开机特性智能校准装置的设计

开机特性是反映晶振在7 h内频率漂移程度的参数,是评价以晶体振荡器作为时间基准的各类仪器的重要指标。为解决时钟测试仪类电力仪器开机特性校准难、送检量多等问题,提出一种开机特性智能校准装置设计方案。该装置硬件部分由铷原子频率标准、频率分析仪和智能校准控制器组成。其中,通过研制智能校准控制器,可同时校准21台时钟测试仪及同类仪器,且该套装置隔离度高、切换速度快,可满足1～20 GHz任意频点的试验条件。软件部分采用自动多线程的编程语言LabVIEW编写,满足试验需求,具备良好的人机交互界面。该装置具备适用频段宽、准确控制时间间隔、自动数据处理、高效校准、便于携带等优点,极大提高了校准效率。经比对,E_n值小于1,完全满足时钟测试仪校准规范以及其他规程的相关要求。     

基于PXI总线的多路机上铂电阻温度校准系统的设计

针对传统铂电阻温度模拟仪在飞行试验温度参数校准中效率低下、人为操作容易出现误差的问题,提出一种基于PXI总线的可编程多路铂电阻温度自动校准系统;该系统硬件部分主要由PXI机箱、系统控制器和可编程铂电阻温度模拟卡组成;软件部分完成了温度校准点的自动加载、采集数据的传输和处理、校准信息的设置、校准报告的生成、设备计量等功能.系统最终实现了机上多通道的温度自动化校准;该设备已应用于型号试飞校准工作中,试验结果表明其显著地提高校准效率,避免人为误差,保证校准准确性.     

基于影像测量仪的试验筛自动测量方法

由于检测手段的限制,试验筛校准时一直存在着检测繁琐、准确度不高等缺点.为了提高检测精度,对基于影像测量仪的试验筛自动测量方法进行了研究.首先介绍了边缘点提取方法、网孔边缘拟合方法、网孔孔径计算方法和网孔自动搜索方法等;其次在影像测量仪上研发了试验筛自动测量软件验证该方法的有效性;最后通过与传统校准方法的对比,说明了影像测量仪在试验筛校准方面的优势,并探讨了试验筛网孔全检的可能性.     

电能质量在线校准系统设计

针对电能质量分析仪在传统校准过程中遇到的校准项目和校准点多、耗时长、操作人员需要全程操作和手工记录数据容易产生人为误差等问题,设计了电能质量在线自动校准系统。该系统以 LabVIEW 2012为软件开发平台, Fluke 6100B为标准信号源,计算机和标准信号源之间通过NI USB转GPIB连接,采用VISA函数、SCPI标准命令和功能完善的状态机架构,可实现自动控制标准源的输出,完成可多种厂家、多种型号电能质量分析仪被校准设备的信号采集和显示,并可一键生成报告。程序采用模块化设计,降低了不同功能代码之间的耦合度,当设备或用户需求发生变化时,可以方便地完成软件的更新和升级。电能质量在线校准系统大大减少了由于人工操作所带来的误差,提高了校准的准确性和效率,节约了人员和时间成本。     

300MW锅炉二次风量测量装置的改进与应用

锅炉送风自动是锅炉燃烧自动调节的基本组成部分,而送风调节技术的难点是二次风量的测量,锅炉送风量的检测对于锅炉运行的经济性有着重要的意义,就二次风量测量中遇到的问题及对二次风测量技术改造中的经验进行了分析与探讨。     

虚拟仪器测试系统的系统级自动校准装置设计

基于虚拟仪器的测试系统应用十分广泛,在使用中由于受各种应力的作用以及环境的影响,会出现一些参数测试不准确的现象;要使该系统能够准确地完成测试任务,和其它台式测试设备一样,也需要定期进行系统校准;在校准时如果仅对测试系统中的各种虚拟仪器功能模块进行校准还比较容易,而要对完整的测试系统进行系统校准难度较大;文中以某VXI总线测试系统进行系统级的校准需求为目标,采用系统级比对的方法设计了一套自动校准装置,该装置采用标准计量校准信号源、高精度采集仪器、高精度切换开关等,通过软件控制校准系统自动运行,实现对基于虚拟仪器的测试系统的系统级计量;通过试验表明,自动校准装置能够方便地对其进行系统校准,使用稳定可靠,可以满足使用要求。     

矿井通风安全智能监测监控系统研制

为实现矿井正常生产或救灾时风量自动调节与控制,研制了一种矿井通风安全智能监测监控系统,介绍了该系统的结构、硬件配置及软件开发。该系统实现了通风安全参数——风速、瓦斯浓度、温度、风压和风量的实时监测和显示,为灾害预警及控制提供了依据;在风量不足或富余时可自动调节风门开闭状态和开启程度,以满足用风地点的供风需求和救灾需要。     

