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《四川大学》 2004年
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高速双纵模双频激光干涉仪系统的研究

闫晓茹  
【摘要】:本学位论文以实用高速双频激光干涉仪测量系统为研究目标,完成了以下研究工作: (1)在详细了解了激光干涉测量的国内外现状基础上,分析了高速激光干涉测量发展的现状、趋势及面临的问题。提出在现有的具有一定优势的双纵模双频激光干涉仪的基础上,对其电路系统进行改进,研制具有较高测量速度(不小于1000mm/S)、有良好抗干扰性能、测量智能化及自动化程度均较高的高速激光干涉仪系统的研究目标。 (2)详细介绍了双纵模双频激光干涉仪的结构组成,从理论上分析了双频激光干涉仪的测量原理及光外差原理,并对该干涉仪光路结构上的三个特点作出介绍。即测量光路采用角锥镜作测量镜及参考镜以保证测量光与参考光合光后的平行度要求。采用倒置望远镜光路及针孔结构构成准直扩束及滤波系统,使高斯激光束束腰扩大了M倍(M=f_2/f_1),发散角减小了1/M,等效腔长增大了M~2倍。由于拍频频率高达728MHz,采用延迟线移相技术仅需80mm长syv型聚乙烯介质同轴电缆即可获得相位差为90°的两路信号,比传统的光学镀膜移相法简单。其具有的一系列优异特性,使它可满足各种高精度测量的要求,得到了广泛的应用。 (3)针对原有电路系统的信号易有直流漂移、调整光路观察信号不方便的不足之处提出解决方案,即将高稳定度的高频振荡器输出的频率为v的振荡信号由功分器分成两路分别与测量信号和参考信号进行混频,测量信号和参考信号频率为拍波频率△v,则可以得到测量镜运动调制的测量信号 {。一△叫十牙和参考信号形成的信号}材一△叫,式中丫为多普勒频移。然后分 别将两路信号进行自增益控制放大和整形,即可得到计数器可直接接收计数 的方波脉冲信号,由计数系统分别计数,CPU系统读出计数值相减乘以脉冲当 量即可得出所测长度值。并给出了振荡器频率选择的基本公式及对混频后信 号进行自动增益控制(AGC)放大稳幅和整形处理的具体电路。 (4)根据研究目标的要求,给出了计数系统的设计公式。以此公式为基 础设计出了基于8254的计数系统及基于74HC161的计数系统。上述两种计数系 统各有特点,适用的场合也不相同。基于8254的计数系统,单片计数范围大, 电路集成度高,与89C51接口简单,但是当系统分辨率要求较高时,系统的测 量速度将受到限制。基于74HC161的计数系统,单片计数范围小,所需计数器 数目较大,电路集成度不高,但它的计数频率很高,在高分辨率下能满足高 速测量的计数要求。 (5)设计出了以59C51单片机为核心的CPU测量控制及数据处理系统。该 系统设有16个按键,12位高亮共阴LED显示,通过按键可控制启停测量,可直 接显示长度值,动静态采样及输入环境参数修正波长误差,大大提高了系统 的智能化程度和自动化水平;能实现与系统机通讯,最大波特率可达19.2K。 (6)在完成电路系统的设计、加工及调试后,进行了实验验证,实验结 果证明该千涉仪能够满足测量速度不小于I000llun/s的要求;并具有足够的抗 干扰能力。 关键词:双纵模双频激光干涉仪测量速度振荡器混频器计数系统
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH744

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【引证文献】
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1 华昊;线性调频连续波激光测距测速的研究[D];长春理工大学;2011年
2 张浩;磁致旋光—塞曼双频激光器的理论及实验研究[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
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1 翟俊祥;宽带压控增益放大器VCA610及其应用[J];半导体技术;2002年01期
2 张淑娥,杨再旺,李文田;一种性能优良的AGC电路[J];电力情报;1999年02期
3 王敏,宋凌云,胡绍林;干涉仪测量数据联合定位的方法[J];飞行器测控学报;2003年03期
4 叶宇煌,缪瑞康;FET混频参数的计算[J];福州大学学报(自然科学版);1998年03期
5 周肇飞,吴斌,张涛;双纵模激光作无导轨大尺寸精密测量[J];光电工程;1996年04期
6 高赛,殷纯永;高测速双频激光干涉仪[J];光学技术;2001年03期
7 刘红忠,赵万华,李涤尘,卢秉恒;多坐标激光干涉仪用于纳米定位系统中的研究[J];光子学报;2002年05期
8 王文绵;用于精密和超精密测长的双频激光干涉仪[J];航空精密制造技术;1995年02期
9 李东光,张国雄;高速精密激光干涉测量的研究现状及其关键技术[J];航空精密制造技术;1998年06期
10 赵洋,李达成;激光外差干涉仪光电信号处理方法及特点[J];航空计测技术;1996年06期
【共引文献】
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1 康丽;邵玉斌;;基于MPEG4的数字视频智能监控系统[J];安防科技;2007年06期
2 林华;;基于单片机的智能电话报警系统[J];安防科技;2008年05期
3 时伟;;基于GSM短信息通信方式的路灯无线监控系统[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
4 王祥永;;交/直流两用光功率计的设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
5 李玉忠;;光纤传感测试装置中微弱信号的处理[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
6 张红;;热电偶测温系统误差剖析及处理对策[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
7 许川江;;电阻应变测量技术在施工中的应用[J];安徽建筑;2008年02期
8 刘国永,陈杰平;单片机控制步进电机系统设计[J];安徽技术师范学院学报;2002年04期
9 冷惠文,王东兴;三相电机智能控制模块[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
10 罗绵荣,梁云根,袁家厚,李培廉;粮食烘干过程中在线式水分测定仪的研究与设计[J];鞍山钢铁学院学报;1998年04期
