Detección de fase de alta precisión en sistema de medición láser de distancia por fase de alta frecuencia

MENG Yuxuan ,  

DONG Dengfeng ,  

ZHOU Weihu ,  

JI Rongyi ,  

ZHU Zhizhong ,  

摘要

La medición de distancia por fase es un método absoluto de medición muy importante y constituye una garantía clave para las mediciones precisas de gran tamaño. Aumentar la frecuencia de modulación del láser y utilizar dispositivos de alto rendimiento para realizar análisis de muestreo de alta frecuencia es una de las formas más efectivas de mejorar la precisión de la medición de distancia láser por fase. Dado que la frecuencia máxima de muestreo de los dispositivos de alto rendimiento siempre está limitada, lo que dificulta satisfacer el muestreo a altas frecuencias de modulación, se analizó y verificó la viabilidad del método de submuestreo para la medición de distancia por fase, y se realizó un análisis de simulación del método de análisis del espectro de Fourier de fase completa (all-phase Fast Fourier Transform, apFFT) para mejorar la precisión de detección de fase. Sobre esta base, se propuso el método "submuestreo + apFFT" y se construyó un sistema de detección de fase para la medición de distancia láser por fase. Cuando la frecuencia de modulación es de 201 MHz y la frecuencia de submuestreo es de 100 MHz, la precisión de detección de fase del sistema es superior a ±0,04°, correspondiente a una precisión de medición de distancia de ±0,08 mm. Los resultados experimentales muestran que el método de medición de distancia por fase basado en "submuestreo + apFFT" tiene alta precisión y fuerte capacidad antiinterferencias, siendo de gran valor en la investigación científica y las aplicaciones de ingeniería.

关键词

medición de distancia por fase;submuestreo;análisis espectral de fase completa;alta precisión;sistema de detección de fase

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