[發明專利]一種提高干涉測量系統抗測量鏡偏擺能力的方法

有效

• 申請號: 202110839109.4
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113566853B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 李瑞君;趙文楷;李鑫;張連生;黃強先
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種提高干涉測量系統抗測量鏡偏擺能力的方法，其特征是：所述干涉測量系統是由激光光源、干涉光路、參考鏡、測量鏡、光電檢測器以及信號處理模塊所組成，所述干涉測量系統將待測位移量轉化為測量鏡的位移變化量，利用干涉光路將測量鏡的位移變化量轉化為干涉光信號的相位變化量，由所述信號處理模塊通過解析干涉光信號相位獲得測量鏡的位移變化量；所述提高干涉測量系統抗測量鏡偏擺能力的方法按如下步驟進行：

步驟1，使用光電檢測器采集獲得干涉光信號并轉換輸出為干涉電流信號I；

步驟2，對所述干涉電流信號進行I/V轉換，由式(1)獲得原始干涉電壓信號V：

V＝I×R_F????????????(1)

其中：R_F為I/V轉換電路中的反饋電阻；

步驟3，對所述原始干涉電壓信號V進行低通濾波獲得原始干涉電壓信號直流分量A，則由式(2)計算獲得無直流分量干涉電壓信號V^*：

V^*＝V-A?????????????(2)

步驟4，對所述無直流分量干涉電壓信號V^*進行正交化處理，獲得兩路無直流分量正交干涉電壓信號；

步驟5，通過采樣一一對應獲得兩路無直流分量正交干涉電壓信號的有效值，將所述有效值與設定的期望值進行比較，獲得比較結果；根據所述比較結果調整增益系數，使輸出信號幅值得到自適應修正，從而獲得無直流偏置的兩路等幅正交干涉電壓信號；

步驟6，針對所述兩路等幅正交干涉電壓信號分別進行采樣并經過模數轉換和細分計數，獲得測量鏡的位移變化量，實現干涉測量系統對因測量鏡偏擺造成的干涉光信號質量降低的自適應調節。

2.根據權利要求1所述的提高干涉測量系統抗測量鏡偏擺能力的方法，其特征是：

針對干涉測量系統中的兩路干涉光信號，步驟3中所獲得的無直流分量干涉電壓信號V^*分別為第一無直流分量干涉電壓信號和第二無直流分量干涉電壓信號步驟4中的正交化處理是指按式(3)和式(4)計算獲得兩路無直流分量正交干涉電壓信號：

其中：

V_sin為兩路無直流分量正交干涉電壓信號中的第一路無直流分量正交干涉電壓信號；

V_cos為兩路無直流分量正交干涉電壓信號中的第二路無直流分量正交干涉電壓信號。

3.根據權利要求2所述的提高干涉測量系統抗測量鏡偏擺能力的方法，其特征是：

在所述步驟5中按如下式(5)、式(6)、式(7)和式(8)獲得兩路無直流偏置的等幅正交干涉電壓信號，分別為第一路無直流偏置的等幅正交干涉電壓信號Vo_sin和第二路無直流偏置的等幅正交干涉電壓信號Vo_con：

Vc_sin＝F(Vref-A_sin)??????????????(5)

Vo_sin＝V_sin×G(Vc_sin)????????????(6)

Vc_cos＝F(Vref-A_cos)?????????????(7)

Vo_cos＝V_cos×G(Vc_cos)???????????(8)

其中：

A_sin表征第一路無直流分量正交干涉電壓信號V_sin的有效值，即第一有效值A_sin；

A_cos表征第二路無直流分量正交干涉電壓信號V_cos的有效值，即第二有效值A_cos；

Vref表征兩路等幅無直流偏置的正交干涉電壓信號期望幅值，即期望幅值Vref；

F(Vref-A_sin)表征期望幅值Vref與第一有效值A_sin的比較結果，即第一結果Vc_sin；

F(Vref-A_cos)表征期望幅值Vref與第二有效值A_cos的比較結果，即第二結果Vc_cos；

G(Vc_sin)為根據第一結果Vc_sin自動調整的增益系數；

G(Vc_cos)為根據第二結果Vc_cos自動調整的增益系數。