基于ATmega16的数字光栅位移测量系统

光栅尺测量系统在当今测量系统中占有很大的比重,以其高精度、高稳定性广泛应用在精密仪器加工和数控机床上。目前市场上与光栅尺匹配的数显表很多,但是大部分体积偏大而且需要手动人工按键。利用单片机的外部时钟触发功能设计的测量系统,对光栅尺的位移信息进行采集和解析,从而实现对光栅尺的读数功能。首先介绍了系统所用的器件,在详细分析系统功能的基础上,进行了系统硬件设计和系统软件设计,并基于实际中存在的问题提出了解决方案。设计的光栅位移测量系统具有价格低廉、接口方便、工作稳定等优点,基本满足光栅尺的读数要求。     

基于atmega128的光栅尺测量系统

<正> 光栅尺位移传感器(简称光栅尺),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。本文介绍了一种基于Atmega128的光栅尺测量系统,多次测得的结果存储于eeprom,并随时通过优盘将数据提取。     

基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

为了实现长焦距的精确测量,基于泰伯莫尔法测量长焦距的原理,构建出了由准直波前发生器、泰伯干涉仪和成像采集系统组成的长焦距测量装置。分析了准直波前畸变对焦距测量精度的影响,用数值分析的方法分析了待测样品到光栅G1 的距离s,光栅G1、G2 的间距d 以及栅线夹角对焦距测量精度的影响。提出了具体的装调方法:用五棱镜法检测波前,保证准直波前质量PV 值优于一个波长;用光栅尺位移传感器测量s,标定d,使其精度达到0.1mm;采用标准反射凹球面法标定光栅夹角,使光栅夹角的装调精度达到0.001。对焦距为5436mm 的透镜进行实验测量,误差小于0.35%。     

光纤光栅反射波长移动研究

提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法。该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备,彻底消除了压电陶瓷的非线性性及滞后性带来的误差,从而得到高精度的测量结果。     

光纤光栅反射波长移动研究

提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法.该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备,彻底消除了压电陶瓷的非线性性及滞后性带来的误差,从而得到高精度的测量结果.     

非接触式自动测量系统设计

为了提高工件测量自动化程度和测量精度,设计了基于万能工具显微镜的非接触自动测量系统.对该系统所采用的图像去噪、边缘检测、亚像素定位等算法进行了研究;首先,在纵向和横向导轨上分别安装高精度光栅尺,用光栅信号采集卡采集纵向和横向光栅信号,经计算机数据处理获取被测物体测量尺寸整数部分;在工件检测目镜和纵向和横向读数目镜的位置上分别安装工件检测CCD和纵向和横向读数CCD,经过图像处理测得尺寸小数部分;然后,将两部分尺寸输入到AutoCAD中自动绘图标注显示最终测量结果.实验结果表明:该系统具有较高的测量精度,基本满足实际测量中快速、高精度的要求.     

全息尺及其制造用的装置

本专利阐述一种制造全息光栅尺的技术,这种全息光栅尺可用于数控机械。这种全息光栅尺与以往的两束相干激光束直接制造的全息尺不同,本专利提出用干涉方法制造全息光栅母尺,也可用电子束法或其他方法     

双向对接曝光法复制光栅尺的研究

提出了光栅尺复制工艺中一种新的曝光方法———双向对接曝光法。根据光刻胶的曝光量与曝光时间成正比的关系,推导出光栅尺对接重合处任意一点的曝光量与其它各处的曝光量相同,由此提出采用双向对接曝光技术来解决曝光设备的导轨有效行程过短的问题。实验中,利用导轨有效行程为1.6m的曝光设备复制出测长为2.0 m的光栅尺,其最大线性误差为±17.0μm,完全满足使用要求。实验表明,采用双向对接曝光技术,曝光重合处的光栅线条完全满足测量要求,大幅度提高了曝光的有效行程,解决了曝光机导轨行程短的问题。     

光栅数显装置的优化设计与实现

本文针对传统的数显装置设计方案,提出一种基于CPLD和单片机的数显装置的优化设计方案,本方案采用CPLD芯片EPM240对光栅尺输出信号进行处理,单片机读取EPM240处理后的数据并实时显示。全文给出了CPLD设计的仿真结果,制作了装置实物,并进行了相关比对实验。实验证明所设计的数显装置具有数据处理和实时显示等功能,并有着较高的测量精度和稳定性,可用于实际的光栅位移测量输出系统。     

目视万能工具显微镜的影像测量应用研究

在传统目视万能工具显微镜的基础上,使用光学CCD代替人眼采集图像,增加光栅尺和数显表替代原来的投影式读数器,实现了工件测量CCD图像与光栅尺数据的计算机自动采集。根据CCD图像、光栅尺数据及笛卡尔坐标系理论,建立了测量尺寸与光栅尺数据和图像工件边缘位置的数学模型。应用中值滤波、阈值分割对工件图像进行预处理,采用最小二乘法提取工件边缘的位置和方向,并在此基础上结合工件测量数学模型计算得到了被测工件尺寸。     

