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基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统研究
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作者 汪旭东 张怀锁 《自动化仪表》 2026年第2期16-21,35,共7页
激光多普勒测速仪在钢铁生产中用于实现钢板速度和长度的非接触高精度测量。但现有设备长期依赖进口,成本高且维护受限。为实现国产化替代,设计了一种基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统。采用STM32H7系列单片机作为主控... 激光多普勒测速仪在钢铁生产中用于实现钢板速度和长度的非接触高精度测量。但现有设备长期依赖进口,成本高且维护受限。为实现国产化替代,设计了一种基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统。采用STM32H7系列单片机作为主控制器。散射光信号由雪崩光电二极管采集,经跨阻放大和低通滤波后进行高速采样。通过实时快速傅里叶变换计算多普勒频率,以换算目标速度。试验结果表明,系统在1~15 m/s速度范围内测量相对误差不大于±1%,而响应时间短至5 ms。系统具有高精度、快速响应与良好稳定性,可满足钢铁生产线速度测量需求,并具备显著的国产化应用价值。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 多普勒频移 STM32H7 快速傅里叶变换 速度测量 雪崩光电二极管
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正弦相位调制干涉仪相位调制深度控制方案研究
2
作者 杨梁 夏泽新 +2 位作者 朱知博 李佳兴 张烈山 《自动化仪表》 2025年第8期58-65,共8页
针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载... 针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载波频移后的幅值衰减比,并根据函数关系求解相位调制深度。利用增量式PID控制结合直接数字合成(DDS)进行载波信号强度的实时调节,实现了相位调制深度的精确控制。数值仿真结果表明,相位调制深度测量方法能够精确地实现测量功能。利用正弦相位调制干涉仪对声辐射激励的固体表面微振动进行了多组测量试验。试验结果表明,在相位调制深度闭环控制的条件下,干涉信号解调结果更优、信纳失真比优于99.85%。该结果验证了所提方法的有效性。所提方案对于提升激光正弦相位调制干涉仪的测量性能具有重要应用价值。 展开更多
关键词 相位调制深度 比例积分微分 相位生成载波解调算法 正弦相位调制 激光干涉仪
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