基于风量可调度的矿井风量调节

由于通风网络中分支的风量相互影响,针对改变分支风阻重新分配风量的方法会造成风量减小较快的分支风量不能满足最低需风要求的问题,基于风量调节基本理论建立了风量可调度模型,提出了基于风量可调度的矿井风量调节方法。该方法利用风网解算确定被调分支风阻可调范围,进而从定量角度求得需风分支风量可调度。利用该方法计算风量可调度便于选择最佳风阻调节分支以及确定风阻调节范围与风量变化量。     

标杆自动垂直平衡仪的研究

为满足在野外勘探和测量、土木桥梁建筑中,测量仪器和建筑物与地平面的垂直度高精度的要求,选用采集精度为0.6'的高精度倾角传感器DX-008D,运用PID调节方法对PWM输出信号的控制技术,研制了一种可自动校准和检测工程用标杆垂直度的自动垂直平衡仪,该仪器可在30秒钟内将工程用标杆的垂直度调整到要求的±3'范围之内,并且保持此状态.该仪器具有结构简单、体积小携带方便、校准精度高、响应速度快和工作性能稳定等特点.     

基于STM32单片机的磁强仪校准装置研制

针对磁强仪的量值溯源体系尚不完备,大量设备得不到有效溯源,导致测量的准确度无法保障的问题,分析了现有磁测设备检定校准规范及溯源体系的局限性,提出了一种新型磁强仪校准方法。结合磁强仪校准的技术要求和触摸屏控制技术,开发了包括可调恒流电源、复合磁场线圈、人机控制系统等在内的基于STM32单片机的智能校准装置。利用加莱特圆环线圈的均匀磁场特性,保证校准装置的可靠性。通过对电源、标准磁场、校准装置的重复性试验,对该方法进行了结果验证。试验结果表明,该方法具有高度的稳定性、线性度,且使操作流程简便,能满足磁强仪的校准与测试需求。该系统的开发为完善我国磁测设备溯源体系提供了技术支持。     

风洞单自由度移测架及其控制系统设计

介绍一种用于风洞流场校测的单自由度移测架及其控制系统,该系统可以自动控制测量风洞流场截面上下各点的流场.这种设备移动方向控制精度高,制造成本低,更为关键的是用这种系统取代传统的人工测试方法大大提高了测量效率.且这种具有计算机控制的单自由度移测架在国内尚无产品,因而深受风洞使用单位的欢迎.     

基于大数据的小型智能电表自动抄表方法研究

针对人工抄表方法速度慢,且易出现误抄、漏抄等问题,提出并设计了一种基于大数据的小型智能电表自动抄表方法。利用大数据技术对电表数据进行采集,在经过降噪统计后,分析电表数据的增益结果,然后建立远程通信逻辑,并引入电能计量理论,设计自动抄表算法,同时简化计算步骤,完成小型智能电表的自动抄表方法设计。实验结果表明,采用自动抄表方法进行智能电表的抄表工作时,其抄表速率比人工抄表方法的抄表速率高38.7%,且误抄率极低,具备极高的有效性。     

基于机器视觉的水表抓取系统

目前国内对水表的检定多采用人工的检定方式,过程中存在许多重复人力操作,造成检定过程费时费力.为了解决这一问题,本文在水表检定过程设计了用工业机器人代替人工完成水表的检定工作,提出了一种基于机器视觉的水表抓取方法.系统通过YOLOv3网络对处于不同环境下的不同型号的水表进行检测,获取目标水表的型号和位置后再进行水表的位姿检测得到水表抓取点坐标与水表姿态角并控制机器人进行抓取.实验表明,该系统能在不同外界环境下实现不同型号水表的抓取和精确放置,具有较好的鲁棒性和较高抓取成功率,能够满足实际水表自动检定线上的水表抓取需求.     

风洞天平实时载荷监测方法研究

针对当前风洞天平应用环境越来越复杂,但却缺乏有效的安全监测手段的现状,提出了一种基于应力叠加原理的风洞天平实时载荷监测方法;首先,分析天平受力情况,基于工程经验、天平应力集中位置以及应变计粘贴位置等因素划分危险载荷监测区域;其次,基于有限元方法对天平进行网格划分,计算载荷监测区网格节点的应力影响系数;最后,结合天平六元信号输出实时计算载荷监测区的节点应力值,并与有限元理论计算结果和静态校准加载结果进行对比验证;验证结果表明,有限元理论验证准度优于0.02%,静态校准加载验证阻力元准度优于10%,其余5元准度均优于4%;证明本方法具有较高的计算准度,能够满足风洞天平实时载荷监测的使用需求,具有较高的实际应用价值。     

一种跨声速风洞移测架伺服控制系统

移测架在风洞流场校测及精细化测量中发挥着重要作用,为实现某跨声速风洞流场的精细化测量,设计一套高精度移测架伺服控制系统,用于移测架精确定位控制.讨论了伺服控制系统的硬件配置、软件设计、安全联锁,介绍了控制策略.设计的伺服控制系统可实现风洞试验段X轴方向0.03mm定位控制精度,对提高风洞流场校测的精细化测量水平具有重要意义.     

