高精度激光拍频干涉测距仪在大尺寸测量中的应用

"PrecisionRangerforMeasuringLargeMechanicalComponents" 这篇论文详细介绍了如何利用激光拍频干涉原理设计并实现了一种高精度测距仪系统，专用于测量大尺寸的机械零件和结构。该系统由赵武、张涛、周肇飞、黄伟和尹伯彪在四川大学激光应用技术研究所研发，其主要特点和关键技术如下： 1. 光源选择：系统采用了双纵模He-Ne激光器作为光源，这种激光器的优势在于其频率稳定性极高。即使在户外风力环境下，其稳频精度也能保持在1×10-7以上，这在同类测量设备中是相当出色的。 2. 激光拍频：双纵模激光在同一谐振腔内产生，因此自然同轴，产生的拍频大约为790 MHz，对应的拍波长约为380 mm。拍频现象使得两束激光的频率差异可被精确检测，从而实现高精度的距离测量。 3. 节点对准：系统的测量基于“节点”这一概念，即最接近的节点与被测点之间的距离由组合在同一光路中的分系统干涉仪来测定。这个干涉仪具有极高的分辨率，达到0.08，确保了测量的精确性。 4. 测量范围与结构简化：得益于其设计，该测距仪无需依赖长导轨或重型机械构件，测量范围可达0到20米，大大降低了设备的复杂性和成本。 5. 信号处理技术：为了提高测量结果的准确性和稳定性，系统采用了自适应滤波和小波分析方法。这两种先进的信号处理技术能有效消除噪声，使波形更加清晰，最终将测量的不确定度控制在30 μm/10m，确保了测量的高精度。 6. 关键词：论文关键词包括“大尺寸测量”、“拍频干涉”、“精密测距仪”和“节点”，这些关键词揭示了研究的核心内容和技术重点。 这篇2006年的论文展示了在工程技术领域，尤其是在精密测量方面，激光技术与先进信号处理方法的创新结合，为大尺寸机械部件的高精度测量提供了新的解决方案。这种测距仪系统的开发不仅提升了测量精度，还简化了设备结构，对于制造业、航空航天、建筑等领域的大尺寸物体测量具有重要意义。