光學測角技術目前可用於工業生產的哪些領域

2023-02-18 04:15:32 字數 1668 閱讀 4922

1樓:喪昔

角度和角度測量技術在國民經濟和國防建設中具有重要的作用,高精度的角度測量技術是工業生產和質量控制中至關重要的一步,在測繪、航天工業和精密機械加工等多個領域都有廣泛的應用。目前角度測量方法主要有三大類:機械式、電磁式和光學測角方法。

光學測角方法以其高精度特點在精密測量領域得到了廣泛的應用,鐳射干涉式測角儀便是其中之一,其角分辨力可達0.027″。 本文首先對國內外的角度測量技術和資料採集技術的研究現狀作了大量的調研,在此基礎上對系統總體框架進行設計,歸納出設計要點;其次,本文對系統的硬體設計及其開發技術作了詳細的介紹。

系統硬體包括前置訊號處理電路、正交數字訊號處理電路和基於pci1710l資料採集卡的介面設計。前置訊號處理電路主要用於對正交的鐳射干涉訊號進行探測並對接收後的訊號進行調理,得到符合要求的正交正弦訊號和數字訊號;正交數字訊號處理電路採用fpga技術實現濾波電路、細分辯向和可逆計數電路設計,並將計數值傳遞給pci1710l資料採集卡;在本系統中pci1710l資料採集卡在作為上位機與下位機硬體通訊橋樑作用的同時,還需要對正交正弦訊號進行a/d轉換,將取樣值和計數值傳遞給上位機。最後,在上位機編制應用程式,完成測量結果顯示、報表列印和測量檔案管理等功能。

實驗結果表明,研製的鐳射干涉式測角儀資料採集及處理系統工作穩定、可靠,滿足了功能設計要求和精度要求,實現了預期目標。

2樓:不心軟

.被測物體平面必須與光線垂直麼,通常精密測距需要全反射稜鏡配合,而房屋量測用的測距儀,直接以光滑的牆面反射測量,主要是因為距離比較近,光反射回來的訊號強度夠大。與此可以知道,一定要垂直,否則返回訊號過於微弱將無法得到精確距離。

2.若被測物體平面為漫反射通常也是可以的,但實際工程中會採用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴重的問題。

相位測距法

相位測距法是通過強度調製的連續光波在往返傳播過程中的相位變化來測量光束的往返傳播時間,其計算公式如下:

t=φ/2πf

式中,t為光波往返傳播時間(s);φ為調製光波的相位變化量(rad); f為調製頻率(hz)。

光的往返傳播時間得到後,目標至參考點的距離可由下式求得

r=(c/2)×(φ/2πf)=(λ/2)×(φ/2π)

式中,r為目標至參考點距離(m);c為光波傳播速度(m/s);λ為調製光波波長(m)。

相位位移是以2π為週期變化的,因此有

φ=(n+△n).2π

式中,n為相位變化整週期數;△n為相位變化非整週期數。

由以上兩式可知

r=λ/2×(n+△n)

上式表明,只要測出發射和接收光波的相位差,即可得到目標的距離。因此相位測距可理解為以調製光波半波長為「測量尺度」的距離測量方法。

光學測距中常使用鐳射測距。這是利用鐳射的單色性和相干性好、方向性強等特點,以實現高精度的計量和檢測,如測量長度、距離、速度、角度等等。鐳射測距在技術途徑上可分為脈衝式鐳射測距和連續波相位式鐳射測距。

脈衝式鐳射測距原理與雷達測距相似,測距儀向目標發射鐳射訊號,碰到目標就要被反射回來,由於光的傳播速度是已知的,所以只要記錄下光訊號的往返時間,用光速(30萬千米/秒)乘以往返時間的二分之一,就是所要測量的距離。現在廣泛使用的手持式和行動式測距儀,作用距離為數百米至數十千米,測量精度為五米左右。我國研製的對衛星測距的高精度測距儀,測量精度可達到幾釐米。

連續波相位式鐳射測距是用連續調製的鐳射波束照射被測目標,從測量光束往返中造成的相位變化,可換算出被測目標的距離。

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