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《合肥工业大学》 2011年
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基于光纤布拉格光栅的触发式三维测头研究

丁邦宙  
【摘要】:测头是坐标测量机(CMM)的关键技术。CMM通过测头来拾取信号,CMM的功能、工作效率和精度等都与测头密切相关。传统的触发式测头存在预行程变化量误差,精度较低。研究新型触测原理的触发式测头,可以提高测量机的精度和测量速度,使其功能更加完善。近年来随着光通信技术的发展,光纤布拉格光栅(FBG)因其优良的传感特性也受到研究人员的青睐。 本文将FBG作为敏感元件感受在测量过程中测头与工件触碰与否,并藉此产生触发信号,使坐标测量机获得被测物的形状、位置和表面特征等相关信息,在理论上验证了FBG应用于坐标测量机测头的可行性。FBG应用在触发式测头中,不同于传统的电触式开关测头,也不同于电阻应变式开关测头。在基于FBG的测头系统中,传感信号是经过波长调制的光信号,对微应变的灵敏度高达皮米量级,经过解调系统的光学变换和光电转换,将被调制的光信号转变易于实现检测和处理的电信号。 主要研究内容及创新点包括: 1.首次将FBG传感技术应用在三维触发式测头中,这也是FBG在计量学领域应用的一个尝试。系统研究了触发式测头的触测原理和将光学方法应用于测头的途径、 FBG的基本理论以及轴向应变作用下的FBG反射谱特性、FBG测头的组成系统。 2.实现了一种新型的测头结构。建立了测头微位移与FBG上的微应变的对应关系的数学模型;对静态和动态触测力引起的测杆变形结果进行了计算;并对测杆的变形以及悬挂系统的刚度进行了仿真分析。 3.实现了一种低成本高效率的光纤布拉格光栅信号解调系统。深入、系统地研究了FBG信号解调方法;探索了基于无调谐参考光纤光栅的自解调法;研究了FBG信号的数据采集系统。 4.对FBG测头进行了误差分析和复位性、灵敏度和测量力等方面的性能实验。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH721

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【参考文献】
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1 童峥嵘,黄勇林,蒙红云,董新永,开桂云,董孝义;一种新颖的光纤光栅位移传感的研究[J];传感技术学报;2002年01期
2 杨振坤;陈健;童诗存;李文宏;;匹配型光纤布拉格光栅波长移动解调方案设计与分析[J];传感技术学报;2006年02期
3 李源;栗大超;胡小唐;赵大博;郭彤;陈津平;;应用于纳米测量机的MEMS微接触式测头的结构设计和优化[J];传感技术学报;2006年05期
4 彭凯;张雪飞;刘书桂;黄风山;;点阵测头成像视觉坐标测量系统的研究[J];传感技术学报;2007年07期
5 沈小燕;林玉池;付鲁华;王为;;LabVIEW实现光纤光栅传感解调[J];传感技术学报;2008年01期
6 禹大宽,乔学光,贾振安,王敏;光纤光栅传感系统的现状及发展趋势[J];传感器技术;2005年03期
7 费致根;郭俊杰;罗国富;;一种共聚焦激光测头轴线位置标定方法研究[J];燕山大学学报;2010年03期
8 王瑜;乔学光;傅海威;禹大宽;马超;张晶;;光纤光栅传感系统信号解调新技术研究[J];电光与控制;2008年02期
9 李松柏;;光纤光栅在光通信中的应用研究[J];四川文理学院学报;2007年05期
10 赵敏;邱宗明;郭彦珍;刘宏昭;;跟踪式偏振光三角法测头[J];光电工程;2007年12期
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1 沈小燕;光纤光栅应变传感及扩大应变传感范围的技术研究[D];天津大学;2010年
2 陈叶金;创新型微纳米测量探头机理的研究[D];合肥工业大学;2007年
3 李源;MEMS压阻式三维微触觉测头及其在纳米测量机上的应用研究[D];天津大学;2007年
4 王伟丽;纳米三坐标测量机机械结构及接触式测头技术研究[D];合肥工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 赵静;三坐标测量机动态误差源分析与建模研究[D];合肥工业大学;2005年
2 李文彦;基于FPGA高速多路光纤光栅数据采集系统的研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
3 丁丽丽;基于斐索干涉仪的纳米测量机测头的开发[D];天津大学;2007年
4 刘芬;复合磁光光纤光栅的光信息处理特性研究[D];电子科技大学;2010年
【共引文献】
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1 程书剑;刘西拉;方从启;;混凝土结构埋入式传感器的耐久性研究[J];四川建筑科学研究;2009年03期
2 唐成;卢祥林;吴慧娟;吴宇;饶云江;;具有视频联动功能的光纤围栏周界入侵监测系统[J];安防科技;2010年09期
3 李姗姗;吴慧娟;卢祥林;饶云江;王杰;;基于光纤传感网技术的智能油田综合监测系统[J];安防科技;2011年08期
4 葛建中;黄松清;葛丛;;关于三坐标测量策略的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
5 张伟刚,赵启大,开桂云,刘志国,董孝义;基于弹性梁的光纤光栅波长调谐原理及技术[J];半导体光电;2001年05期
6 吴薇;戴亚文;;光纤布喇格光栅传感器的波长移位检测方法[J];半导体光电;2006年04期
7 于效宇;赵洪;刘艳;岳振;;一种基于F-P干涉仪的FBG解调系统信号重建算法[J];半导体光电;2009年01期
8 林妹妹;王葵如;张锦龙;张琦;;基于保偏光纤环镜的光纤光栅传感解调[J];半导体光电;2009年06期
9 吴礼刚;聂秋华;徐铁峰;龚海梅;;基于MCU和LabVIEW的深低温温度循环系统[J];半导体光电;2010年01期
10 张丽萍;陈根祥;路慧敏;;幅度取样光纤光栅拼接制作技术的分析与研究[J];半导体光电;2011年01期
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1 赵艳峰;曹敏;王达达;李建发;秦忠;;FBG传感技术在变电站塔架应变监测中的应用研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
