关于角位移、角速度是否矢量的简单证明

《大学物理》１９８６年第４期发表了“角位移是矢量吗？”一文，文中给出了论题的定量证明，但计算较繁．本文用矩阵对易关系，定量证明有限角位移不是矢量，无限小角位移和角速度是矢量．这种证明方法不仅简单，而且可以得到角速度矢量是赝矢量，其物理本质是二阶反对称张量这一结果．     

刚体定点转动的张量描述

通过引入转动张量来描述刚体的定点转动,避免了在用角位移描述刚体定点转动时所遇到的问题,即角位移在它是有限大小和无限小时属性发生了变化.验证了对于刚体定点无限小转动,可以分别采用角位移矢量和转动张量描述,两者是等价的.     

4f光学系统中滤波函数角位移补偿的研究

实验中4f光学系统的输入函数载体与滤波函数载体往往存在着一定的角位移,而这个角位移的存在影响了4f光学系统的精确滤波。将空间光调制器(SLM)作为4f光学系统的输入和滤波函数的载体,利用光栅衍射理论和傅里叶变换理论,提出了一种测量该角位移的方法。滤波函数旋转角位移值的大小可以补偿输入和滤波函数载体间存在的角位移。滤波实验证明了方法的有效性和必要性。     

刚体统不同轴的有限角位移的合成

本文从正交变换观点出发，采用简单的张量代数方法来研究角位移的合成问题，得到了一个计算合成角位移的简明公式．     

动载体成像系统底座无角位移减振器的设计

详细分析了由动载体振动引起的角位移和线位移对成像系统的影响。角位移是影响成像质量的主要因素。对成像底座减振系统的要求既要满足减振效率,又要控制减振过程中产生的角位移。设计了一种三向等刚度无角位移减震器,它既能满足减振要求,又能控制减振过程中产生的角位移,从而提高了动载体摄像系统的清晰度,同时又不影响视轴的指向精度,是一种比较理想的减振器。     

光导纤维在载荷测量及角位移测量中的应用

介绍了力学量中载荷和角位移的测量传感器。其方法是利用光导纤维作为传感器主要元件,被测载荷使弹性元件变形,使光纤端面间光的耦合效率发生变化,通过测量光通量的变化而测知载何和角位移的大小。在载荷测量中特殊布置光纤的位置,通过电路对信号的差分处理能达到提高传感器线性度的目的。最后的传感器输出结果其非线性大为减小。角位移的测试中,这种角位移光纤传感器灵敏度高,分辨率小,适合于扭转试件的微小角位移测量。这类光纤传感器用于力学量测试可弥补一些传统测量方法的不足。     

法布里-珀罗板正弦相位调制型高精度角位移测量

提出了一种基于法布里-珀罗板和正弦相位调制干涉术的角位移测量新方法。采用CCD探测法布里-珀罗板两透射光束光斑的中心距,通过运算得到了入射光的初始角,解决了采用法布里-珀罗板干涉法测量角位移需确定入射光初始角的问题。采用正弦相位调制干涉术通过测干涉信号的相位来测量物体的角位移,增强了对杂散光的抗干扰能力,减少测量误差,提高了测量精度。理论模拟和实验结果表明本方法可以实现精度为10^-8rad数量级的高精度角位移测量。     

一种自适应安装的高精度图像式角位移测量装置

采用图像探测器的角位移测量技术可实现高精度高分辨力角位移测量。为提高角位移测量装置的鲁棒性,本文设计了一种自适应安装的高精度图像式角位移测量装置。其装调过程非常简便,且可以保证在标定光栅存在偏心时具有高分辨力和高精度测量输出。首先,提出了基于双线阵图像传感器的测角装置设计原理,并设计了单圈绝对式标定光栅。然后,采用基于质心算法的高分辨力细分算法进行细分,并采用双线阵图像传感器对测角误差进行误差补偿。最后,设计实验装置测试自适应安装的性能。实验结果表明,当标定光栅的偏心度在±1 mm以内时,所设计装置可以实现高精度和高分辨力的角位移测量。本文所设计的装置可以在标定光栅存在±1 mm的安装偏心时保证输出精度,为小型角位移测量装置适应性的提高给出了解决方案。     

激光束斜入射时光斑能量分布的实验测试

本文提出了一种新型的测量微角位移系统. 结合了二维P S D位置探测器, 通过实验得出光斑中心位置 随角度偏移量的变化关系, 继而得到在实际应用中测量微角位移的方法     

单摆实验的一点补充

对单援问题的讨论，一般仅限于理想单摆（角位移小于5）的简谐振动．当其摆动的角位移大于5而小于90时，摆中绳子张力和摆球的加速度将会出现新的性质．本文对此作较详细的讨论，并从实验上进行验证．－。绳中张力T与角位移的关系如图1所示的单摆，令初始角位移为0。，对任意角位移0，由牛顿第二定律得由能量守恒定律有即。将式（3）代人式（2），整理后得由式（4）可见，当6一矿时，T有极大值当时,T有极小值图2画出了才的T随0变化的关系曲线．由图可见，在摆球的最低点（0一矿），T随初始角位移民的增加入Tmin减小，而Tmax却增加．二、…     

