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基于光纤传感技术的形状误差自动测量系统研究的开题报告
一、选题背景与意义
在工业生产中，形状误差检测是非常重要的一项工作，特别是在机械加工领域更是如此。传统的形状误差检测方法主要依赖于人工测量，但存在测量时间长、误差较大、可靠性低等诸多问题。而基于光纤传感技术的形状误差自动测量系统可以实现无人值守的实时测量，并且精度高、速度快、可靠性强，因此在机械加工领域有着广泛的应用前景。
二、国内外研究现状
目前国内外研究光纤传感技术应用于形状误差自动测量系统的研究较为广泛。国外研究主要针对传统测量方法存在的问题，研究光纤传感技术的应用，已经发展出了相应的光纤传感器和光纤光栅测量系统。国内研究主要集中在理论研究和实验验证方面，还没有形成成熟的技术体系。
三、研究目的和内容
本研究旨在探究基于光纤传感技术的形状误差自动测量系统的核心技术和方法，并且通过实验验证，分析其适用性和优势，具体研究内容包括：
1.光纤传感器的设计与制备：光纤传感器是光纤传感技术中的核心部件，需要进行设计和制备。
2.光纤光栅测量系统的搭建：光纤光栅测量系统是基于光纤传感器的一种形状误差测量系统，需要搭建相应的实验平台。
3.形状误差测量算法的研究与实现：通过光纤光栅测量系统获取数据，采用相关算法进行形状误差的测量与分析。
4.硬件系统和软件系统的开发：实现系统的实时测量与控制。
四、研究方法和技术路线
本研究主要采用实验研究的方法，通过实验验证光纤传感技术在形状误差自动测量中的应用。具体技术路线如下：
1.光纤传感器的设计与制备：采用理论分析和仿真设计，进行光纤传感器的制备和测试。
2.光纤光栅测量系统的搭建：搭建相应的实验平台，包括光学系统、数据采集系统等，并进行调试和测试。
3.形状误差测量算法的研究与实现：采用常用的形状误差算法进行分析，并研究基于光纤传感技术的形状误差算法。
4.硬件系统和软件系统的开发：设计硬件电路，实现系统的实时测量与控制，并开发相应的软件系统。
五、预期成果
1.光纤传感器的设计与制备。
2.光纤光栅测量系统的搭建与实验验证。
3.基于光纤传感技术的形状误差算法。
4.形状误差自动测量系统硬件和软件系统的开发和实现。
5.相关技术和研究方法的总结和归纳。
六、研究进度安排
本研究计划分为以下阶段：
1.光纤传感器的设计与制备（1-3个月）。
2.光纤光栅测量系统的搭建与实验验证（4-6个月）。
3.形状误差测量算法的研究与实现（7-9个月）。
4.硬件系统和软件系统的开发（10-12个月）。
5.文献综述和论文撰写（12-18个月）。
七、参考文献
1.刘勇.基于光纤光栅测量系统的形状误差检测技术研究[D].中国科学技术大学,2017.
2.张鹏飞,孔玉江,董鹏.基于光纤传感技术的形状误差测量研究[J].激光与光电子学进展,2014,51(11):110009.
3.S.Jiao,L.C.Chang,andH.Tong.Anoptical-fibersensorbasedshapeerrormeasurementsystemformicrogroovequalityinspection[J].SensorsandActuatorsA:Physical,2004,113(2):249-255.
4.赵彬.基于光纤传感技术的形状误差自动检测系统设计与实现[D].南京航空航天大学,2016.