三維形貌測量儀的研制及數(shù)字全息干涉計(jì)量技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)在正在發(fā)展的物體表面形貌測量是物理光學(xué)工程、力學(xué)(特別是實(shí)驗(yàn)力學(xué))、機(jī)械、形貌學(xué)與計(jì)算機(jī)信息圖像處理自動化等緊密結(jié)合的一門學(xué)科，它的內(nèi)容豐富，應(yīng)用廣泛，深為學(xué)者們所關(guān)注。本論文所涉及的僅僅是這一科學(xué)中的很有發(fā)展前途的兩個熱點(diǎn)領(lǐng)域：數(shù)字全息法及激光掃描法，重點(diǎn)是完善和發(fā)展這兩種方法，特別是側(cè)重于對其中若干行之有效的新方法和新技術(shù)進(jìn)行研究。本論文首先利用光成像原理及光散射原理建立了一種激光三角法測量物體形貌的數(shù)值模型。利用此數(shù)值模型研究了

2、被測物體形貌對于光斑質(zhì)心偏移的影響，進(jìn)而研究了對物體測量精度的影響。通過對兩種形狀(傾斜平面和圓柱面)被測物體的數(shù)值模擬，得到物體形狀對測量精度影響的數(shù)值解，并定性的給出了各參數(shù)對其影響的規(guī)律。最后，提出利用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣邷y量精度。 將激光三角法測量原理應(yīng)用于實(shí)際工程實(shí)踐，研制了物體三維形貌及粗糙度測量儀。通過VisualBasic中的MsComm控件對串口的控制，從而實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)及傳感器的自動控制，使該儀器實(shí)現(xiàn)了完全自動測

3、量的能力。此外，利用VB與Matlab的混合編程方法得到了被測物體的三維形貌重構(gòu)圖、等高線圖并給出了十幾種表面粗糙度參數(shù)。該測量儀的測量精度可達(dá)0.6μm，測量范圍達(dá)到100×400×80mm3。 最后，本文從理論上對無透鏡傅里葉變換數(shù)字全息進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其數(shù)字再現(xiàn)過程是一個傅里葉變換過程。借助于Matlab的強(qiáng)大計(jì)算功能，采用VB與Matlab混合編程的方法，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時采集處理顯示的功能。從而提出了利用數(shù)字全息法對物體形變