激光测量与探测技术哈工大报告
激光测距实验报告

激光测距实验报告一、实验目的本实验旨在通过激光测距仪器进行实际测距,掌握激光测距的原理和方法,以及了解激光测距在实际工程中的应用。
二、实验原理激光测距是利用激光器发射出的激光束,通过反射、接收和处理使得的返回激光束,从而测定物体的距离。
一般来说,激光测距主要包括激光器、发射器、接收器和处理器四个部分。
发射器将激光束发射到目标物体上,目标反射激光束并接收器接收反射的激光束信号,并传递至处理器进行信号处理和距离计算。
三、实验器材1. 激光测距仪器2. 测距標尺3. 计算机4. 实验用物体四、实验步骤及内容1. 检查激光测距仪器是否正常工作,设置仪器参数。
2. 将激光测距仪器对准测距目标物体,按下触发键开始测距。
3. 记录实际距离值,并通过计算机处理得到的测距结果。
4. 重复以上步骤,进行多次测距,对比不同次测距结果的稳定性和准确性。
5. 分析实验结果,总结实验体会。
五、实验数据处理利用测距仪器测量得到的数据,通过计算机进行数据处理和分析。
根据测距仪器的测距原理,以及所采集到的数据,计算出目标物体的实际距离并与激光测距仪测距结果进行对比分析。
六、实验注意事项1. 激光测距仪器操作时需要注意安全,避免直接照射眼睛。
2. 实验过程中需注意激光测距仪器的稳定性和准确性,保持仪器处于正确的位置和设置状态。
3. 实验完成后,及时将激光测距仪器关闭并妥善保管。
七、实验总结通过本次实验,深入理解了激光测距的原理和方法,掌握了激光测距仪器的操作技能,并且可以通过激光测距仪器实现准确的测距结果。
同时也了解到激光测距在实际工程应用中的重要性和广泛性。
以上就是关于激光测距实验的报告,希望能对您有所帮助。
激光实训报告范文

一、实训目的1. 熟悉激光技术的基本原理和激光设备的工作流程。
2. 掌握激光操作的基本技能和安全规范。
3. 了解激光在不同领域的应用,如焊接、切割、打标等。
4. 培养动手实践能力和团队协作精神。
二、实训环境1. 实训场地:激光加工实验室2. 实训设备:激光切割机、激光焊接机、激光打标机等3. 实训工具:防护眼镜、手套、测量工具等三、实训原理1. 激光是一种高度集中的光束,具有高能量、高方向性、高单色性等特点。
2. 激光加工的原理是利用激光的高能量密度对材料进行切割、焊接、打标等处理。
3. 激光加工过程中,通过调节激光功率、光束焦点、加工速度等参数,实现对材料的精确控制。
四、实训过程1. 激光切割实训(1)了解激光切割机的工作原理和操作步骤。
(2)学习激光切割参数的设置,如激光功率、切割速度、切割间距等。
(3)进行激光切割实践,切割不同厚度的金属材料。
(4)观察切割效果,分析切割质量,总结经验。
2. 激光焊接实训(1)了解激光焊接机的工作原理和操作步骤。
(2)学习激光焊接参数的设置,如激光功率、焊接速度、焊接深度等。
(3)进行激光焊接实践,焊接不同材料的金属。
(4)观察焊接效果,分析焊接质量,总结经验。
3. 激光打标实训(1)了解激光打标机的工作原理和操作步骤。
(2)学习激光打标参数的设置,如激光功率、打标速度、打标深度等。
(3)进行激光打标实践,对金属、塑料等材料进行打标。
(4)观察打标效果,分析打标质量,总结经验。
五、实训结果1. 成功掌握了激光切割、焊接、打标的基本操作技能。
2. 熟悉了激光加工参数的设置和调整方法。
3. 能够根据不同材料和加工要求选择合适的激光加工工艺。
4. 提高了动手实践能力和团队协作精神。
六、实训总结1. 激光加工技术具有高精度、高效率、低成本等优点,在各个领域具有广泛的应用前景。
2. 激光加工过程中,安全操作至关重要,要严格遵守操作规程,佩戴防护眼镜等防护用品。
3. 激光加工参数的设置对加工质量有很大影响,要根据实际需求进行调整。
激光原理与技术实验报告.doc

