蔡司320投影仪改进设计及测量仿真
摘 要摘 要关于本课题，掌握蔡司320投影仪的工作原理，对该测量投影仪进行原理分析，设计一套能够使其实现数字显示的改进方案。首先通过光栅尺（光栅尺位移传感器）实现把位移信号转变为正弦波信号，再经过放大器、滤波电路，低通滤波电路和转换电路对信号就行处理，最后将模拟信号转换为数字信号传输到显示屏上完成数字显示。运用SolidWorks 2013对改进后的蔡司320投影仪进行三维建模和动画仿真。再综合使用PPT、声音处理软件、电影魔方、格式转换器等软件完成改进后的投影仪仿真视频。最后通过Authorware建立成一个完整的教学实验平台。这样能更加清晰直观地展示出改进设计后的测量投影仪的基本使用过程以及工作原理。所以该教学平台的制作具有显著的实际意义。关键词：数字显示；三维建模；动画仿真； 目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 研究现状及存在的问题 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
1.4 课题主要研究内容 3
第二章 蔡司320投影仪数显改进设计 4
2.1 总体改进方案的设计 4
2.2 光栅尺的材料选用 4
2.3 莫尔条纹的分析 6
2.4 光电转换元件的选用 7
2.5 差分放大电路的设计 9
2.6 整形电路的选择与设计 10
2.7 细分电路的选用与分析 11
第三章 改进后蔡司320投影仪测量仿真 13
3.1 开发内容 13
3.2 开发步骤 13
3.3 仿真实验部分 13
3.3.1 仿真目的 13
3.3.2 仿真内容 13
3.3.3 仪器测量原理说明 13
3.3.4 复杂零件孔心距的测量 14
3.3.5 仿真测量步骤 15
第四章 蔡司320投影仪改进三维设计 17
4.1 应用软件 17
4.2 零件建模 17
4.3 零件装配 19
4.4 运动仿真 20
4.5 后期处理 21
第五章 多媒体仿真课件制作 22<
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3.3.4 复杂零件孔心距的测量 14
3.3.5 仿真测量步骤 15
第四章 蔡司320投影仪改进三维设计 17
4.1 应用软件 17
4.2 零件建模 17
4.3 零件装配 19
4.4 运动仿真 20
4.5 后期处理 21
第五章 多媒体仿真课件制作 22
5.1 Authorware简介 22
5.2 程序设计 23
5.3 软件流程 23
5.3.1 开始部分 23
5.3.2 核心组件栏 23
5.3.3 图片的处理 24
5.3.3 声音导入 25
5.3.3 主流程制作 26
5.3.3 动画的插入 27
5.3.3 退出程序 28
结论 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 概述
本课题主要针对以前买进的蔡司320投影仪进行改进设计，让原来的测量投影仪从手动调节丝杠来测量的人工读数方式改进为由一系列传感器以及信号转换电路组成以达成测量结果数字显示的数显投影仪。而通过光栅尺将位移量在数显表上直观的显示出数据，测量效率大大提高并且缩小误差、减轻测量员的工作负担。
近年来计算机多媒体的技术的快速发展，使得传统的实验室实验已经无法单纯的满足相关的教学需求。为了提高大家对本实验的认识，同时能够让学生对相关计算机软件的掌握，SolidWorks和Authorware作为计算机软件仿真教学内容越来越丰富，越来越直观。综合运用了Solidworks2013、Office2003、朗读女、flash以及画图等软件进行了三维建模仿真、文字编辑、声音处理和动画制作使课件达到内容翔实、生动并且易于理解的效果。本课题采用内置功能强大的Authorware软件，将上述文字、图片、模型仿真动画以及声音有机地结合起来，使得最后的展示课件更加精美、内容更加丰富及改进后的测量过程条理清晰。
1.2 研究现状及存在的问题
