激光干涉纳米位移测量系统设计(课程设计)
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混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术及应用随着科技的不断发展,人们对于测量精度的要求越来越高。
在这个背景下,混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术应运而生。
本文将从理论和应用两个方面对这一技术进行详细的阐述。
一、理论基础1.1 激光干涉技术激光干涉技术是一种利用光的相干性进行测量的方法。
当两束光波发生干涉时,它们的相位差会发生变化,这种变化可以通过检测来实现对物体距离的测量。
激光干涉技术的精度非常高,可以达到亚微米甚至纳米级别。
1.2 相位调制技术相位调制技术是利用光的相位变化来传递信息的一种方法。
在混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术中,我们通过改变激光的相位来实现对物体位移的测量。
这种方法具有灵敏度高、动态范围宽等优点。
1.3 差分激光干涉技术差分激光干涉技术是一种利用两束激光之间的相位差来实现测量的方法。
在混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术中,我们使用两束激光进行干涉,其中一束激光作为参考光,另一束激光作为探测光。
当探测光与参考光发生干涉时,它们的相位差会发生变化,这种变化可以通过检测来实现对物体位移的测量。
二、技术应用2.1 纳米尺度测量由于混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的高精度和高灵敏度,它在纳米尺度测量领域具有广泛的应用前景。
例如,在半导体制造过程中,我们可以使用这种技术来测量晶圆上的微小缺陷;在生物医学领域,我们也可以利用这种技术来研究细胞的结构和功能。
2.2 机械加工行业混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术还可以应用于机械加工行业。
例如,在数控机床上,我们可以使用这种技术来监测刀具的位置和磨损情况;在航空航天领域,我们也可以利用这种技术来检测飞机结构的变形和损伤。
2.3 科学研究除了上述应用领域外,混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术还在许多科学研究中发挥着重要作用。
例如,在材料科学领域,我们可以使用这种技术来研究材料的微观结构和性能;在物理学领域,我们也可以利用这种技术来探索基本物理规律。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术及应用一、引言话说这天,小明正在实验室里研究一种神奇的技术——混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术。
这种技术可是大有来头,可以让我们在不损伤被测物体的情况下,精确地测量出它的位移。
小明激动地拍着自己的大腿,心想:“这可是个了不起的发明啊!”二、混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的原理其实,这个技术的原理很简单。
就是通过激光和纳米粒子之间的相互作用,实现对纳米粒子位移的测量。
具体来说,就是让激光分成两束,一束是参考光,另一束是待测光。
这两束光通过一个光学元件(如透镜)相交,然后再经过一个纳米粒子散射。
由于纳米粒子的存在,这两束光会发生相位差,从而形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和位置,就可以得到纳米粒子的位移信息。
三、混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的应用小明兴奋地告诉大家,这个技术有很多应用场景。
比如说,我们可以用它来检测微小的机械故障;还可以用来研究材料的形貌和结构变化;甚至还可以用来制作高精度的微型机器人。
听完小明的介绍,大家都被他的热情所感染,纷纷表示要尝试将这个技术应用到实际工作中去。
四、混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的优势小明接着说:“这个技术的优势可多了!它的测量精度非常高,可以达到亚纳米级别;它对被测物体的损伤非常小,不会影响其性能和寿命;它的操作简单方便,不需要复杂的设备和专业的技能;它的成本相对较低,有很大的市场潜力。
”五、混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的挑战与前景这个技术也面临着一些挑战。
比如说,如何提高测量精度;如何降低设备的成本;如何扩大应用范围等。