激光原理与技术实验报告.doc概述激光技术是一种应用广泛、发展迅速的新技术,在工业、医学、通讯等领域都有着广泛的应用。
本实验旨在了解激光的基本原理,掌握激光器的构造和激光束的生成与测量方法,以及掌握激光的一些基本特性和应用。
实验原理激光是指具有高度纯度、单色性好、方向性和相干性极强的光,其产生和放大是通过受激辐射过程完成的。
具体来说,激光器的工作原理是通过激发介质内的原子或分子,使其受激辐射,在辅助的反射镜的作用下,从而在激光器中形成一束具有极强方向性和相干性的激光。
实验装置实验装置如图所示,主要由He-Ne激光器、反射镜组、光路组件和功率测量仪等组成。
其中,He-Ne激光器是实验的主体部分,可产生波长为632.8nm的激光。
反射镜组是用来控制和调整激光束传输方向、聚焦和扩展等方面的效果。
光路组件包括凸透镜、切向波片、偏振片等,主要用来调整、过滤和分析激光束的偏振状态、强度和相位,以及产生不同的波长和形状的激光束。
功率测量仪主要用来测量激光束的功率、光密度和曲率等参数。
实验步骤1. 准备工作:检查实验装置的连接和安全,确认激光幽灵系统处于正常工作状态,注意保护眼睛。
2. 初步调整:用反射镜组将激光束从He-Ne激光器中传输到实验台上的观测屏幕上,调整反射镜组的位置和角度,以便获得尽可能高的反射率和强度。
3. 改变激光束的偏振状态:加入偏振片,以控制激光束的偏振状态和方向,观察不同偏振状态的激光束在屏幕上的反映情况,了解激光束的偏振特性。
4. 产生不同波长的激光束:加入切向波片和凸透镜组件,改变激光束的相位和波长,观察不同波长激光束在观察屏幕上的差异,掌握不同波长激光束的产生和调制方法。
5. 测量激光束的功率和强度:用功率测量仪测量激光束的功率和光密度等参数,掌握不同位置和距离的激光束的功率和强度变化情况,应用激光干涉和相位空间法等技术分析和处理激光束。
激光测距实验报告(精)

一、激光测距简介:激光测距仪无论在军事应用方面,还是在科学技术、生产建设方面,都起着重要作用。
由于激光波长单一,测量精度高,且激光测距仪结构小巧,安装调整方便,故激光测距仪是目前高精度测距最理想的仪器。
激光器与普通光源有显著的区别,它利用受激发射原理和激光腔的滤波效应,使所发光束具有一系列新的特点:①激光有小的光束发散角,即所谓的方向性好或准直性好。
②激光的单色性好,或者说相干性好,普通灯源或太阳光都是非相干光。
③激光的输出功率虽然有限度,但光束细,所以功率密度很高,一般的激光亮度远比太阳表面的亮度大。
若激光是连续发射的,测程可达40公里左右,并可昼夜进行作业。
若激光是脉冲发射的,一般绝对精度较低,但用于远距离测量,可以达到很好的相对精度。
世界上第一台激光器,是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年,首先研制成功的。
美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。
1961年,第一台军用激光测距仪通过了美国军方论证试验,对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。
激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一,因而被广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。
它是提高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。
由于激光测距仪价格不断下调,工业上也逐渐开始使用激光测距仪。
国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪,可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