吸收介质界面上反射高斯束的角位移

给出高斯入射束反射时角位移直接计算式，适用于任意入射角和反射介质有吸收的情况。计算式在布儒斯特角上不存在发散困难，对于Ｐ偏振和Ｓ偏振均适用，只要令ｇ１＝ｎ１，ｇ２＝０计算所得即为Ｓ偏振的角位移。     

纳弧度分辨力角位移传感器及平均灵敏度标定

给出了基于六次临界反射棱镜的精密角位移传感器,采用的是差动式结构。实验结果表明,传感器灵敏度高,量程为500μrad,具有5nrad的分辨力。提出了适合于小量程角位移传感器的平均灵敏度的标定方法,可以快速标定平均灵敏度,降低标定过程中标定系统及传感器自身漂移对标定精度的影响。     

基于光纤阵列的二维微角位移传感器

提出了一种基于光纤阵列的二维微角位移传感器.该传感器采用由十字形排列的光纤阵列构成的轮辐式探头结构.各接收光纤接收光强随被测角位移改变.通过对各光纤接收光强进行高斯拟合确定反射光斑中心位置.这种测量方法可以有效降低表面反射系数变化、光源波动以及环境光对测量结果的影响.由于各接收光纤对应光路损耗不同对微角位移测最精度产生影响.提出了光路损耗的归一化修正方法.实验证明系统测量角度范围-0.16 rad～O.16 rad,归一化修止方法使系统测量分辨率提高到了3.8X 10-4rad.     

基于敏感Fabry-Perot腔光纤角位移传感器的原理与设计

提出了一种全角度并且可以连续测量微小角位移(秒级）的新型光纤角位移传感器.利用微小光学谐振腔的基本理论,主要是基于光学法布里-珀罗(Fabry-Perot）腔的基本原理研究特定光波下光强度的变化与角位移的线性变化关系,利用光纤技术、敏感技术融合微机械技术研发而成.适合于一些特定领域中对角位移的精确测量.     

基于叠栅条纹的光刻对准理论分析及标定方法

在线光栅用于纳米光刻对准理论的基础上,为实现光栅方向的标定和掩模硅片对准,提出一种利用相位斜率消除角位移的新方法,并给出线光栅标记及其对准原理。在对准前,掩模对准标记和硅片对准标记存在角位移,重点讨论了此种情况下叠栅条纹的特性以及与光栅物理参数的关系,并给出了相应的计算公式。基于傅里叶频域分析法,对叠栅条纹频率成分与条纹的关系做了简要分析。利用提取叠栅条纹行列方向的一维相位,通过数据拟合,得出了相位斜率与角位移的内在关系,实现了条纹方向的标定。模拟实验结果表明,该方法简单可靠,可分辨的最小角位移低于0.02°。     

微机在物理实验中的应用：第六讲 应用举例

例1.应用游戏接口逻辑电平输出端AN0～AN2控制步进电机的转动步进电机是一种将电脉冲信号变换为角位移的控制电动机。一般使用配套驱动电源,其中具有脉冲分配器,使得步进电机的角位移量与输入脉冲数成比例。当输入一个脉冲时,步进电机旋转一个θ角。如输入N个脉冲时,则旋转N×θ角度,且在时间上     

激光陀螺捷联惯组减振系统动力学特性研究

针对振动环境下激光惯组减振系统的线位移和角位移耦合问题,提出了一种减振器关于其惯性主轴的八点对称布局的减振方案.基于多体动力学理论,建立了激光陀螺捷联惯组减振系统的动力学模型,进行了其减振系统的动力学特性仿真研究.结果表明,该方案可以消除激光惯组减振系统的线位移和角位移耦合关系,满足激光惯组的减振要求,从而获得比较理想...     

机载光电系统稳定精度测试方法研究

提出了一种实时高频角位移测量的新方案,采用该方案可对机载光电系统动态稳定精度进行测试。该方案采用激光自准直测量,以及高精度、高响应频率PSD探测器传感稳定平台的角位移,有效解决了频率达500Hz角振动状态下的稳定精度测量。与传统的脱靶量测试方法相比,精度提高了几个数量级,优于10μrad。该方法可用于机载高精度稳定平台稳定精度的实时测量。     

用阴影莫尔条纹偏折术测量反射表面角位移

介绍一种阴影莫尔条纹偏折术。利用光栅自成象面的倾斜引起莫尔条纹方向变化来测量反射表面的角位移。     

两种摆运动的视频分析

利用Trakcer视频分析软件,对大角度单摆和圆锥摆的角位移数据进行拟合分析,得到了大角度单摆的准周期性规律,并精确验证了向心加速度公式.