关键词：
调频连续波
位移测量
AD9224
测量
高速数据采集
摘要：
调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)激光干涉技术是一种新兴的精密测量技术,在进行动态位移测量时能够保持非接触与高精度的特性,在高端智能制造等领域具有非常广泛的应用前景。但是,现有的调频连续波位移测量技术存在测量速度较低的问题,无法满足高速运动物体位移测量的需求。因此,本文阐述了一种基于ARM的DCMI接口与外置AD芯片的高速调频连续波位移测量方法,通过提高系统的采样速率,进而提高系统的测量速度。本文的主要研究内容如下:
(1)阐述了一种基于调频连续波激光干涉的高速调频连续波位移测量方法。采用ARM芯片的DCMI接口+高速AD芯片的方案,同时,利用直接内存访问(DMA)技术进行数据传输,为系统的高效数据采集奠定了基础。根据系统参数设定以及预定目标,确定了关键芯片的选型,本部分内容为高速调频连续波位移测量提供了基础原理,也为后续系统方案设计提供了技术支撑。
(2)设计高速调频连续波位移测量系统的硬件电路系统。根据系统设计方案,对硬件电路系统进行模块化设计,主要包括:激光器驱动模块、光电转换模块、高速数据采集模块、串口通信模块以及电源模块等。
(3)进行高速调频连续波位移测量系统的软件设计,包括下位机软件与上位机软件设计。其中,下位机软件设计的内容包括编写芯片外设驱动程序,主要实现ARM的DCMI接口与高速AD芯片的结合,同时通过DMA进行数据高效传输。上位机软件设计的内容包括上位机UI界面设计、位移测量结果的实时显示与数据保存。
通过搭建高速调频连续波位移测量系统实验平台并进行实验验证。实验结果表明:当系统采样率为33.6MHz时,解调频率可达240KHz,对应待测目标的适应速度可达100mm/s,且在0-600mm的测量范围内位移测量结果的标准差为4.09mm。表明该高速调频连续波位移测量方案有效提高了待测目标的适应速度,具有良好的应用前景。