煤矿用流量计检定装置的设计

针对煤矿流量计检定装置采用单一的称重法或标准表法存在精度低、成本高、操作繁琐等问题,提出了一种综合称重法和标准表法的煤矿用流量计检定装置的设计方案,即采用称重法定期标定标准表或者检定较高精度的流量计,用标准表法检定流量计。该方案既保留了称重法可靠、稳定、准确度高的优点,又继承了标准表法效率高、装置无须频繁换向、使用寿命长的优点,保证了整套检定装置的精度。     

大型风洞PIV试验的关键技术

从粒子产生及投放技术、图像拼接技术、反光处理技术、时序调整技术、设备标定技术五个方面深入探讨了大型风洞PIV试验的关键问题及处理方法;提出了在大型风洞试验中开展粒子投放,应选择经济实用的材料,研制足量可控且可持续供应的粒子发生装置,同时要在适当的位置进行投放;在进行大视场图像拼接时,应选择先分别计算再进行速度场结果进行拼接的方法,并在图像采集前做拼接标定,以获得拼接参数;在反光处理时,应根据实际情况选择最佳的反光处理方法,如选择移动相机的方法,应在图像处理时进行变形修正;在大型风洞中,应掌握快速高效的时序调整及设备标定方法,提高试验效率。     

大规模风洞动力集群智能控制系统研究

某风洞采用基于大流量真空泵的连续抽吸式排气系统,与风洞中常见的小流量真空泵加大容积真空容器构成的暂冲工排气系统具有显著的不同。由于真空泵功率较大,而所在地供电能力不足,因此该系统使用多台船用中速柴油机构成的大规模动力集群驱动真空泵。相比电动机动力,柴油机动力集群的控制更为复杂。根据这一动力集群的控制需求,研究了基于PLC硬件和Profibus-DP总线的分布式智能控制系统。通过分析柴油机动力集群的特点,确定了控制系统架构和基本运行逻辑。通过分析单台机组的特点,建立了分布式控制系统中各子站的硬件架构和控制逻辑,并通过实验对其效果进行了验证,根据实验结果对控制逻辑进行了修正。此外还在系统中实现了机组故障的实时监控和分级自动/人工处理。最终所研究的系统实现了大规模柴油机动力集群的高度自动化操作、机组运行工况的稳定控制和设备故障的智能诊断和处理。该系统的研究简化了某风洞真空系统的操作难度,提高了运行可靠性,并实现了无顾虑操作。     

基于双闭环结构的时栅转台自动标定系统设计

时栅转台精度的标定是时栅产业化过程中非常重要的一道工序,是时栅转台精度和可靠性体现。针对传统的标定系统采用激光干涉仪、光电自准直仪和金属多面体,人工操作效率低,可靠性差,提出用自制的数控控制箱结合嵌入式技术,开发了一种时栅转台自动标定系统。该系统以高精度的海德汉圆光栅RCN8510作为基准量仪,双微控制器与上位机为基础,形成双闭环控制结构,实现了实时在线误差修正与补偿。实验结果表明：采用双闭环控制系统时栅转台标定系统具有较高的稳定性,提高了时栅转台标定效率,时栅转台的精度达到2.4″。     

结冰风洞试验段上壁面自动顶盖装置设计与应用

为了解决模型进出试验段安装和拆卸问题,提出在结冰风洞试验段上顶面设计自动开闭顶盖,利用行车吊装模型进出的方法,研制了外形超12m2、重近5t、定位精度1mm的移动顶盖自动开闭装置。在结冰风洞试验段上壁板中心设计与移动顶盖同尺度的开孔,移动顶盖安装在提升机构的下端,通过四轴同步提升机构垂直升降,用于打开或关闭上壁板开孔;平移机构带动提升机构和移动顶盖,沿试验段上框架顶部龙门结构的两侧支撑轨梁的滑轨水平移动,使移动顶盖从风洞上壁面中心移动到过渡扩散段顶部;研制了升降、平移两轴伺服控制系统,实现了大载荷移动顶盖自动升降和平移控制,解决了移动顶盖结构设计、大载荷四轴同步提升时丝杠间相互别劲、高精度定位控制等问题。系统达到设计指标,已经应用到结冰风洞试验中,提高了试验模型更换效率。