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基于牛顿环的小角度测量的研究

电子学报 2005年第B12期33卷 2552-2554页

作者：尚丽平路素芳李占锋西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

论述了应用牛顿环装置进行小角度测量的方法．根据牛顿环干涉原理，调节牛顿环装置，使其平面玻璃板倾斜与水平面产生夹角，使用CCD摄像机、PC机等组成的图像采集处理系统，计算平面玻璃板倾斜前后的牛顿环圆心位置变化的距离，利用余... 详细信息

论述了应用牛顿环装置进行小角度测量的方法．根据牛顿环干涉原理，调节牛顿环装置，使其平面玻璃板倾斜与水平面产生夹角，使用CCD摄像机、PC机等组成的图像采集处理系统，计算平面玻璃板倾斜前后的牛顿环圆心位置变化的距离，利用余弦定理计算其角度值，从而实现角度测量．研究结果表明，干涉圆环的移动量与角度成线性关系，本系统的测量范围可达到-15’～＋15’，测量精度为0．1”．该系统也适用于其他微小角度测量的场合．

关键词：牛顿环小角度测量图像处理

基于互相关分析的激光自准直小角度测量技术(英文)

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纳米技术与精密工程 2010年第2期8卷 120-125页

作者：黄银国林玉池王为赵美蓉天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

应用光学自准直原理,选用激光二极管(LD)为光源,位置敏感探测器(PSD)为光电探测器,构建了一种基于互相关分析的激光自准直小角度测量系统.为了提高小角度测量精度,该系统对光源进行正弦调制,利用互相关分析解调出待测小角度信息.根据互... 详细信息

应用光学自准直原理,选用激光二极管(LD)为光源,位置敏感探测器(PSD)为光电探测器,构建了一种基于互相关分析的激光自准直小角度测量系统.为了提高小角度测量精度,该系统对光源进行正弦调制,利用互相关分析解调出待测小角度信息.根据互相关分析理论,设计了信号处理系统,对影响系统精度的主要因素进行了分析.实现了测量样机,并进行了性能测试实验.实验表明,互相关解调系统有效地抑制了噪声的影响,样机具有较高的二维小角度测量精度和示值稳定性,在±150″范围内,最大非线性误差为0.6″,重复性误差为0.2″,漂移为0.4″/4h.

关键词：互相关分析小角度测量激光自准直调制

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小角度测量仪的研制

小角度测量仪的研制

作者：张明富哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

角度是一个重要的几何参数,角度测量是几何量测量的一个重要组成部分。角度测量特别是微小角度的测量,在精密测试、精密加工、定位系统中占有重要的地位。因而研制一种便携式的、小型化和高精度的小角度测量仪器很有必要。小角度测量... 详细信息

角度是一个重要的几何参数,角度测量是几何量测量的一个重要组成部分。角度测量特别是微小角度的测量,在精密测试、精密加工、定位系统中占有重要的地位。因而研制一种便携式的、小型化和高精度的小角度测量仪器很有必要。小角度测量的方法大多采用光电式的非接触测量方法,其中自准直测量法具有结构简单,使用方便,测量精度高的优点,便于实现小角度测量系统的自动化和小型化。本文在探讨了自准直原理的基础上,设计了基于自准直原理的光学测量系统,运用光电位置传感器(PSD)作为位置探测器件,使用MSP430F149作为嵌入式处理器,研制出了一维小角度的测量仪器。文中介绍了测量系统的光学系统设计方案、信号处理电路的硬件和软件的设计方法。通过使用PSD做为位置探测器,把光点的位置信号转变为电信号,电信号通过PSD调理电路,微弱信号经过放大、滤波和A/D转换后,输入到MSP430进行数据处理,从而得出光点的位置,根据位移量计算得出角度值。其中设计的PSD基于数字运算的调理电路,使得硬件结构得以简化,且避免了模拟器件运算带来的噪声和精度问题。使用MSP430作为嵌入式处理器,结合插值的方法,减少PSD的非线性误差,提高了小角度测量的精度,通过使用RS232和PC机进行通信,实现数据的自动化的采集。

