基于球杆仪的旋转轴几何误差测量和辨识

通过圆弧测量轨迹, 移动球杆仪测量球心在旋转工作台上3个安装位置的9项误差, 采用齐次变换理论建立几何误差辨识模型, 引入系数矩阵条件数进行安装参数的优化选取, 提出一种辨识旋转轴4项位置和6项运动误差的方法。最后, 在四轴数控加工中心上进行了测量和验证实验, 该方法可辨识出全部的几何误差项, 通过对几何误差计算出的预测值和球杆仪的测量值的比较, 预测值的绝对误差小于0. 003 mm, 具有辨识精度高、测量省时的优点。     

基于多源融合理论的机床圆度误差测量不确定度评定

圆度误差是评价机床加工精度的重要指标。为实现机床圆度误差测量不确定度的评定,对基于球杆仪测量的机床圆度误差的贡献因素及不确定度评定方法进行研究。首先,采用最小二乘法（least sqaure method,LSM）对圆度误差进行评定。然后,基于黑箱理论提出了多源融合误差测量不确定度评定方法。接着,根据球杆仪测量机床圆度误差的基本原理,建立了机床圆度误差测量不确定度评定模型。最后,利用球杆仪对某加工中心ZX平面的圆度误差进行多组重复测量实验,采用所提出的方法对圆度误差测量不确定度进行计算,并与基于蒙特卡罗法（Monte Carlo method,MCM）的计算结果进行对比验证。结果表明,基于所提出方法和MCM的机床圆度误差测量不确定度的评定结果分别为1.190 0 和1.160 0 μm,两者的相对偏差约为2.5%,由此验证了所提出方法的可行性。所提出方法规避了繁杂的输入量与输出量之间函数关系的求解过程,简化了机床圆度误差测量不确定度的评定过程,具有较强的实用性。     

用圆工作台测量圆弧半径

用圆工作台测量圆弧半径对于圆弧半径较大、弧长较短难以测量且精度要求较高的圆弧半径必须寻求新的测量方法。本文提出在万工显的工作台上测量圆弧半径的方法，使短圆弧的测量与轴、孔测量相似。１．测量方法（如图）将被测量圆弧置于圆分度台上，反复调整，使圆弧中心Ｏ...     

二维工作台角度误差实时补偿研究

为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响,提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置,基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构,通过软件控制微动台中压电陶瓷的输入电压,达到补偿工作台角度误差的目的。实验结果表明:二维工作台在50 mm的运动范围内,角度误差实时补偿后,向X方向运动的角度基本可以控制在±3″内,向Y方向运动的角度基本可以控制在±2″内。该方法能够实现对二维工作台角度误差的实时补偿,对提高工作台的定位精度有参考价值。     

基于最小二乘圆拟合法的三轴转台垂直度误差测试

为快速准确测量三轴转台的垂直度误差,采用电子水平仪测试方位轴与水平面间的垂直度误差以及采用自准直仪与平面反射镜测试三轴转台的方位轴与俯仰轴(俯仰轴与横滚轴)的垂直度误差。研究基于最小二乘圆拟合法进行误差分析与分离以及数据处理的方法:首先通过对最小二乘圆拟合法公式进行详细的推导,得出拟合圆曲线的理想圆心及半径的估计值;其次对实测数据进行误差分析与分离;最终不仅实现三轴转台的垂直度误差的测量计算,且可以快速获得各轴系倾角回转误差的测量计算。检测结果表明,测量结果直观可靠。这种经典的测试方法简单易行,该数据处理方式可以快速便捷地获取测量结果。     

激光定位光栅动态检测仪的研制

一、概述我们在本厂激光定位动态光刻台的基础上,增加光栅参数处理的电气装置,构成了激光定位光栅动态检测仪(以下简称检测仪), 用于光栅综合参数的测定。该仪器既能直接打印测量数据,又能自动绘制光栅尺全长精度曲线、相位漂移曲线、直流电平漂移曲线及交流幅度漂移曲线。此外,还能测出光栅尺的相邻误差(以栅距计),为分析全长精度与光栅其     