激光测距仪-分类:一维激光测距仪用于距离测量、定位;二维激光测距仪(Scanning Laser Range finder)用于轮廓测量,定位、区域监控等领域;三维激光测距仪(3D Laser Range finder)用于三维轮廓测量,三维空间定位等领域。
激光测距-方法激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。
王树国校长在校友报告会上的讲话

振奋人心啊——哈工大王树国校长报告尊敬的杨校长,各位校友: 大家好! 我非常高兴,也非常激动,昨天晚上我才刚刚从北京赶过来----教育部在开一个大学校长咨询会,会议没有结束我就赶过来了。
因为这是我们学校历史上一件大事,海内外的校友聚集在一起,尤其在深圳我们的这个新校区,所以我想大家肯定会有很多的感想。
很多校友会刚才做了非常好的报告,介绍了各自的工作,看到校友在全国各地、各行各业都有非常好的进展,工作做得有声有色,作为校长我感到非常高兴。
今天是一个难得的机会,本来应该找时间更早一些把学校的一些情况向各地的校友会做个汇报,把学校近期的一些情况向校友们做一个介绍,学校发展得怎么样,我想大家都很关心。
另外,我也想把学校下一步发展的情况和发展的思路向各位校友介绍一下,希望能够听到各位校友的非常好的建议。
刚才我们沈阳校友会做了一个非常好的发言,以爱心为主题把校友们凝聚在一起,非常令人感动。
我就想到赵本山小品当中有一部叫昨天今天和明天,那我想我们今天的主题也是哈工大的昨天今天和明天。
用这样一个主题,来探讨一下哈工大的历史和哈工大的未来。
我们学校的历史大家都很清楚,从1920年建校到现在,有80多年的历史,这是一个光荣的历史。
学校现在正在筹建哈工大博物馆,这个博物馆就坐落在我们1920年建校的原校址,也就是原来我们那个建筑大学所在的主楼侧面的那个地方,那是我们学校建校之初的校本部所在地。
那个楼已经翻修一新,准备近期开放,把我们学校从1920年建校到现在的这段历史,用数据用实物记录了下来,向我们各界校友作个数字化的展示,使每一位校友回到母校,都能在博物馆找到自己的信息找到相关校友的信息。
这个工作量很大,所以我们专门组织了一个队伍,在做这方面的筹备。
可作为市级博物馆对市民开放。
我们的建筑也是非常有特色的,加上哈工大和俄罗斯关系的历史,对学校后来的发展应该起到很好的作用。
刚才杨校长做了一个很好的讲话,虽然没有什么豪言壮语,但已经在字里行间把哈工大精神诠释得很好。
光电探测综合实验报告

一、实验目的1. 理解光电探测的基本原理和实验方法。
2. 掌握光电探测器的使用和调试技巧。
3. 学习光电探测实验的测量和分析方法。
4. 通过实验,加深对光电探测技术在实际应用中的理解和应用。
二、实验原理光电探测是利用光电效应将光信号转换为电信号的过程。
光电探测器是光电探测系统的核心部件,它将光信号转换为电信号,然后通过放大、滤波等电路处理后,输出可供进一步处理和利用的电信号。
本实验主要涉及以下光电探测器:光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
光电二极管是一种半导体器件,具有光电转换效率高、响应速度快、体积小等优点。
光电三极管是一种具有放大作用的光电探测器,它可以将微弱的光信号放大成较大的电信号。
光电耦合器是一种将输入信号的光电转换和输出信号的传输分开的器件,具有良好的隔离性能。
三、实验仪器与设备1. 光源:LED灯、激光笔等。
2. 光电探测器:光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
3. 放大器:运算放大器、低噪声放大器等。
4. 测量仪器:示波器、万用表等。
