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白光干涉峰位信号的采集与自动判读

作　者: 周承
导　师: 孙长森
学　校: 大连理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 信号采集与处理任意光谱的双光束白光干涉主极大判读
分类号: O436.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
引　用: 2次
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内容摘要

数据的采集与处理是大多数测量系统中极其重要的一环,对于白光干涉测量系统也不例外。在传统白光干涉系统中,数据的采集通过PC机和数据采集卡实现,而数据的处理则通过编程设计相应的软件来实现。这样的方法设计流程复杂,计算量大,且系统构成缺乏灵活性,不适合现场测量。随着DSP技术的发展,DSP已经成为了当今世界解决信号采集与处理问题的有效途径之一。作为一种专门为数据处理而设计的微处理器,DSP为光学干涉信号的处理提供了一种新的解决方案。本论文提出了一种将DSP与迈克尔逊白光干涉位移测量系统相结合的技术。该技术的主要特点是以DSP取代传统白光干涉系统中的PC机和数据采集卡,通过调用储存在DSP内部的程序,可以实现实验进程控制和干涉信号高速采集与处理。另外,结合任意光谱的双光束白光干涉理论,本文还提出了一种基于DSP的白光干涉零光程位置自动判读的新方法,该判读方法可以不受实际测量中出现的干涉包络不对称问题的干扰,而精确地对零光程差位置进行判读。基于该方法本文设计了一套以TMS320F2812型DSP芯片为核心的自动化扫描光纤白光干涉测量系统。为了验证系统性能,利用该系统对水面透明油膜厚度进行了测量,测量值与理想值相差约为1.7%,连续测量引入的偏差不超过±1.3%。实验结果表明,基于该方法设计的测量系统运行稳定,测量效率及精度比运用PC机进行采集与处理的方法均有所提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 迈克尔逊型光纤白光干涉技术  9-11
  1.2 数字信号处理器  11-12
    1.2.1 数字信号处理的实现方法  11-12
    1.2.2 数字信号处理系统  12
  1.3 选题的依据和意义  12-14
  1.4 论文的结构  14-15
2 基于DSP的迈克尔逊光纤白光干涉测量系统  15-41
  2.1 光纤迈克尔逊白光干涉系统的设计  15-27
    2.1.1 光纤迈克尔逊干涉仪光路系统设计  20
    2.1.2 光源驱动电路和探测器接收电路设计  20-25
    2.1.3 自聚焦透镜的制备  25-27
  2.2 DSP系统的设计  27-38
    2.2.1 DSP硬件设计  28-34
    2.2.2 DSP软件设计  34-38
  2.3 基于DSP的光纤白光干涉系统总体设计  38-40
  2.4 小结  40-41
3 基于DSP的白光干涉包络峰位判读  41-59
  3.1 任意光谱的双光束白光干涉理论  41-53
    3.1.1 非等振幅的双光束干涉  41-46
    3.1.2 非等谱型的双光束干涉  46-51
    3.1.3 相位受干扰的双光束干涉  51-53
  3.2 非理想情况下的白光干涉包络形状  53-55
  3.3 基于DSP的白光干涉包络零光程差位置的判读  55-58
  3.4 小结  58-59
4 基于DSP的扫描光纤白光干涉系统的实际测量  59-64
  4.1 液体表面透明油膜厚度测量  59-63
  4.2 误差来源分析  63
  4.3 展望  63
  4.4 小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-69
附录A TMS320F2812存储映射表  69-70
附录B 基于DSP的光纤白光干涉测量系统实物图  70-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72-73

白光干涉峰位信号的采集与自动判读

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