智能化铁路罐车液位测量系统的设计

设计了一种智能化铁路罐车液位测量系统。系统采用电容式差压传感器来获得罐车内液体的高度,采用热敏电阻器作为温度探测元件对系统进行温度补偿。传感器的输出通过C/U转换电路及A/D转换后输入单片机进行数据处理显示罐车内液位的高度。实验表明:测量系统的分辨力达到1 mm;测量误差不大于±5mm。该系统对于液位的测量具有较高的精度,可以实现铁路罐车液位测量的自动化。     

多功能混合料摊铺机料位超声波测量系统设计

采用微控制器P87C591作为主控芯片,研究并设计了一种新型多功能混合料摊铺机的料位超声波测量系统,实现了混合料摊铺厚度的实时检测与控制;该系统采用超声波脉冲回波测量方法测量摊铺料厚度,利用温度传感器DS1624测量环境温度,通过软件对温度引起的测量误差进行补偿;给出了系统的硬件设计和测距软件流程图,实验结果表明:该系统测量精度高,误差小于2 mm,具有较强的实用价值.     

一种基于FPGA的水膜仪系统的设计与应用

为实现对水膜的高精度测量,设计了一种基于FPGA的水膜厚度检测仪,该系统由FPGA控制模块、超声波发射模块、回波信号接收模块、温度反馈模块和算法结算水膜厚度模块等构成,采用渡越时间检测法测量水膜厚度,根据实时温度反馈提高测量精度,通过算法减小误差。实验结果表明,该系统盲区小,测量范围2.25 mm～500 mm,精度达到0.1 mm,并且具有较高的稳定性,可以用于实际工作。     

基于相位测量的微波位移测量方法

为满足建筑结构全天候、高精度及低成本的位移监测要求,提出了基于相位测量的微波位移测量方法。该方法以微波作为全天候测量信号,利用高精度相位测量实现高精度位移监测,并采用低成本的标准频率器件搭建位移测量系统。实验结果表明:系统位移测量精度可达0.12 mm,并验证了系统具有全天候、高精度、低成本的位移监测特性。     

火炮身管弯曲度检测仪的研制

文中采用了PSD法测量身管弯曲度,阐述了测量原理和弯曲度检测仪的整体研制方案,该系统经过样机测试,表明该系统测量精度高,误差在0.05 mm以下,操作简洁,体积小,手掌数据处理部分功能强大,数据存储量大,数据输出形式丰富,是一种高效可靠便携的身管弯曲度检测设备.     

线阵CCD非接触直径测量系统设计

为解决直径测量系统中存在的对工件有磨损、测量精度低、无法实现动态测量的问题,提出采用光电传感器件——电荷耦合器件线阵CCD光电检测方法,配合光学系统实现工件的非接触直径测量,满足了现代工业生产对直径测量系统提出的高精度、快速、非接触和实时反馈的需求。对线阵CCD的信号检测电路、调理电路及数据处理电路设计进行了研究,并进行了三种工件直径测量试验和误差分析。试验表明,该系统可对φ0.5 mm～φ30 mm的工件进行直径测量,测量精度为±5μm。     

高精度钢轨三维廓形检测系统研究

为快速、准确地检测钢轨廓形,提出了一种基于高精度激光轮廓仪的智能钢轨廓形测量系统。根据钢轨建立世界坐标系,构建钢轨廓形测量模型。采用4套高精度三维激光轮廓仪对轨身全面扫描,获取钢轨的4条轮廓线,并进行坐标系的旋转和拼接得到钢轨的真实轮廓,完成对外形尺寸及特征参数的测量和计算。经现场测试,钢轨高度、轨头宽度、轨底宽度和人工测量相比,重复误差分别在0.015～0.027 mm,0.023～0.076 mm,0.036～0.071 mm之间,绝对误差分别在0.012～0.032 mm,0.02～0.07 mm,0.01～0.12 mm之间。证明该系统可以高效、稳定地完成钢轨外形尺寸的检测工作,提高了测量速度和精度。     

基于机器视觉的二维小尺寸精密测量系统

针对原有万能工具显微镜存在的瞄准麻烦、读数过程烦琐、人员主观误差相对较大、长期工作劳动强度大等缺点,设计了一种对万能工具显微镜进行改造而成的二维精密测量系统;该系统引入了机器视觉技术进行自动测量对准,采用光栅传感器提供坐标系以检测尺寸,既保持了原有仪器的准确度高、抗干扰能力强、长期稳定性好、应用范围广等优点,又提高了测量的自动化水平,同时具有较高的性价比;该系统很适合工业上零件的精密测量,具有较高的应用价值和广泛的应用前景;文中设计的测量系统测量范围为25 mm×25 mm,其测量精度可达5 μm.     

