直线基准的测量修正技术和直线度评定方法研究

摘要

直线度误差测量是几何量测量和精度控制的基本项目,直线基准则是直线度误差测量的关键要素。无衍射光束因其较高的稳定性和抗干扰能力,越来越多地被用作直线度误差检测的直线基准。为了克服光学直线基准受漂移量尤其是角漂量影响较大的缺陷,解决中长距离光学直线基准误差大的问题,本文开发了一种基于无衍射光束的直线基准测量修正系统。另外,针对国标中极点计算法存在的缺陷,本文提出了直线度误差评定的极点定向搜索与迭代方法,改善直线度误差的评定精度。具体内容主要有以下几点:
　　(1)针对国内外光束漂移探测的研究现状和存在的问题,开发了一种无衍射光束直线基准的测量修正系统:
　　①提出了无衍射光束的测量修正系统总体方案,给出了无衍射光束的漂移探测和补偿原理,设计了硬件系统所需的各种机械装置。
　　②结合无衍射光束的漂移探测原理设计了同步控制系统。具体包括:分析同步控制原理提出同步控制方法,根据同步控制的需要设计延时电路和电子开关。
　　③结合无衍射光束截面图像特点,开发图像采集和处理软件,完成图像采集、参数设置、贝塞尔图像中心提取、漂移探测与补偿数值计算。最后应用于实例,完成了无衍射光束直线基准的测量修正系统的功能测试。
　　(2)针对国标的极点计算法存在的缺陷,提出了极点定向搜索与迭代的最小包容区域评定方法。详细阐述定向搜索与迭代原理及其数学模型的同时,开发了直线度误差处理软件。直线度误差数据处理的结果证实,新的极点搜索方法有更好的完备性和更高的精准度。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题来源

1.2 直线度误差检测相关研究现状

1.3 光束漂移探测相关研究现状

1.4 图像采集与处理相关研究现状

1.5 课题的研究目的及意义

1.6 本文主要工作

2 无衍射光束直线基准的测量修正系统

2.1 总体方案

2.2 光束漂移探测与补偿原理

2.3 系统主要装置

2.4 机械系统设计

2.5 本章小结

3 同步控制系统设计

3.1 同步控制原理

3.2 延时电路设计

3.3 电子开关选择

3.4 本章小结

4 图像采集与处理

4.1 贝塞尔图像采集

4.2 图像处理

4.3 本章小结

5 平面内直线度误差评定

5.1 平面内直线度误差评定方法简析

5.2 定向搜索与迭代原理

5.3 数学模型

5.4 误差评定软件系统设计

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文目录