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如何使用线阵CCD设计白光干涉技术位移测量系统的论文说明
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白光干涉技术（White-light interferometry technology）是在20世纪70年代发展起来的一门新技术，由于它是以白光的干涉宽度作为度量单位的，所以可以检测极其微小的位移形变，被广泛用于光纤产品、材料研究、生物医学工程等领域，具有高测量精度和高灵敏度。CCD（Charge-coupled Device）是电耦合器件，它可以把光信号转换成电信号进行输出，同时还具备集成度高，功耗小，噪声低、测量精度高等优点，在图像传感方面有着广泛的应用。目前，利用白光干涉技术进行测量的系统只在国外少数几个国家中实现了商品化，国内还处于研究阶段。
本文研究并设计了一种基于线阵 CCD白光干涉技术的测量系统。通过对白光干涉条纹信号进行采集、存储、传输和算法分析，从而实现了中央零级条纹的精确定位。白光经过干涉之后会形成干涉信号，符合高斯分布，用高速线阵 CCD对其进行采集，转换成电信号，再通过面向 CCD的专有 AD对此信号进行滤波降噪和A/D转换，形成对应的数字信号后把数据保存在 FPGA中的高速异步 FIFO中，以便于数据的存储与传输，最后通过高速以太网的方式把采集到的干涉信号数据上传到上位机中。此硬件系统是在 Xilinx FPGA的基础上实现的。
本文还对 CCD像素定位进行了研究，以提高整个系统的精度。CCD在采集数据的过程中会引入诸多噪声，而导致中央零级条纹不能精确定位。本文介绍并比较了线阵 CCD常见的像素定位算法，并在此基础上，提出了一种改进的灰度质心法，并对测量结果进行数据统计与分析，得到了更高精度的测量结果。
经过验证，本系统能够正确对白光干涉条纹中央零级条纹进行定位，同时还有很高的精度与处理速度，具有很高的应用价值。
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