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题名:
基于新型光电传感器的动态自准直测量技术研究
作者: 张继友
学位类别: 博士
答辩日期: 2006-06-09
授予单位: 中国科学院光电技术研究所
授予地点: 光电技术研究所
导师: 沈忙作
关键词: 小角度测量 ; 动态光电自准直仪 ; PSD ; 动态测试
学位专业: 测试计量技术及仪器
中文摘要: 高精度光电轴角编码器的动态测角精度是真实反映其在动态工作状况下的关键技术指标。由于缺乏动态检测手段,其动态测角精度检测问题一直没有得到解决。提出一种动态自准直测量方法,并利用该方法研制一台响应频率不低于4kHz,且能动态发讯的动态光电自准直仪,以解决高精度光电轴角编码器动态 测角精度检测的技术难题。 利用位置敏感探测器(PSD)实现了具有5kHz 响应频率的高精度动态测角。进行了四象限探测器和PSD 的精度分析,着重研究了应用PSD 探测器时的几个影响因素。 对动态光电自准直仪的误差分配进行了较为系统的研究;完成了动态光电自准直仪的总体设计,包括:机械结构设计、光学系统设计、信号处理电路设计和采集软件开发。并成功研制出一台动态光电自准直仪实验样机。实验表明,该仪器稳定性好、精度高,具有5kHz 的采样频率,动态测角精度为1.9″(PV 值)。 通过公式推导得出了影响动态光电自准直仪测量精度的最关键因素为空气折射率的变化。其变化与气流干扰、温差和湿度变化有关,其中温差干扰对折射率影响最大。而空气折射率的变化直接影响动态光电自准直仪的测量光线的传输方向,进而影响其测量精度。 将成像式光栅原理、自准直测角技术相结合,提出一种成像式光栅自准直测角方法,弥补了目前光电自准直仪难以做到既有高分辨力同时又有大的测量范围的不足。该方法能够实现高分辨力、大测量范围和动态角度测量。通过实验,验证了该方法的可行性,分析了采用该方法的仪器的分辨力、测量范围和动态频响。该方法已申请发明专利并被受理(受理号:200510086412.2)。 提出了光电轴角编码器动态测角精度检测方法:测微方法和发讯方法。利用研制的动态光电自准直仪实现了光电轴角编码器动态测角精度的检测。理论分析和实验结果表明,提出的发讯方法检测装置具有较高的精度,能够测量转速不大于40°/s 的光电轴角编码器的动态精度。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/220
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张继友. 基于新型光电传感器的动态自准直测量技术研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2006.
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