但是,相信在不久的将来,这些问题都会得到解决。
而且随着科技的发展和人们对高精度测量的需求增加,这个技术的前景一定会非常广阔。
六、结语混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术是一种非常有前途的技术。
它不仅可以帮助我们解决很多实际问题,还可以推动相关领域的发展。
实验五、精密位移量的激光干涉测量方法及实验一、实验目的:1.了解激光干涉测量的原理2.掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法 3.了解激光干涉测量方法的优点和应用场合 二、实验原理本实验采用泰曼-格林(Twyman-Green )干涉系统,T -G 干涉系统是著名的迈克尔逊白光干涉仪的简化。
用激光为光源,可获得清晰、明亮的干涉条纹,其原理如图1所示。
图1 T -G 干涉系统激光通过扩束准直系统L 1提供入射的平面波(平行光束)。
设光轴方向为Z轴,则此平面波可用下式表示:ikz Ae Z U =)((1)式中A −−平面波的振幅,λπ2=k 为波数,λ−−激光波长此平面波经半反射镜BS 分为二束,一束经参考镜M 1,反射后成为参考光束,其复振幅U R 用下式表示)(R R z R R e A U φ⋅=(2)式中A R −−参考光束的振幅,φR (z R )−−参考光束的位相,它由参考光程z R 决定。
另一束为透射光,经测量镜M 2反射,其复振幅U t ,用下式表示:)(t t z i t t e A U φ⋅=(3)式中A t −−测量光束的振幅,φt (z t )−−测量光束的位相,它由测量光程Z t 决定。
此二束光在BS 上相遇,由于激光的相干性,因而产生干涉条纹。
干涉条纹的光强I(x,y)由下式决定*⋅=U U y x I ),((4)式中***+=+=t R t R U U U U U U ,,而U*,U R *,U t *为U ,U R ,U t 的共轭波。
当反射镜M 1与M 2彼此间有一交角2θ,并将式(2),式(3)代入式(4),且当θ较小,即sin θ≅θ时,经简化可求得干涉条纹的光强为:)2cos 1(2),(0θkl I y x I +=(5)式中I 0−−激光光强,l −−光程差,t R z z l -=。
式(5)说明干涉条纹由光程差l 及θ来调制。
当θ为一常数时,干涉条纹的光强如图22λ⋅=N l (6) 式中N −−干涉条纹数因此,记录干涉条纹移动数,已知激光波长,由式(6)即可测量反射镜的位移量,或反射镜的轴向变动量∆L 。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术及应用大家好,今天给大家聊聊一种神奇的技术——混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术。
这个技术可是大有来头,它可以让我们轻松地测量出纳米级别的物体位移,而且精度还非常高。
接下来,我就会用简单易懂的语言,给大家详细介绍一下这种技术。
我们要明白什么是混合式相位调制差分激光干涉。
简单来说,这是一种利用激光和干涉原理来测量物体位移的方法。
但是,这种方法可不是一般的激光干涉,它是结合了相位调制技术和差分技术的新型干涉方法。
这样一来,我们就可以更精确地测量物体的位移了。
那么,这种技术有什么应用呢?其实,它的应用范围非常广泛。
比如在科学研究中,我们可以用这种技术来研究材料的形变、裂纹等问题;在工业生产中,我们可以用这种技术来检测零件的尺寸、位置等参数;在医学领域,我们也可以用这种技术来研究细胞的运动、生长等现象。
只要是需要精确测量物体位移的地方,都可以用到这种技术。
下面,我们就来详细看看这种技术的原理和操作过程吧。
我们需要准备两台激光器和一个干涉仪。
这两台激光器分别发射不同频率的激光,然后通过一个光学元件(如透镜)汇聚到一起。
接着,我们将这两束激光分别照射到待测物体上,使得物体表面产生反射光。
然后,这两束反射光再经过同样的光学元件汇聚到一起,形成一束复合光。
这就是干涉光。
接下来,我们需要测量这束干涉光的相位差。
具体来说,就是测量这两束光到达干涉仪的时间差。
由于这两束光是通过透镜汇聚在一起的,所以它们的相位差与物体距离干涉仪的距离成正比。
因此,我们可以通过测量时间差来计算出物体距离干涉仪的距离。
这就是干涉仪的基本原理。
为了提高测量精度,我们还需要进行一些额外的操作。
比如,我们可以利用相位调制技术来调整激光器的输出波形,使得干涉光的强度更加稳定;我们还可以利用差分技术来消除环境光对测量结果的影响。
这样一来,我们的测量结果就会更加准确可靠了。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术是一种非常神奇的技术。
