贵州民族学院“国家级大学生创新创业训练计划”项目申报书1

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“国家级大学生创新创业训练计划”

项目申报书

学 院： 项目名称：

贵州民族学院

激光干涉测长仪数字化系统的研

制

创新训练项目

项目类型：

□ 创业训练项目 □ 创业实践项目

负 责 人： 指导教师：

张家文 葛一凡

贵州民族学院教务处

二〇一二年三月

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填 写 须 知

一、项目分类说明：

1.“创新训练项目”是本科生个人或团队，在导师指导下，自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。

2.“创业训练项目”是本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色，通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。

3.“创业实践项目”是学生团队，在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目（或创新性实验）的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动。申报该类项目需额外提交企业导师合作指导协议书作为附件。

二、申报书请按顺序逐项填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。

三、申请参加大学生创新创业训练计划项目团队的人数含负责人在内不得超过5人。

四、填写时可以改变字体大小等，但要确保表格的样式没有被改变；填写完后用A4纸张双面打印，不得随意涂改。

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项目名称 项目起止时间负

激光干涉测长仪信号处理的研究2012 年 3 月 至 2013 年 3 月

名责 人

张家文

09 级

计算机与信息工程学院 光信息科学与技术

152851230 98

290262375@http://www.77cn.com.cn

项 目 组 成 员

指 导 教 师

名

葛一凡

称

字左右) 一、项目简介(300 字左右) 项目简介( 近年来，随着微电子、超精密加工等高新技术的迅速发展，对位移测量技术 及仪器提出了既要测量范围大又要同时达到精密测量精度的要求。激光的出现使 得其得以实现，特别是 he-ne 激光器的问世以来，激光干涉仪以其特有的大测量 范围、高分辨力和高测量精度等优点，在精密和超精密测长领域得了广泛的应用。 伴随着电子学、光学和物理学的发展，数字电路和微机技术的应用为测量中的信 号自动处理和数据处理创造了方便条件，激光技术和微机技术的结合，使激光干 涉仪实现了对线位移、线速度及测量小角度以及各种形位误差等几何量的精密测 量的自动化。 这个项目依托于激光干涉测长仪在目前阶段的一些信号处理问题而提出来。 设计基于可编程器件(FPGA)的激光干涉位移测量信号处理系统，实现了计

数正 确结合的精密位移测量。在干涉条纹细分原理的基础上，就激光干涉位移测量干 涉仪的信号处理方法的关键技术进行详细研究，并针对干涉信号在测量过程中发 生振荡或抖动及停止位置处出现计数错误的问题，提出了双边沿触发计数的硬件 计数和软件修正相结合的新方法，完成信号处理系统的硬件和软件设计。

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二、申请理由 申请理由(包括自身/团队具备的知识条件、特长、兴趣等) 干涉信号处理系统作为激光干涉系统的核心,一直倍受人们的关注。应用激光 干涉仪测长,精度在很大程度上取决于干涉信号处理的好坏。为了达到纳米量级的 测量精度,毫无例外均要求有准确的干涉信号误差补偿和高精度的细分方法。这两 部分构成干涉信号处理系统的主体,所以现今对于激光干涉仪信号处理的研究主 要集中在对于干涉信号误差补偿和细分的研究上。 传统上信号细分运用模拟电路的方法，后级的计数运用脉冲的方法计数其稳 定性比较差，而且对信号的误差调整上也没有做出很好的校正。所以基于这些问 题本设计运用 FPGA 来对信号进行处理具有精度高、实时性好等特点，通过参考信 息和采集信号对误差进行对比校正，而前进预处理电路增加相应的滤波和补偿电 路使系统对信号的精度更高。 本小组成员均学习过与通信及电子技术相关的系列课程，并且本小组成员均 为校大学生学校开放实验室的学生，对通信和电子技术这方面有相应的研究。部 分成员参加过校内电子设计大赛、全国大学生电子设计大赛并取得了三等奖的成 绩。

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三、项目方案

系统原理框图： 系统原理框图：

现在在实际的干涉信号处理过程中还要考虑空气扰动、折射率波动、噪声等 干扰而引入的非线性环节，提出补偿或校正来改善其系统的稳定性。因为干涉信 号处理系统作为激光干涉系统的核心，人们对其处理信号的精度非常重视，应用 激光干涉仪测长，精度在很大程度上取决与干涉信号处理的好坏。为了达到处理 精度，准确的干涉信号误差补偿和高精度的细分法成为了干涉信号处理系统的主 体，所以现今对于激光干涉仪信号处理的研究主要集中在对于信号误差补偿和细 分的研究上。 实 现 方 案 主 要 是 利 用 逻 辑 可 编 程 门 阵 列 FPGA(Field Programmable Gate Array)实现信号的细分、判向、计数和显示处理，而不用分离器件使系统具有精 度高、速度快、实时性好等特点来实现。并针对干涉信号在测量过程中发生振荡 或抖动及停止位置处出现计数错误的问题，提出了双边沿触发计数的硬件计数和 软件修正相结合的新方法，系统再与前级信号的采集、移向

系统、高精度光电传 感器、放大整形、倒相、信号补偿和滤波等信号处理电路相结合来实现。

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四、项目特色与创新

(1)、干涉测量技术是以光的干涉现象为基础进行测量的一门技术。在激光 出现以后，加之电子技术和计算机技术的发展，隔振与减振条件的改善，干涉技 术得到了长足进展。干涉测量技术大多数是非接触测量，具有很高的测量灵敏度 和精度，而且应用范围十分广泛。 、激光干涉仪是实现纳米测量精度的重要仪器。为了达到纳米级测量精度 (2 ) 、 的要求，需要对不到一个周期的干涉信号进行高倍数细分。本设计利用数字鉴相 条纹细分方法和与软件相结合的方法，数字硬件电路在同相位的捕获上有很高的 灵敏度，但对硬件性能的要求相对较高，而 FPGA 可以将数字电路集成于一块电路 芯片内，克服分立元件之间的干扰、避免外界电路对电路的干扰等对测量精度造 成的影响，具有设计精确、开发速度快、可靠性高的优点，处理速度可以达到 ns 级以上，完全满足系统要求。 、信号的采集处理采用参考信号进行调整，以 FPGA 作为信号的处理的主 ( 3) 、 , 芯片。在干涉条纹细分原理的基础上，并针对干涉信号在测量过程中发生振荡或 抖动及停止位置处出现计数错误的问题，提出了双边沿触发计数的硬件计数和软 件修正相结合的新方法。显示用液晶显示及上位机模块进行显示。

五、项目进度安排

(1) 、第一阶段项目的系统总体方案设计及模块划分，把系统分成相应的模 块进行研究。每一部分需要实现那些功能，以及相互之间的连接问题。 (2) 、信号的 …… 此处隐藏：1896字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……