2 陈金明;汤立群;;光纤光栅频谱和曝光特性研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
3 王丹;;全锆铌合金燃料组件下管座三坐标测量程序设计[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
4 殷燕东;;短圆弧测量的误差分析及替代解决方法[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
5 范楠;姚向前;范钦伟;;全站仪的特殊用法[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
6 刘朋成;;涡轮盘榫槽偏移量检测方法改进[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
7 郑德爱;;激光扫描在质量检验中的应用[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
8 周岩;高杨;杨宁;;高压开关柜触头温度在线监测技术综述[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
9 张熹彦;倪江生;;基于DSP的FGB波峰检测算法的研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
10 赵兵;张志利;仲启媛;李洪才;;光纤光栅传感技术在武器装备检测中的应用[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
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1 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
3 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
4 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
5 刘鹏;高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
6 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
7 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
8 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年
9 胡毅;关节式坐标测量机热变形误差建模及修正研究[D];合肥工业大学;2011年
10 程旭升;聚合物Bragg光纤光栅的制作及其传感特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
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1 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
2 喻英粽;基于标记约束的三维曲面拼接方法研究[D];浙江理工大学;2010年
3 郭东歌;基于LPFGs氢敏探测器的研究[D];郑州大学;2010年
4 韩笑;OCDMA通信系统中地址码的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王同祥;高精度标准齿轮径向综合偏差测量仪的研究[D];大连理工大学;2010年
6 魏伟力;基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术[D];大连理工大学;2010年
7 张帆;基于ARM的FBG和光纤F-P传感器通用解调系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王秋玉;基于ARM-Cortex单片机的光纤布拉格光栅位移传感器的设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 张丽萍;取样光纤光栅拼接制作技术的研究[D];北京交通大学;2010年
10 包玉龙;基于荧光强度比的光纤布拉格光栅温度应变传感器[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
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1 陈长勇,乔学光,贾振安,付海威,郭团,孙安;光纤光栅传感应用中的波长编码信号解调技术[J];半导体光电;2003年02期
2 任晓东,高泰,周祖成;片上系统集成的系统级设计[J];半导体技术;2001年07期
3 孙以材,高振斌,贾德贵,石俊生,杨瑞霞;压力传感器芯片版图设计中若干重要问题(1)[J];半导体杂志;1999年01期
4 孙以材,高振斌,贾德贵,石俊生,杨瑞霞;压力传感器芯片版图设计中若干重要问题(2)[J];半导体杂志;1999年02期
5 周南生,居水荣,宫俊,张文敏;硅压力传感器的灵敏度和非线性分析[J];传感技术学报;1994年04期
6 江毅,陈伟民,杨礼成,黄尚廉;光纤光栅用于应变/温度传感初探[J];传感技术学报;1997年03期
7 关柏鸥,刘志国,开桂云,葛春风,董孝义;光纤光栅温度传感器[J];传感技术学报;1999年02期
8 李毛和,张美敦;用于海洋测量的化学和生物光纤传感器[J];传感技术学报;2000年01期
9 吕辰刚 ,武星 ,葛春风 ,张瑞峰;关于光纤光栅应力传感及解调的研究[J];传感技术学报;2004年01期
10 王远生,杨冬晓,毕岗,方培沈,伊林;单个光纤布喇格光栅实现应变温度同时测量的研究[J];传感技术学报;2004年03期
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1 郭彤;基于显微干涉术的微机电系统动态测试方法与系统的研究[D];天津大学;2004年
2 王国东;啁啾光纤光栅的优化设计与光纤光栅模拟软件的开发[D];吉林大学;2006年
3 杨亦飞;工程化光纤光栅传感系统的设计与应用研究[D];南开大学;2005年
4 李丽;光纤光栅位移传感系统关键技术的研究[D];天津大学;2007年
5 吴朝霞;基于光纤光栅的桥梁多参数传感技术及系统的研究[D];燕山大学;2006年
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1 李丰丽;光纤光栅特性及应用研究[D];暨南大学;2002年