5. 连接线、测试板等。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试(1)测试前准备:将光电二极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
(2)测试步骤:① 将光电二极管正向偏置,调整偏置电压,观察并记录光电二极管的伏安特性曲线。
② 将光电二极管反向偏置,调整偏置电压,观察并记录光电二极管的反向饱和电流。
③ 测量光电二极管的暗电流和亮电流。
2. 光电三极管特性测试(1)测试前准备:将光电三极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
(2)测试步骤:① 将光电三极管集电极、基极和发射极分别连接到电路中,调整基极偏置电压,观察并记录光电三极管的伏安特性曲线。
② 测量光电三极管的集电极电流、基极电流和发射极电流。
③ 测试光电三极管的电流放大倍数。
3. 光电耦合器特性测试(1)测试前准备:将光电耦合器、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
(2)测试步骤:① 将光电耦合器的输入端和输出端分别连接到电路中,调整输入端电压,观察并记录光电耦合器的传输特性曲线。
桁架激光测量实验报告

一、实验目的1. 熟悉桁架激光测量仪器的使用方法;2. 掌握桁架结构尺寸的测量原理和操作步骤;3. 培养实验者的空间想象能力和实践操作能力。
二、实验原理桁架激光测量实验是基于激光三角测量原理进行的。
激光三角测量是通过测量物体表面某一点到激光发射器之间的距离,再根据已知的角度计算出物体表面的三维坐标。
本实验中,桁架结构尺寸的测量是通过激光三角测量仪对桁架的各个节点进行测量,从而得到桁架的三维坐标。
三、实验仪器1. 桁架激光测量仪;2. 激光发射器;3. 激光接收器;4. 三维坐标测量软件;5. 桁架结构。
四、实验步骤1. 准备实验材料:将桁架结构放置在实验台上,确保桁架结构稳固。
2. 连接仪器:将激光发射器、激光接收器和三维坐标测量软件连接到桁架激光测量仪上。
3. 设置测量参数:在三维坐标测量软件中设置激光发射器的发射角度、激光接收器的接收角度以及桁架结构的相关参数。
4. 测量桁架节点坐标:将激光发射器对准桁架结构的第一个节点,调整激光接收器,使其接收到的激光信号达到最佳状态。
记录下激光发射器与激光接收器之间的距离和角度。
重复上述步骤,对桁架结构的各个节点进行测量。
5. 数据处理:将测量得到的数据导入三维坐标测量软件,进行数据处理,得到桁架结构的三维坐标。
6. 结果分析:将处理后的数据与桁架结构的设计尺寸进行对比,分析测量结果的准确性和误差来源。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过桁架激光测量实验,得到了桁架结构的三维坐标,具体数据如下:节点1:X=100mm,Y=150mm,Z=200mm;节点2:X=200mm,Y=150mm,Z=200mm;节点3:X=300mm,Y=150mm,Z=200mm;节点4:X=400mm,Y=150mm,Z=200mm;节点5:X=100mm,Y=300mm,Z=200mm;节点6:X=200mm,Y=300mm,Z=200mm;节点7:X=300mm,Y=300mm,Z=200mm;节点8:X=400mm,Y=300mm,Z=200mm。
哈工大大物实验报告

哈工大大物实验报告哈工大大物实验报告一、引言哈尔滨工业大学(以下简称哈工大)是中国著名的理工科大学之一,拥有丰富的实验资源和实验条件。
大物实验是哈工大理工科学生必修的一门实践课程,旨在通过实验操作,加深学生对物理学原理的理解和掌握实验技能。
本文将对哈工大大物实验进行报告,以便更好地总结和分享实验经验。
