力位移测量的主流技术.本文对目前主要的激光干涉位移测量技术进行了分类介绍,重点讨论了高分辨力干涉微位移测量技术,并对各种干涉仪的特点进行了分析,最后展望了激光干涉位移测量技术的近期发展趋势.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】6页(P1-5,13)【关键词】微位移测量;高分辨力;可溯源;激光干涉仪【作者】段小艳;任冬梅【作者单位】中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095;中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TB921;TH744.30 引言位移是最基本的几何参量之一，其准确测量对人们从事各领域的研究和促进科学进步有重要意义。

一方面，与其它机械量相比，位移容易检测，且检测准确度高，所以常将被测对象的机械量转换为位移来检测，位移传感器也因此成为机械量传感器中最基本的传感器［1］。

另一方面，近年来纳米科技发展迅速，尤其是半导体技术、微电子技术等的迅速发展和现代制造业精度的不断提高，对微位移的测量分辨力提出了更高要求。

在诸多的微位移测量技术中，激光干涉测量技术以其可溯源、非接触测量、分辨力高等独特优势，应用极为广泛［2］。

例如:半导体工业中高精度模板的制造与定位，高精度传感器的标定等。

本文将对目前用于微位移测量的激光干涉技术进行介绍和分析。

1 目前主要微位移测量技术随着科学技术的发展，微小位移的检测手段已发展到多种，测量准确度也不断提高。

目前，高分辨力微位移测量技术主要分为包含电学、显微镜等测量方法的非光学测量技术和以激光干涉测量为代表的光学测量技术两大类。

电学测量技术又包括电阻法、电容和电感法以及电涡流法等，其中，电容和电感法发展迅速，较为常用。

目前，三端电容传感器可测出5×10-5μm的微位移，最大稳定性为每天漂移几个皮米［3］。

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位移的量值范围差异很大，在制造工业中nm-mm直至数十米；秒分度以下或几度至几十度，检测可以是接触式或非接触式，加之对检测准确度、分辨力、使用条件等要求不同，因此有多种多样的检测方法【2】。
随着光学检测元件和精密制造工艺的提高以及电子元器件的发展，伴随计算机的更新换代和工业自动控制技术的不断进步，利用光电结合的方法是解决问题的有效途径，如光外差法、电镜法、激光三角测量法【6】、干涉法测量【7】（全息干涉测量、散斑干涉测量、光栅位移激光多普勒测量【9】）其测量精度高、反应速度快、易于实现数字化测量【4】【5】【8】【10】。
而国内关于微位移领域中的研究起步较晚，水平还比较低,但比较比较活跃。在生产测微仪方面,国内的公司比较少。其中率先开发出产品的是中国科技大学精密机械及精密仪器系的李胜利教授等人，在1995年研制了JW型测微仪，他们的测量精度有0.5μm，1μm，5μm三种,但测量范围最大仅5mm。另外比较有名的是深圳亨利新实业有限公司,它依靠华中科技大学的技术，生产的LT系列激光精密测微仪,其按量程和精度可分为三档:(1)高精度、小量程—1μm、1mm(2)中精度、中量程—0.01mm、10mm；(3)低精度、大量程—0.3mm、300mm【13】【15】。
随着近代工业的迅速发展，对计量测试技术的精度、效率和自动化的要求越来越高，并向着动态、在线、实时等方向发展。一些航空领域的测试，要求在持殊的条件下进行，如高温、高压、高速、放射、腐蚀介质或小空间等;在机械工业中，为提高精密加工机床的精度，结构的稳定性和可靠性，要求检测其在承载条件下工作机的动态形变，如大机械的动态变形场、大型发电机、大型机械主轴在运转过程中的变形、机床导轨在工作中的形变等;在建筑工业中，侨梁承载下的变形场检测、大坝，船舶等工程结构变形状况的检测等，以及对滑坡、地陷、雪崩、地基崩塌等地质灾害的监测都需要进行测量，以获得测量对象的动态测量信息。就这些方面的微位移测量而言，传统的静态测量技术满足不了现代测试技术中主动测量的要求。因此，在航空、军工、机械等各个领域中的许多测量，非接触式微位移测量方法应用广泛，也起到了十分重要的作用。根据工业生产实际的需要，将多普勒测量技术应用到固体的运动参数测量越来越受到重视，进行固体运动参数测量有很大的意义。
