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基于可溯源光栅的高精度位移测量系统研究及不确定度分析
1
作者
高启元
施玉书
+3 位作者
张树
史舟淼
王康
胡佳成
《计量学报》
北大核心
2025年第2期151-159,共9页
通过构建以光栅栅距校准值作为栅距量值的可溯源光栅位移测量系统,实现量值从米定义到光栅位移测量系统的传递。分析了光栅与读数头之间的对位误差对栅距和干涉信号对比度的影响。并进行系统的静态稳定性实验和与激光干涉仪的位移测量...
通过构建以光栅栅距校准值作为栅距量值的可溯源光栅位移测量系统,实现量值从米定义到光栅位移测量系统的传递。分析了光栅与读数头之间的对位误差对栅距和干涉信号对比度的影响。并进行系统的静态稳定性实验和与激光干涉仪的位移测量一致性实验,实验结果表明:可溯源光栅位移测量系统的短期稳定性为3.35 nm,长期稳定性优于70 nm;系统与激光干涉仪对不同行程位移的测量结果具有较好的一致性,在10μm和500μm位移范围内的各测量点处,测量平均值误差的绝对值分别不超过0.07%和0.013%。最后分析系统测量不确度的主要来源,并评定系统对10μm位移测量的不确定度,结果显示相对扩展不确定度为0.83%(k=2)。
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关键词
几何量计量
可溯源
光栅
光栅位移测量系统
对位误差
激光干涉仪
不确定度
下载PDF
职称材料
基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量系统
2
作者
姚云飞
高旭
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第14期135-143,共9页
为突破传统光栅位移测量系统依赖四裂相正弦波光电信号测量的局限,提出了一种基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量方法。根据光栅偏振光干涉原理,利用图像处理方法和叠栅条纹的位移放大特性,规避了当前光栅的加工水平对高精度位...
为突破传统光栅位移测量系统依赖四裂相正弦波光电信号测量的局限,提出了一种基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量方法。根据光栅偏振光干涉原理,利用图像处理方法和叠栅条纹的位移放大特性,规避了当前光栅的加工水平对高精度位移测量的限制,设计了叠栅条纹投影成像的高分辨率单光栅位移光学感知系统,实现了4倍光学细分位移信号的获取,并利用CMOS图像探测器完成了位移信号的图像式转换。推导了图像式位移感知信号的数学模型,从叠栅成像的光学机理出发,对光栅这一核心元件的刻划误差、平整度误差、装调误差等进行了具体的解算,并对系统进行了仿真模拟和设计性能的分析,进一步阐述了系统动态工作的最大允许速度与帧率之间的关系,在0.048 mm/s的最大允许速度下,该系统的基础分辨率可达2.075μm,细分后分辨率可达纳米/亚纳米量级。
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关键词
物理光学
光栅位移测量系统
叠栅条纹投影成像
相移
原文传递
精密光栅角位移传感器的设计
被引量：
4
3
作者
李敏
《中央民族大学学报（自然科学版）》
2003年第2期145-150,共6页
本文论述了一种精密光栅角位移测量系统,它体积小、重量轻、精度可达±1 5秒.并以此测量系统为例,介绍光栅角位移传感器的用途及测量原理,论述其结构设计及选型原则,并对光栅角位移传感器的误差进行了仔细分析.
关键词
精密
光栅
角
位移
测量
系统
光栅
角
位移
传感器
测量
原理
结构设计
选型原则
下载PDF
职称材料
题名
基于可溯源光栅的高精度位移测量系统研究及不确定度分析
1
作者
高启元
施玉书
张树
史舟淼
王康
胡佳成
机构
中国计量大学计量测试与仪器学院
中国计量科学研究院
深圳中国计量科学研究院技术创新研究院
出处
《计量学报》
北大核心
2025年第2期151-159,共9页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0605501,2022YFF0605502,2022YFF0605505)。
文摘
通过构建以光栅栅距校准值作为栅距量值的可溯源光栅位移测量系统,实现量值从米定义到光栅位移测量系统的传递。分析了光栅与读数头之间的对位误差对栅距和干涉信号对比度的影响。并进行系统的静态稳定性实验和与激光干涉仪的位移测量一致性实验,实验结果表明:可溯源光栅位移测量系统的短期稳定性为3.35 nm,长期稳定性优于70 nm;系统与激光干涉仪对不同行程位移的测量结果具有较好的一致性,在10μm和500μm位移范围内的各测量点处,测量平均值误差的绝对值分别不超过0.07%和0.013%。最后分析系统测量不确度的主要来源,并评定系统对10μm位移测量的不确定度,结果显示相对扩展不确定度为0.83%(k=2)。
关键词
几何量计量
可溯源
光栅
光栅位移测量系统
对位误差
激光干涉仪
不确定度
Keywords
geometric measurement
traceable grating
grating displacement measurement system
alignment error
laser interferometer
uncertainty
分类号
TB921 [机械工程—测试计量技术及仪器]
下载PDF
职称材料
题名
基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量系统
2
作者
姚云飞
高旭
机构
长春理工大学光电工程学院
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第14期135-143,共9页
基金
吉林省科技厅自然科学基金面上项目(20230101217JC)。
文摘
为突破传统光栅位移测量系统依赖四裂相正弦波光电信号测量的局限,提出了一种基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量方法。根据光栅偏振光干涉原理,利用图像处理方法和叠栅条纹的位移放大特性,规避了当前光栅的加工水平对高精度位移测量的限制,设计了叠栅条纹投影成像的高分辨率单光栅位移光学感知系统,实现了4倍光学细分位移信号的获取,并利用CMOS图像探测器完成了位移信号的图像式转换。推导了图像式位移感知信号的数学模型,从叠栅成像的光学机理出发,对光栅这一核心元件的刻划误差、平整度误差、装调误差等进行了具体的解算,并对系统进行了仿真模拟和设计性能的分析,进一步阐述了系统动态工作的最大允许速度与帧率之间的关系,在0.048 mm/s的最大允许速度下,该系统的基础分辨率可达2.075μm,细分后分辨率可达纳米/亚纳米量级。
关键词
物理光学
光栅位移测量系统
叠栅条纹投影成像
相移
Keywords
physical optics
grating displacement measurement system
Moire fringe projection imaging
phase shift
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
原文传递
题名
精密光栅角位移传感器的设计
被引量：
4
3
作者
李敏
机构
中央民族大学物理与电子工程系
出处
《中央民族大学学报（自然科学版）》
2003年第2期145-150,共6页
文摘
本文论述了一种精密光栅角位移测量系统,它体积小、重量轻、精度可达±1 5秒.并以此测量系统为例,介绍光栅角位移传感器的用途及测量原理,论述其结构设计及选型原则,并对光栅角位移传感器的误差进行了仔细分析.
关键词
精密
光栅
角
位移
测量
系统
光栅
角
位移
传感器
测量
原理
结构设计
选型原则
Keywords
angle
sensor
grating
分类号
TP212.14 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于可溯源光栅的高精度位移测量系统研究及不确定度分析
高启元
施玉书
张树
史舟淼
王康
胡佳成
《计量学报》
北大核心
2025
0
下载PDF
职称材料
2
基于叠栅条纹投影成像的差动式光栅位移测量系统
姚云飞
高旭
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
3
精密光栅角位移传感器的设计
李敏
《中央民族大学学报（自然科学版）》
2003
4
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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