正弦波光強調(diào)制式激光三角法高精度測距技術(shù)研究.pdf

1、激光三角法測距技術(shù)是一種重要的非接觸式測距技術(shù)，在工業(yè)控制生產(chǎn)、工業(yè)自動化生產(chǎn)中都有著廣闊的應(yīng)用。 該文基于傳統(tǒng)的非接觸式光三角法測量原理，利用PSD進行光電轉(zhuǎn)換，通過電路處理，實現(xiàn)了正弦波光強調(diào)制式的高精度測距。 該文創(chuàng)新點在于：設(shè)計了一種高穩(wěn)定的正弦波光強調(diào)制方案；建立了一種基于電路的誤差補償模型，對原理的非線性誤差進行了校正；建立了電路噪聲模型及溫漂模型，并進行低噪尋優(yōu)。最終研制出實驗樣機，通過雙頻激光干涉儀的比對

2、實驗，對非線性誤差校正前后的數(shù)據(jù)進行端點連線平移直線擬合仿真，取得了良好的預(yù)期效果。實驗結(jié)果表明：儀器±10mm測量范圍內(nèi)，分辨力不低于1um，誤差校正后的非線性度提高近一個數(shù)量級，在1.4‰附近，驗證了所選方案的可行性。 論文的主要工作包括以下幾個方面： 1、基于光強隨動原理，利用高精度的正弦波對激光調(diào)制，開發(fā)出高穩(wěn)定的正弦波光強調(diào)制的半導(dǎo)體激光光源，有效地抑制了背景光、溫漂等環(huán)境因素的干擾。其光強穩(wěn)定，頻率單一，諧波

3、失真小，與方波光強調(diào)制相比，有用信號的能量非常集中，便于解調(diào)，可以達(dá)到很高的信噪比； 2、根據(jù)PSD的兩路輸出及AD534的特點，針對原理帶來的非線性誤差建立了數(shù)學(xué)補償模型，開發(fā)了一種基于硬件電路的非線性誤差校正技術(shù)，實時性好，可獲得更高的控制精度； 3、基于運放實際模型和電阻噪聲模型，建立電路的噪聲模型及溫漂模型，并進行低噪尋優(yōu)，大大降低了系統(tǒng)噪聲，提高了儀器分辨力； 4、建立各環(huán)節(jié)電路的數(shù)學(xué)模型，通過細(xì)致的參