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二维光学内反射微小角度传感器的研究

作　者: 李德春
导　师: 刘庆纲
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 二维角度测量内反射光学差动测量法临界角棱镜
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 186次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

角度测量是几何量计量技术的重要组成部分，广泛应用于工业、军事、航空、航海以及通讯等各种领域。随着纳米测试技术的进一步发展，高精度高分辨率小角度测量方法的研究成为此领域研究的一项重要内容。现阶段由于运用了各种先进的测量手段和仪器使测量准确度和精度达到了很高的水平。但是，传统的小角度测量仪器如激光干涉仪，光电自准直仪等，由于具有体积大、系统复杂、造价昂贵、对测量环境要求高、较难组成多维测角系统等特点而很难用于工业高精度在线测量。本课题就是在这样的背景下提出来的。为了解决上述问题本课题基于光学内反射效应，设计并试制了一种能够弥补传统测角仪器上述不足的新型二维微小角度传感器，实现二维角度的测量，为下一步设计出多自由度位移检测系统，实现对精密加工机床或坐标测量机的运动姿态及误差的测量奠定基础。以下是本论文的主要研究内容：(1) 论述了本文研究的目的和意义，查阅了大量的有关技术资料，综合评述了角度测量技术的国内外现状和发展趋势。(2) 从理论上分析了基于光学内反射效应测角法的原理。(3) 设计制作了二维角度传感器装置及基于单片机系统的处理电路，对其技术性能、工作方法进行了实验研究，并对该角度传感器进行校正。(4) 提出该传感器的评价方法，对影响检测准确度的误差因素进行了比较系统地分析。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-6
第一章绪论  6-12
  1.1 本课题的提出及其研究意义  6
  1.2 角度测量技术国内外发展概况  6-11
  1.3 本文拟开展的主要工作  11-12
第二章角度测量原理  12-27
  2.1 光学内反射测角法原理  12-15
  2.2 内反射次数、光源类型分析  15-22
  2.3 基于光学内反射效应测角法的特点  22-23
  2.4 二维测角的光路设计  23-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章系统设计  27-43
  3.1 光源设计  27-30
  3.2 处理电路设计  30-39
  3.3 软件设计  39-41
  3.4 本章小结  41-43
第四章实验结果及误差分析  43-58
  4.1 角度传感器校正实验  43-44
  4.2 实验结果  44-52
  4.3 误差分析  52-57
  4.4 本章小结  57-58
第五章结论与展望  58-60
参考文献  60-62
硕士期间发表的论文及从事的科研项目  62-63
致谢  63

二维光学内反射微小角度传感器的研究

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