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1 朱四荣,谭敏峰,郭明金,宋显辉,李卓球;光纤布拉格光栅的横向效应研究[J];武汉理工大学学报;2005年09期
2 赵哲;莫德举;;光纤光栅压力传感器实验研究[J];仪器仪表用户;2008年02期
3 李迪;;基于空心铝合金悬臂梁的FBG压力解调的研究[J];辽宁省交通高等专科学校学报;2009年04期
4 房国志;刘惠颖;王大伟;;光纤传感器在公路动态称重系统中的应用[J];黑龙江科技信息;2009年11期
5 由静;张晨;;双管式光纤Bragg光栅温度传感器[J];大坝与安全;2009年03期
6 张祝林,杨振坤,伍辉华,陈健,李文宏;双光纤布拉格光栅温度和应变传感研究[J];西安交通大学学报;2004年06期
7 朱健;卢哲安;戴绍斌;梁磊;;表面式FBG应变传感器在结构试验中的应用[J];武汉理工大学学报;2006年04期
8 门志伟;房文汇;刘晶;杨宏;张喜和;王兆民;;基于极化电流概念对光纤布拉格光栅耦合模理论的分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年01期
9 戴绍斌;傅冬;朱健;;FBG传感器在节点试验中的应用研究[J];华中科技大学学报(城市科学版);2010年02期
10 田高洁;李川;由静;张晨;;碳纤维复合材料封装光纤Bragg光栅[J];大坝与安全;2010年01期
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1 李鸿强;苗长云;陈弘达;习江涛;张诚;于晓刚;王瑞;张美玲;刘宏伟;;基于光纤布拉格光栅的智能服装人体测温模型研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 姜碧强;赵建林;秦川;江维;樊帆;黄钊;;基于倾斜光纤布拉格光栅的浓度变化过程测量[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
3 何惠梅;王丽;;四芯光纤布拉格光栅横向力的传感特性[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 张纪周;张晨;由静;;光纤布拉格光栅应变计在TBM掘进中的监测研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
5 江维;赵建林;姜碧强;;基于倾斜光纤布拉格光栅的高灵敏度液位传感技术研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 过晓东;唐棣芳;;新型可调谐光滤波器原理及应用[A];第三届中国光通信技术与市场研讨会论文集[C];2003年
7 张熹彦;倪江生;;基于DSP的FGB波峰检测算法的研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
8 梅爽宁;张卫华;;基于长周期光栅的光纤布拉格光栅复用解调技术研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 袁明辉;孙晓菡;;基于SSFBG的OCDMA系统模型及其Q值分析[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
10 王小真;董小鹏;李伟文;;灵敏度增强的光纤Bragg光栅折射率传感特性分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
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1 通讯员 孟兆熙 记者 冯国梧;天大教授发现高灵敏度应变测量技术[N];科技日报;2008年
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1 丁邦宙;基于光纤布拉格光栅的触发式三维测头研究[D];合肥工业大学;2011年
2 任文华;智能光纤传感网络中关键器件的研制和应用[D];北京交通大学;2010年
3 田丰;微纳光纤直写技术研究[D];浙江大学;2010年
4 张羽;微纳光纤器件及其在全光信号处理中的应用[D];华中科技大学;2010年
5 黄红梅;基于FBG光谱特性的结构损伤监测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 丁美玲;基于FBG编解码器的光码分多址系统[D];浙江大学;2002年
7 陈光辉;掺杂二氧化硅玻璃光敏性及光纤光栅器件研究[D];复旦大学;2005年
8 宋成伟;掺Tm~(3+)硅基光纤布拉格光栅的飞秒激光刻写技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 孙汝蛟;光纤光栅传感技术在桥梁健康监测中的应用研究[D];同济大学;2007年
10 熊燕玲;基于超磁致伸缩材料的光纤交流电流传感理论与技术研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
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1 伍贤智;新型光纤光栅倾角传感器设计及其桥梁挠度测试[D];中南大学;2009年
2 张洪波;基于DSP的光纤Bragg光栅解调[D];武汉理工大学;2004年
3 程乘;基于光纤光栅的外腔结构GC-SOA及其应用研究[D];华中科技大学;2006年
4 赵兆;基于DSP的PCI高速数据采集处理卡的研究[D];武汉理工大学;2003年
5 秦天鹤;光纤Bragg光栅的制作及其在电流检测上的应用[D];沈阳工业大学;2005年
6 汪淑容;基于超磁致伸缩材料和光纤光栅的电流传感技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 宋剑飞;新型光纤布拉格光栅动态应变解调系统研究[D];浙江大学;2006年
8 门志伟;光纤光栅的传感特性及其在传感技术中的应用[D];长春理工大学;2007年
9 黄沛;光纤布拉格光栅动态响应特性的计算和分析[D];上海交通大学;2008年
10 姚振华;光纤布拉格光栅压力传感器的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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