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一种光栅干涉测角系统的研究

作　者: 王进华
导　师: 蒋向前；刘晓军
学　校: 华中科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 透射光栅立方角棱镜角度测量细分辨向
分类号: TH712
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 68次
引　用: 1次
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内容摘要

在新一代大型掘进装备精确导向过程中,盾构头姿态角角度测量至关重要,这种角度测量要求精度高,工作距离长,非接触实时动态测量,且要求操作方便,智能化程度高。本文针对这些要求提出了一种基于衍射光栅和立方角棱镜的角度传感器,并在此角度传感器基础上设计了光栅干涉测角系统。光栅干涉测角系统的测角传感器由透射光栅和立方角棱镜组成。文章从光的干涉原理和多缝夫琅和费衍射原理出发,研究建立了光栅立方角棱镜测角传感器的角度和干涉条纹的关系式;设计了测角传感器的光学部分。以此测角传感器为基础,设计了光栅干涉测角系统,包括光栅立方角棱镜测角传感器设计,光电接收模块设计,信号处理系统设计,硬件细分辨向电路设计,软件细分模块设计和结果显示电路设计。本文对影响光栅干涉测角系统的误差从光学,电路,机械方面进行了分析。搭建了测角系统的实验平台,对系统进行了测试实验,并得到了初步的实验结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 选题的目的和意义  8
  1.2 国内外角度测量研究和应用概况  8-11
  1.3 本文的研究内容  11-12
  1.4 本章小结  12-13
2 光栅干涉测角传感器的原理与系统设计  13-25
  2.1 光栅干涉测角系统总体设计  13-14
  2.2 光栅干涉测角的测量原理  14-21
  2.3 立方角棱镜及传感器角度转换原理  21-24
  2.4 本章小结  24-25
3 光栅干涉测角系统的信号处理电路设计  25-43
  3.1 信号处理电路整体设计  25-26
  3.2 光电接受及放大电路的设计  26-34
  3.3 硬件细分处理电路  34-37
  3.4 软件处理模块  37-41
  3.5 显示及处理电路  41-42
  3.6 本章小结  42-43
4 系统实验装置与误差因素分析  43-48
  4.1 光栅干涉测角系统实验装置  43-45
  4.2 光栅干涉测角系统的误差因素分析  45-47
  4.3 本章小结  47-48
5 总结与展望  48-50
  5.1 全文总结  48
  5.2 展望及今后工作建议  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

一种光栅干涉测角系统的研究

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