【正文】 老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、深厚的專業(yè)知識、活躍并富有啟發(fā)性的思維方式以及平易近人的風格深深感染著我、激勵著我；同時他們對工作的積極熱情、認真負責、有條不紊的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，必將使我受益終身。在設(shè)計中選用的四象限探測器于后級處理電路集成在一塊板子上，使用方便，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。3. 激光束的同軸度誤差。解決背景光的一個有效措施是對激光進行調(diào)制。5 誤差因素分析本設(shè)計中的誤差主要包括四象限探測器誤差，激光束是否垂直與精密轉(zhuǎn)臺所造成的誤差，以及機械裝配所造成的誤差。PAD2為（V3+V4）－（V1+V2）的輸出， PAD3為（V2+V3）－（V1+V4）的輸出，PAD4為（V1+V2+V3+V4）的輸出。當激光束垂直轉(zhuǎn)臺后，把激光器固定，激光發(fā)射方向與轉(zhuǎn)臺垂直。用戶也能用V++,VC++自編程控制PMD采集器?？稍诠I(yè)溫度范圍內(nèi)使用(40~~85℃)采樣速率:可高達8K赫茲（在4K緩沖區(qū)讀模式下）或 （在連續(xù)讀模式下）運行中的速度設(shè)置：即使在運行中，SC100步進電機控制器也允許對速度進行調(diào)整，如果在運行過程中用戶覺得運行速度不合適，可以按 ▼或▲提高或者降低運行速度，將速度調(diào)整到一個合適的水平。進入?yún)?shù)設(shè)置后，按▼鍵換屏，再按9鍵，進入啟動速度設(shè)置，這時只要用數(shù)字鍵輸入需要的啟動速度，按確認鍵即可。運行鍵：在參數(shù)設(shè)定后，按下此鍵步進電機開始運行。其控制面板如所示： 控制面板其液晶顯示屏可以分屏顯示X軸，Y軸，Z軸的當前坐標、運行方向、運行速度、設(shè)置步數(shù)和工作模式設(shè)置等參數(shù)。 二維精密微調(diào)平移臺ALB系列精密平移臺采用線性滾珠、線性軸承及線性滑塊三種不同結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)機構(gòu)采用不銹鋼精研細牙螺桿、精研絲杠及滾珠絲杠三種不同結(jié)構(gòu)，手動調(diào)節(jié)可配測微頭或調(diào)節(jié)手柄，提供多種行程、多種精度的線性移動的精密微調(diào)。當光束照四象限探測器，每一個獨立的信號區(qū)都會產(chǎn)生電流[18]。177。綜合各種因素考慮，當四象限光敏面的半徑為R，光斑半徑為r時，應(yīng)取r=R/2[13]。當入射光照的感光面位置不同，所得的電信號也不同，從輸出的電信號我們可以確定入射點在感光面的位置[12]。它通過把光輻射轉(zhuǎn)換成易于測量的電學量來實現(xiàn)對光輻射的測量。這樣在pn結(jié)的局部區(qū)域內(nèi)，就能形成導(dǎo)帶中的電子多于價帶中空穴數(shù)的反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)，從而產(chǎn)生受激復(fù)合輻射而發(fā)出激光。這樣一來，結(jié)構(gòu)附近的n型區(qū)由于是施主而帶正電，結(jié)區(qū)附近的p型區(qū)由于是受主而帶負電。有施主能級的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體；有受主能級的半導(dǎo)體稱這p型半導(dǎo)體。價電子所處的能帶稱價帶（對應(yīng)較低能量）。但就目前而言，激光唱機是這類器件的最大市場。早期的激光二極管有很多實際限制，例如，只能在77K低溫下以微秒脈沖工作，過了8年多時間，才由貝爾實驗室和列寧格勒（現(xiàn)在的圣彼得堡）約飛（Ioffe）物理研究所制造出能在室溫下工作的連續(xù)器件。在理論分析方面，以莫斯科列別捷夫物理研究所的尼古拉這是維持穩(wěn)定振蕩的必要條件。按照發(fā)光機理，光源可分為熱輻射光源、氣體放電光源、固體發(fā)光光源和激光器。也就是構(gòu)件上的兩個探測器的空間角度，此過程可以精確實現(xiàn)角度的測量，因此可認為此方案是具有可行性的。反射鏡軸線與回轉(zhuǎn)體構(gòu)件軸線平行，此時從激光器發(fā)射的激光束射到反射鏡上，利用自激光準直原理，當激光器的入射光與反射光重合時，射到反射鏡的激光束就與回轉(zhuǎn)體構(gòu)件軸線平行。 解決辦法：精密轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時，在轉(zhuǎn)臺中心放置一激光器，激光器發(fā)出垂直與轉(zhuǎn)臺的激光束。再利用步進電機控制器控制精密轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)，得到測量結(jié)果。2．精密轉(zhuǎn)臺：此設(shè)計是采用旋轉(zhuǎn)測量，因此要把激光器和精密轉(zhuǎn)臺連接，可以把二維精密位移臺和步進電機組合在一起共同調(diào)節(jié)激光束的方向。1．2本設(shè)計要研究的內(nèi)容和意義以基本光電原理為依據(jù)的測試技術(shù)，早已證明是行之有效的，特別是在非接觸測量和測試精度兩方面的優(yōu)越性更是其它方法所不及。2．感應(yīng)同步器測角感應(yīng)同步器是利用電磁感應(yīng)原理將位移量轉(zhuǎn)換為電信號，并以數(shù)字脈沖形式輸出的基準量，它日益廣泛的用于角度測量領(lǐng)域。 