文档介绍：长春理工大学
硕士学位论文
基于PSD的高精度光电自准直仪的研究
姓名:张航
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:向阳
20100301
摘要本文针对国内自准直仪发展落后这一现状,研究并提出了一种基于母呔ǘ光电自准直仪,其整体结构由光源、光学透镜组、ǜ衅骷捌淙碛布硐低彻在设计过程中采用了折返式光路,有效的减小了光学系统和仪器的体积,并对自准直仪光学系统进行了仿真设计与分析。同时,本文还对位置敏感探测器行了具体研究,并以日本滨松公司蚉为例,通过人工神经网络优化算法、三坐标测量机标定对其进行非线性校正,提高了牟饬烤ǘ取NW宰贾币堑重复测量精度提供了技术保证。本文设计提出的自准直仪技术指标为:测量范围±⑷砍滩饬课蟛钚∮。适用于小角度精密测量。关键词:自准直折返式光路位置敏感探测器非线性校正成。
曲畆琒琣猺——,琾—..瑃瑂甌”;;,琲,,瑆琣琤士#籩:
——年一月一日长春理工大学硕士学位论文原创性声明长春理工大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,《基于母呔ǘ裙獾缱宰贾币的研究》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工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,也可采用影印、缩印作者签名:或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。导师签名:
,我国自准直仪发展状况相对落后。与国外先进自准直仪相比,国产自准直仪在精度等方面仍存在差距。而且国外自准直仪产品在价格方面大大高于国内产品,这主要是由于国外对高精度自准直仪及高精度位置探测器领域的技术垄断造成的。本文针对目前我国光电自准直仪落后这一现状,提出了一种集光、机、电、算于一体的高性能精密测量的新方法。该仪器采用高精度的二维糜呕疊窬缍訮非线性及光学系统畸变进行校正,具有操作简单、精度高、自动化程度高、可靠性高等特点,适合于小角度精密测量领域,因此有着广阔的发展前景。本系统拟达到如下的技术指标:测量范围±⑷砍滩饬课蟛钚∮,又称自准直测微平行光管,是一种应用光学自准直原理工作的高精度测量仪器。自准直仪被广泛应用于角度测量、平面度测量、台面的平整度测量、导轨的直线度测量等精密测量领域,是机械制造、造船、航空航天、计量测试、科学研究等部门必备的常规角度测量仪器。早期的光电自准直仪一般是一维测量,测量方式单一,精度不高且一般是静态测量。新型光电探测器的出现使二维测量变得轻而易举。根据结构形式可以将目前的自准直仪分为郑涠员认昙:纯光学机械式纯光学机械式自准直仪是自准直发展的初期产物,其采用人眼瞄准,滚轮式机械操作,是除人眼外无任何其他接收器形式的传统自准直仪。纯光学机械式自准直仪的测量精度和分辨力都很低。光学电子机械式
国内外发展现状以光电瞄准代替人眼瞄准的自准直仪称为光学电子自准直仪。虽然脱离了人眼瞄准方式,采用光电池为光电接收器,但还未从传统的机械式自准直仪中脱离出来,其精度较传统自准直仪有所提高。光学电子数显式与机械式光电自准直仪采用相同的光电池接收器形式,实现了瞄准与读数的自动化,测量精度也有了质的飞跃。光机电算一体式光机电算一体式自准直仪是基于等新型光电探测器,采用等新技术的新式光电自准直仪。不同的接收器件存在不同的优点和缺陷。光机电算式自准直仪采用自动跟踪瞄准方式且具有极高的测量精度。在我国,光电自准直仪的研制始于年代。并在年代末,由天津大学和北京计量仪器厂研制成功了凸獾缱宰贾币牵靡瞧魑R晃プ瓴饬浚忠鸦咎汰。年代,天津大学和北京计量仪器厂又相继推出了凸庹な肿宰贾币恰型自跟踪双轴自准直仪。年代后,才逐渐出现了应用面、线阵⑺南笙探测器、裙獾缱;黄骷男滦凸獾缱宰贾币恰V敝聊壳埃夜淙挥泻芏嘌芯亢生产自准直仪的厂家,除天津大学和北京计量仪器厂外,还有如航天部、中科院和所等。但无论产品的分辨力、测量范围还是测量精度都和国外先进的自准直仪存在很大差距昙、。目前,国外主要的自准直仪厂商有:美国毡。这些国外自准直仪制造商的产品普遍具有全程测量精度高等特点。