提高谐波残差阶次的圆光栅自标定方法

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作者 池烽 纪鹏宇 +1 位作者 姜博文 黄银国 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期214-224,共11页

圆光栅是实现超高精度全圆周角度测量的重要工具,在微纳加工、瞄准定位和计量科学等领域起着重要作用。圆光栅自标定技术通过布置读数头,并采用特定的数据处理方法分离系统误差,克服了测量量程小和缺乏更高参考基准的问题,从而实现自标... 圆光栅是实现超高精度全圆周角度测量的重要工具,在微纳加工、瞄准定位和计量科学等领域起着重要作用。圆光栅自标定技术通过布置读数头,并采用特定的数据处理方法分离系统误差,克服了测量量程小和缺乏更高参考基准的问题,从而实现自标定。为了提高圆光栅角度测量精度,降低圆光栅自标定中谐波抑制的影响,故提出一种含素数夹角的多读数头自标定方法,以提高谐波残差阶次。基于传递函数法的自标定原理,研究了残差阶次与读数头夹角的定量关系,建立了残差阶次为360整数倍的多读数头布局夹角计算公式。利用该公式计算得到六读数头布局夹角,计算结果表明:对于360点采样的数据,对比实验的布局1残差为0.8″,残差阶次是6的整数倍;布局2残差为0.2″,残差阶次是40的整数倍;该方法得到的本文布局残差为3×10^(-13)″,残差阶次为360的整数倍。通过搭建六读数头自标定实验,使用本文方法消除94.37%的圆光栅测角系统的误差,实现了圆光栅测角系统的全圆周标定,且重复性良好,验证了在实际应用中的有效性。本标定方法极大提高了圆光栅自标定中谐波残差的阶次,对减小测角谐波误差有一定的参考价值,为超高精度角位移传感器的实现提供支撑。 展开更多

关键词 圆光栅 自标定 布局方法 谐波残差

原文传递

光电轴角编码器的发展动态 被引量：163

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作者 董莉莉 熊经武 万秋华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第2期198-202,共5页

光电轴角编码器 ,又称光电角位置传感器 ,是一种集光、机、电为一体的数字测角装置。由于它结构简单 ,分辨率高 ,精度高 ,因此已被广泛应用在精密角位置的测量、数控及数显系统中。本文主要介绍了光电轴角编码器在国内外的发展现状 ,并... 光电轴角编码器 ,又称光电角位置传感器 ,是一种集光、机、电为一体的数字测角装置。由于它结构简单 ,分辨率高 ,精度高 ,因此已被广泛应用在精密角位置的测量、数控及数显系统中。本文主要介绍了光电轴角编码器在国内外的发展现状 ,并说明了其工作原理及发展历史。针对光电轴角编码器的某些关键技术 。 展开更多

关键词 光电轴角编码器 发展趋势 数字测角装置

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光学内反射型精密角度传感器 被引量：6

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作者 刘庆纲 叶声华 清野慧 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期124-129,共6页

本文基于光从光密介质传到光疏介质时，在临界角附近随光的入射角的微小变化，光的反射率发生急剧变化的原理，设计了利用临界角棱镜组成的多次反射型临界角角度传感器。通过光学式差动检测方法，减小了反射光所固有的随入射角的变化，... 本文基于光从光密介质传到光疏介质时，在临界角附近随光的入射角的微小变化，光的反射率发生急剧变化的原理，设计了利用临界角棱镜组成的多次反射型临界角角度传感器。通过光学式差动检测方法，减小了反射光所固有的随入射角的变化，其反射率变化曲线的非线性，进而通过检测光的反射率，可高精度地检测角度变化量。该传感器体积小结构简单，可通过调整初始入射角、反射次数及反射光的性质控制其精度和测量范围，可设计适于多种精度要求的微小角度的精密测量仪器。 展开更多

关键词 内反射 角度传感器 临界角棱镜 角位移

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激光干涉仪数字测角的新方法及其应用 被引量：6

4

作者 王贵甫 陈桂林 陈雨良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第1期85-88,共4页

介绍了一种基于迈克耳孙干涉仪的精密角度测量系统 ,该系统利用迈克耳孙干涉仪在几何量测量中的干涉测量技术 ,通过转换将角位移转换为可以反映干涉光路中光程差变化的线位移 ,并通过相应电路对干涉条纹进行处理 ,从而实现了对大转角的... 介绍了一种基于迈克耳孙干涉仪的精密角度测量系统 ,该系统利用迈克耳孙干涉仪在几何量测量中的干涉测量技术 ,通过转换将角位移转换为可以反映干涉光路中光程差变化的线位移 ,并通过相应电路对干涉条纹进行处理 ,从而实现了对大转角的精密测量。与以往类似系统相比 ,该系统具有结构简单、误差恒定、测量精度高、测角范围大、易于数字化等特点。同时 ,文章还对系统的构成原理、设计注意事项和精度等作了有关的理论分析。 展开更多

