频率扫描位移绝对测量关键技术研究

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1、分类号TH741密级UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：频率扫描位移绝对测量关键技术研究英文题目：ResearchontheKeyTechnologyofFrequency-sweepingDistanceAbsoluteMeasurement学位申请人姓名：王刚申请学位学科专业：精密仪器及机械指导教师姓名：王选择二○一五年五月分类号密级UDC学校代码10500硕士学位论文题目频率扫描位移绝对测量关键技术研究英文题目ResearchontheKeyTechnologyofFrequ

2、ency-sweepingDistanceAbsoluteMeasurement研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称教授申请学位学科名称精密仪器及机械学科代码080401论文答辩日期学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎年月日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在

3、文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日…赠IIIIIIIIIIB•t20120022•硕士学位论文信息备案表中文题目频

4、率扫描位移绝对测fi关键技术研宄leasurement英文题目Researchon(heKeyTechnologyofFrequency-sweepingDistanceAbsoluteIV作者姓名王刚作者学号丨120120022导师姓名王选择f?学术学位厂亏业竽a所在学院

5、机械工程学院jJ学位类别学科名称精密仪器及机械学科代码0S040i评阅人I评阅人1万字石端伟武汉大学论文字数3姓名所在单位评阋人2评阅人2^公开李刚炎武汉理工大学姓名所在单位申请保密时间r1年答辩曰期2015年5月31号填表曰期20!

6、5年6月3号r2年原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研宄工作所取得的研究成果"除文中巳经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出贡献的个人和窠体，均己在文中以明确方式标明》本声明的法律结果由本人承担》学位论文作者（签名）：观学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论

7、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者（签名指导教师（签名）：湖北工业大学研宂生院学位办公室制湖北工业大学硕士学位论文摘要与传统干涉测量法相比，频率扫描位移绝对测量法在测量过程具有无需接触、无需导轨、无需连续测量的优势，可使干涉测量更好满足实际工业应用与计量科学的要求，进一步改善了现有激光干涉测距系统的应用范围，具有重要的理论和应用价值。本论文着重围绕频率扫描位移绝对测量法的系统测量原理、光路设计及搭建、硬件电路设计、同步数据采集系统

8、、相位提取算法等方面进行研究，主要研究内容：首先，设计了一套干涉测量系统，即绝对距离测量系统。本测量系统通过电流调制的频率扫描方式，设计了一个参考干涉光路和一个测量干涉光路来实现同步测量。参考光路和测量光路的干涉信号分别由两个单象限光电探测器接收，并设计光电转换电路实现光电转换，作为同步数据采集的信号源。通过对半导体激光器注入电流调制特性的介绍，设计了充电和放电相对独立的驱动电路，介绍了本系统的测量原理。其次，设计了本测量系统的相位提取算法，该算法利用有效信号的极值点位置提取有效信号的相位。通过对电流调制

9、方式的干涉信号特点的分析，通过快速傅立叶运算获取有效信号的大概周期数。利用两步差分卷积运算对采集信号进行平滑处理。通过3点插补运算获得信号极值点。利用极大值和极小值求出每点的相位信息，通过相对的相位信息进行绝对距离运算。接着，设计了基于FPGA的同步数据采集系统，实现实验数据的采集、存储和传输。该系统是利用FPGA控制AD7812芯片实现了对干涉信号的同步采集，并将采集的数据存入FPGA内部的FIFO寄存器中，并利用NiosI