实验一精密位移量的激光干涉测量方法一、实验目的:1.了解激光干涉测量的原理2.掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法3.了解激光干涉测量方法的优点和应用场合二、实验原理:本实验采用泰曼-格林(Twyman-Green)干涉系统,T-G干涉系统是著名的迈克尔逊白光干涉仪的一种变型,在光学仪器的制造工业中,常用其产生的等间距干涉条纹对光学零件或光学系统作综合质量检验。
泰曼-格林干涉仪与原始的迈克尔逊干涉仪不同点是,光源是单色激光光源,它置于一个校正像差的透镜L1的前焦点上,光束经透镜L1准直后,被分束器A分成两束光,到达反射镜M1和M2并被反射,两束反射光再次经A透射和反射,用另一个透镜校正像差的透镜L2会聚,人眼则处在透镜L2的焦点位置观察,能够观察到反射镜M1和M2的整个范围,从而可获得清晰、明亮的等间距干涉直条纹,其原理如图1所示。
图1 泰曼-格林干涉仪原理图若作出反射镜M1在半反射面A中的虚像M1'(图中未画出),干涉仪的出射光线相当于M2和M1’所构成的空气楔的反射光,因而泰曼干涉仪实际上就等效于平面干涉仪,只是这里两束光的光路被完全分开,进而产生了等厚干涉条纹。
当光源是点光源时,条纹是非定域的,在两个相干光束重叠区域内的任何平面上,条纹的清晰度都一样。
不过,实际上为了获得足够强度的干涉条纹,光源的扩展不能忽略,这时条纹定域在M1和M2构成的空气楔附近。
下面解释干涉条纹的产生,如图1所示,设入射平面波经M 1反射后的波前是W 1,经M 2反射后相应的波前是W 2,W 1和W 2位相相同。
引入虚波前W 1’ ,它是在W 1半反射面A 中的虚像,图中画出了虚相交于波前W 2上P 点的两支光路,这两支光在P 点的光程差为PN h ∆==即等于W 1’到P 点的法线距离,因为W 1’和W 2之间介质(空气)折射率为1,显然当0,1,2,...h m m λ==±±时,P 点为亮点,而当 1()0,1,2,...2h m m λ=+=±±时,P 点为暗点。
南昌大学实验报告学生姓名:刘pp 学号:5502311pp 专业班级:ppp实验日期:2014/9/17 实验成绩:精密位移量的激光干涉测量方法及实验一、实验目的:1.了解激光干涉测量的原理2.掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法3.了解激光干涉测量方法的优点和应用场合二、实验原理本实验采用泰曼-格林(Twyman-Green)干涉系统,T-G干涉系统是著名的迈克尔逊白光干涉仪的简化。
用激光为光源,可获得清晰、明亮的干涉条纹,其原理如图1所示。
图1 T-G干涉系统激光通过扩束准直系统L1提供入射的平面波(平行光束)。
设光轴方向为Z 轴,则此平面波可用下式表示:ikz((1))U=ZAe式中A −−平面波的振幅,λπ2=k 为波数,λ−−激光波长此平面波经半反射镜BS 分为二束,一束经参考镜M 1,反射后成为参考光束,其复振幅U R 用下式表示)(R R z R R e A U φ⋅=(2)式中A R −−参考光束的振幅,φR (z R )−−参考光束的位相,它由参考光程z R 决定。
另一束为透射光,经测量镜M 2反射,其复振幅U t ,用下式表示:)(t t z i t t e A U φ⋅=(3)式中A t −−测量光束的振幅,φt (z t )−−测量光束的位相,它由测量光程Z t 决定。
此二束光在BS 上相遇,由于激光的相干性,因而产生干涉条纹。
干涉条纹的光强I(x,y)由下式决定*⋅=U U y x I ),( (4)式中***+=+=t R t R U U U U U U ,,而U*,U R *,U t *为U ,U R ,U t 的共轭波。
当反射镜M 1与M 2彼此间有一交角2θ,并将式(2),式(3)代入式(4),且当θ较小,即sin θ≅θ时,经简化可求得干涉条纹的光强为:)2cos 1(2),(0θkl I y x I += (5) 式中I 0−−激光光强,l −−光程差,t R z z l -=。
基于LabVIEW的激光双频外差干涉纳米位移测量系统何京徽;许素安;谢敏;袁铭权;钱飞;陈乐;孙坚【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2014(033)005【摘要】工业的发展对位置测量精度提出了越来越高的要求.测量外差干涉仪由于其自身测量范围广、测量速度高、稳定性好、分辨率高的特点,在纳米测量领域中得到广泛的应用.提出了一种基于LabVIEW的外差干涉纳米位移测量系统,该系统采用外差干涉仪作为位置检测单元,利用LabVIEW图形化编程语言开发了纳米精度位移测量系统.该系统可广泛应用于纳米计量和超精密测量领域.