光纤光栅写入的最新进展

光纤光栅写入的发展在近年来十分迅速,各种写入法层出不穷,文中综述了光纤光栅写入技术在近一两年的最新发展     

光纤布拉格光栅传感器实现应力测量的最新进展

本文阐述了光纤布拉格光栅的特性及其在智能结构中的重要应用。针对这一应用 ,首先简要介绍了光纤布拉格光栅测量应力的原理 ,然后着重介绍了光纤布拉格光栅测量应力的最新进展。这些新的方法分别使光纤布拉格光栅在测量范围、测量精度、多路复用及实用性方面得到了提高或改进。光纤布拉格光栅要达到实际应用仍需对其作进一步的研究 ,以提高其工作寿命 ,找到简便易行的埋入方法 ,并实现信号的高精度、大动态范围的检测等。     

光子晶体光纤光栅及其在激光器中的应用

对近年来国内外光子晶体光纤(PCF)光栅和PCF光栅激光器的研究现状按发展进程进行综述。概要叙述PCF光栅成栅理论与工艺的研究进展;重点阐述窄线宽单频光纤光栅激光器的研究现状,特别介绍近年来PCF光栅激光器的研究成果。     

基于AVR单片机的轮胎模具内径测量系统

文中所设计的基于AVR单片机的轮胎模具内径测量系统,采用光栅尺和激光测距仪测量模具内径,单片机通过接收上位机的命令控制步进电机改变测量点,同时控制光栅尺数显表进行数据采集实时返回给上位机。上位机将光栅尺数据和激光测距仪数据进行运算后得到模具的内径,测量精度在4μm以内。     

单模光纤与SOI纳米线波导耦合设计

波导光栅在集成光学发展中扮演着重要的角色。与其他的耦合方法相比,光栅耦合器具有耦合效率高、制备封装成本低、无需芯片端面抛光、可以在任何地方实现信号输入输出等优点,成为纳米光波导最有潜力的耦合方法。本文提出利用OPTIFDTD软件仿真结合MATLAB编程的方法精确计算光栅耦合效率的新方法。仿真分析了光栅的周期、槽深、占空比、SiO2层厚度等光栅参数对耦合效率的影响,并给出了使输入光栅耦合器耦合效率达到42.6%;输出光栅耦合器的耦合效率达到72.3%的一组最佳光栅参数。     

高精度微结构聚合物光栅的复制技术

光栅复制是降低光栅制造成本,提高产量的一条有效途径。研究了利用紫外压印技术复制微结构光栅的方法。使用玻璃基底矩形浮雕结构的微结构光栅作为母光栅,给出了利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制作光栅模具和在光敏聚合物材料上复制微结构光栅的详细过程。经过优化工艺条件,成功地复制了一系列不同周期和开口比的微结构光栅,测试了复制光栅和母光栅的衍射图像和0级与±1级的衍射强度,结果表明,复制光栅和母光栅的衍射图像与光强分布基本一致。     

反射全息乳胶特性的一种检测方法

本文提出了一种检测反射全息乳胶特性的方法,它通过检测拍摄反射光栅所伴着产生的透射光栅的相调制度来间接判断反射光栅的性质,实验表明,透射光栅的位相调制度与曝光量的关系与反射光栅衍射衍射效率与曝光量的关系峡谷者间的有很好的对应,而透射光栅的位相调制度是易于检测和控制的,因而可以借助于它来掌握或控制反射光栅的衍射效率,本文给出了理论分析和实验结果。     

空间探测光栅光谱仪新进展

空间探测光栅光谱仪是指利用光栅作为主色散元件在卫星轨道上对目标探测的光谱仪。阐述了用于空间探测的光栅光谱仪国内外最新发展状况,根据最新的空间探测光栅光谱仪的结构和技术指标,分析了空间光栅光谱仪的应用范围和发展方向。应用范围主要是空间环境探测和对地观测。其中空间环境主要关注电离层、臭氧层和温室气体的总量及廓线,对地观测主要是获得图谱合一的地球表面参数,在得到二维图像信息的同时,增加了一维光谱信息,使得信息量大大增加。最新的发展方向是探测谱段向紫外和红外延伸,系统覆盖更大的视场角,空间分辨率逐步提高。结合光谱仪系统可靠性高的优点,空间光栅光谱仪非常适于空间和地面环境的探测。     

两位二进制彩色编码光栅三维轮廓术

:研究了一种用彩色条纹对光栅进行编码的光栅投影三维轮廓术。其中投影光栅用白、红、绿和蓝 4种颜色按照二进制原理对光栅进行编码。用白色条纹和绿色条纹分别代表两位二进制中高位的 1和 0 ;用红色条纹和蓝色条纹分别代表两位二进制中低位的 1和 0。与此同时在两个彩色条纹之间插入一条黑色条纹 ,不仅可以避免彩色条纹边界处颜色的相互干扰 ,还可以使空间周期增加 1倍。这样在一个周期中共有 16个条纹。适于对人脸进行三维轮廓的测量。由于每个条纹没有灰度变化 ,因此这种方法具有较强的抗干扰能力。     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

光纤光栅传感是光纤光栅的重要应用之一,波长信号的解调是实现光纤光栅传感网络的关键。介绍了布喇格光纤光栅(FBG)传感的基本原理,对比FBG说明了长周期光纤光栅(LPG)的特点。阐述了基于长周期光栅的布喇格光纤光栅的解调技术,详细阐述了用长周期光纤光栅来解调布喇格光纤光栅的具体方案及技术。