最近几年，随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的飞速进步，在国外测量投影仪的演进除了在功能上的革新与发展之外，更在操作人性化方面作出巨大进步。全球光学仪器的主要高端技术产品掌握在第一世界的技术密集型的发达国家手中。这些国家早在三十多年前就实现光学测量仪器微机化，并且目前发张趋势是联用技术和全方位自动化（如实现机器自动操作）。包括尖端智能化方向发展也是未来的发展潮流。光学计量仪器的发展令人瞩目。其中大型精密仪器和传统的自准直仪以及投影仪都已经实现要求。设备形体上实现微机化，原理上从基础传统人工发展到目前的光电化。
?在国际投影仪市场上集中程度非常高。国际市场上主要的以日本和德国的品牌最为出众，中国、巴西等以非密集型产业为主的“第二世界”在中低档产品市场中同样占有一席之地。在国内在高端投影仪研究方面稍显落后国际尖端水平，但也在日益进步，紧跟国际步伐。
国内多在使用传统测量投影仪，人为读数仍存在诸多弊端，测量结果不直观，不能高精度、高效率工作。因此在这方面需要进一步的改善，这种情况是推动人们对于这种测量投影仪数字化中的过程，并使用其它多媒体交互技术。在很多科学和生产的方面，时常对工作环境有一定的限制和要求，实现现在线测量便会是其中的解决方案之一。这就要求在保证研究有效的用时，克服外力因素，达到不接触就能测量的理想状态。测量投影仪测孔心距和过去的方法有着本质的区别，因为它运用光学原理能够达到在不接触式工件表面的情况下，就能完成相关测量的方法。这种测量的方法好处是在保证高精度的前提下，不损伤工件表面，而且还能大大降低了磨损造成的误差。可以更精确的测量，提高工作效率，这便是难能可贵之处。
1.3 课题研究的目的和意义
人们用光照射物体产生影子的特性，加之一些光学设备发明了测量投影仪。工件的外形被光投射到了屏幕上来观察，用投影出来的轮廓来测量或者和标准产品规格比对。它能够测量很多形状不易人工测量的工件的形状，其测量范围涵盖机械零件、生产工具和机床刀具等。在现在的教学实验室、各种机械生产单位几乎都够用得到这种测量工具。测量投影仪适用于以二维坐标测量为目的一切应用领域。
蔡司320测量投影仪在测量过程中需手动操作丝杠读数，测量不直观，测量人员用肉眼目测读数加之人眼易疲劳便会产生较大的测量误差。故传统的蔡司320测量投影仪不能高精度、高效率检测各种复杂工件的轮廓尺寸和表面形状。通过对本仪器改进，测量结果数字显示让测量更加直观，减少人为造成的读数误差，大大的提高测量效率、减轻了人眼读数的负担。对测量的工作效率和精确度具有重大的意义。在一定程度上推动了复杂零件测量水平，并且其对工件表面的无损测量对材料成本的
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 研究现状及存在的问题 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
1.4 课题主要研究内容 3
第二章 蔡司320投影仪数显改进设计 4
2.1 总体改进方案的设计 4
2.2 光栅尺的材料选用 4
2.3 莫尔条纹的分析 6
2.4 光电转换元件的选用 7
2.5 差分放大电路的设计 9
2.6 整形电路的选择与设计 10
2.7 细分电路的选用与分析 11
第三章 改进后蔡司320投影仪测量仿真 13
3.1 开发内容 13
3.2 开发步骤 13
3.3 仿真实验部分 13
3.3.1 仿真目的 13
3.3.2 仿真内容 13
3.3.3 仪器测量原理说明 13
3.3.4 复杂零件孔心距的测量 14
3.3.5 仿真测量步骤 15
第四章 蔡司320投影仪改进三维设计 17
4.1 应用软件 17
4.2 零件建模 17
4.3 零件装配 19
4.4 运动仿真 20
4.5 后期处理 21
第五章 多媒体仿真课件制作 22<
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3.3.4 复杂零件孔心距的测量 14
3.3.5 仿真测量步骤 15
第四章 蔡司320投影仪改进三维设计 17
4.1 应用软件 17
4.2 零件建模 17
4.3 零件装配 19
4.4 运动仿真 20
4.5 后期处理 21
第五章 多媒体仿真课件制作 22
5.1 Authorware简介 22
5.2 程序设计 23
5.3 软件流程 23
5.3.1 开始部分 23
