随着现代工业的不断发展,对广泛应用于航空航天、汽车、叶轮机械等行业的各种自由曲面的质量要求不断提高,实现自由曲面的快速、精确测量已成为一个重要的研究课题。目前,主要都是应用三坐标测量机进行测量。三坐标测量机是用测头来拾取瞄准测量信号,测头的功能、工作效率、精度与三坐标测量机密切相关。三坐标测量机的发展促进了新型测头的研制,新型测头的出现又使测量机的应用范围更加广泛。随着现代测量技术要求的不断提高,要求不断推出各种新型非接触式测头。本课题在实验室以前理论和实践研究工作的基础上,通过分析论证,提出了半光斑成像式跟踪原理,研制了一种新型光学非接触跟踪测头。本课题涉及到精密机械、光学、电子技术和自动控制等多个学科领域。运用半光斑成像的光学原理获得跟踪信号,跟踪信号由高精度两象限光电二极管进行拾取、然后采用专门的差动电路进行信号调理,并且采取闭环控制调节激光光强而自适应不同表面的测量。在理论分析的同时,做了大量实验并给出了实验数据。研究了不同粗糙度、反射率、曲率以及颜色等特征的被测物的跟踪规律,并且对零点漂移规律进行探索性西安理工大学硕士学位论文的研究和改进,本文研究的跟踪测量方法具有较高的分辨率与测量精度。最后,本文对影响测量精度的因素进行了详细的分析,并提出改进措施,为课题走向完善化奠定了基础。关键词:非接触测量半导体激光光强自动控制表面跟踪两象限光电二极管信号调理