激光资料仪

机械工程综合实

践 实验报告

课程名称 机械工程综合实践 专 业 精密工程 指导教师 彭小强 小组成员 刘强 14033006

谌贵阳 吴志明 实验日期 2012.4.2—2011.6.25

国防科学技术大学机电工程与自动化学院

目 录

1激光干涉仪 1.1激光干涉仪介绍 1.2激光干涉仪原理

2 激光干涉仪测量机床的直线度 2.1实验器材以及平台的搭建 2.2激光干涉仪的调试 2.3直线度的测量

3 激光干涉仪测量机床的重复定位精度 3.1实验器材以及平台的搭建 3.2激光干涉仪的调试 3.3重复定位精度的测量 4 实验分析与总结

目录

一、实验目的与任务 .......................................... 4 二、实验内容与要求 .......................................... 4 三、实验条件与设备 ....................................

准直激光指向仪（cl） 一．用途:

准直激光指向仪用于矿山巷道掘进时的指向定位；掘进机推进方向的制导控制；综采工作面的定位，此外还广泛地应用在公路、铁路、隧道、涵洞、桥梁、高层建筑、管道安装的定位、准直。请拨打零贰玖-陆捌伍捌壹柒零捌,本产品的隔爆外壳一体化设计，可以在有爆炸性气体的环境中放心使用。本产品采用半导体激光器作为光源，具有光束质量好，体积轻巧，工作稳定，安装、调整方便的特点。 二．技术指标

序号 名称 1 激光有效射程 2 激光器出瞳功率 3 光斑直径 4 光斑漂移量 5 激光束水平调节范围 6 激光束垂直调节范围 7 工作方式 单位 M mW Mm Mm 度 度 技术指标 ≥800 ≥10 ￠≤70（800m处） ≤10 ≥±2.5 ≥±2.5 连续 三．使用安装与调整

1．将仪器的后罩和压紧螺母拆下，将电源线接在接线端子上，接好地线，然后将仪器重新装好，拧紧螺钉。将固定板采用适当的方法安装在构架上，找到大约要指向的位置，将固定板安装好。 2．接通电源，点亮激光器。

3．用螺丝刀松开锁紧钉，调整调焦筒，将光斑大小调整到最佳状态，拧紧锁紧钉。

本文章由陕西日成科技提供 壹叁零零贰玖玖壹捌捌叁

4．根据经纬仪所测定的方向，调整仪

三． 激光纵模模式观测

1. 实验目的

1．了解激光器的模式结构，加深对模式概念的理解。 2．通过测试分析，掌握模式分析的基本方法。

3．对本实验使用的分光仪器——共焦球面扫描干涉仪，了解其原理、性能，学会正确使用。

2．激光器模的形成

激光器的三个基本组成部分是增益介质、谐振腔和激励能源。如果用某种激励方式,将介质的某一对能级间形成粒子数反转分布,由于自发辐射和受激辐射的作用,将有一定频率的光波产生,在腔内传播,并被增益介质逐渐增强、放大。被传播的光波决不是单一频率的（通常所谓某一波长的光，不过是光中心波长而已）。因能级有一定宽度，所以粒子在谐振腔内运动受多种因素的影响，实际激光器输出的光谱宽度是自然增宽、碰撞增宽和多普勒增宽迭加而成。不同类型的激光器，工作条件不同，以上诸影响有主次之分。例如低气压、小功率的He-Ne激光器6328A谱线，则以多普勒增宽为主，增宽线型基本呈高斯函数分布，宽度约为1500MHz，只有频率落在展宽范围内的光在介质中传播时，光强将获得不同程度的放大。但只有单程放大，还不足以产生激光，还需要有谐振腔对它进行光学反馈，使光在多次往返传播中形成稳定持续的振荡，才有激光输出的可能。而形成持续振荡的条件是，光在谐振腔中往

胡亚斌

美国LaserCraft高精度激光测距仪－Contour XLRic型，这款激光测距仪是高精度和远量程的结合体，是目前市场性能最好的一款手持激光测量系统。它能成功地在保持良好精度的前提下测量以下目标到前所未有的距离：175米到电力线，400米到电线杆，800米到建筑物。同时，它是一款坚固防水的仪器，遇到下雨，下雪，大雾或沙尘暴天气时，您只把工作模式选择到“坏天气”模式，您的工作就不会受到任何影响。在坏天气下使用它，就如同在好天气下使用一样方便，好用。如果装配了三脚架，它就可以用来进行更远距离的精确测量和进行精密的倾斜测量。

Contour XLR采用最新激光技术，小巧、轻便、使用方便，可准确测量目标距离。有恶劣天气工作模式保证仪器在仪器在雨、雪、雾、沙尘暴天气条件下仍可可靠工作。仪器配备HUD显示器，可边瞄准边测量。是建筑结构规划等通用距离测量的得力仪器。最大测量距离1850米，精度0.1米。 Contour XLRi具有XLR系列的全部特点，同时增加360度倾角传感器。有六种工作模式，分别是距离、角度、水平距离、垂直距离、二点高度、三点高度。有串行口，可通过计算机或数据记录器记录数据。典型应用：矿山地形测量、森林资源调查、倾斜测量、高度

Laser rangefinder

A long range laser rangefinder is capable of measuring distance up to 20 km; mounted on a tripod with an angular mount. The resulting system also provides azimuth and elevation measurements.

A laser rangefinder is a device which uses a laser beam to determine the distance to an object. The most common form of laser rangefinder operates on the time of flight principle by sending a laser pulse in a narrow beam towards the object and measuring the time taken by the pulse to be reflected off the target an

第一章、前言

一、本次我们主要研究：如何检测机床的螺距误差。因此我们主要的任务在于：

1. 应该使用什么仪器进行测量 2. 怎么使用测量仪器 3. 怎么进行数据分析

4. 怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统 二、根据第一点的要求，我们选择的仪器为：Renishaw 激光器测量系统，此仪器检测的范围包括：

1. 线性测量 2. 角度测量 3. 平面度测量 4. 直线度测量 5. 垂直度测量 6. 平行度测量

线性测量：是激光器最常见的一种测量。 激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激光器系统测量的实际位置，以测量线性定位精度及重复性。

三、根据第二点的解释，线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。因此，我们此次使用的检测方法——线性测量。

总结以上我们的核心在于：如何操作Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检测，之后将

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检测得到的数据进行分析，最后将分析得到的数据存放到数控系统中。这样做的目的在于——提高机床的精度。

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第二章、 基础知识

2.1 什么是螺距误差？

开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的

滚珠丝杠。但丝杠总有一定螺距误差，因此在加工过程中会造成零件

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

山东科技大学学士学位论文 摘要

ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

山东科技大学学士学位论文 摘要

ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

山东科技大学学士学位论文 摘要

ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

面积体积测量连续测量

加法（+）键测屋键准边犍退格/关机键

开启/测虽键

间接测虽

自动水平

自动垂直

减法（一）键

储存键

照明\单位切换键自动背光屏幕四行显示

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设舀垦准线，可从机器的不同位巨作

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