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中红外光电自准直仪测控系统研究

作 者: 刘健
导 师: 安志勇
学 校: 长春理工大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 中红外 振动狭缝 相敏检波 DSP
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


光电自准直仪是小角度测量仪器,是为平行光管校验提供的重要测量仪器。目前已有自准直仪基本都是用于可见光和近红外波段的平行光管校验,对中红外波段(主要是3.8μm~4.9μm)的校验设备还有待研发。光电转换系统和数据处理系统是保证光电自准直仪效用的重要组成部分,只有提高电控测量系统准确度及反应速度,才能保证自准直仪的检测质量。本课题针对当前中波红外平行光管的检测需求,提出了适用于3.8μm~4.9μm波谱范围的透射式中波红外平行光管检测方法。创新的融合了二维振动狭缝机械扫描技术、光电对准技术和微动读数细分技术实现数字化检测。仪器系统利用卡塞格林光学系统提高平行光管的精度,缩短光路、减小仪器尺寸;驱动并控制二维振动狭缝,完成对被测光信号的扫描;使用造价较低、应用广泛的光敏电阻作为光电传感器,将不可见的红外光信号转换成电信号输出;设计了数字相敏检波DSP数字处理器相结合的信号采集与处理系统,完成被测信号实时输出,为中红外平行光管的分划板离轴量和离焦量检测提供有效手段。此外,更换相应的光电探测器,该系统还可拓展用于其他可见光和红外光管的检测。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 中红外光电自准直仪测控系统研究的目的和意义  7-8
  1.3 光电自准直仪国内外研究现状及未来发展趋势  8-10
  1.4 主要研究内容  10-11
第二章 中红外光电自准直仪总体方案设计  11-20
  2.1 自准直仪光学理论基础  11-13
  2.2 中红外光电自准直仪总体设计  13-14
  2.3 光学系统组成  14-17
  2.4 狭缝子系统组成  17
  2.5 二维振动狭缝测控系统  17
  2.6 光电探测器选择  17-18
  2.7 数据采集与数据处理  18
  2.8 计算机显示与软件编程  18-20
第三章 振动狭缝及测控系统硬件设计  20-42
  3.1 振动狭缝组件概述  20-21
  3.2 振动狭缝系统组件设计  21-23
  3.3 基于振动狭缝的测量原理及测量方法  23-26
  3.4 振动狭缝力学分析  26-28
  3.5 狭缝尺寸计算  28-29
  3.6 DSP的选择及应用  29-34
  3.7 传感器选择  34-38
  3.8 光电探测器光路设计  38-40
  3.9 振动狭缝驱动电路设计  40-42
第四章 测控系统软件设计  42-51
  4.1 振动平台伺服控制算法  42-44
  4.2 数据处理算法研究  44-49
  4.3 DSP与PC串口通信设计  49-51
第五章 仿真实验及精度分析  51-53
  5.1 实验方法及步骤  51-52
  5.2 实验结果  52-53
第六章 总结  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-56

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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