基于光電自準(zhǔn)直的二維小角度測量技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械、光學(xué)、航空、航天、航海等領(lǐng)域?qū)π〗嵌葴y量技術(shù)提出了高精度和新方法的要求。二維小角度的測量方法很多，本文是基于自準(zhǔn)直法對二位小角度測量進(jìn)行研究。 考慮激光具有良好的準(zhǔn)直性，目前，目視的自準(zhǔn)直法開始被激光準(zhǔn)直的方法取代。但激光準(zhǔn)直對二維小角度的測量還存在許多技術(shù)上的問題。一是受電源噪聲、電路及外界環(huán)境干擾，測量的精度難以提高；二是測量儀器所占空間較大，比較笨重；三是對激光信號的處理還存在諸多的難

2、點(diǎn)。 針對上述技術(shù)難題，本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新主要如下： 基于自準(zhǔn)直的原理，在設(shè)計一定光路的基礎(chǔ)上，選用偏振分光棱鏡、1/4波片、聚焦透鏡、高靈敏度的四象限探測器(QPD)，研制了激光自準(zhǔn)直的光學(xué)測量裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊特點(diǎn)。 為了消除低頻環(huán)境噪聲與電噪聲的影響，提出采用交流調(diào)制，對半導(dǎo)體激光進(jìn)行正弦調(diào)制的思想。設(shè)計了一種應(yīng)用晶振分頻加多次帶通濾波產(chǎn)生高幅值穩(wěn)定度和高頻率穩(wěn)定度正弦信號的方法，并進(jìn)行了相關(guān)的理論分析。實(shí)

3、驗分析表明：該信號用于激光器，使四象限硅電管得到的信號與激光器信號具有良好的線性關(guān)系。 考慮到外界噪聲干擾與運(yùn)放自身引入電壓偏置等因素的影響，使信號產(chǎn)生偏移，本文設(shè)計了專門交流放大電路來消除這些影響。交流調(diào)制雖然能夠保證很高的測量精度，但在后續(xù)的處理電路中要求進(jìn)行相敏檢波。本文針對目前相敏檢波電路的不足，采用有源全絕對值電路檢波的方法對信號進(jìn)行處理，詳細(xì)論述了其原理、優(yōu)勢，以及設(shè)計參數(shù)等。 針對測量系統(tǒng)，對信號處理電路、