中国激光, 2020, 47 (4): 0410002, 网络出版: 2020-04-09   

泰曼-格林干涉型衍射光栅位移传感器 下载: 1151次

Diffraction Grating Displacement Sensor Based on Twyman-Green Interference
梁洲鑫 1,2,3李孟委 1,2张瑞 1,3金丽 1,2辛晨光 1,2解琨阳 1,3赵宏波 1,2,3
作者单位
1 中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国防重点实验室, 山西 太原 030051
3 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
图 & 表

图 1. 衍射光栅位移测量原理示意图

Fig. 1. Schematic of principle of diffracted-grating displacement measurement

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图 2. 前三级衍射光强随位移d的变化

Fig. 2. Variation of normalized diffraction intensity of the first three orders with displacement d

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图 3. 泰曼-格林干涉光路基本原理

Fig. 3. Principle of Twyman-Green interference

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图 4. 反正切算法的Simulink仿真。(a)反正切算法的Simulink建模;(b)正/余弦函数的Simulink仿真结果;(c)取绝对值的Simulink仿真结果;(d)正切函数的Simulink仿真结果;(e)反正切函数的Simulink仿真结果

Fig. 4. Arctangent algorithm Simulink simulation. (a) Modeling of arctangent algorithm in Simulink; (b) Simulink simulation of sine/cosine function; (c) Simulink simulation of absolute value; (d) Simulink simulation of tangent function; (e) Simulink simulation of arctangent function

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图 5. 偏置误差对反正切的影响。(a)无偏置误差与存在1%偏置误差条件下反正切值仿真结果的对比; (b) 1%偏置误差下产生的反正切误差

Fig. 5. Effect of offset error on arctangent. (a) Comparison of arctangent value of without offset error and with 1% offset error; (b) arctangent error value with 1% offset error

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图 6. 验证分辨率实验装置图(L:激光器;PL:偏振片;PI:P-611线性压电陶瓷定位系统;IC:插值细分电路)

Fig. 6. Experimental setup of resolution verification (L:laser; PL: polarized light polariscope; PI: P-611 linear piezoelectric ceramic positioning system; IC: interpolation circuit)

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图 7. 插值细分电路的位移误差分析。 (a) 压电陶瓷定位系统反馈与内插电路位移输出的对比;(b)误差分布曲线

Fig. 7. Displacement error analysis of interpolation circuit. (a) Comparison of the feedback of linear piezoelectric ceramic positioning system and displacement output of interpolation circuit; (b) error distribution curve

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梁洲鑫, 李孟委, 张瑞, 金丽, 辛晨光, 解琨阳, 赵宏波. 泰曼-格林干涉型衍射光栅位移传感器[J]. 中国激光, 2020, 47(4): 0410002. Liang Zhouxin, Li Mengwei, Zhang Rui, Jin Li, Xin Chenguang, Xie Kunyang, Zhao Hongbo. Diffraction Grating Displacement Sensor Based on Twyman-Green Interference[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(4): 0410002.

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