关键词 迈克耳孙干涉仪 数字测角 激光干涉仪

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分光计的激光辅助调节装置 被引量：24

5

作者 夏湘芳 陈光伟 李陵伶 《物理实验》 2007年第4期34-36,共3页

针对分光计所采用的阿贝目镜式望远镜给分光计的调节带来的困难,设计了用半导体激光器制作的辅助调节装置来代替望远镜中的阿贝式目镜进行调节,可直观、迅速地调节分光计.

关键词 分光计调节 半导体激光器 激光辅助调节 光轴

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光栅信号电阻链高倍细分法的误差校正的研究 被引量：7

6

作者 张兴华 王克逸 《电子测量技术》 2008年第7期35-39,共5页

常用的电阻链细分法在对光栅信号进行高倍细分时,电路结构会随着细分倍数的增加而变得很复杂。采用内部集成等值电阻链和比较器阵列的芯片LM3914代替细分电路中的电阻链和比较器阵列,可以有效地简化电路结构和提高细分倍数,但同时会引... 常用的电阻链细分法在对光栅信号进行高倍细分时,电路结构会随着细分倍数的增加而变得很复杂。采用内部集成等值电阻链和比较器阵列的芯片LM3914代替细分电路中的电阻链和比较器阵列,可以有效地简化电路结构和提高细分倍数,但同时会引入非线性误差。本文通过对等值电阻链细分法引入的细分误差进行数学量化分析,并通过利用光栅信号合成误差校正信号将细分电路中的误差减小到0.3%以下,提高系统的精度和可靠性,实现了40倍细分。 展开更多

关键词 光栅 误差校正 细分 电阻链 摩尔条纹

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基于一维缺陷光子晶体的角度测量仪的设计 被引量：3

7

作者 于志明 周静 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1237-1240,共4页

提出用一维缺陷光子晶体来测量角度特别是小的角度变化的设计方案。用Si薄膜和SiO2薄膜组成一维缺陷光子晶体,用特征矩阵法研究该光子晶体的禁带中的缺陷模的波长和强度随入射角缓慢变化而变化的规律,由此提出根据缺陷模的波长、强度、... 提出用一维缺陷光子晶体来测量角度特别是小的角度变化的设计方案。用Si薄膜和SiO2薄膜组成一维缺陷光子晶体,用特征矩阵法研究该光子晶体的禁带中的缺陷模的波长和强度随入射角缓慢变化而变化的规律,由此提出根据缺陷模的波长、强度、偏振性与入射角的关系进行角度测量的原理。本设计特别适用于极小的角度变化的测量。 展开更多

关键词 角度测量 一维光子晶体 缺陷模 特征矩阵

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圆光栅衍射光干涉偏心测量方法 被引量：13

8

作者 艾华 戴岑 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期128-132,共5页

光电编码器的测量精度受轴系精度、圆光栅精度、电子学细分精度等多种因素影响,而圆光栅盘的偏心作为重要的系统误差,直接影响了光电编码器的测角精度。随着光栅线密度的增大,衍射现象变得明显,此时传统的莫尔条纹检测方法已无法提取出... 光电编码器的测量精度受轴系精度、圆光栅精度、电子学细分精度等多种因素影响,而圆光栅盘的偏心作为重要的系统误差,直接影响了光电编码器的测角精度。随着光栅线密度的增大,衍射现象变得明显,此时传统的莫尔条纹检测方法已无法提取出高质量的信号,显微镜检测的精度无法满足实际要求。本文利用衍射光干涉原理,提取高密度圆光栅位移信息,用于测量高密度圆光栅的偏心量。该方法使用对径放置的两个光电读数头采集干涉条纹信号,通过对比两路信号的相位差最终解算得到圆光栅盘偏心量,并搭建了试验平台进行了验证。试验结果表明,对刻划中径34 mm,一周刻线45 000 lp的高密度圆光栅进行偏心量的测量,比传统方法使用显微镜的测量瞄准精度提高数十倍甚至上百倍。 展开更多

关键词 衍射光干涉 多普勒频移 圆光栅偏心测量 角度测量

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基于多CCD拼接相机测角精度检测 被引量：2

9

作者 王喜军 王军 +2 位作者 杨会玲 何昕 魏仲慧 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2005年第4期36-38,共3页

