无光学干涉扫频测距方法研究

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绝对距离测量研究在计量测试学科中占据举足轻重的地位,广泛地应用于工业制造、国防建设和基础学科等领域。近年来,激光干涉扫频测距方法得到了深入的研究,该方法具有高精度、大范围测距潜力,但是易受环境噪声、激光噪声的影响。本文针对上述不足,研究了无光学干涉扫频测距方法,所研究的测距方法对实验环境噪声、被测物体噪声、激光噪声具有较强的抑制能力,同时为测距提供了新的研究思路。以下是对无光学干涉扫频测距开展的主要研究内容:进行了无光学干涉扫频绝对距离测量理论推导,得到了被测距离与位相、频率的表达式,建立了测距理论模型,验证了该方法的正确性。并基于该模型,对测距理论误差来源进行了分析。搭建了测距实验装置,激光光源经过双频光产生装置、测距光路后,得到了双频光、测距光。介绍了双频光频率扫描原理,开展了信号探测实验,验证了测距实验装置的可行性。开展了无光学干涉扫频测距实验,得到了测距实验数据。实验数据采用了FFT与曲线拟合两种数据处理方法,结果显示:曲线拟合优于FFT;当待测距离为24m时,统计误差为0.04m。本文的研究解决了大量程、高精度绝对距离测量中环境噪声、激光噪声和被测物体振动噪声对测量精度影响的问题,在计量测试领域具有潜在的应用前景。
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