光栅衍射多普勒效应位移测量的理论分析和实验结果

本文研究了一种利用光栅衍射的多普勒效应进行位移测量的新方法.文中进行了光路结构和测量原理的理论分析,得出测量公式,证明了用光栅拾取多路差拍信号的相位关系.实验结果表明,它具有高的信号质量,可有效地用于位移的精密测量.     

一种可用于离面位移测量的光路的优化设计

为了实现对复杂三维物体表面轮廓、小空间内物体的纵向位移或振动等测量，有必要研制高分辨力、非接触的光学检测系统。由于激光多普勒技术具有动态响应快、线性度好、非接触、测量精度高等特点而优先被用于复杂三维物体离面位移的测量。但是物体表面散射光的多普勒信号非常微弱，因此解决信号的强度、信噪比则是实现测量的关键。研究了激光多普勒技术及散射光相位的无规变化的统计规律，设计出一种空间分辨力很高的参考光路，将它用于固体离面位移测量效果很好，其相对误差为0．3％。     

用激光多普勒效应远距离测量固体散射表面的位移

利用激光多普勒效应实现了远距离固体表面的横向位移测量。从理论上分析了双光束差动结构的多普勒频移 ,设计了声光调制、双光束差动、大口径接收的光路系统和计算机实时跟踪补偿的位移测量系统。分别对普通纸张表面和金属表面进行实际测量 ,测量距离为 10m ,测量精度为± 0 .4%。     

Study on a reference optical system applied to the outline loss measurement of complicated three-dimension object

In this paper, laser Doppler reference optical technique is studied, and an optical system with high resolving power which is applied to longitudinal displacement measurement of complicated 3-D object is brought forward. Structure of the measuring optical head is designed reasonably. The experiments prove that the new-type reference optical system can achieve the outline loss measurement of object with the relative error of 0.3%.     

结构光传感器模型及特性分析

给出了结构光传感器的数学模型，并依此模型详细分析了结构光传感器的各项参量，讨论了这些参量对结构光传感器性能的影响，得到了关于传感器参量和传感器特性之间关系的公式，给出了传感器设计必须遵守的条件。利用所给出的公式可以方便地讨论传感器的性能，对结构光传感器的设计起指导作用。     

Design of differential optical system of in-plane remote displacement measurement

In this paper, an optical system for in-plane remote displacement measurement is brought forward. The remarkable characteristic of this optical system is to use a big aperture lens to focus the waists of two Gauss beams on a scatter which have been expanded and collimated, so good laser Doppler signals and high measurement accuracy are achieved. The experiments prove that the measurement system consisting of this optical system, a lock-in amplifier and a digital filter can be used to measure the in-plane displacement of scatters in distance of 50 m with the relative accuracy of 1%.     

面内位移测量的激光多普勒信号研究

在利用激光多普勒效应进行远距离处固体面内位移测量时，散射光的多普勒信号强度、信噪比及信号质量是位移测量的极重要参量，它们直接影响位移测量的距离和精度。为此研究了激光多普勒差动方法、锁相放大、数字滤波等技术，设计出能获得最好结果的差动光路以及高灵敏度、高Q值的锁相放大器和能重构丢失信号的同态滤波系统等，实现了50m处固体面内位移测量，其最大相对误差可以达到1.5％。     

六维参数的图形定位方法的研究

在汽车车身整体误差检测技术中 ,由于没有标准车身 ,但需要按照标准车身的特征点、线、面位置 ,快速调整、高精度定位二维视觉传感器。提出了对六维参数进行综合调整的图形定位方法 ,该方法使仪器调整直观 ,便捷 ,精度高。采用了空心正四面体的棱边代表标准汽车车身的棱边来设置传感器 ,能够在没有标准车身的情况下 ,通过调整显示在计算机屏幕上的两个图形的重合 ,对二维视觉传感器的六维参数同时进行调整。