在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一。,在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统测角精度检测方法。实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该... 在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一。,在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统测角精度检测方法。实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其它光电测量设备有参考价值。 展开更多

关键词 CCD拼接 单心球面系统 经纬仪

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光栅角度传感器的误差分析 被引量：1

10

作者 纪刚 《传感器技术》 CSCD 1995年第6期37-39,42,共4页

就光栅角度传感器的误差来源以及消除误差的措施进行分析和研究。

关键词 光栅 传感器 莫尔条纹 误差 光学测角仪器

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一种光电编码器的译码电路 被引量：1

11

作者 陆明珠 刘军海 苏启生 《电子与自动化》 1995年第3期39-40,共2页

一种光电编码器的译码电路陆明珠，刘军海，苏启生（西安交通大学金属材料强度研究所，７１００４９）概述旋转角位移测量在工程实际中屡见不鲜。其方法有模拟式和数字式之分，模拟式简单、方便，而数字式则更具高分辨率和更易实现与之... 一种光电编码器的译码电路陆明珠，刘军海，苏启生（西安交通大学金属材料强度研究所，７１００４９）概述旋转角位移测量在工程实际中屡见不鲜。其方法有模拟式和数字式之分，模拟式简单、方便，而数字式则更具高分辨率和更易实现与之相关系统的自动化测量和控制之优点。... 展开更多

关键词 光电编码器 译码电路 旋转角位移 测量

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光学定值角的光学特性

12

作者 胡小唐 吉贵军 张国雄 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1992年第3期1-7,共7页

从理论上探讨了光学定值角的光学特性。定义了光学定值角的术语和概念,建立了数学模型,并提出了概括光学定值角光学特性的若干定理及推论。

关键词 光学定值角 角度测量 测角仪

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测角系统及其可靠性对GJ-341小型遥控光电经纬仪测量精度的影响

13

作者 车双良 刘朝晖 《应用光学》 CAS CSCD 2001年第4期45-48,共4页

测角系统的精度及其可靠性直接影响光电经纬仪的测量精度。GJ- 341小型遥控光电经纬仪的测角系统采用 19位增量式编码器 ,理论上达到了要求。但由于测角系统及其可靠性存在诸多问题 ,使其在实际使用中无法满足 GJ- 341小型遥控光电经纬... 测角系统的精度及其可靠性直接影响光电经纬仪的测量精度。GJ- 341小型遥控光电经纬仪的测角系统采用 19位增量式编码器 ,理论上达到了要求。但由于测角系统及其可靠性存在诸多问题 ,使其在实际使用中无法满足 GJ- 341小型遥控光电经纬仪测角精度的要求。本文分析测角系统及其可靠性对 GJ- 展开更多

关键词 测角系统 光电经纬仪 测量精度 可靠性

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快速ADSA-P算法及用于超疏水材料接触角计算

14

作者 徐志钮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1941-1947,共7页

为了确保超疏水材料静态接触角测量精度的同时提高计算速度，研究了水珠边缘点数对ADSA—P算法计算准确性和速度的影响。基于Young—Laplace方程在接触角在150°～179°，体积在1～100μL，点数为5—1001范围内产生了4158个水... 为了确保超疏水材料静态接触角测量精度的同时提高计算速度，研究了水珠边缘点数对ADSA—P算法计算准确性和速度的影响。基于Young—Laplace方程在接触角在150°～179°，体积在1～100μL，点数为5—1001范围内产生了4158个水珠边缘，运用ADSA—P算法计算获得静态接触角。计算结果表明：大于临界点数时边缘点数对接触角计算准确性影响很小；小于临界点数时，随着点数的减少算法误差迅速增大；随点数增加算法计算速度逐渐下降。ADSA—P算法用于超疏水材料静态接触角计算时点数选择27即可，此时算法在保证准确性的同时，计算耗时少于原来的1／4。实测获得不同憎水性和体积的超疏水水珠图像并获得不同的边缘点数，ADSA—P算法的计算验证了以上分析结论。 展开更多

关键词 静态接触角 超疏水 ADSA—P算法 点数 准确性 速度

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光泵氦磁强计共振信号的角相关性

15

作者 陈竹年 《计量学报》 CSCD 1994年第4期265-268,共4页

本文推导了应用圆偏振光时光泵氦磁强计共振信号的角相关性：Ｓθ＝Ｋｙｃｏｓ４θ，并与以前得到的应用自然光时共振信号的角相关性：Ｓθ＝Ｋｘ（３ｃｏｓ２θ－１）２作了比较。它们是光泵角度仪的理论基础。