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1 范青武;王从曾;张连宝;李俊;黄建斌;;基于AT89C52的多弧离子镀膜弧源控制新方法[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 滕伟;柳亦兵;;扫描光刻机硅片台五自由度激光测量模型[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 何平安;王基尧;翁兴涛;李松;余长明;;角锥棱镜直角误差斜入射法检测的理论分析[A];2000年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2000年
4 何平安;张剑;陈海波;;基于图像处理的自动调焦系统[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
5 颜黄苹;黄元庆;;微/纳制造与微/纳测量技术综述[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
6 卢万银;张崇巍;;双吊点液压弧型闸门的开度测量与纠偏控制[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
7 陈乐;宋爱国;;三维力传感器的设计[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年
8 赵升林;孙龙;;薄膜沉积的影响因素和修正方法的研究[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
9 杨廷华;;微机在造纸网生产中的监控系统[A];天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
10 王天霁;陈远龙;朱树敏;尚守锋;;微秒级脉冲斩波器的研制及脉冲电化学抛光工艺的研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
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1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
3 王春田;MEMS数字检波器采集系统技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
4 汤洁莉;蛋膜光化学传感器的研究[D];吉林大学;2011年
5 刘新天;电源管理系统设计及参数估计策略研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 吴琼;高精度绝对重力仪关键技术研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
7 康岩辉;阿伏伽德罗常数测量中硅球直径测量的若干关键问题研究[D];天津大学;2009年
8 周健;用于车载自主导航激光多普勒测速仪的初步研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 孟凡勇;基于OFDR技术的管道防破坏预警系统设计与信号分析处理方法研究[D];河北工业大学;2010年
10 蔡盛;舰载导弹共架垂直发射方位瞄准系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
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1 邵建桥;液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究[D];山东科技大学;2010年
2 孙磊;集成多路单体液压支柱密封质量监测仪的设计[D];山东科技大学;2010年
3 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 许雷;垃圾车专用控制器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 赵昊;微测位移传感器在轮毂跳动量中的应用[D];长春理工大学;2010年
6 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
7 朱建辉;一种植保喷雾系统的设计与研究[D];安徽农业大学;2010年
8 傅寿字;汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究[D];山东农业大学;2010年
9 郑宝鑫;矿井风机监测系统的研究与设计[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张永超;基于多传感器信息融合技术的粮食分等和品质测试仪[D];河南工业大学;2010年
【同被引文献】
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1 马宗峰;张春熹;王夏霄;王纪强;;基于1.55μm的全光纤测速激光雷达[J];北京航空航天大学学报;2008年05期
2 宋景唯;线性度对线性调频雷达距离分辨力的影响[J];电子科技大学学报;1992年02期
3 李岩,张书练,韩艳梅;新型应力双折射双频激光器[J];光电子·激光;2001年03期
4 黄春宁,李岩,郭辉,朱钧;新型大频差可调谐双频激光器[J];光电子·激光;2002年03期
5 李岩,张书练,韩艳梅;频差3~40MHz的He Ne双频激光器[J];高技术通讯;2001年03期
6 焦明星,祁瑞利;双频激光技术研究新进展及发展趋势[J];光学技术;2004年01期
7 马宗峰;张春熹;高爽;罗光明;;相干激光雷达接收机混频效率[J];光学技术;2006年S1期
8 刘公强,刘湘林;磁光调制和法拉第旋转测量[J];光学学报;1984年07期
9 马宗峰;张春熹;张朝阳;颜廷洋;;光学外差探测信噪比研究[J];光学学报;2007年05期
10 张登国,倪娜,安鹤南,欧阳征标,许桂雯;一维磁性光子晶体的电磁场分析和数值计算[J];光子学报;2004年08期
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1 凌太兵;LFMCW雷达运动目标检测与距离速度去耦合[D];电子科技大学;2003年
2 苗书立;LFMCW雷达信号处理方法及实现研究[D];电子科技大学;2004年
3 范志军;中频差双频激光干涉测量系统的初步研究[D];清华大学;2004年
4 刘芸;LD泵浦双频Nd:YAG激光技术的研究[D];西安理工大学;2005年
