基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统设计

介绍了一种基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统的实现方法。该系统利用双频激光回馈理论和数字细分电路,对两路正交的光回馈信号采用五细分和四细分电路相结合进行细分处理,解决了单偏振光测量位移分辨率不高的问题。实验证明了本系统的可行性,精度达到了0.791 nm,是一种应用很好的位移测量系统。     

数字磁通门传感器的自动相位对准

三轴数字磁通门传感器信号处理电路的延时(相位延迟)及各轴延时不一致,影响数字滤波器的输出性能。提出了基于加权最小二乘法的互功率谱相位法计算延时的方法,针对该数字滤波器的特性,选择传感器的不同谐波信号对比分析相位延迟计算的精度,并设计了传感器的自动相位对准方法。实验结果表明:该计算方法精确有效,自动相位对准使滤波器输出性能提高25.89%。     

基于LabVIEW机器视觉的微小位移动态测量

本文采用LabVIEW机器视觉平台开发设计基于USB摄像头的微小位移测量系统。使用LabVIEW软件平台编程控制USB摄像头．采集显微镜中放大物体前后移动的图像，通过计算物体图像移动像素点数来测量物体移动的微小位移。本测量系统摄像帧速为30帧/秒．可以实现微小位移的动态测量。     

中频数字接收机在SoC上的实现

为了提高中频数字接收机的工作性能和小型化设计,基于Altera公司提出的SoC架构完成了中频数字接收机系统设计,主要实现数字下变频、频谱分析、ITU参数测量、场强计算、音频解调、系统配置等功能,并且搭建监测环境对接收机系统进行测试。实验结果表明,所设计的接收机性能满足要求,并快速地返回信号监测数据。     

基于数字内插法的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性以及测量精度,设计了一种基于数字内插法的时栅信号处理系统;利用粗计数法和数字内插法将时栅信号分成粗测和细测两部分分别进行测量,降低了对插补脉冲频率的要求,提高了测量精度;同时采用SOPC技术实现了系统电路的高度集成,并利用自定义指令提高了数据处理速度;实验表明,采用该系统后,时栅在40 kHz激励情况下误差为±1.2″,实现了时栅信号的高精度测量。     

一种改进的亚像素位移测量算法研究与应用

提出改进的亚像素位移测量算法ISPMA(improved sub-pixel measurement algorithm)。首先利用混合蛙跳算法快速全局寻优能力生成亚像素位移测量初始值,然后采用线性灰度改变灰度梯度迭代算法对应变图像进行处理,提高应变测量精度。在此基础上设计一种基于数字图像处理技术的非接触应变测量系统,分析系统总体结构和软件开发方案,设计基于ATmega162的伺服控制电路。为了验证该系统应变测量性能,对试样进行变形测量实验,结果表明该系统能够精确有效地进行材料变形测量。     

基于HALCON的板料成形网格应变测量系统的实现

随着计算机技术和信息技术的发展,视觉检测技术被引入到板料成形应变测量中。通过基于先进的图像处理软件HALCON,利用双目立体视觉原理,对摄像机进行标定,以获取摄像机的内外参数,并分析图像数量对标定准确度的影响。利用视差原理获得匹配点的三维坐标,根据圆形网格变形后的椭圆长短轴的长度变化,计算真实应变,并分析匹配误差对三维重建的影响,用OpenGL语言将应变可视化;在VC6.0下调用HALCON的算子库编程实现板料成形网格应变测量系统,实验证明该系统在速度、准确度方面能够达到测量要求。     

磁敏Z元件位移传感器的研究

研制出一种新型磁敏Z元件位移传感器。并对磁敏Z元件的伏安特性和磁敏特性进行研究,给出了实验结果。设计了由信号采集、数据处理以及数字显示等电路构成的系统,实现了位移量的测量。由于Z元件的特殊性质,其应用电路较为简单。     