【总页数】4页(P31-34)【作者】何京徽;许素安;谢敏;袁铭权;钱飞;陈乐;孙坚【作者单位】中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;福陆(中国)工程建设有限公司,上海200336;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TH741【相关文献】1.超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统 [J], 王磊杰;张鸣;朱煜;鲁森;杨开明2.基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统设计 [J], 任全会;王学力3.基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量系统的优化设计 [J], 刘燕娜;严利平;杨涛;钟挺;陈本永4.基于可变相位延迟的激光干涉式亚纳米级微位移测量系统 [J], LIUTong;ZHANG Liu;ZHANG Guan-yu;CHEN Chen;ZHONG Zhi-cheng5.纳米级分辨率双频激光回馈位移测量系统 [J], 张立;周鲁飞;谈宜东;张书练因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术及应用嘿,小伙伴们!今天咱聊聊一个神奇的技术——混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术。
这个技术可是大有来头,它可以帮我们测量纳米级别的物体位置变化呢!听起来是不是很厉害?那我们就一起来了解一下吧!咱们要明白什么是激光干涉。
激光干涉是一种利用光的波动特性进行测量的技术。
简单来说,就是让两束光相遇,然后根据它们的相位差来计算距离。
这个过程有点像我们在学校里学的“双缝实验”。
当然啦,这个技术可比那个高级多了!接下来,我们来看看混合式相位调制差分激光干涉技术。
这个技术的名称有点复杂,但其实它就是一种改进型的激光干涉技术。
它的原理是:通过改变激光的相位调制方式,使得两束光在干涉过程中产生更多的相位差信息,从而提高测量精度。
而且,这个技术还加入了差分激光的概念,使得测量结果更加稳定可靠。
那么,这个技术有什么应用呢?咱们举个例子吧。
假设我们想要测量一张纸上的一个微小凹槽的宽度。
传统的测量方法可能需要使用显微镜或者光学投影仪,而这些设备都比较昂贵。
但是,如果我们采用了混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术,就可以轻松地完成这个任务。
只需要将激光照射到凹槽上,然后通过测量激光干涉条纹的变化来计算凹槽的宽度,既简单又方便!当然了,这个技术还有很多其他的应用场景。
比如在生物医学领域,它可以帮助我们研究细胞的结构和功能;在材料科学领域,它可以用于检测材料的缺陷和损伤;甚至还可以用于太空探索中,测量行星表面的高度和曲率等等。
这个技术的应用范围非常广泛,可以说是一项具有重要意义的科研成果哦!好了,小伙伴们,今天关于混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的介绍就到这里啦!希望你们能够对这个技术有一个初步的了解。
以后如果有机会接触到这方面的知识,一定要勇敢尝试哦!毕竟,只有不断地学习和探索,我们才能不断地进步和成长嘛!。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技
术及应用
大家好,今天我要给大家介绍一种非常神奇的技术,那就是混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术。
这个技术可以让我们精确地测量出纳米级别的物体位移,而且还非常的实用哦!
我们来了解一下什么是混合式相位调制差分激光干涉技术。
简单来说,这种技术就是利用激光和干涉的原理,通过测量物体表面的微小变化,来实现对物体位置的精确测量。
这个技术的关键在于如何将激光分成两路,一路用来发射激光,另一路则用来接收反射回来的激光。
这样,我们就可以得到两个关于物体位置的信息,然后通过计算它们的差值,就可以得到物体的真实位置了。
接下来,我们来看看这种技术有哪些应用。
其实,这种技术在很多领域都有广泛的应用,比如说在制造业中,可以用来检测零件的尺寸和形状;在医学领域中,可以用来测量细胞的大小和形态;在科学研究中,可以用来研究原子和分子的结构等等。
只要是需要精确测量微小物体位置的场合,都可以使用这种技术哦!
那么,这种技术有没有什么局限性呢?当然有啦!这种技术的精度是非常高的,但是也需要非常精密的设备才能实现。
由于激光的波长比较短,所以只能用来测量非常小的物体。
这种技术的成本也比较高昂,需要投入大量的资金进行研发和生产。
不过,尽管有这些局限性,但是这种技术还是非常有前途的。
随着科技的不断发展和完善,相信这种技术会越来越成熟和完善,为我们的生活带来更多的便利和惊喜吧!
