[发明专利]一种基于数字锁相的高精度棱镜位移测量装置及方法在审

专利信息
申请号: 201810469078.6 申请日: 2018-05-16
公开(公告)号: CN108680107A 公开(公告)日: 2018-10-19
发明(设计)人: 张瑞;陈媛媛;李克武;景宁;解琨阳;张敏娟;王志斌 申请(专利权)人: 中北大学
主分类号: G01B11/02 分类号: G01B11/02;G01B9/02
代理公司: 北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙) 11435 代理人: 申绍中
地址: 030051*** 国省代码: 山西;14
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摘要: 发明涉及高精度位移测量技术领域,更具体而言,涉及一种基于数字锁相的高精度棱镜位移测量方法,该装置无需波片,且在参考反射镜处添加压电陶瓷驱动器,使其进行正弦调制,通过锁相放大一倍和二倍频信号,实现位移的高精度和高灵敏度测量,消除了背景噪声及激光强度波动对测量的影响;该方法无需知道零光程差点、无需插值,只需采集时间长度的PEM调制干涉信号即可,与采样的起始点和结束点无关。通过锁相放大技术提高了位移测量精度;通过锁相一倍频信号和二倍频信号幅值,并进行相除可消除激光光强波动导致位移测量精度下降问题;位移形式为反正切,可保证相同的线性灵敏度,消除传统正余弦某些位置灵敏度低的问题。
搜索关键词: 二倍频信号 棱镜位移 锁相放大 位移测量 测量 数字锁 压电陶瓷驱动器 测量技术领域 参考反射镜 位置灵敏度 线性灵敏度 背景噪声 倍频信号 测量装置 干涉信号 高灵敏度 精度位移 强度波动 下降问题 正弦调制 反正切 激光光 起始点 正余弦 采样 波片 光程 相除 调制 激光 采集 保证
【主权项】:
1.一种基于数字锁相的高精度棱镜位移测量装置,其特征在于:该装置包括激光器(1)、分光棱镜(2)、反射镜(3)、压电陶瓷调制器(4)、反射镜(5)、光电探测器(6)、压电陶瓷驱动控制器(7)、锁相放大电路(8);所述激光器(1)出射激光,激光经分光棱镜(2)被分为传播方向相互垂直的反射光和透射光两束光,其中反射光经反射镜(3)反射入射分光棱镜(2)后进入光电探测器(6),透射光经过压电陶瓷调制器(4)被反射镜(5)反射进入分光棱镜(2),经分光棱镜(2)胶层反射后进入光电探测器(6);所述压电陶瓷驱动控制器(7)用于具体控制压电陶瓷调制器(4)沿z轴方向正弦调制,所述锁相放大电路(8)用于接收和处理光电探测器(6)和压电陶瓷驱动控制器(7)信号。
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