5.3.2 核心组件栏 23
5.3.3 图片的处理 24
5.3.3 声音导入 25
5.3.3 主流程制作 26
5.3.3 动画的插入 27
5.3.3 退出程序 28
结论 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 概述
本课题主要针对以前买进的蔡司320投影仪进行改进设计，让原来的测量投影仪从手动调节丝杠来测量的人工读数方式改进为由一系列传感器以及信号转换电路组成以达成测量结果数字显示的数显投影仪。而通过光栅尺将位移量在数显表上直观的显示出数据，测量效率大大提高并且缩小误差、减轻测量员的工作负担。
近年来计算机多媒体的技术的快速发展，使得传统的实验室实验已经无法单纯的满足相关的教学需求。为了提高大家对本实验的认识，同时能够让学生对相关计算机软件的掌握，SolidWorks和Authorware作为计算机软件仿真教学内容越来越丰富，越来越直观。综合运用了Solidworks2013、Office2003、朗读女、flash以及画图等软件进行了三维建模仿真、文字编辑、声音处理和动画制作使课件达到内容翔实、生动并且易于理解的效果。本课题采用内置功能强大的Authorware软件，将上述文字、图片、模型仿真动画以及声音有机地结合起来，使得最后的展示课件更加精美、内容更加丰富及改进后的测量过程条理清晰。
1.2 研究现状及存在的问题
最近几年，随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的飞速进步，在国外测量投影仪的演进除了在功能上的革新与发展之外，更在操作人性化方面作出巨大进步。全球光学仪器的主要高端技术产品掌握在第一世界的技术密集型的发达国家手中。这些国家早在三十多年前就实现光学测量仪器微机化，并且目前发张趋势是联用技术和全方位自动化（如实现机器自动操作）。包括尖端智能化方向发展也是未来的发展潮流。光学计量仪器的发展令人瞩目。其中大型精密仪器和传统的自准直仪以及投影仪都已经实现要求。设备形体上实现微机化，原理上从基础传统人工发展到目前的光电化。
?在国际投影仪市场上集中程度非常高。国际市场上主要的以日本和德国的品牌最为出众，中国、巴西等以非密集型产业为主的“第二世界”在中低档产品市场中同样占有一席之地。在国内在高端投影仪研究方面稍显落后国际尖端水平，但也在日益进步，紧跟国际步伐。
国内多在使用传统测量投影仪，人为读数仍存在诸多弊端，测量结果不直观，不能高精度、高效率工作。因此在这方面需要进一步的改善，这种情况是推动人们对于这种测量投影仪数字化中的过程，并使用其它多媒体交互技术。在很多科学和生产的方面，时常对工作环境有一定的限制和要求，实现现在线测量便会是其中的解决方案之一。这就要求在保证研究有效的用时，克服外力因素，达到不接触就能测量的理想状态。测量投影仪测孔心距和过去的方法有着本质的区别，因为它运用光学原理能够达到在不接触式工件表面的情况下，就能完成相关测量的方法。这种测量的方法好处是在保证高精度的前提下，不损伤工件表面，而且还能大大降低了磨损造成的误差。可以更精确的测量，提高工作效率，这便是难能可贵之处。
1.3 课题研究的目的和意义
人们用光照射物体产生影子的特性，加之一些光学设备发明了测量投影仪。工件的外形被光投射到了屏幕上来观察，用投影出来的轮廓来测量或者和标准产品规格比对。它能够测量很多形状不易人工测量的工件的形状，其测量范围涵盖机械零件、生产工具和机床刀具等。在现在的教学实验室、各种机械生产单位几乎都够用得到这种测量工具。测量投影仪适用于以二维坐标测量为目的一切应用领域。
蔡司320测量投影仪在测量过程中需手动操作丝杠读数，测量不直观，测量人员用肉眼目测读数加之人眼易疲劳便会产生较大的测量误差。故传统的蔡司320测量投影仪不能高精度、高效率检测各种复杂工件的轮廓尺寸和表面形状。通过对本仪器改进，测量结果数字显示让测量更加直观，减少人为造成的读数误差，大大的提高测量效率、减轻了人眼读数的负担。对测量的工作效率和精确度具有重大的意义。在一定程度上推动了复杂零件测量水平，并且其对工件表面的无损测量对材料成本的
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