好了,今天关于混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术的介绍就到这里啦!希望大家能够喜欢并且受益于这项技术哦!如果有什么问题或者建议,欢迎大家留言讨论哦!再次感谢大家的收听!。
基于激光干涉的微小位移测量方法研究激光干涉技术是一种能够高精度地测量微小位移的方法,广泛应用于各种领域,包括科学研究、工业制造和生物医学等。
本文将对基于激光干涉的微小位移测量方法进行研究,探讨其原理、应用和发展前景。
1. 方法原理基于激光干涉的微小位移测量方法利用激光光束经过分束器分为两束,分别照射到被测物体的不同位置。
其中一束光直接照射到被测物体的表面,另一束光通过反射或透过被测物体后再反射回来,两束光在接收器上发生干涉。
通过比较两束光的相位差,即可计算出被测物体的微小位移。
2. 测量系统组成基于激光干涉的微小位移测量系统主要由激光器、分束器、参考光路、被测光路、光学器件和接收器等组成。
其中激光器产生单色、相干光源,分束器将激光分为两束,参考光路和被测光路分别接收两束光,经过光学器件的干涉后,通过接收器接收干涉光信号。
3. 主要应用领域基于激光干涉的微小位移测量方法在许多领域都有广泛的应用。
在科学研究方面,可以用于材料力学性能的研究、纳米技术的发展等。
在工业制造中,可以应用于机械零部件的精度检测、光学元件的测试等。
在生物医学领域,可以用于心脏跳动、血液流动等生物信号的测量。
4. 系统改进和发展趋势基于激光干涉的微小位移测量方法在实际应用中还存在一些问题,如对环境光的敏感性、高频振动的干扰等。
为了改善系统的稳定性和精度,研究人员正在不断探索新的方法和技术。
其中,数字干涉技术和相位准确度提高技术是两个重要的改进方向。
数字干涉技术利用数字信号处理技术将干涉光信号转换为数字信号进行处理,可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
相位准确度提高技术通过改善光路设计和增加相位校准装置,提高系统的相位测量精度。
此外,新的光学材料和光学器件的发展也将为基于激光干涉的微小位移测量方法带来更多的应用和突破。
5. 结论基于激光干涉的微小位移测量方法是一种高精度、非接触的测量技术,在许多领域有着广泛的应用前景。
通过对系统原理、应用领域和发展趋势的研究,我们可以看到该方法在科学研究、工业制造和生物医学等方面的巨大潜力。
《光电检测课程设计》题目名称激光三角法测位移学生姓名毛启盛专业测控技术与仪器学号120211319指导教师王凌云光电工程学院2021年 12 月摘要本课程设计基于激光三角法原理对物体较小范围内的移动进行测量。
在长度、距离及三位形貌等的测试中有普遍应用。
通过激光三角法两个方案直射式和斜射式的特点,结合实验条件,选择最适合的方案进行测量。
本次测量最大的特点确实是非接触式测距,实际中对非接触式测距一样很难明白物体到成像透镜的距离,可由成像透镜焦距和激光光线和物体散射光线组成的三角形的边长计算出该距离。
通过定标,得出透镜上成像距离与物体像移动距离间的对应关系,用此标尺作为计算移动位移的标准。
移动物体搜集光斑图像,用matlab软件对图像处置进行处置,计算像的移动距离,再依照几何关系推导出物体的实际移动距离。
在最后计算出该方案的标准不确信度,并对方案产生的误差进行分析,提出改良意见。
设计方案光路简单,方便快捷,受环境阻碍小而且测量精准度较高。
关键词:激光三角法;测距;定标;CCD;误差分析目录引言 01. 设计任务 02. 激光三角法测距大体原理 03.方案论证和选择 (1)3.1 激光三角法测距现状 (1)3.2 测量方案 (1)3.3 方案比较与选择 (3)3.4 器件选择 (5)4. 方案验证步骤及数据记录 (5)4.1 方案验证步骤 (5)4.2 测量数据记录 (5)4.2.1 测量取得成像透镜焦距 (5)4.2.2 定标 (6)4.2.3 移动物体测量位移 (7)5. 测量数据处置 (7)5.1 各个距离测量值计算 (7)5.2 定标计算 (8)5.3 光斑位移量计算 (9)夹角和物体实际移动位移计算 (10)6. 误差分析及方案评判 (11)6.1 相对误差和绝对误差计算 (11)6.2 误差分析 (11)6.3 设计方案评判 (12)7. 课题分析评判 (12)8. 课设总结 (13)参考文献 (13)附录1 实验器件清单 (14)附录2 实验光路图 (16)附录3 图像处置程序 (17)附录4 光斑图像处置后灰度图 (18)附录5 物体移动光斑图 (19)引言激光具有方向性好、单色性好、亮度高等特点,因此利用它们作为测距的发射源有很多优势,比如测量速度快、精度高、测距远等。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术及应用大家好,今天我要给大家聊聊一个非常神奇的技术——混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术。
