全光纤声光调制径向跳动差分测量技术研究

为了实现机床在加工状态下主轴径向跳动非接触、高精度的测量，采用光外差法光路的激光多普勒差分检测方法，进行了理论分析和实验验证。直接耦合和透镜耦合的全光纤光路的应用，降低了布喇格衍射光路的调节难度，提高了测量分辨率和抗干扰能力，减小了噪声；光纤分光器实现了同一轴线上的差分测量，抑制了因测量光路本身的振动带来的干扰。得到了相对误差为0.0838%的主轴径向跳动测量结果，实现了纳米级跳动误差测量。结果表明，系统的相对误差和测量不确定度均小于0.1%。该研究对主轴径向跳动的实时测量有一定的指导意义。     

传递函数快速相关法的激光测速技术研究

激光技术测量是实现传送带、热轧钢板等运动物体测速的主要手段，为了改善测量精度和响应速度，提出系统传递相关分析测速技术。采用计算发射端和接收端之间两路信号的系统传递函数进行相关性分析的方法，进行了理论验证和实验分析，得到了相对误差小于0.1%的实验结果。结果表明，利用系统传递函数相关分析构建激光测速系统，代替解调电路，简化信号调理电路，可降低电路部分引起的不确定度；互功率谱函数法实现快速相关分析和频域求得系统传递函数，可提高系统响应速度；合理设置发射端间距，取样积分提高测量信噪比，降低环境引起的不确定度，测量不确定度小于0.2%。该研究对传送带速率的实时测量有一定指导意义。