二、实验目的大物实验旨在培养学生的实验操作能力和科学研究精神。
通过实验,学生能够掌握物理学中的基本测量方法和实验技巧,提高数据处理和分析的能力,培养科学研究的思维方式。
三、实验内容1. 实验一:测量光的折射率本实验通过测量光在不同介质中的折射角和入射角,计算出光的折射率。
实验中使用了光学仪器和角度测量仪,通过准确的测量和数据处理,得到了较为准确的折射率结果。
2. 实验二:测量电磁感应现象本实验通过改变磁场的强度和方向,测量感应电动势的大小和方向,验证了电磁感应定律。
实验中使用了恒定磁场和线圈,通过改变线圈的位置和方向,观察到了感应电动势的变化规律。
3. 实验三:测量物体的密度本实验通过测量物体的质量和体积,计算出物体的密度。
实验中使用了天平和容积瓶,通过准确的质量测量和体积测量,得到了物体的密度结果。
四、实验结果和分析1. 实验一的结果表明,光在不同介质中的折射率与介质的光密度和折射角有关。
通过实验数据的处理和分析,得到了光的折射率与介质的关系曲线,并与理论值进行了比较,结果较为接近。
2. 实验二的结果表明,感应电动势与磁场的变化规律相关。
通过实验数据的处理和分析,得到了感应电动势与磁场强度和线圈位置的关系曲线,并验证了电磁感应定律。
3. 实验三的结果表明,物体的密度与质量和体积有关。
通过实验数据的处理和分析,得到了物体的密度与质量和体积的关系曲线,并计算出了物体的密度值。
五、实验心得大物实验是一门非常重要的实践课程,通过实验操作和数据处理,我深刻体会到了实验科学的严谨性和精确性。
在实验过程中,我学会了正确使用实验仪器和测量工具,掌握了准确测量和数据处理的方法。
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201x 年春季学期研究生课程考核(读书报告、研究报告)考核科目:激光测量与探测技术学生所在院(系):电气工程及自动化学院自动化测试与控制系学生所在学科:测控技术与仪器姓名:xx学号:xx学生类别:保送激光测距式三维测量系统综述xx,xxS0010xx(哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨 150080)摘要:三维测量技术是现代工业测量领域一个重要的研究课题,在如逆向工程、国防、医学、文物保护等社会诸多领域有着广泛的应用。
本文主要简要介绍了三维测量的主要方法和不同方法特点的对比。
并主要介绍了飞行时间法激光测距式测量三维形貌的原理和系统,并介绍了利用多频率组合的方式解决量程和精度之间的而矛盾,进一步提高测量性能。
最后介绍了对测量精度有重要影响的测量误差。
关键词:三维测量,相位式激光测距,测量误差0 引言与传统的二维图像信息相比,物体的三维信息能够更全面、真实地反映客观物体,为人们提供更多的信息量。
随着科技的飞速发展,很多先进技术被应用到物体三维信息的测量中。
通过三维数字化技术,可以得到关于三维物体空三维数据测量技术有了广泛的应用,其应用范围主要包括以下几方面:一,用于精密零件的检测。
对具有自由曲面的产品模型进行高精度三维测量分析,并与原先的CAD模型进行比对,得到零件制作的缺陷,以此作为加工改进的基础。
二,模具的设计制造与检测。
用信息技术改造模具传统制造技术,调整我国模具工业结构,使其走向现代化。
三,可以为游戏、娱乐系统提供大量具有极强真实感的三维彩色模型,还可以将游戏者的形象扫描输入到系统。
四,用于修复破损的文物、艺术品、或缺乏供应的损坏零件等。
五,用于服装制造方面。
三维测量技术可以快速地测得人体的三维数据,建立人体模型,将这些数据与服装CAD技术结合就可以按每个人的具体尺寸进行服装设计,并且可以直接在计算机上观看最终的着装效果。
些领域的进一步发展对三维测量技术有了更高的要求,主要包括:较大的测量范围、更快的测量速度、更高的测量精度等。
