基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量误差分析与补偿

为了解决基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量中透光窗片倾斜和真空腔内残余气压对测量精度的影响,本文分析了真空腔拉伸过程中透光窗片倾斜引入的误差,并提出了透光窗片倾斜误差检测和补偿方法,同时研究了真空腔内残余气压的测量和补偿方法。为了验证所提出方法的可行性,搭建了基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量系统,测量结果与Edlén公式结果进行对比。实验结果显示,本系统测量结果与Edlén公式结果具有较好的一致性,在2.2 h和20 min内,两者之间偏差的标准偏差分别为2.34×10~(-8)和2.89×10~(-8),这表明本文所提出的空气折射率测量误差补偿方法是可行和有效的,可应用于激光干涉精密位移测量中空气折射率的实时补偿。     

基于DSP的激光外差干涉信号处理方法

描述激光外差干涉测量的原理,设计基于DSP的激光外差干涉信号处理方法,用DSP的捕捉单元获取参考信号和测量信号的上升沿时间差,在捕捉单元中断中计算测量信号周期,由DSP将时间差转化为相位差并得出被测位移.采用信号发生器模拟两路输入信号,在0～360°范围内进行相位差测量实验,测量结果表明标准偏差为0.041°、线性拟合相关系数为0.999 89.以20 nm为步长在0～320 nm范围内进行位移测量实验,实验结果表明标准偏差为2.46 nm、线性拟合相关系数为0.999 71,验证了所设计的信号处理方法的可行性和实用性.     

基于复振幅调制的半导体激光光束整形方法

为了改善半导体激光光束质量,使其能够满足大距离高精度干涉测量的要求,使用空间光调制器对半导体激光光束进行整形,提出了一种基于复振幅调制算法的光束整形方法。利用该方法可将半导体激光光束整形为准直性好、光强分布均匀的无像散基模高斯光束。通过光束质量分析对整形后的光束进行评估,实验结果显示整形后半导体激光光束在x和y方向的M2因子均趋于1,像散接近于0,验证了该光束整形方法的有效性。将提出的半导体激光光束整形方法应用于大距离干涉测量中,在8m处进行了微米级步进位移测量,与纳米位移工作台相比,所得结果达到了亚波长的测量精度。实验结果表明整形后的光束能够满足大距离高精度干涉测量的要求,验证了提出的半导体激光光束整形方法的可行性。     

高精度空气折射率测量系统设计与实现

针对商用空气折射率测量装置受到传感器采集性能和解算公式准确度的影响使得实际测量精度较低的问题,基于便携式多环境参数采集装置,设计了一套空气折射率测量系统,采集环境中的温湿度、大气压强状态信息,对3种折射率间接测量公式进行误差分析,并和商用环境补偿器进行性能对比。实验结果表明:在压强为100.17~100.21kPa,温度为21.1~21.9℃,湿度为45.9~58.0% RH的实验条件下,该测量系统的测量偏差比商用环境补偿器低2.69×10^-7。     

内嵌CAN控制器的TMS320LF2407的CAN通信实例

1 CAN技术简介 见本刊2002年第8期《用87C196NT单片机实现CAN总线通信》。2 单片机控制系统硬件设计 本设计中的DSP芯片是TMS320LF2407自带CAN控制器。TMS320LF2407的CAN控制器支持标准和扩展的信息帧,即CAN2.0A和CAN2.0B协议。DSP     

内嵌CAN控制器的TMS320LF2407的CAN通信实例

1CAN技术简介 见本刊2002年第8期<用87C196NT单片机实现CAN总线通信>.     

基于PSD器件的激光位移测距系统设计

提出了一种基于滨松S3931型号PSD器件和飞思卡尔Kinetis K60系列微控制器的激光位移测距系统.该测距系统主要利用了光学三角测量法的工作原理,将被测位移量通过光路系统转换为相应的微弱电信号,再由微弱电信号处理电路,经过放大、滤波、信号处理、A/D采集等一系列处理后,转换为实际位移量,并在LCD液晶显示屏上显示.本系统能够实现±5 mm范围内位移的快速测量,测量精度为30 μm,可以用于精密仪器尺寸测量、物体表面平整度检测等.     

电感传感器金属探测定位系统设计

本文以 LDC1000电感传感器以及飞思卡尔 Kinetis 系列微控制器 K60为核心,组成具有定位功能的金属探测系统。通过金属的涡流效应,对金属物体进行检测,能够在一定范围内迅速定位出金属物体的精确位置。经实验表明,距离物体中心定位误差不超过4 mm,最小可以检测出2 cm2大小的金属物体。测量数据在单片机中进行处理,软件上采用了数字滤波,进一步减少了误差干扰信号,提高了系统的稳定性与精确性。该系统可通过 LCD 液晶显示屏显示当前金属物体所在具体位置,并利用按键实现人机交互。     

基于遗传算法辨识噪声模型的异步电机闭环卡尔曼速度估计

用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)估计异步电机闭环矢量控制系统中速度变量／转子磁链的难点是,系统运行的消息噪声和测量噪声模型不易准确获得,而滤波估计的精度和收敛性主要受其影响。为此,提出了一种基于遗传算法(CA)的磁场定向闭环系统噪声协方差全局寻优方法,解决了噪声模型难以辨识的实际问题。仿真结果验证了该方法的有效性。