基于多线程技术的嵌入式三维数字成像系统

提出一种基于多线程技术的嵌入式三维数字成像DSP系统设计。该系统应用时间序列变频条纹数字投影原理,使用DSP/BIOS实时操作系统的配置工具实现多线程DSP应用软件,从而实现编码条纹投影、调制图像采集和相位解调的流水线处理过程,并且使用软件流水等方法对相位重建计算进行优化。实验表明,该DSP系统能实现快速的三维表面测量任务。     

便携式表面粗糙度仪设计与实现

针对工业现场对表面粗糙度仪器的高精度、快速及便携要求,基于AT91R4008的高速、低功耗特点,开发了一款新型便携式表面粗糙度测量仪;该仪器采用主从控制器结构,驱动系统由从控制器通过数字PID调速算法实现稳速调节;主控制器主要进行信号的采集,实现线性相位数字滤波;设计了近似线性相位的模拟滤波器;通过以上方法实现了表面特征信号的低失真提取,实验表明仪器的测量精度、计算速度等指标达到了预期的设计要求,可以很好地满足工业现场的测量需求.     

直升机尾传动轴系的非线性刚度参数辨识方法

提出了基于测试数据来识别尾传动轴系非线性刚度参数的方法。首先,对尾传动轴系进行低幅值激励下的模态测试,并建立尾传动轴系的简化模型,与试验结果对比验证模型的准确性。然后,对尾传动轴系开展不同激励水平下的步进正弦扫频测试,基于测试频响函数得到固有频率随位移幅值的变化关系。对建立的尾传动轴系简化模型进行有限元迭代计算,可以识别出固有频率随等效刚度的变化关系。最终建立起尾传动轴系等效刚度与位移幅值的关系,识别出尾传动轴系的非线性刚度参数。     

基于数字近景摄影测量的若干关键技术研究

研究了基于数字近景摄影的空间点坐标的测量方法;首先在物体表面粘贴两类标记点,然后通过对标记点进行识别和检测来确定标志点的空间位置,同时,对相关的编码与识别、标记点的亚像素中心定位、照相机标定与空间定向、非编码点的自动匹配等关键技术进行了研究,最后,给出了检测实例并进行了精度验证;实验表明,该方法操作简单,检测范围大,可满足三维物体特别是大面积物体空间检测的需求。     

基于Arduino的磁编码器轴角解算系统设计

磁编码器轴角解算技术是伺服系统中反馈电机运动状态的关键技术之一.磁编码器轴角解算的精度是决定伺服系统精度的关键因素之一.为提高轴角解算的精度,基于霍尔式磁编码器工作原理,设计了基于Arduino的磁编码器轴角解算系统.该系统以Arduino作为主控制器,由正交安装在磁铁下方的2个霍尔元件构成磁编码器.磁编码器感应磁场变...     

数字链路循环码式光电开关传感器的调制编码原理

由于红外光电开关型传感器通常是以红外光信息的强度进行工作,因此可能受到自然环境中存在的各种红外信息的干扰.根据数字信号的抗干扰原理和容错处理方法,可以对红外光链路通过一种特定的数字编码,然后将数字编码用调制/解调的方法进行发射/接收处理.通过数字调制/解调处理后,红外光强度信息就仅作为传感过程中的媒介,真正的传感信息是由数字调制/解调产生,同时,对解调的数字信息还可以进行容错处理.因此,用数字调制/解调方式对传感信息进行敏感检测可以减小自然环境的红外信息干扰.     

基于混沌的微弱信号直接数字化测量研究

首次提出了在现有的恒流源混沌映射信号测量系统中,增加一次保序变换,将N位的自然排序混沌轨道符号序列起始段直接映射到N位的自然排序标准二进制序列,从而在混沌映射测量结果与传统线性A/D转换结果之间,建立直接的对应关系的方法.该方法可以有效地解决现有混沌映射信号测量技术中存在的一些问题.研究表明,混沌映射和保序变换,可以用于微弱信号的直接数字化测量,也可作为数字化传感器或传感器阵列的设计参考.     

