高精度长焦距测量系统安装误差分析

【摘要】基于泰伯效应和莫尔条纹技术的大口径长焦距测试方法中,两光栅栅线夹角,莫尔条纹与水平方向的夹角对长焦距测量精度影响较大,本论文从两方面着手对此展开研究。一方面,针对测试系统中成像光路对莫尔条纹与水平方向夹角的影响,进行了仿真分析,提出调整方法并实验验证调整效果。另一方面,为了进一步提高长焦距测量精度,本文提出了一种基于莫尔条纹匹配技术的长焦距测量方法,并进行了仿真分析和实验。大口径长焦距测量系统中,为了缩小测量系统的尺寸,加入两块反射镜形成折返光路。折返光路中两块反射镜的安装误差是影响测量结果的重要因素。将条纹理解成条纹成像面上的点光源阵列,通过这一思路分析了反射镜偏转角度对最终检测结果的影响。研究了反射镜偏转角度与反射镜单位法向量的计算公式,结合反射定律的矩阵形式,求出入射光矢量到出射光矢量的变换矩阵。基于反射镜的单位法向量、出射光的方向向量,利用解析几何得到理想接收屏上条纹所在直线的方程,求出接收屏上测得的条纹的角度。计算了两块反射镜小角度旋转的49种组合情况下,莫尔条纹角度的偏差结果。使用自准直仪分光路的方法调整反射镜,将反射镜安装误差控制在1秒以内,莫尔条纹角度的偏差在10-4度数量级。通过实验验证莫尔条纹的测量精度实际达到0.005度,充分说明了反射镜的调整效果,消除了大孔径长焦距测量系统中成像光路的误差。基于朗奇光栅莫尔条纹的长焦距测量方法的测量精度主要取决于光栅栅线夹角和莫尔条纹与水平方向的夹角。为了进一步提高长焦距测量精度,本文提出了一种基于莫尔条纹匹配技术的长焦距测量方法。该方法采用发散光作为光源,不加待测长焦距透镜时,沿光轴移动第二朗奇光栅至第一郎奇光栅的泰伯距离处,CCD可以得到一幅对比清晰的莫尔条纹图；把待测透镜加入光路后,前后沿光轴移动发散光源,发散光经过被测透镜汇聚之后入射到光栅,CCD得到新的莫尔条纹图,当两幅莫尔条纹图完全匹配时,用组合焦距公式计算出被测透镜的焦距值。传统方法中两块光栅的栅线夹角和莫尔条纹的斜率是限制计算精度的关键因素。该方法中,计算公式不需要两块光栅的栅线夹角和莫尔条纹的斜率,采用莫尔条纹角度作为图像匹配的依据。精度分析和实验证明了该方案的有效性和优势,实验结果表明,焦距测量相对精度达到0.018%,具有很好的应用前景。
【作者】王涌鹏；
【导师】梁宜勇；白剑；
【作者基本信息】浙江大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】长焦距测量；Talbot效应；莫尔条纹；反射率的矩阵形式；安装误差；莫尔条纹匹配；

【参考文献】
[1]皮谨煜.生态翻译学视角下辜鸿铭与理雅各《论语》两译本的对比研究[D].西南大学,英语语言文学,2014,硕士.
[2]任文娟.256层螺旋CT血管造影与经皮冠脉造影对冠心病诊断价值的对比研究[D].延安大学,内科学,2014,硕士.
[3]刘全中.金香丹对大鼠心肌缺血再灌注损伤钙超载防治作用的实验研究[D].湖北中医学院,中医内科学,2004,硕士.
[4]郄小明.基于Android的机场电磁保护辅助管理系统的设计与实现[D].北京交通大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[5]张辰辰.石墨烯基复合材料的合成、表征及其电化学性能研究[D].沈阳理工大学,2014.
[6]吴盼.Nb-Zr-Ni(Co)系合金组织和渗氢性能研究[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2014,硕士.
[7]戴娟.基于目标与场景的用例驱动需求分析技术研究[D].西安电子科技大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[8]陈扬扬.水煤浆喷嘴的抗热冲击性研究[D].山东大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[9]刘青.基于美债危机视角的债务危机与货币危机相关性研究[D].厦门大学,世界经济,2014,硕士.
[10]周晨珺.双烟囱相互干扰下平均风荷载的数值模拟研究[D].西南交通大学,结构工程,2014,硕士.
[11]陈宁.信息技术支持的体验教学研究[D].温州大学,课程与教学论,2012,硕士.
[12]同威.循环流化床技术脱硫脱硝的试验研究[D].兰州大学,环境工程（专业学位）,2012,硕士.
[13]王燕.我国证券业系统性风险研究[D].山西财经大学,金融学,2014,硕士.