基于多电容传感大型主轴圆度的精密测量

为解决大型轴类零件圆度形状的高精度在线测量问题,研究了一种基于多电容传感、非接触式圆度形状测量系统,可现场测量直径达800 mm的精密主轴。介绍了大直径精密回转工作台的主轴圆度形状测量方法,分析了多测头三点法的误差分离技术,详细阐述了精密电容传感器的测量原理和系统的结构及数据评价方法。与高精度的圆度形状测量仪比较的实验结果表明,该测量系统的示值误差优于0.1 μm,重复性优于0.05 μm,能够满足现场测量要求。     

声学多普勒海流剖面仪误差源分析

介绍了声学多普勒海流剖面仪的测速原理．推导了多普勒海流剖面仪的速度解算方法．同时指出测量中存在的误差源并对其进行分析．研究了消除或减小误差的方法．为提高多普勒海流剖面仪的测量精度提供了理论依据和可行的方法。     

用激光向量测量技术测量和补偿体积定位误差

一、导论本文阐述用激光向量测量方法来测量ＣＮＣ机床或其他精密仪器的体积定位误差问题。传统的激光干涉仪只能测量位移误差 ,而激光向量测量法则能测量出“向量误差” ,即各轴的位移误差和其两个横向直线度误差。此法的关键是测量方向不平行于位移的方向。对四条对角线进行向量测量之后 ,三个轴各自的位移误差、各自的两横向的直线度误差以及三轴之间的相互垂直度误差等十二个参数都可测得。位移误差、直线度误差、垂直度误差、角偏误差和刚性误差决定了ＣＮＣ机床等精密设备、仪器的精度。描述一个机器的运动特性是一件复杂的事情。在每…     

多齿分齿盘在三坐标测量机上的测量

1分齿盘的特性多齿盘是加工齿轮运动精度和平稳精度的重要I装，是对齿轮加工中相邻齿距差和累积误差的直接最响者。所以分齿盘的相邻差和累积误差要求准确度出别高。IB393／JSS一1005分齿盘的技术条件是：138齿相邻误差为0．005mm；最大累积误差为0．01mm；外径四508mm；齿槽角度、尺寸和跳动如附图。2测量方法（l）将分齿盘擦净，牢固地固定在测量机工作台上。（2）将标准心轴放人齿槽内，用垫铁和橡皮泥将心轴固定好。（3）以端面、止口和广齿槽为基准建参考系。（4）用圆／轴窗口进行逐齿槽心轴中心的测量。（5）输出格式：PR、PA、…     

Study on the method of precision adjustment of star sensor

Star sensors are indispensable spatial measurement sensors for high-resolution earth observation and astronomical observations, and the demand for high measurement accuracy of satellite sensors continues to increase; thus, the star sensor optical machine adjustment error cannot be ignored. The commonly used installation error correction method cannot solely meet the precision analysis requirements. In this paper, the relationship between the optical machine installation and the star sensor measurement error is analyzed, and several common adjustment error correction methods are compared. An adjustment method for optical machines is proposed to meet the requirements of very high precision star sensors. The assembly precision requirements of the investigated very high precision star sensor are analyzed considering the whole machine, and then the optical components are controlled through optical precision adjustments to satisfy the precision requirements. Finally, through the complete machine calibration, the star sensor precision adjustment for an optical machine structure is verified. This method meets the requirements of very high precision sensors and is suitable for the precision adjustment of optical machine structures, which is of practical significance to improve the precision of star sensors.     

Propagation model and error analysis of an E-field sensor based on pockels effect and waveguide

Electric field measurement sensors based on the crystal Pockels effect are widely used. Currently, the development aims for electric field sensors are mainly focused on miniaturizing and integrating the sensor structure and improving measurement sensitivity and precision. The goal of this study was to analyse the sources of error in Pockels effect electric field measurement sensors, consider the mutual influence and accumulation effect of the various error factors, and establish a basic mathematical model of the measurement system with error components. Calculation and analysis were used to classify the function and change trend of several main errors, providing reference data for the structure design and error compensation of the sensor. The results show that the polarizing angle and the analyser angle have the same influence on assembly error. The inherent error is positively related to the electric field intensity. The periodic accumulation characteristic error under large electric field is also discussed. In order to avoid this error under an intense electric field, a suitable test electric field range was determined.     

