小质量弹丸质心测试设备的设计及精度分析

在军工及民用领域,许多关键产品及零部件需要进行质心的测试,质心参数决定了产品的性能及质量,对弹丸质心的测试可确保产品性能的稳定可靠,满足军工需求。针对小质量弹丸质心的测量设计了一种新的质心测试设备,包括测量架部分、升降机构部分、L0测量机构部分以及传感器安装等部分组成,经实际分析,小质量弹丸质心测试设备的测试精度可达0.031 9 mm,实现了较高的测试精度,研究成果可为具有回转结构产品的质心测试提供理论依据和技术支持。     

小质量弹丸极转动惯量测试设备设计及其标定方法

弹丸的转动惯量是影响弹丸射击精度的重要结构特征量,对弹丸的转动惯量测试可以保证发射弹丸的转动惯量设计指标,确保火炮的射击精度.为满足小质量弹丸极转动惯量的测试需要,设计了一种小质量弹丸极转动惯量测试设备.该设备基于扭摆法测试原理进行设计,由设备基座、扭杆机构、保护机构、解脱释放机构和测试工装组成.并使用不同组合下的标准体对其转动惯量进行标定.误差定量分析表明,该设备的误差影响因素对其结果产生的影响极小,能够满足弹丸极转动惯量的测试要求.     

车体双轴倾角传感器的标定

为了消除由双轴倾角传感器基准面加工误差、电子元器件的焊接误差、电路板的安装误差和标定过程不规范所带来的传感单元敏感轴与标定平台的旋转轴之间的平行误差,在MEMS倾角传感器的测量原理基础上,分析了双轴倾角传感器标定过程中误差的来源并建立了标定误差的数学模型.根据该误差模型对测量数据进行了模拟,分析模拟结果并提出了有效的软件实时修正的标定方法,弥补了传统标定方法的不足.对采取该修正方法前后的数据进行比较,实验结果表明传感器输出数据误差减小了1个数量级以上.文中方法可明显提高双轴倾角传感器的标定精度.     

质心算法检测图像式光电编码器偏心误差

为了研究偏心误差对图像式光电编码器精度的影响,借助数字图像处理技术对编码器的码盘偏心误差进行检测.首先采用改进的图像灰度质心检测算法,得到偏心误差最大区域和最小区域的码道;然后分别在2个区域对基准线位置偏差进行曲线拟合,以此求得偏心误差的大小.实验结果表明,由显微镜观测法证实偏心约为0.020 mm的码盘偏心误差,采用图像质心检测算法对码盘偏心误差的检测精度约为3.31个像素(约为19.86μm).采用该方法可在图像式光电编码器的使用过程中随时对其偏心误差进行检测,为研究偏心误差补偿方法提供数据依据.     

全动舵面载荷测量的压电天平设计与误差分析

针对大载荷、狭窄安装空间的全动舵面气动载荷测量风洞试验,设计一种四支点三向力压电传感器并联式天平.选择压电石英作为天平的力敏元件,讨论四支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理,研究并联式天平的标定方法,并对天平进行静态标定、复合加载试验.应用基于标定矩阵的求解矩阵广义逆的静态解耦算法进行解耦,从传感器等效作用点偏移的角度,利用ANSYS有限元软件分析并联式压电天平误差产生机理.实验结果表明:该天平的最大非线性误差和重复性误差分别为1.352%、1.019%,最大向间干扰系数为2.865%,复合加载对竖直力的测量精度影响较小,而对弯矩影响较为明显;天平静态标定指标均满足测试精度要求,但不同加载方向及其大小对传感器间距的影响各异,复合加载时,间距影响相互叠加,使天平测量精度降低,此天平并不适用于多向载荷测量.     

四光幕交汇立靶测试系统及纸靶校准方法

介绍了一种新的测试方法：将四个矩形光幕以特定的角度分别放置在六面体的两个面和两个对角面上，当弹丸从光幕穿过，用测时仪记录弹丸穿过四个光幕的时刻，依据四个时刻值计算出弹丸穿过光幕的位置坐标．文中分析了四光幕交汇立靶测试测试系统的原理．提出一种用纸靶测量坐标值对测试系统的测量结果进行校准的方法，推导了校准公式．根据纸靶弹孔位置坐标，对原始公式进行修正，修正后的结果，减少了与纸靶比对的误差．     

引信压力传感器动态标定实验装置的设计

针对引信压力传感器在弹丸着发时处于高速冲击状态的特点，根据研制引信压力传感器的要求，采用反弹道模拟的方法，设计了一套既可对传感器进行动态标定 又可模拟弹丸以不同着角、不同速度碰撞目标时对传感器进行性能测试的装置．该装置既能测试一般传感器技术性能，也能测试军工特殊传感器的技术性能．     

基于图像获取的运动参数测试系统现场标定方法

针对基于图像获取的运动参数测试技术,提出了两种获取标定系数的现场标定方法,该标定系数为高速相机所拍摄的图像中一个像素所代表的待测设备实际运动距离.方法1为基于游标卡尺的现场标定方法,方法2为基于光栅尺的现场标定方法.分别从原理、实施细节、误差分析等方面对两种方法进行了详细的论述.通过对基于两种方法所建立的标定系统测试结果的比对,证明了两种测试方法都具有很好的可行性,它们的极限相对误差小于1%,且操作方便、灵活.该标定技术为进一步提高运动参数测试系统的性能与精度奠定了基础.     

精确控制的模拟肺装置用于肺功能测量校准的实验研究

为了提高肺功能测量值的准确性,减少临床呼吸疾病的错误诊断,采用精确控制的模拟肺装置对肺功能测量进行校准.简要介绍模拟肺装置的基本结构、工作原理、气体的计算方法、工作模式.采用模拟肺装置对肺功能仪进行校准测试的实验方法,肺功能仪的流量线性和工作模式进行了测试,分析了肺功能仪在各种工作模式下的体积误差.被校准的肺功能仪的流量线性、肺活量、用力肺活量的体积误差小于3.5%,静息通气量误差小于2%,最大通气量误差小于10.5%.通过对测试数据的分析和说明,被校准的肺功能仪测试值在ATS和ERS的标准范围内,达到对肺功能仪进行校准的目的.实验研究为模拟肺装置的广泛运用提供参考依据,首次在国内为肺功能仪的质量控制和计量校准提供量值溯源.     

基于多光谱技术同时测量超高温材料的温度和热扩散率

采用传感器复用技术对超高温试样的温度及热扩散率进行精确测量。根据比色温度计测量原理,推导了计算被测物体表面温度的通用计算公式,讨论了将高温非金属材料视为灰体的可行性,探讨了采用两个探测器分别对两个温度区间的温差信号进行测量的方法,设计了利用传感器输出信号同时对温度和温差进行测量的高精密放大电路,并介绍了相应装置的研制情况。标定结果表明,这套高温计的测量范围为1073~3773 K,测试误差小于1%。对SRM 8424标准试样在1073~3273 K温度范围内的热扩散率进行了测量,与NIST的测量数据(1073~2673 K)相比,最大测试误差为4.34%。本研究结果实现了对超高温材料温度和热扩散率的同时测量,为该领域测量装置的研制提供了一个新思路。