文档介绍：文章编号 1004-924X(2014)02-0274-07
应用动态调制与干涉条纹形状测量二维角度
王选择* ,翟中生,钟毓宁,杨练根,刘文超
(湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068)
摘要:采用四象限探测器接收干涉条纹进行位移测量时,干涉条纹的形状会影响各探测器之间的相位差。本文在建立干涉条纹形状与干涉夹角关系模型的基础上,提出了应用四象限探测器识别干涉条纹形状的方法。通过干涉条纹光强面积分运算方法,推导了干涉条纹形状参数与探测器信号相位差之间的理论公式,并给出了相位差与干涉夹角之间的关系。利用 PZT 匀速驱动参考镜的方法实现了干涉条纹的动态调制,提高了信号相位差的识别精度。通过椭圆拟合技术实现了相位差在(0,π)的高精度识别,并结合特定的正余弦累积运算实现了(-π,π)相位差的识别,从而完成了偏转角度
方向的测量。D 条纹形状识别方法,该方法扩大了角度测量范围,且更适合动态测量。与高精度自准直仪
进行的比对实验表明,该方法在±300″的测量精度为 3″。
关键词:角度测量;二维角度;干涉条纹;四象限探测器;动态调制
中图分类号:TB922; 文献标识码:A doi:.0274
Measurementoftwo-dimensionalangleusingdynamicmodulation andinterferencefringeshape
WANG Xuan-ze* ,ZHAIZhong-sheng,ZHONG Yu-ning,YANG Lian-gen,LIU Wen-chao
(Schoolof MechanicalEngineering,HubeiUniversityofTechnology,Wuhan430068,China)
*Correspondingauthor,E-mail:******@.
Abstract:Whenafour-quadrantdetectorisusedtoreceiveinterferencefringesto measurethedis- placement,theshapesoftheinterferencefringeswillaffectthephasedifferencebetweenthedetec- , amethodtorecognizetheshapeofaninterferencefringebythefour-quadrantdetectorwaspresented. Thetheoreticalformulaabouttheshapeparametersofinterferencefringeswiththephasedifferenceof signalsobtainedbythedetectorwasdeducedusingtheareaintegrationofinterferencefringeintensity, - gesweredynamicallymodulatedbyusingaPZTtodrivethereferencemirroruniformly,andtherec- wasrecognizedinhighprecisionthroughtheellipsefittingtechnology,andthephasedifferenceinthe range (-π,π)biningaspecificsinusoidandacosineintegralcalculation,the paredwiththetraditionalrecognition methodthat
收稿日期:2013-04-17;修订日期:2014-06-21.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(,);湖北省杰出青年人才基金资助项目(No. 2010CDA088);湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队资助项目(,);湖北省科技厅资助项目()