Accurate Load Detection Based on a New Piezoelectric Drive Principle Employing Phase-Shift Measurement

This paper introduces a technique for measuring the torque applied to a piezoelectric motor while it is operating. The technique utilizes phase measurement rather than amplitude measurement and takes advantage of the kinematical principle of a piezoelectric actuator drive (PAD) later described in the paper. Piezoelectric actuators are bidirectional converters of electrical energy into mechanical energy and vice versa. Due to the special kinematical principle of the PAD, an applied external torque and internal torque lead to a phase-shift between the driving signals (a voltage applied to actuators) and the corresponding mechanical feedback (a modulated force). The actuator acts as a sensor to the feedback force converting it into a charge signal. The charge signal is measured and converted into a voltage by a simplified Sawyer-Tower-Circuit. The dc bias of both signals the driving actuator voltage, and measured charge signal is removed by a high-pass filter. The signals are then amplified and limited to form digital signals out of the sinusoidal input signals. The phase-shift between both signals is analyzed by a phase detector based on a zero-crossing time difference measurement. By employing the theory of electromechanic conversion of the piezoelectric actuators under the marginal conditions of the drive setup, the torque value is calculated, based on the measured phase-shift. The described technique offers highly accurate real-time torque measurement and additional information that can be used for an on-line diagnosis of the piezoelectric ring motor. The theory was validated in an experiment showing typical errors of 5% and 312 to 1248 measurements per 360 deg turn of the motor shaft. The piezomotor used during the experiment offered a maximum torque of 5 Nm     

无线与存储融合的传动轴扭矩测试系统设计

存储测试非常适合于旋转轴扭矩测试,但是存储测试需事后回收处理,无法现场观测数据,且参数设置固定。针对上述问题,结合履带式车辆传动轴扭矩测试情况,以存储测试为基础结合Zigbee无线技术,设计了基于LabVIEW上位机控制的无线存储测试系统,利用Zigbee无线网络实现无线触发和多次重触发,并回传测试开始后的少量数据,根据回传数据调整测试单元的参数。实验结果表明该测试系统存储测试与无线技术能有效结合,充分发挥各自的技术优势,提高了测试效率和数据的可靠性,具有良好的应用前景。     

DDS在光栅传感器位移测量系统调试中的应用

针对光栅位移测量系统调试中直接用光栅传感器产生信号不方便的缺点,在研究光栅传感器输出信号机理的基础上,提出了采用直接数字合成（DDS）技术来模拟光栅传感器输出的两路同频严格正交信号,进行了DDS的原理分析,设计了相关电路,搭建了实验系统,完成了相关实验。实验表明：用DDS技术来模拟光栅传感器的输出信号,频率覆盖范围为0．1Hz-20MHz,频率误差和相位误差小于1％,整个系统电路设计简单,容易实现频率调整,能够满足实际需要。     

永磁同步直线电机定位力测试实验研究

为满足平板式三相交流永磁同步直线电动机(PMLSM)推力平稳性要求,利用有限元方法分析端部力和齿槽力的形成原因和波动规律,介绍了一种全行程往复运动双向测量的直线电机定位力的方法,可以克服摩擦力的影响,并在样机上实验完成。测试中利用高性能数字信号处理器TMS320F2812DSP采集力传感器和光栅信号,能较准确、快速地计算出对应位置上的定位力,误差稳定在3 N以内。实验结果与理论分析基本一致,为高性能直线电机伺服控制器的改进设计提供了客观数据。     

基于相机的转台稳定性检测方法研究

高精密转台常用于高精度测量仪器的性能测试,或作为激光扫描仪的稳定平台使用,而转台的稳定性直接影响仪器的测量精度.提出一种利用数码相机对转台稳定性进行标定的方法,在转台运动时,安装在转台上的相机连续获取相片,基于摄影测量原理,计算相机的空间位置和姿态,从而确定转台的运动轨迹.实验结果表明,该方法可以有效地检测转台运动的稳定性.