圆柱轮廓误差分离及其测量电路系统

摘要

现代工业技术，特别是国防尖端工业技术的不断发展，对回转体零件的加工精度要求越来越高，这就要求有超精密的圆柱轮廓测量手段与精密加工相适应。本课题针对以上问题并结合“基准型圆柱度仪及其相关技术”这一研究任务，研制了用于圆柱轮廓表面形貌测量的超精密电感位移传感器调理电路系统。研究了基于单转位法空间回转误差分离技术及基于相关分析理论的圆柱轮廓采样技术。 实验与分析表明：单转位空间回转误差分离技术可通过选择适当的转位角度避免传统误差分离技术中始终存在的谐波抑制问题，而且其分离精度及效率均优于多步法。研制的电感位移传感器在10μm量程内有效分辨力优于1nm，最大测量范围达1000μm。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1本课题的研究目的和意义

1.2圆柱度测量技术研究现状

1.2.1圆柱度测量仪开发应用现状

1.2.2纳米分辨力位移传感器发展现状

1.2.3圆柱度测量系统中的误差分离技术概述

1.3本领域存在的几个关键技术问题

1.4本课题的研究内容

第2章纳米分辨力电感传感器调理电路系统的研制

2.1 AC桥法电感传感器的测量机理

2.2调理电路系统硬件构成

2.2.1基于FPGA的直接数字合成式载波信号源电路

2.2.2无限增益多路反馈型带通滤波电路

2.2.3低噪声量程转换电路

2.2.4相位可调式相敏检波电路

2.2.5传感器调理电路系统主控单元电路

2.2.6印刷线路板的电磁兼容设计

2.4本章小结

3.1.2圆柱度误差的测量方法

3.2单转位法回转基准空间误差分离技术

3.3误差分离方法谐波奇异问题

3.4转位角对误差分离的影响

3.5单转位法和多步法误差分离技术比对分析

3.6本章小结

第4章基于相关分析的圆柱轮廓测量技术研究

4.1相关分析概述

4.2基于相关分析的圆柱轮廓测量原理

4.3相关分析的应用软件设计

4.4本章小结

第5章实验及误差分析

5.1单转位空间回转误差分离法实验验证

5.2电感传感器性能实验

5.2.1灵敏度实验

5.2.2稳定性实验

5.2.3非线性实验

5.2.4电感传感器调理电路系统的误差分析

5.3本章小结

结论

参考文献

附录1 SSEST软件界面

附录 2 MEST软件界面

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