这个技术可是大有来头,它可以帮助我们精确地测量物体的微小位移,而且精度非常高,简直就是神器!让我们来了解一下这个技术的原理。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术是利用激光和光学元件之间的相互作用,通过测量光的相位差来实现对物体位移的测量。
具体来说,这个技术主要包括两个部分:相位调制和差分激光干涉。
相位调制是指通过改变激光的频率或者强度,来改变光的相位。
而差分激光干涉则是利用两束激光之间的相位差来产生干涉现象。
当两束激光经过光学元件(如透镜、棱镜等)后,它们会发生干涉,形成一些特殊的光条纹。
这些光条纹的形态和间距与物体的位移有关,通过对这些光条纹的分析,我们就可以得到物体的位移信息。
接下来,我们来看看这个技术的应用。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术在很多领域都有广泛的应用,比如在制造业、医疗、科学研究等方面。
下面我给大家举几个例子:1. 在制造业中,这个技术可以用于检测零件的微小缺陷,提高产品质量。
想象一下,如果我们在生产汽车时,能够精确地检测到每个零件的微小位移,那么汽车的质量将会大大提高,消费者也会更加满意。
2. 在医疗领域,这个技术可以用于研究人体的生理功能。
例如,科学家可以通过测量心脏的跳动速度和节律来了解心脏的健康状况。
这个技术还可以用于研究神经元的活动,从而揭示大脑的秘密。
3. 在科学研究中,这个技术可以帮助我们更好地理解宇宙的本质。
例如,天文学家可以通过测量星系间的距离和运动轨迹来研究宇宙的大尺度结构。
这个技术还可以用于研究量子力学等领域,推动科学的发展。
混合式相位调制差分激光干涉纳米位移测量技术是一个非常强大的工具,它可以帮助我们解决很多现实生活中的问题。
这个技术还有很多可以改进的地方,比如提高测量精度、降低成本等。
但是我相信,随着科技的不断进步,这个技术一定会越来越完善,为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
鉴于上述两种加工工艺的差异,选择加工方式主要取决于毛坯的质量。
从零件加工质量精度来考虑,质量中心孔更有利于控制生产加工过程及最终质量。
以汽车发动机曲轴为例,随着动平衡技术的发展和动平衡设备的开发,出现了零件平衡的新趋势,就是采取质量定心方法,充分考虑曲轴的内部质量补偿,减少零件加工前的初始不平衡量,采用不平衡量优化分解方法,尽可能减少校正不平衡量时的材料去除量,从而提高零件的制造精度,降低由于曲轴高速旋转而引起振动和噪声,提高整机的寿命,改善汽车的性能。
作者:战淑红,高级工程师,长春一汽教育培训中心,130011长春市基金项目:国家自然科学基金资助项目(50677065);国家863高技术研究发展计划资助项目(2008AA042409)收稿日期:2009年5月基于VC ++6.0的单频激光干涉位移测量系统刘小为,黄强先合肥工业大学摘要:介绍单频激光干涉位移测量系统的数据采集设计方案。
使用数据采集卡和PC 机,在VC ++环境下,对激光干涉位移测量结果进行环境参数补偿和修正,以及抗干扰处理。
通过比对验证采集系统设计合理性和稳定性,从而有效保证整个仪器的总体精度。
关键词:单频激光干涉仪;采集系统;位移测量;Visual C ++6.0中图分类号:TG 802 文献标志码:AH omodyne Laser I nterferometric Measurements of Displacement B ased on VC ++6.0Liu X iaowei ,Huang QiangxianAbstract :The date acquisition design of hom odyne inter ferometer for displacement measuring system is introduced.Under the VC ++environment ,the date