5 王云;二级管泵浦的连续和声光调Q双波长激光器理论和实验研究[D];山东师范大学;2005年
6 康岩辉;双纵模双频激光干涉仪信号处理系统的研究[D];四川大学;2005年
7 刘闯;对称三角LFMCW雷达目标检测方法的研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 底楠;用于法拉第偏频器磁光介质的光学均匀性及温度特性研究[D];西北工业大学;2006年
9 李政;LFMCW雷达目标检测与参数估计方法研究[D];电子科技大学;2006年
10 宋长哲;LFMCW雷达多目标检测算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
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1 章春香;殷海荣;刘立营;;磁光材料的典型效应及其应用[J];磁性材料及器件;2008年03期
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1 肖光宗;基于Y型腔正交偏振双频激光器的激光加速度计初步研究[D];国防科学技术大学;2011年
【二级参考文献】
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1 王佳,路刚;纳米位移传感器最小检测信号评述[J];传感器技术;1998年01期
2 任冠众,宁永兰;相位测量技术[J];电测与仪表;1990年09期
3 高赛,殷纯永,郭继华;双反射膜双频He-Ne激光器双频特性及偏振特性的实验研究[J];光学技术;2000年06期
4 巴恩旭,杨性愉,刘玉照,关信安;横向塞曼激光器的实验研究[J];光学学报;1984年05期
5 王建林,胡小唐,杨勇,张国君;压电陶瓷用于纳米定位系统的研究[J];航空精密制造技术;1997年02期
6 李利聪,李恭亮;纵向塞曼激光器的磁场与频差特性[J];激光杂志;1989年01期
7 王学锋,王向朝,钱锋,卢洪斌,宋松,步扬;用于纳米精度大范围位移测量的半导体激光干涉仪[J];中国激光;2001年05期
8 赵洋,李达成;一种新的外差干涉信号处理方法──相位及相位整数测量法[J];计量学报;1995年01期
9 马永杰,杨志民;100 MHz高速数据采集卡研制中关键技术的探讨[J];西北师范大学学报(自然科学版);1999年01期
10 周肇飞,袁家勤,黄仲平;He-Ne激光器的双纵模热稳频系统[J];仪器仪表学报;1988年04期
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1 郭彦珍;郭俊杰;李大成;;微电脑双频激光干涉仪[J];西安理工大学学报;1986年02期
2 钮家汶;羡一民;俞成栋;于光华;王淑贞;;激光干涉仪准确度的检定问题[J];计量技术;1986年12期
3 刘长源;贾武;;用双频激光干涉仪直接测量大尺寸专用量块[J];计量技术;1992年11期
4 胡广大;;谈谈双频激光干涉仪的几个问题[J];仪表技术与传感器;1978年04期
5 迟桂纯;周卫东;王世华;周肇飞;;双纵模双频激光干涉测量系统分析[J];四川大学学报(工程科学版);1990年03期
6 孙振凯;用双频激光干涉仪测量长丝杠[J];制造技术与机床;1984年02期
7 陕西机械学院双频激光干涉仪课题组;;双频激光干涉仪[J];西安理工大学学报;1978年01期
8 范晋伟;杨磊;刘栋;张哲;;双频激光干涉仪在SMART-CNC曲面磨床几何误差参数辨识中的实验研究[J];航空精密制造技术;2006年06期
9 沙德亮;孔亚新;;双频激光干涉仪外置接收器电路设计[J];一重技术;2008年06期
10 杜振辉,蒋诚志,桂垣,王斌;激光干涉仪测量长度[J];河北建筑工程学院学报;2003年02期
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1 刘洪霞;赵洪涛;;利用双频激光干涉仪配合修理、校准绘图机[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
2 刘介良;邱宗明;黄秋红;赵敏;朱凌建;;高精度丝杠动态检测系统的研究[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
3 付志凯;张健;吴丽莹;;半导体制冷横向塞曼稳频激光干涉测量系统[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
4 李伟;;激光干涉仪在测量过程中所产生的误差及消除办法[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
5 李宗春;孙纪章;冯其强;邓勇;;Mensi激光扫描仪精度测试方法研究[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
6 崔俊宁;谭久彬;黄向东;;基于球型电容原理的三维测头激光校准方法[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
7 翟文权;李书旗;;光栅动态精度测量装置的设计与精度分析[A];全国先进制造技术高层论坛暨第九届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2010年
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1 张亚娟;单站式激光跟踪坐标测量系统研究[D];天津大学;2012年
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1 常树林;100m双频激光干涉仪光电检测系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 程吉水;工件台激光干涉仪测量误差模型研究[D];华中科技大学;2008年
3 宇海英;XK715F数控铣床技术改造研究[D];长春理工大学;2007年
4 张福才;非等间距水准尺动态检测技术的实验研究[D];西安理工大学;2006年
5 王徽;条码式水准尺图像检测技术研究[D];西安理工大学;2006年
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10 宋传曦;微小内尺度测量系统精度分析及若干关键问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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