1 主要测量方法目前,三维测量方法多种多样,原理也各不相同。
基本上可分为两大类,即接触式和非接触式两类。
较早发展的接触式测量虽然在精度上可以满足现代工业的要求,但因为要逐点接触式测量,从而存在测量速度慢,不适合对大型零部件进行测量的缺点;而且,采用这种接触式测量会损坏或划伤其表面,同时测头的磨损,限定了测量次数和准确度。
为克服这些弊端发展起来的非接触式测量,尤其是光学式三维测量技术,凭借其非接触、高精度、高效率等一系列优点,迅速发展为现代三维测量的重要方法,下面是光学测量的几种常见方法。
(1)飞行时间法(2)激光扫描法(3)结构光法(4)莫尔条纹法(5)激光弥散斑图像采样法(6)干涉测量法(7)摄影测量法下面是几种方法的对比:3 测量系统的组成激光测距式三维测量系统主要是无合作目标激光测距仪和一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜组成的自动化快速测量系统。
一般由激光测距仪,角度传感器,伺服控制系统,微电脑和软件组成。
总体框图1所示图1 三维测量系统总体框图测量时,首先打开激光源,激光信号经镜面反射后射向被扫描物体,再经物体反射,由光电转换器件将光信号转换为电信号,由该信号经过一系列处理分析,最终得到扫描点到测量中心的距离值传送给计算机;其中,仰俯电机及其细分电路带动镜面旋转,从而改变激光束的出射角度,完成线扫描(从上到下扫描完一列);水平电机则负责带动仰俯电机、激光源等从前一帧移动到下一帧,完成帧扫描。
由角度传感器测得的交流电机在水平和垂直方向的转角度和距离值可确定被测点在仪器坐标系中的三维坐标,进而求得其三维空间坐标图中,主计算机内装有三维测量系统测控软件,负责设定和控制扫描的各项参数,接收扫描数据并对其进行存储和实时的三维显示;三维重构软件可以读取测控软件存储的数据文件,并实现对真实物体的三维重构。
3相位式激光测距基本原理激光测距在技术途径上主要分为两大类:①微位移法,②飞行时间法激光测距;其中飞行时间法激光测距又可分为脉冲式激光测距和连续波相位式激光测距。
脉冲激光测距的精度不高,一般为数米量级;连续波激光测距测量精度高,通常在毫米量级,考虑到精度和带宽问题,本设计选用的是正弦波调制的相位式激光测距。
下面详细介绍其原理相位式激光测距基本原理框图如图2所示图2 相位式激光测距基本原理框图图2 相位式激光测距基本原理框图设用相位式测距仪测定两点间的距离D ,由测距仪发射调制激光束,射向反射镜后被反射回接收系统。
设调制波往返于距离D 所花费的时间是t ,已知光波在大气中的传播速度是c ,则距离为12D ct = (1) 把调制波在测线上按往返距离展开,如图2.4示。
可见,调制波回到收发点的相位比发射波延迟了φ角,且2t ft φωπ== (2)将式(2)代入(1)中,得111222222c D c f f φφφλπππ==⋅=⋅ (3) 式中,c f是调制波的波长,φ等于调制波的N 个整周期加上不足一个整周期的尾数φ∆,所以2()()()22222N D N N N λπφλφλππ⋅+∆∆==+=+∆ (4)上式表明,如果测得光波相移φ中2π的整数N 和小数△N ,就可确定距离D 。
调制波往返于测程上的整波数我们是无法知道的。
仪器只能测定/2D λ<的距离,也就是说只能测定小于2π二的余角△φ中。
因此需要在仪器中设置两个频率,譬如令1/210m λ=,2/21000m λ=这样可利用1/2λ去测量相应于△1φ的距离,即测出小于l 0m 的毫米位、厘米位、分米位和米位数;利用2/2λ去测量相应于△2φ的距离,即测出十米位和百米位,再使二者衔接起来,就得到完整的距离读数。
这样,就解决了测距仪高精度和长测程之间的矛盾,其中最短的测尺保证了必要的测距精度,最长的测尺则保证了测距仪的测程。
