基于條紋相移的光柵干涉儀定位系統(tǒng)超精密位移測量方法與實驗研究

《基于條紋相移的光柵干涉儀定位系統(tǒng)超精密位移測量方法與實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、申請上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于條紋相移的光柵干涉儀定位系統(tǒng)超精密位移測量方法與實驗研究碩士研究生：陳家寶學(xué)號：1120209003導(dǎo)師：時輪申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機械工程所在單位：機械與動力工程學(xué)院答辯日期：2015年2月授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeDesignandexperimentalstudyofUltra-precisiondisplacementmeasuremen

2、tforgratinginterferometerpositioningsystembasedonStripephaseshiftCandidate：ChenJia-baoStudentID:1120209003Supervisor：ShiLunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringScienceSpecialty：MechanicalEngineeringSchoolofMechanicalAffiliation：EngineeringDateofDefe

3、nce：February,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于條紋相移的光柵干涉儀定位系統(tǒng)超精密位移測量方法與實驗研究摘要精密定位技術(shù)作為精密制造和精密裝備的基礎(chǔ)，一直制約著我國精密制造和精密裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而納米級的位移測量技術(shù)又是制約精密定位技術(shù)發(fā)展的一個重要原因?，F(xiàn)代納米級精密位移測量技術(shù)最主要的兩個研究方向是激光干涉儀測長系統(tǒng)和精密光柵測長系統(tǒng)。相比而言，精密光柵測長系統(tǒng)在分辨力、測量精度

4、和測量行程不輸于激光干涉儀的條件下，對環(huán)境的要求更低、抗干擾能力更強、光路結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)更簡單、安裝條件更寬松、占用空間更小、成本低廉、更易于推廣。國外對于精密光柵測長系統(tǒng)的研究已相當成熟并已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，而我國則由于起步較晚，雖已有一定發(fā)展，但較之國外先進水平尚存在一定差距，因此，研究基于衍射光柵的納米級位移測量系統(tǒng)意義重大。I摘要本文研究了一種基于光柵干涉相位移動掃描原理的納米級位移測量系統(tǒng)。利用光柵干涉儀實現(xiàn)光學(xué)四倍頻，再利用條紋移相機構(gòu)實現(xiàn)信號的進一步細分，使得系統(tǒng)獲得亞納米級的分辨率?；诠鈻鸥缮?/p>

5、原理和相位掃描原理，提出了一種相位移動掃描的方法，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計搭建了具有亞納米級分辨率的超精密定位測量系統(tǒng)。對精密定位系統(tǒng)的控制方法進行了研究，成功的將基于光柵干涉相位移動掃描的位移測量系統(tǒng)融入到精密定位系統(tǒng)中，提高其定位精度。根據(jù)定位過程，完成了精密定位系統(tǒng)上位機測控軟件設(shè)計。整合光柵干涉測量系統(tǒng)、條紋移相系統(tǒng)、精密定位運動系統(tǒng)和信號生成及采集系統(tǒng)，搭建了基于條紋相移的光柵干涉儀精密定位實驗平臺，對位移測量系統(tǒng)各單元的性能進行了測試實驗，并對精密定位平臺的定位精度進行了測量實驗，分析實驗結(jié)果，評估系統(tǒng)

6、性能參數(shù)。結(jié)果表明，論文所提出的基于光柵干涉相位移動掃描的位移測量系統(tǒng)達到了亞納米級的測量分辨率，提高了精密定位平臺的定位精度。關(guān)鍵詞：光柵干涉；相位移動掃描；納米級測量系統(tǒng)II上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文DESIGNANDEXPERIMENTALSTUDYOFULTRA-PRECISIONDISPLACEMENTMEASUREMENTFORGRATINGINTERFEROMETERPOSITIONINGSYSTEMBASEDONSTRIPEPHASESHIFTMETHODABSTRACTAsthefounda

7、tionofprecisionmanufacturingandprecisionequipment,precisepositioningtechnologyhasbeenrestrictingthedevelopmentofourcountry’sprecisionmanufacturingandprecisionequipmentindustry.Yetprecisepositioningitselfisrestrictedbynanoscaledisplacementmeasurement.Thetwo

8、mostimportantresearchdirectionsofmodernnanoscaleprecisiondisplacementmeasurementtechniquearelaserinterferometerlengthmeasuringsystemsandprecisiongratinglengthmeasurementsystem.Comparedwithlaserinterferometer,