基于干涉法的量塊長度測量技術(shù)研究.pdf

1、量塊是重要的長度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，它將長度單位傳遞到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品質(zhì)量保證體系中發(fā)揮著重大作用，高等級量塊的測量與檢定多借助于干涉法進(jìn)行。本文基于光干涉理論，采用高精度的光干涉測試技術(shù)，以干涉條紋小數(shù)重合方式直接測量量塊長度為基本原理，研究了高等級量塊長度測量的四種數(shù)字化干涉術(shù)方法：“條紋法、快速傅立葉變換法、相位偏移干涉法和在國內(nèi)首次提出的虛光柵移相莫爾條紋法；深入研究了干涉測量裝置的數(shù)字化、智能化技術(shù)，研制了一臺用于量塊長度測量

2、的泰曼格林平面干涉儀，該儀器是光、機(jī)、電、算相結(jié)合，融硬、軟件于一體，實(shí)時(shí)處理圖像數(shù)據(jù)的智能化裝置。重點(diǎn)研究了干涉條紋圖像的數(shù)字化技術(shù)和分析處理算法，創(chuàng)新地提出了條紋法中干涉條紋細(xì)化及條紋中心自動提取算法，實(shí)現(xiàn)了干涉條紋小數(shù)的自動讀取；FFT法中量塊邊緣識別、陰影校正以及基于樣本的塊重建干涉圖區(qū)域延拓算法，實(shí)現(xiàn)了干涉圖的預(yù)處理；相移干涉術(shù)中波面相位解包的種子算法，實(shí)現(xiàn)了干涉圖的波面統(tǒng)一；研究了集光柵技術(shù)、莫爾技術(shù)、相移干涉術(shù)為一體的虛光

3、柵移相莫爾條紋法測量量塊的原理及關(guān)鍵技術(shù)。提出應(yīng)用阻尼最小二乘迭代技術(shù)，直接對干涉場的光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)了對相移干涉法中移相器的在線標(biāo)定。建立了以Windons為平臺的計(jì)算機(jī)輔助干涉術(shù)軟件系統(tǒng)，編制了集移相器標(biāo)定、通訊控制、初始參數(shù)設(shè)定、圖像采集、分析處理、算法與數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、測試結(jié)果輸出、系統(tǒng)管理與維護(hù)等功能為一體的軟件包；以不同的原理方法對量塊進(jìn)行了干涉測試，應(yīng)用裝置配屬的軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析處理了圖像數(shù)據(jù)。測試結(jié)果表明：本文