[14]谢斌福.城市医疗废弃物回收处理模型应用及其回收网络优化研究[D].南京大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[15]王娟娟.诊所式法律教育的本土化模式研究[D].河北科技大学,思想政治教育,2012,硕士.
[16]魏阳頔.“折叠”在中小型展览建筑设计中的应用初探[D].华中科技大学,建筑学,2013,硕士.
[17]杜云.基于平衡计分卡的虚拟养老院绩效管理研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[18]白渚铨.某试验平台多参数监测系统软件设计[D].中北大学,精密仪器及机械,2014,硕士.
[19]王静,刘湘南.地理专家系统的应用现状及发展趋势综述[J].地理与地理信息科学,2003,06:11-15.
[20]赵琳.大剂量雌激素联合球囊子宫支架提高宫腔粘连治疗效果的对比研究[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[21]李娜.初中语文学习评价的行动研究[D].山西师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[22]詹永春.基于南溪长江大桥悬索桥施工组织设计优化研究[D].重庆交通大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[23]邹帆.浙江省海洋主导产业选择研究[D].浙江财经学院,产业经济学,2013,硕士.
[24]林宁.养阴清热法对MRL/lpr狼疮鼠调节性T细胞、Th17细胞和肾脏病理的作用[D].广州中医药大学,中医临床基础,2014,博士.
[25]黄顺星.美国加州水权制度研究[D].厦门大学,环境与资源保护法学,2014,硕士.
[26]徐哲.五分量大地电磁测深资料的处理[J].石油地球物理勘探,1987,04:435-444.
[27]王春明.杰弗瑞·斯托莱特交互电子音乐作品研究[D].上海音乐学院,作曲与作曲技术理论,2014,博士.
[28]孙玉群,王建民,刘绍新,吴英林,付德华.数字三分量地震采集技术在大庆探区的应用[J].石油地球物理勘探,2010,S1:48-52+239+247-248.
[29]周乐敏.碳化硅在电炉炼钢上的应用[J].四川冶金.1990(03)
[30]李田.存活心肌评估方法效果分析[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[31]邹晓.血脂平稳度对兔动脉粥样硬化病变进展及斑块稳定性影响的实验研究[D].中国人民解放军医学院,老年心血管内科,2013,硕士.
[32]李萌.电子商务环境下企业SCM与CRM的整合策略[J].大众科技,2004,07:1-2.
[33]赵明开.论信用卡诈骗罪[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[34]周敏敏.基于CFD的石脑油裂解炉管流场结构化研究[D].华东理工大学,化学工程,2014,硕士.
[35]张慧茹,孟素香,曹健,范文慧,王钰飞,李强.绞股蓝内生真菌抗大肠杆菌抗菌机制的研究[J].微生物学通报,2015,01:157-162.
[36]王博.延安市地貌与地质灾害相关性研究[D].长安大学,地质工程,2013,硕士.
[37]孙哲.德约科维奇2007年与2011年硬地赛事技战术特征的对比分析[D].北京体育大学,运动训练,2013,硕士.
[38]杨振姣,吕远,范洪颖,董海楠.中国海洋生态安全多元主体共治模式研究[J].太平洋学报,2014,03:91-97.
[39]钟旭佳,高晓丁,李阳.多壁碳纳米管/聚吡咯导电复合材料的制备及性能[J].机械工程材料,2015,02:30-33+37.
[40]王洪川.DL-20MST数控机床关键零部件结构优化设计[D].大连理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[41]张玉.当代大学生道德问题研究[D].浙江理工大学,思想政治教育,2014,硕士.
[42]王瑞华.基于MATLAB的ABS主观评价系统客观化的研究和软件开发[D].燕山大学,车辆工程,2014,硕士.
[43]李小丽.基于文献的中医药治疗高血压临床证治规律的研究[D].甘肃中医学院,中医内科学,2014,硕士.
[44]郭硕.高发区同时性食管贲门多原发早期癌及癌前病变人群与内镜特征分析[D].河北医科大学,肿瘤学,2013,硕士.
[45]张常锋.青少年基于事件前瞻记忆的执行意向效应研究[D].吉林大学,应用心理学,2013,硕士.
[46]朱小波.西安地区办公建筑夜间通风构造体系研究[D].西安建筑科技大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[47]刘雷.英语作文智能批改中语法检查的研究与实现[D].北京邮电大学,计算机技术（专业学位）,2013,硕士.
[48]杨林.中联重科创新网络对技术创新绩效的影响研究[D].湖南师范大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[49]易千秋.民营上市公司治理结构对盈余管理的影响研究[D].西南大学,会计学,2013,硕士.
[50]龙妍.城市化进程中民俗文化保护与传承研究[D].西南大学,社会学,2014,硕士.