位移是指物体位置对参考点产生的偏移量。位移测量包括线位移或角位移。线位移是指物体相对于某参考坐标系一点的距离的变化量。它是描述物体空间位置变化的物理量。若物体沿直线方向运动的位移量称之为直线位移，它是描述物体在平面内直线位置变化的物理量。对于线位移而言基本与长度测量为同一范畴，人们习惯上常把某一固定的测量如物体的长度直径等称之为长度测量，而把在工作中变化的尺寸测量称之为位移测量，所以测量长度及位移的仪表往往在一定条件下可以通用【1】【3】
位移测量技术是振动、压力、应变、加速度、温度、流量等测量技术的基础。这是因为在众多的物理量中位移与其它机械量相比是既容易检测又容易获得高精度的检测结果。所以测量中常采用将被测对象的机械量转换成位移量来检测的方法。例如将压力转换成膜的位移、将加速度转换成重物的位移等。因此人们在很早以前就认识到测量位移的重要性，位移测量也是精密计量领域中的一个重要分支【3】。
中北大学信息商务学院
毕业设计开题报告
学生姓名：
学号：
学院、系：
信息商务学院信息与通信工程系
专业：
测控技术与仪器
设计题目：
基于激光干涉的微位移系统
指导教师:
郭华玲
2013年3月日
毕业设计开题报告
1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：
文献综述
一Байду номын сангаас本课题研究的目的与意义
二、国内发展现状
在理论上自19世纪40年代克里斯琴·约翰·多普勒提出了光谱勒效应即物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。而法国物理学家斐索(1819～1896年)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法。1964年Yeh和Cummins首次观察了水流中粒子的散射光频移，证实了可以利用激光多普勒频移技术来确定流体速度以来，激光多普勒技术以它精度高、动态响应快、测量范围大、非接触测量等特点得到了长足的发展。在Yeh和Cummins之后，Foreman和Georeg等人进一步论述了多普勒技术的原理、特点及其应用，使该项技术得到初步的实用化，不仅可以测量液体流速，还可以测量气体的流速。七十年代是激光多普勒技术发展最为活跃的一个时期，Durst和Whitelaw提出的集成光学单元有了进一步的发展，使得该系统的光路结构更为紧凑，调整也很方便，光束扩展、偏振分离、频率分离、光学移频等近代光学技术在激光多普勒技术中得到了广泛的应用，信号处理采用了频率跟踪、锁定放大、计数处理、光子相关及其它一些方法，同时设计和开发了相应的信号处理器，使LDV(激光多普勒测速)测量应用更为广泛。1975年在丹麦首都哥本哈根举行的“激光多普勒测速仪国际讨论会”标志着这一技术的成熟【11】【12】。
三、总结
本课题主要是设计一个高精度激光干涉微位移自动测量系统，介绍了相关研究背景、国内外激光微位移测量的现状，在此基础上查阅了干涉测量位移的方法，完成并掌握了基于多普勒效应测距的原理分析，学习了电子技术基础、信号与系统、光电探测技术等相关理论。
参考文献
[1]张玉存，刘彬，李群.检测激光多普勒信号的新方法[J].计量学报，2006,27（4）：1-2
在生产方面自20世纪70年代末SELCOM公司制造并销售第一批激光测量微位移仪器(简称测微仪)以来,国际上除了SELCOM以外,日本的安立、美国的Keyence、MTI、Instruments、德国米铱测试技术公司等都在生产许多高精度,快速测量仪。其中安立公司生产的高精度系列的测量范围为80μm到40mm,精度为全量程0.1%；Keyence公司的LK系列激光测微仪中精度最高的LK2011精度能达到0.1μm。米铱测试技术公司的德国米铱optoNCDT 2200高响应高精度激光位移传感器测量范围为2—200mm;分辨率能达到全量程的0.005%【13】【14】。