磁势自平衡回馈补偿式直流传感器

研究了一种新型磁势自平衡回馈补偿式直流传感器，介绍了这种传感器的工作原理与设计方案，给出了该系统的稳定性分析、误差分析、暂态性能指标。该传感器将开环原理与闭环原理的优点有机地结合起来，使其既具有准确度高(从传统直流传感器0．5％的测量准确度提高到0．1％)、线性度好、抗干扰能力强的优点，也不存在系统振荡及大功率驱动问题的弱点，且电路结构简单、稳定性好、可靠性高、自动跟踪补偿和响应速度快。     

伺服电机转子位置检测的误差分析与补偿

针对伺服电机转子位置检测中存在安装不方便、成本高等问题,提出了基于隧道磁阻效应和时栅技术相结合的转子位置检测单元的设计方案。将空间正交的一对TMR传感单元嵌入在电机的前端盖上,实现嵌入式位置精密检测。根据检测单元转子位置解算原理,分析了检测单元的安装误差、电气误差、电磁噪声误差等引起的误差成分。提出了基于超限学习机的误差补偿方法,通过对真实值和测量值样本的训练得到模型最优参数,根据模型参数建立转子位置的误差模型。利用所得到误差模型实现对转子位置的误差补偿。实验结果表明,在2000r/min匀速工况下,补偿前转子位置最大测量误差为4.64°,补偿后转子位置误差为0.315°,精度提升了93.2%,为伺服电机转子位置检测提供了新的方法。     

高精度定位标定系统水下基准方位误差分析

水下基准(换能器)位置的精确测量是高精度定位标定系统的关键技术,它的方位精度直接影响到水声定位系统定位误差的计量。通过详细分析了水下基准安装柱扰曲形变、GPS定位误差、罗经测向误差、纵倾横摇角测量误差对高精度定位标定系统水下基准位置的影响。通过合理的工程数据假设,提出选用误差小于0.15m的高精度GPS,则水下基准的误差将稍大于0.3m的结论,为工程应用上的误差控制提供了可参考的理论数据。     

大量程光栅位移测量累积误差的修正

提出了一种自动测量光栅栅距修正累积误差的方法。栅距测量是基于高阶累积量估计光栅传感器输出的两路莫尔条纹信号的时间延迟而得到的,该方法能够实现每个栅距的测量,通过对每个光栅栅距的误差进行修正来减少累积误差,为大量程高精度测量奠定了基础。实验采用长为500 mm的50线/mm的光栅传感器,该传感器包含栅线25 000条,实现栅距测量分辨力为3 nm,达到了纳米级测量。该方法抗干扰能力强,适合在生产现场应用。     

衍射光栅刻划机精密工作台定位特征识别试验研究

针对机械式衍射光栅刻划机精密定位工作台定位过程中产生的振动信号特性与光学性能指标（杂散光强度和波前质量）之间的关系,提出利用改进的Hilbert-Huang变换(HHT)获得的时频谱和边际谱对超精密工作台精定位特性进行研究。首先,给出了基于固有模态函数（IMF）筛选和瞬时频率差分求解的HHT信号处理算法。然后,设计了光学测量实验获得工作台50nm定位信号。最后,完成精密定位信号的特征提取和振动测试验证。结果表明:利用改进的HHT可以精确地完成精密定位信号的特征提取,从而为在衍射光栅的制造工艺中从根源上降低衍射光栅的杂散光强度和提高波前质量提供依据。     

高精度位置随动系统的误差源分析

以经典三闭环控制系统为研究对象,对其误差源做了较为详尽的分析,将系统误差分为通过算法可调节的误差和通过算法无法调节的误差两大类.文中对舍入误差、传感器量测误差、采样率误差和带宽引入的误差这四种主要的误差源做了定量分析,并从物理运动学角度按由内环到外环的顺序分析了这几种误差在环间的传递与叠加.通过这种对误差的定量分析,可以直观的观察各类误差在总误差中所占的比重,为有针对性的设计系统提供了重要的理论依据.最后以某光电量测设备为控制对象进行了实验,实验结果表明该误差源分析理论是可行的.