正弦波光強(qiáng)調(diào)制式激光三角法高精度測(cè)距技術(shù)研究.pdf

1、激光三角法測(cè)距技術(shù)是一種重要的非接觸式測(cè)距技術(shù)，在工業(yè)控制生產(chǎn)、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中都有著廣闊的應(yīng)用。 該文基于傳統(tǒng)的非接觸式光三角法測(cè)量原理，利用PSD進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，通過電路處理，實(shí)現(xiàn)了正弦波光強(qiáng)調(diào)制式的高精度測(cè)距。 該文創(chuàng)新點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)了一種高穩(wěn)定的正弦波光強(qiáng)調(diào)制方案；建立了一種基于電路的誤差補(bǔ)償模型，對(duì)原理的非線性誤差進(jìn)行了校正；建立了電路噪聲模型及溫漂模型，并進(jìn)行低噪尋優(yōu)。最終研制出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，通過雙頻激光干涉儀的比對(duì)

2、實(shí)驗(yàn)，對(duì)非線性誤差校正前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行端點(diǎn)連線平移直線擬合仿真，取得了良好的預(yù)期效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：儀器±10mm測(cè)量范圍內(nèi)，分辨力不低于1um，誤差校正后的非線性度提高近一個(gè)數(shù)量級(jí)，在1.4‰附近，驗(yàn)證了所選方案的可行性。 論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1、基于光強(qiáng)隨動(dòng)原理，利用高精度的正弦波對(duì)激光調(diào)制，開發(fā)出高穩(wěn)定的正弦波光強(qiáng)調(diào)制的半導(dǎo)體激光光源，有效地抑制了背景光、溫漂等環(huán)境因素的干擾。其光強(qiáng)穩(wěn)定，頻率單一，諧波

3、失真小，與方波光強(qiáng)調(diào)制相比，有用信號(hào)的能量非常集中，便于解調(diào)，可以達(dá)到很高的信噪比； 2、根據(jù)PSD的兩路輸出及AD534的特點(diǎn)，針對(duì)原理帶來的非線性誤差建立了數(shù)學(xué)補(bǔ)償模型，開發(fā)了一種基于硬件電路的非線性誤差校正技術(shù)，實(shí)時(shí)性好，可獲得更高的控制精度； 3、基于運(yùn)放實(shí)際模型和電阻噪聲模型，建立電路的噪聲模型及溫漂模型，并進(jìn)行低噪尋優(yōu)，大大降低了系統(tǒng)噪聲，提高了儀器分辨力； 4、建立各環(huán)節(jié)電路的數(shù)學(xué)模型，通過細(xì)致的參