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激光干涉式测角仪数据采集及处理系统的研制

邵继虎  
【摘要】: 角度和角度测量技术在国民经济和国防建设中具有重要的作用,高精度的角度测量技术是工业生产和质量控制中至关重要的一步,在测绘、航天工业和精密机械加工等多个领域都有广泛的应用。目前角度测量方法主要有三大类:机械式、电磁式和光学测角方法。光学测角方法以其高精度特点在精密测量领域得到了广泛的应用,激光干涉式测角仪便是其中之一,其角分辨力可达0.027″。 本文首先对国内外的角度测量技术和数据采集技术的研究现状作了大量的调研,在此基础上对系统总体框架进行设计,归纳出设计要点;其次,本文对系统的硬件设计及其开发技术作了详细的介绍。系统硬件包括前置信号处理电路、正交数字信号处理电路和基于PCI1710L数据采集卡的接口设计。前置信号处理电路主要用于对正交的激光干涉信号进行探测并对接收后的信号进行调理,得到符合要求的正交正弦信号和数字信号;正交数字信号处理电路采用FPGA技术实现滤波电路、细分辩向和可逆计数电路设计,并将计数值传递给PCI1710L数据采集卡;在本系统中PCI1710L数据采集卡在作为上位机与下位机硬件通信桥梁作用的同时,还需要对正交正弦信号进行A/D转换,将采样值和计数值传递给上位机。最后,在上位机编制应用程序,完成测量结果显示、报表打印和测量文件管理等功能。 实验结果表明,研制的激光干涉式测角仪数据采集及处理系统工作稳定、可靠,满足了功能设计要求和精度要求,实现了预期目标。


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