关键词：小角度测量自准直原理 PSD MSP430

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双臂非共程点光源非定域干涉小角度测量方法

计量学报 2023年第8期44卷 1202-1207页

作者：张宝武崔建军欧阳烨锋陈恺方振远中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为了提高小角度测量的精度,提出了一种双臂非共程点光源非定域干涉小角度测量方法。通过建立小角度测量的理论模型,搭建测角系统,并采用大靶面无镜头小像素的CCD记录干涉同心圆环。其原理为利用暗环和亮环兼顾的多圆环回归拟合系列圆环... 详细信息

为了提高小角度测量的精度,提出了一种双臂非共程点光源非定域干涉小角度测量方法。通过建立小角度测量的理论模型,搭建测角系统,并采用大靶面无镜头小像素的CCD记录干涉同心圆环。其原理为利用暗环和亮环兼顾的多圆环回归拟合系列圆环圆心定位方法实现圆心侧移量的高精度测量,完成与激光干涉小角度测量仪进行比较测量实验。结果显示,所提方法在3 h之内,x方向上的稳定性波动幅度最大为-2.46″,y方向上的稳定性波动幅度最大值为-1.92″;测角重复性在±0.50″内最大偏差为-0.45″,与激光干涉小角度测量仪具有较好的一致性。

关键词：计量学小角度测量非定域干涉同心圆环双臂非共程

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一种精确的小角度测量方法

微电子学 2004年第3期34卷 278-280页

作者：刘大永陈续凯张丽巍中国电子科技集团公司第二十四研究所重庆400060

　文章介绍了一种精确的小角度测量方法的原理及其应用装置。通过实验对比,验证了该方法的准确性(精度可达2%)。将该方法及装置应用于硅材料纵向杂质分布的扩展电阻测试[1-3],可大大提高浅结结深测量的准确度。

关键词：小角度测量扩展电阻测试硅片表征旋转角磨角

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一种适于小角度测量的旋光角度测量方法研究

大学物理 2011年第11期30卷 28-31页

作者：夏桂珍武警上海政治学院实验室管理中心上海200435

通过对输出信号的分析,提出了一种适于小角度测量的旋光角度测量方法,此方法通过检测经过旋光物质并经法拉第磁光调制的信号与不加旋光物质而仅经法拉第磁光调制的信号的波形宽度来实现对旋光物质旋光角度的测量.同时,利用搭建的测试系... 详细信息

通过对输出信号的分析,提出了一种适于小角度测量的旋光角度测量方法,此方法通过检测经过旋光物质并经法拉第磁光调制的信号与不加旋光物质而仅经法拉第磁光调制的信号的波形宽度来实现对旋光物质旋光角度的测量.同时,利用搭建的测试系统,配置不同浓度的白砂糖溶液进行了验证性实验.实验结果表明,旋光角度与溶液浓度之间成很好的线性关系,线性拟合系数达到了0.998以上,旋光角度测量的分辨率可达到0.01°.

关键词：旋光角度法拉第磁光效应小角度测量

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用于大型建筑物的二维小角度测量方法

应用光学 2009年第3期30卷 469-471页

作者：张珂西安北方光电有限公司陕西西安710043

为了对大型建筑物变形角度进行测量,提出一种新的二维小角度测量方法,并根据该方法研制了一种光电二维倾斜仪。采用位敏传感器对激光光斑进行测量,根据光斑的移动推导出小角度的变化值。设计中采用到固液两相的特殊液体,可通过外加磁场... 详细信息

为了对大型建筑物变形角度进行测量,提出一种新的二维小角度测量方法,并根据该方法研制了一种光电二维倾斜仪。采用位敏传感器对激光光斑进行测量,根据光斑的移动推导出小角度的变化值。设计中采用到固液两相的特殊液体,可通过外加磁场的方法调整液体黏度,以消除测量现场环境振动的影响。多次的角度反射放大了最终的反射角,提高了测量精度。该设计结构简单,成本低,精度高并且环境适应力强。实验测试结果分辨率可达0.1角秒,重复精度能达到1角秒以内。

