基于干涉法的量块长度测量技术分析

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1、博t论文基于千秽法的量块长度测量技术研究摘要量块是重要的长度实物标准，它将长度单位传递到工业生产的各个环节，在产品质量保证体系中发挥着重大作用，高等级量块的测量与检定多借助于干涉法进行。本文基于光干涉理论，采用高精度的光干涉测试技术，以干涉条纹小数重合方式直接测量量块长度为基本原理，研究了高等级量块长度测量的四种数字化干涉术方法：条纹法、快速傅立叶变换法、相位偏移干涉法和在国内首次提出的虚光栅移相莫尔条纹法；深入研究了干涉测量装置的数字化、智能化技术，研制了一台用于量块长度测量的泰曼格林平面干涉仪，该仪器是光、机、电、算相结合

2、，融硬、软件于一体，实时处理图像数据的智能化装置。重点研究了干涉条纹图像的数字化技术和分析处理算法，创新她提出了条纹法中干涉条纹细化及条纹中心自动提取算法，实现了干涉条纹小数的自动读取；FFT法中量块边缘识别、阴影校正以及基于样本的块重建干涉图区域延拓算法，实现了干涉图的预处理；相移干涉术中波面相位解包的种子算法，实现了干涉图的波砸统一；研究了集光栅技术、莫尔技术、相移干涉术为一体的虚光栅移相莫尔条纹法测量量块的原理及关键技术。提出应用阻尼最小二乘迭代技术，直接对于涉场的光强数据进行拟合，实现了对相移干涉法中移相器的在线标定。

3、建立了以Windons为平台的计算机辅助干涉术软件系统，编制了集移相器标定、通讯控制、初始参数设定、图像采集、分析处理、算法与数值计算、图形绘制、测试结果输出、系统管理与维护等功能为一体的软件包；以不同的原理方法对量块进行了干涉测试，应用装置配属的软件系统实时分析处理了图像数据。测试结果表明：本文研究的干涉测试装置及提出的数字化干涉术方法，实现了用不同原理方法处理同一工程问题的目的，拓展了高等级量块测量与检定的工程化应用范围，装置数字化、智能化、集成化程度高，软件算法优化，计算速度快，精度高(相移干涉术可达丑／50)，达到了国

4、外同类仪器水平。关键词：量块；干涉仪；光干涉测量；图像处理；条纹法；快速傅立叶变换；相移干涉术；种子算法；莫尔条纹摘要博士论文AbstraetAsalengthstandardmaterial，gaugeblocktransfersthelengthunittoalmosteverystepinthemanufactureandplays8nimportantroleintheproductqualityassm'anceprogram，Themeasurementandverificationofthehighgradega

5、ugeblockismainlycarriedoutbyinterferometry．Inthisdissertation,basedontheopticaIinterferencetheoryandtheinterferometrictechnique，fourdigitatmethodsarestudiedtomeasurethelengthofhi曲gradegaugeblockbymeansofinterferencefringesfractioncoincidentmethod，whichincluding：thef

6、ringeanalysismethod，thefastFouriertransformffFT)method，thephaseshiRinginterferometryandthevirtualgratingmoirdfringemethod．Thedigitalandautomatedtechniquesoftheinterferencesetalestudied．ATwyman-Greenimetferometerisdevelopedtom∞s珏跫thelengthofgaugeblock．Theinterferomet

7、erisarealtimeimageprocessinginstrumentwhichcombinesdifferenttechniquesofoptics，mechanism，electronicsandcomputer．Thedigitaltechniqueandtheanalysisalgorithmofinterferencefringeareespeciallyconcemed．曩leautomatedalgorithmsonfringearmlysismethodisputforward协skeletonthelj

8、．ingeandobtainthedampointsatthefringe。enter,nl$followingalgorithmsinFFTmethodareputforwardtopre-processingtheimerferograms．includingtherec