图3 双频测量示意图4 系统误差分析根据相位法激光测距公式(3),对D 求微分得,211 222222fc D c f D D D c f c c f f f φφδδδδφφφδδδπππ=-+=⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅ (5) 可知,理论上影响相位法测距精度的主要有光速误差、调制频率f 的误差(频稳度)和相位差φ的测量误差决定;另外还有元器件在高频环境下的稳定性、接收器件随光强不同的非线性和电子线路干扰等的影响。
其中,光速误差对本设计的距离而言,影响很小,可以忽略;系统频率源采用稳定性很高的数字频率合成器,其频稳度达到10-9级,减小了频稳度造成的测距误差。
下面详细介绍下对测距精度有重要影响的测相误差,它主要包括相位不均匀误差、幅相误差和测相原理性误差。
4.1 相位不均匀性误差引起相位不均匀性误差的原因是光束的相位不均匀性和光电探测器的相位不均匀性。
光束作为波的传播形式,其相位不均匀性表现在两个方面:一是空间相位漂移,即光束横截面内各点的相位与光束中心处的相位不同;二是时间相位漂移,即光束横截面内某点处的相位随时间而变化。
光电探测器的相位不均匀性与光电探测器光敏面上的各点的灵敏度和光电子渡越时间有关。
由于制造上的原因、光敏物质性能的差异、供电的稳定性等因素,将造成灵敏度和渡越时间的不均匀4.2 幅相误差测量时被测物表面性质的不同,以及被测距离的不同,都会使接收到的光功率发生变化,导致测距信号幅值发生变化,电路在处理这种幅值不同的信号时将构成参考信号和测距信号间的相位差法发生变化,产生幅相误差,是一种系统误差。
4.3 测相原理性误差主要考虑”不同步采样”、A/D量化误差、噪声、多频率相互干扰等因素,经过仿真分析可知:(1) 采样精度越高,原信号恢复的越好,测相误差越小;(2) 采用全相位FFT相位分析法,能很好的解决“不同步采样”问题,降低了多信号间频谱干扰,在噪声背景下,也能得到很高的鉴相精度。
4.4 电子线路的交叉干扰实际测量中,测量信号通道除接收到光电器件产生的有用信号外,还会接收到一些干扰信号。
这种干扰很大部分是由于电路板设计缺陷(如地线、电源线分布不好),由于前置放大器的非线性,干扰信号通过这些器件后会产生中频干扰信号,影响测量结果。
对于频率不等于有用信号的干扰信号来说,可以通过窄带带通滤波器滤除,但对于频率接近有用信号的干扰信号来说,却不能通过这些措施来滤除,这样的干扰信号被当作有用信号一样来放大处理。
因此,接近有用信号的干扰信号的干扰是最严重的。
激光调制电流的频率和光电器件产生的有用信号的频率相同,它产生的高频泄漏对测量产生严重影响,必将影响测量精度。
例如调制频率在l0MHZ的情况下,为了获得毫米级的测量精度,干扰信号必须小于有用信号幅值的千分之一,这对硬件系统提出了很高的要求。
这种电路一般用6层板以上的板子做,不然任何一个走线都是天线;而且步线是减少噪音的最好办法,电源离放大部分要尽量远,铺地也很重要。
因此,只有对电路板的布局进行合理设计、对系统进行良好的屏蔽才能得到正确的测量结果。
5 结论本文以三维测量及工业检测为应用背景,针对用于三维测量的激光测距技术开展研究,提出相位式激光并行测距的方案,此方法可对被测量实体实现多点同步测距,进而快速获得物体表面每个采样点的三维空间坐标。
为了避免半导体激光器因过流而导致的击穿,延长激光器使用寿命,半导体激光器驱动电源应采取软启动措施;为使发射激光波长稳定,需要设计自动温度控制(ATC)电路。
APD工作在上百伏的高压直流偏置下,使得APD对温度非常敏感,因此应设计温度补偿电路以保持恒定的放大倍数和动态范围;对APD接收电路进行良好的布局和布线,以及对其进行系统屏蔽,以提高信噪比。
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