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激光干涉检测装置的实验研究
资料介绍
随着现代工业的发展，对检测系统提出了高分辨率、大量程、高检测效率等要求，而现阶段，大多数测量仪器仍难以兼顾高测量精度与大测量范围的要求。利用激光干涉原理的检测设备，不仅可以实现高精度、大量程测量，还可以将测量值溯源到激光波长，便于统一各种纳米尺度量值的溯源，具有十分重要的意义。
本课题将乌氏干涉仪的光源改换成激光，设计并搭建了一套激光干涉检测装置，最后通过实验标定了检测装置的测量分辨率和量程，并通过圆度误差测量实验验证了测量结果的可靠性。
首先，在学习精密检测技术与几种典型干涉仪基础上，对乌氏干涉仪进行了改造，换用He-Ne激光作光源以移植激光干涉测量优点；采用光电转换条纹判读法，直接利用光敏管检测干涉条纹光强变化，提取出两路正交的干涉信号，最后经过信号处理提取条纹移动信息实现测量。
然后，选择了光电器件，设计了干涉光路机械结构和信号处理电路。设计了前置放大、滤波去噪电路，提取得到了干涉信号；为克服干涉信号在设定比较值附近抖动引起误处理的问题，设计了双门限整形电路；研究了干涉条纹辨向细分方法，分别设计了基本辨向与四细分辨向电路；采用单片机设计了判向计数器，并利用串行接口实现了计数值的输出显示。
最后，在搭建并调试好整套干涉检测装置后进行验。通过干涉仪的标定实验，推算出检测装置的测量量程为1.097mm，采用基本辨向与四细分辨向电路的分辨率分别可达146nm和74nm；完成了轴的圆度误差测量，实验结果与符合实际情况，验证了检测装置测量结果的可靠性。
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