关键词：小角度测量位敏传感器(PSD) 特殊液体

角秒级小角度测量技术及其在航天器中的应用研究

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角秒级小角度测量技术及其在航天器中的应用研究

作者：王文亮国防科学技术大学

学位级别：硕士

小角度是航天测量的重要参数之一。传统的测角方案难以满足航天技术对精度及轻小化等方面的需求。本文针对航天测量中如下所述三方面的需求,提出角秒量级三维角度测量新方法: 1.针对测量卫星载荷的变形及安装位置的微小变化的需求,采用... 详细信息

小角度是航天测量的重要参数之一。传统的测角方案难以满足航天技术对精度及轻小化等方面的需求。本文针对航天测量中如下所述三方面的需求,提出角秒量级三维角度测量新方法: 1.针对测量卫星载荷的变形及安装位置的微小变化的需求,采用莫尔条纹与自准直结合的原理,提出正交组合光栅和数字图像处理技术实现俯仰角与偏航角的角秒级测量方案;采用Talbot自成像原理,利用莫尔条纹实现滚动角的角秒级测量方案;验证实验结果表明:本文的测量方法对俯仰角与偏航角的测量精度为0.3’’,滚动角的测量误差不大于±1 ’’,测量范围为±30’。 2.针对测量卫星桁架上有效载荷相对于基准的小角度偏转需求,基于激光在两镜间多次反射角放大原理,利用CCD相机实时监测光斑位置变化,实现俯仰角与偏航角的亚角秒级测量;验证实验结果表明:反射次数为七次时,其测量精度为0.1’’,测量范围为340’’。用菲涅耳双棱镜取代自准直测角中的平面反射镜,采用通过CCD相机探测返回两个光斑的位置变化,实现三维小角度测量。 3.针对测量航天器部件之间的相对角位移、微振动以及光束精确瞄准等需求,采用法布里-珀罗干涉原理实现小角度测量;仿真验证了所提方法的可行性和实用性,其测量误差不大于2’’;综述基于光学内反射小角度测量的原理、装置与特点。本文将数字图像处理技术应用于光学测角装置,提高了测量精度。在对激光光斑质心坐标的提取过程中,对比研究了质心法、加权质心法、Hough变换法与圆拟合法。在对莫尔条纹的处理中,重点研究了基于Hough变换的条纹中心线提取算法。本文所采用的测角方案具有装置轻小、可靠性高、精度高等特点,对设计和研制精度优于角秒级的星载角度测量系统具有实用参考价值。

关键词：角秒级小角度测量莫尔条纹两平面镜多次反射法法布里-珀罗干涉数字图像处理

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基于双镜反射法的亚角秒级小角度测量

飞控与探测 2019年第5期2卷 84-89页

作者：马韬王卫华曹赫扬吴刚祥苏州大学光电科学与工程学院苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室&教育部现代光学技术重点实验室苏州215006 上海航天控制技术研究所上海201109

针对工程应用中对静态或低频动态微小角度的高精度测量需求,基于双平面镜多次反射增大光线反射角的方法构建了一种二维偏转角度测量装置。分析了双镜反射法的计算原理,提出了一种评价测角不确定度的方法,进行了光路仿真和实测数据的比对... 详细信息

针对工程应用中对静态或低频动态微小角度的高精度测量需求,基于双平面镜多次反射增大光线反射角的方法构建了一种二维偏转角度测量装置。分析了双镜反射法的计算原理,提出了一种评价测角不确定度的方法,进行了光路仿真和实测数据的比对,结果表明:利用该方法的测角装置可实现优于0.1″的测角精度,且测量结果稳定可靠,适用于静态或低频动态微小角度的精确测量。

关键词：双镜反射小角度测量亚角秒低频小角度二维角度测量