[發(fā)明專利]一種雙頻激光干涉儀基于主輔鑒相器的細(xì)分方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910021035.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101476871A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交大思源精密工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B9/02
• 分類號(hào): G01B9/02
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 賀建斌

1.一種雙頻激光干涉儀基于主輔鑒相器的細(xì)分方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，對(duì)激光干涉儀的參考與測(cè)量?jī)陕饭怆娦盘?hào)進(jìn)行預(yù)處理，整形后，變成兩路方波信號(hào)即Fr與Fm，這兩路方波信號(hào)Fr與Fm直接輸入到可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行整周期信號(hào)的采集；同時(shí)對(duì)兩路方波信號(hào)Fr與Fm分別進(jìn)行8分頻即Fr_8與Fm_8，輸入8分頻Fr_8與Fm_8到主鑒相器中進(jìn)行分?jǐn)?shù)周期的采集，對(duì)參考路型號(hào)再進(jìn)行π/2移相后即Fr_8s與Fm_8輸入到輔助鑒相器也進(jìn)行分?jǐn)?shù)周期的采集，這樣構(gòu)成一個(gè)主輔鑒相器與可逆計(jì)數(shù)器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

以上的功能是通過(guò)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)的：計(jì)數(shù)器采用32bit可逆計(jì)數(shù)器，測(cè)量范圍-21474705407-21474705408脈沖數(shù)，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度測(cè)量范圍600多米，激光光電信號(hào)的電相位0-2π，每個(gè)2π對(duì)應(yīng)激光半波長(zhǎng)，對(duì)于鑒相器的輸出為0-1，對(duì)應(yīng)于氦氖激光器相當(dāng)于0-0.3164微米；

第二步，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)的初始化過(guò)程，可逆計(jì)數(shù)器清零，通過(guò)移相器的設(shè)置，使主鑒相器的初始相位角在以0.5±0.125的區(qū)間，而輔鑒相器的相位角在鑒相器工作在以0.625±0.125區(qū)間；調(diào)整完成后，讀入主鑒相器與輔鑒相器的初始相位角Phm0與Phs0；

第三步，啟動(dòng)定時(shí)器，開(kāi)放中斷，進(jìn)入系統(tǒng)的采樣過(guò)程：當(dāng)定時(shí)時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)CPU，CPU進(jìn)入中斷采樣程序，對(duì)計(jì)數(shù)器與主輔兩個(gè)鑒相器進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存，得到可逆計(jì)數(shù)器的數(shù)值K，主鑒相器的數(shù)值Pm，輔助鑒相器的數(shù)值Pa，分別減去初始相位數(shù)值Phm0與Phs0，得到測(cè)量相位數(shù)值DPm與DPa；

第四步，對(duì)上步采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差判斷，將兩路信號(hào)8分頻，移相后輸入到主輔兩個(gè)鑒相器，將主鑒相器與輔鑒相器的測(cè)量范圍擴(kuò)大8倍，這樣鑒相器的數(shù)據(jù)二進(jìn)制的最高三位與計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)二進(jìn)制的最低三位在數(shù)值上是相同的：

δ＝k₂k₁k₀-p₂p₁p₀

其中K₀k₁k₂分別為計(jì)數(shù)器最低三位數(shù)據(jù)；p₀p₁p₂分別為鑒相器的最高三位數(shù)據(jù)，

若計(jì)數(shù)器出現(xiàn)讀數(shù)誤差時(shí)，在其數(shù)據(jù)的最低上，二鑒相器則在最高位上；在當(dāng)|δ|＝0時(shí)，計(jì)數(shù)器與鑒相器數(shù)據(jù)相等，兩者都沒(méi)有誤差，當(dāng)|δ|＜1時(shí)，計(jì)數(shù)器出現(xiàn)讀數(shù)誤差二鑒相器工作正常，這時(shí)修正計(jì)數(shù)器的數(shù)值，當(dāng)|δ|＞1時(shí)，主鑒相器工作在死區(qū)，計(jì)數(shù)器工作正常，這時(shí)切換到輔鑒相器的數(shù)據(jù)；

第五步，數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差剔除與合成，計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)通過(guò)δ修正，而鑒相器的數(shù)據(jù)通過(guò)φ*8，也就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)左移三位，揚(yáng)棄高三位，得到分?jǐn)?shù)相位的準(zhǔn)確值φs，這樣光程差最終準(zhǔn)確值為

Φ＝2(k-δ)π+φs

Φ為總周期數(shù)，k為計(jì)數(shù)器，δ為計(jì)數(shù)器誤差；Φs為分?jǐn)?shù)相位值；

雙頻激光干涉儀在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，初始化完成以后，按設(shè)定的時(shí)間間隔，不停的重復(fù)第三，第四，第五步，直到退出測(cè)量程序。