transmission card and pers onal com puter is used by the system to com pensate and correct environmal parameters for the laster inter ferometer measurement results and anti 2inter ference processing.By com paring and verrifing the ratio 2nality and stability of the date acquistion ,the accuracy of instrument is validly assured.K eyw ords :hom odyne laser inter ferometer ;acquisition system ;displacement measurement ;Visual C ++6.0 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,对数控机床的精度提出了更高的要求,其中位置精度是各类机床的重要指标[1]。
激光干涉纳米位移测量系统设计
总体构思及方案确定:
一、
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。特别是近20年来电子技术与计算机技术飞速发展为位移的光学测量提
供了有力支持,使其理论研究不断深入,并将成果逐步应用到工业生产领域。按使用光学的原
理不同分为以下几种方法:
1、光外差法:
光外差法是利用光外差原理,激光束通过分光束分成两束光,一束经过光频移器后,得
到一个频移,作为测量光束;另一束未经频移的光束作为参考光束。测量光聚焦在被测表面,
其反射光再次经过一定频移后与参考光束会合,经偏振片相互干涉由光电接收器接收,从而
获得被测表面的微位移。这种方法的测量精度与分辨率都比较高,分辨率能达到亚纳米级,
因此受到人们的普遍重视,比较适用于超精度表面的测量,但量程小、结构复杂、成本比较
高。
2 电镜法
电镜法是利用电子显微镜直接得到被测表面的微位移。但目前其产品体积大,且局限于
在实验室研究使用,不能用于加工生产现场。
3 激光三角测量法
三角法测量法是种传统的测位移方法,将被测物表面与光源及接收系统摆在三个点,构
成三角形光路。其工作过程主要是:激光光源发出的光束经透镜照射被测物体表面上;光线
由物体表面漫反射,一部分被光电接收系统接收。如果物体表面高低不平,则在光电接收探
测器的光敏面上的光斑有一定的移动,根据三角形相似原理可求出物体表面的位移。
4 干涉法测量
干涉测量法是基于光波的干涉原理测位移的方法。激光的出现使干涉测量位移的应用范
围更加广泛。其测量的基本原理是:由激光器发出的光经分光镜分为两束,一束射向干涉仪
的固定参考臂,经参考反射镜返回后形成参考光束;另一束射向干涉仪的测量臂,测量臂中
的反射镜随被测物体表面的位移变化而移动,这束光从测量反射镜后形成测量光束。测量光
束和参考光束的相互叠加干涉形成干涉信号。干涉信号的明暗变化密度与被测测位移成反
比。因此,由光接收器件光电显微镜得到的明暗变化密度可以得出被测位移的值。
干涉法原理简单、构造容易,测量精度高,测量范围大,适用于实时动态测量而被广泛
应用于位移测量。
总结:经过比较,选用干涉法测量。
二、
激光干涉纳米位移测量系统由硬件和软件两部分组成。硬件电路包括光路部分、
光信号检测部分、信号处理及计数处理部分、显示部分。系统使用He-Ne激光器作为光源,
用激光干涉的方法随位移的变化产生条纹变化,采用CCD作为条纹拾取元件,配以去噪装置、
条纹判向电系统及条纹细分系统,最后由计算机处理数据,得出被测物的位移量并显示。
1、主要内容涉及:完成基于激光干涉测位移的原理分析;提出激光干涉式微位移测量
系统的设计方法;完成该系统机械结构和相关电路设计;有可能的话完成该测量系统的程序
设计,仿真调试最终完成整个自动位移测量系统。
2、各部件:
激光干涉测位移的原理图:
驱动电路 控制接口
被测量 CCD 去噪处理 整形比较 计数器 计算机
显示
去噪处理部分:CCD接收的光信号不是光滑的正弦信号,经过去噪部分能使其信号变为较
标准的正弦信号。
条纹判向技术装置:在微位移实际测量过程中,由于外界干扰,会使被测物体产生正反两个
方向的移动,故为了不使计数器产生误计数,必须对被测物体的位移方向进行
判别,从而实现可逆计数。