電磁分度測角技術(shù)電磁分度技術(shù)是新的測角技術(shù)，主要利用各種參數(shù)進行分度測角，大量應(yīng)用于進一步細分，使分度和測量范圍擴大，儀器的分辨能力高使用范圍廣泛[7]。這一點隨著激光干涉測量儀器的研制而有所改進。范圍內(nèi)，測量角度不必再劃分子范圍，其輸出信號是調(diào)頻信號，容易轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并可以用計算機作進一步處理。其分辨率與角度積累誤差都是幾秒級，可用于實現(xiàn)角度基準。英國的NPL最近研制了一臺有徑向光柵的測角儀作為角度基準，該儀器利用兩個32400條徑向光柵和兩個讀數(shù)頭，其中一個固定，一個隨工作臺轉(zhuǎn)動，采用兩個相同的干涉光路作為光柵的讀數(shù)。1．光學分度頭測量光學分度頭的規(guī)格型號較多，用光學分度頭測量試件，常采用多次測量，用算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，以提高測量結(jié)果。由于采用先進的科學技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備，使測量范圍和精度不斷提高。近年來，特別是計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得角度測量得以實現(xiàn)自動化[1]。為了消除分度頭度盤偏心引起的誤差，以進一步提高測量準確度，還可以將被測試件相對于分度頭度盤依次按放在三個等分位置上進行測量，取其平均值作為測量結(jié)果。該測角儀穩(wěn)定性好、噪音小、可靠性高。4．環(huán)行激光器測角兩傳播方向相反的光束在閉合環(huán)路中行進時，若閉合環(huán)路以一定的角速度旋轉(zhuǎn)，則此反向的光束將產(chǎn)生誤差，且光程差的大小與環(huán)路旋轉(zhuǎn)的角速度成正比。為了進行統(tǒng)計處理，可以在短時間內(nèi)較容易地累積大量數(shù)據(jù)。目前，干涉測角儀采用的干涉光路大多為邁克爾遜干涉光路，將光程差變換成角度實現(xiàn)測量。1．圓磁測角在一個圓盤基體的表面鍍上一層磁膜，當圓盤均勻旋轉(zhuǎn)時，把由一標準頻率發(fā)生器發(fā)出的頻率極為準確、穩(wěn)定的正弦波電壓信號記錄在磁膜上，磁膜經(jīng)交流反復(fù)磁化，就形成與磁極對應(yīng)的磁格，被記錄磁盤就是以磁波為分度標準的圓磁柵。感應(yīng)同步器的一個節(jié)距為一個對極，根據(jù)使用要求的不同，感應(yīng)同步器的對極有很多種，如180對極、360對極、540對極和720對極等，其相應(yīng)的切距分別為2176。隨著半導(dǎo)體激光器和各種新型光電探測器的發(fā)展，光電檢測法的優(yōu)越性更加明顯。3．數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集是數(shù)字信號處理的系統(tǒng)的前端部分，最基本的功能就是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，即通常所說的A/D轉(zhuǎn)換功能。本課題以大型回轉(zhuǎn)構(gòu)件為實際研究對象，大型回轉(zhuǎn)構(gòu)件的兩點在理論上的空間角度是85176。精密轉(zhuǎn)臺上的激光器可以通過調(diào)節(jié)X、Y方向和與轉(zhuǎn)臺軸線的偏角α，當激光束的光斑不是進行圓周掃描而是匯聚于一點旋轉(zhuǎn)時，激光束就垂直于轉(zhuǎn)臺。此時就可對發(fā)射架上的四象限探測器的空間角度進行測量。 需要設(shè)計的內(nèi)容根據(jù)上述設(shè)計思路，本人做其中的硬件設(shè)計，需要設(shè)計的內(nèi)容如下：1. 光源激光器的選型2. 四象限探測器的選型及其處理電路設(shè)計3. 精密轉(zhuǎn)臺設(shè)計4. 步進電機的控制5. 數(shù)據(jù)采集本設(shè)計中的軟件主要用于把探測器的信號用計算機顯示出來，比較探測器的各路信號，以確定激光束是否打在探測器的中心。激光是靠介質(zhì)的受激輻射向外發(fā)出大量的光子而形成的，對受激輻射光源采取適當?shù)拇胧┖?，就可能獲得光能量集中在某一方向上的傳播，光強度極高，而且相干性很好的光源，這就是所謂的激光。 激光器激光器一般由三大部分組成：工作物質(zhì)、諧振腔和激勵源。巴索夫的工作最為杰出[11]。而足夠可靠的半導(dǎo)體激光器則直到70年代中期才出現(xiàn)。其他應(yīng)用包括高速打印、自由空間光通信、固體激光泵浦源、激光指示，及各種醫(yī)療應(yīng)用等。與價帶最近的高能帶稱導(dǎo)帶，能帶之間的空域稱為禁帶。在常溫下，熱能使n型半導(dǎo)體的大部分施主原子被離化，其中電子被激發(fā)到導(dǎo)帶上，成為自由電子。在交界面處形成一個由n區(qū)指向p區(qū)的電場，稱為自建電場。4. 半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)。當光輻射到光電材料上時，光學材料發(fā)射電子或其電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。一維工作原理如圖所示： 一維工作原理光入射到M點，當光敏面表面理想均勻，則阻值與長度成正比，從而有： I1／I=（2LX）／2L ⑴ I2／I=X2L ⑵由（1），（2）得： X=LL（I1I2）／（I1+I2）