关键词 光泵 共振信号 氦磁强计 角度测量 磁场测量 角度仪 角相关性

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D/MAX—ⅢB型X射线衍射仪广角测角仪零设定的改进

16

作者 倪敏 潘丽虹 《实验技术与管理》 CAS 1989年第4期37-38,共2页

我校引进的日本理学电机的D/max—ⅢB型x射线衍射仪,经过一年的运行,发现它的广角测角器、θ角调整装置和相应的程序不够理想,本文介绍了我们对广角测角器零设定装置和程序作的改进,这种改进的实验效果良好。一、对调整θ角的机械装置... 我校引进的日本理学电机的D/max—ⅢB型x射线衍射仪,经过一年的运行,发现它的广角测角器、θ角调整装置和相应的程序不够理想,本文介绍了我们对广角测角器零设定装置和程序作的改进,这种改进的实验效果良好。一、对调整θ角的机械装置的改进原仪器用小杆插入底套小孔,用扳动底套的办法调整θ角太粗糙,只要选择尺寸合适的、精度较高的蜗轮蜗杆微调装置,用手轮调节,就易于保证精度。图1是该装置的实物照片。它是把一个蜗轮紧配合镶入样品底套,如图2所示,并在底套下方的固定座上,做一个支架,固定一根蜗杆,装上手轮,如图3所示。 展开更多

关键词 X射线衍射仪 广角测角仪 零设定

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希尔伯特变换在精密定位中的应用

17

作者 王定兴 董隽逸 潘小平 《苏州大学学报（自然科学版）》 CAS 1989年第2期186-189,共4页

本文运用希尔伯特变换空间调制器使十字光栅一级衍射谱的强度分布用于精密定位。模拟实验结果表明;本方法调节得当,定位精度可达10^(-4),因而可用于检测导轨或工作平台的平直度。

关键词 定位 希尔伯特变换 光栅

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四象限探测器测角算法分析与改进 被引量：16

18

作者 陈勇 祝天瑞 李焕功 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期669-672,共4页

四象限探测器测角误差是影响激光跟踪系统精度的关键,因此算法设计是提高跟踪系统跟踪精度的根本。首先分析了消除光学系统四象限探测器测角误差的几种算法,随后在不考虑非均匀性的影响下的条件下,提出了将插值法和传统算法相结合的一... 四象限探测器测角误差是影响激光跟踪系统精度的关键,因此算法设计是提高跟踪系统跟踪精度的根本。首先分析了消除光学系统四象限探测器测角误差的几种算法,随后在不考虑非均匀性的影响下的条件下,提出了将插值法和传统算法相结合的一种改进算法,测角误差能控制在0.1°之内且容易实现。 展开更多

关键词 激光跟踪 四象限探测器 插值法 误差

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几种四象限探测器测角算法的分析研究 被引量：20

19

作者 胡贤龙 周世椿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期546-547,551,共3页

在不考虑探测器非均匀性影响的情况下,本文分析了传统四象限测角算法和另外几种算法在计算入射光的俯仰角和偏转角时的性能,还比较了在整个平面内各个算法得到的俯仰角的误差曲面。从比较中看出,采用曲线拟和的方法,硬件实现简单,测角... 在不考虑探测器非均匀性影响的情况下,本文分析了传统四象限测角算法和另外几种算法在计算入射光的俯仰角和偏转角时的性能,还比较了在整个平面内各个算法得到的俯仰角的误差曲面。从比较中看出,采用曲线拟和的方法,硬件实现简单,测角精度也比较高。 展开更多

关键词 非均匀性 四象限探测器 误差曲面 曲线拟和

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大角度激光干涉测角方法研究

20

作者 燕必希 施涌潮 杜玲 《北京机械工业学院学报》 1998年第3期85-88,共4页

传统激光干涉测角方法,大多采用迈克尔逊干涉仪光路或其变形,将角度测量转变为光程测量。但传统干涉测角方法测角范围通常很小,一般在±5°之间。后来虽然做了改进,但测角范围也只到95°(-45°～+50°)。在分析了... 传统激光干涉测角方法,大多采用迈克尔逊干涉仪光路或其变形,将角度测量转变为光程测量。但传统干涉测角方法测角范围通常很小,一般在±5°之间。后来虽然做了改进,但测角范围也只到95°(-45°～+50°)。在分析了传统干涉测角方法优缺点的基础上提出了一种新的干涉测角方法,在不降低系统灵敏度的前提下,测角范围极大提高,可到180°(±90°)。 展开更多

关键词 测量范围 角度干涉仪 激光干涉测角仪

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