基于FPGA的固体表面速度激光双焦点互相关测量系统研制

摘要

无接触式测量是当今机械测量的一个重要话题，随着工业和科技的迅速发展，对广泛存在于工业领域的非接触测试机理和方法的认知、利用显得越来越重要。特别是近二十多年来，由于我国航天、航海、钢铁、纺织、纸业和微机械的迅猛发展，以及国家对产品检定和技术监督的日益重视，已对非接触测试技术与仪器提出了愈来愈高的要求。互相关技术用于无接触式测量具有非侵入性、非接触性、无污染性等优点，并具有良好的工业应用前景，如应用于纸业、钢铁、纺织、汽车和微电子等行业。 本文在课题研究小组近年来取得的研究成果基础上，进一步将数字信号处理技术和现代电子技术引用到表面运动检测中。研究一种基于FPGA的固体表面速度激光双焦点互相关测量系统，以达到更高实时性，更高精度的非接触、在线测量目的。具体进行以下工作： 1)本文在详细阅读国内外有关文献的基础上，总结了非接触运动测量的发展历史、现状，对其基本原理、检测方法和研究成果进行了详细的论述；2)光学传感器设计，对光学传感器的特点作了详细的分析论述；3)利用FPGA实现了极性互相关算法，提高了系统的运算速度，并用FPGA实现了整个测速系统的SOPC方案；4)对基于FPGA的运动表面测速系统进行了大量的实验测试，并在实验装置上对另外两种测速方法(使用光电编码盘和PCI数据采集卡)进行了对比实验，分析了其性能的优缺点。从而证实了基于FPGA的运动表面测速系统在运动表面测速中的可应用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章互相关测速的理论基础

第三章互相关测速系统的研制

3.1激光双焦点互相关测速系统的系统构成

3.2激光传感器

3.3极性化电路

3.4可编程逻辑器件FPGA

3.5互相关测速的FPGA实现

3.6本章小结

第四章实验研究

第五章工作总结、建议与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

独创性声明

致谢