激光挠度测量系统的实现

本文介绍了一种用于大型土木工程结构的投影式光学挠度测量系统。该系统由激光器,光接收器件及其外围信号采集处理电路组成。光接收部分采用特殊的光电接收器取代传统的CCD或PSD,使测量范围得到扩大;外围电路部分采用现场可编程逻辑阵列FPGA器件作为核心,通过这种设计,系统的量程和可扩展性能得到改善,实现了通道复用。实验室证明,系统的测量范围可以达到210mm,分辨率达到0.005mm,可完成结构的静态及动态挠度测量。     

基于旋转平面激光扫描测角的新型坐标测量系统

为了满足现代制造业中超大尺寸测量高效高精度的要求,以空间角度交汇测量原理为基础,提出了一种新的三维坐标测量系统.介绍了该系统的测量原理,分析了系统的几何模型.结合测量原理和结构对系统精度的影响,对系统的重要部件进行了结构设计分析,完成整个系统的设计.最后通过实验数据验证该系统的可行性,该系统在6m的测量距离精度可达±0.15 mm.     

The fulfillment of a three step-size models pedometer based on accelerometer and embedded system

Pedometers are known to have steps estimation issues. This is mainly attributed to their innate acceleration-based measuring sensory. This work proposes a novel implementation of microcontroller and accelerometer sensor, based for three step-size models pedometer in calorie consumption calculation. To verify the output voltage stability of accelerometer sensor, the methods of statistics analysis are introduced to extract the useful features. Three kinds of different steps are employed to obtain the analytic data. The proposed pedometer dimension of a proto-type is 68?mm (L)?×?42?mm (W)?×?15?mm (H).     

非接触相对位移传感器

为了提高建筑结构中的位移测量准确度,介绍了一种基于位置敏感元件的激光非接触位移传感器,对传感器的设计进行了分析。研制的传感器的主要技术参数为工作距离为0.4～7m,位移幅值5mm,测量分辨力1～7μm,准确度10μm,频率响应为0～100Hz。     

基于激光三角法的同步扫描形貌测量传感器

为了克服传统的激光三角非同步物体形貌测量传感器,在深度方向的测量精度和横向测量视场相互制约的固有缺点,设计了一种新型的激光同步扫描物体形貌测量传感器.传感器以激光三角测量法为基本原理,通过所设计的光路系统,实现激光投射方向与相机成像方向的同步扫描.本文研制了基于高速旋转的十二面转镜和线阵CCD相机为主体的实验样机,实现了测量深度方向和横向视场的相互独立,并结合精密电控位移导轨和激光跟踪仪等搭建了实验系统平台.在传统非参数标定方法基础上,提出了一种适用于该传感器的映射标定方法,能够准确快速的标定该传感器.系统利用激光跟踪仪进行比对实验验证,结果表明:单点重复性小于0.07 mm,测量精度优于0.25 mm.测量传感器具有精度高、速率快、稳定性好等优点,对于物体表面形貌快速精密测量有着广泛的应用前景.     

油缸活塞杆的位置测量

测量油缸活塞杆的位置有很多种方法,但都要改变原有油缸的结构,使油缸工艺复杂化,增加了加工难度,不易实施。利用旋转编码器加磁性钢轮来检测油缸活塞杆的位置,可以不改变原有油缸的结构,同样可以检测油缸活塞杆的位置。经过实验,此种方法检测误差小于1mm。采用此种方法可以对一些老产品进行改造,也可以使新产品油缸工艺不必复杂化,因此节省了人力物力。     

高温电容位移传感器的设计与实验研究

为了精确测量航空发动机中的轴承座与外部机匣之间的相对变形量,应用高温合金、氧化铝陶瓷以及耐高温电缆等研制了可用于高温环境的特种电容位移传感器。将其安装于机匣的承力支板中,即可实现该相对变形量的测量。传感器采用双层屏蔽结构,并应用驱动电缆技术减小干扰信号的影响。本文首先对所设计的传感器进行了仿真分析,以验证其结构合理性,然后搭建实验平台完成了传感器的标定与性能测试,并进行了高温验证实验。实验结果表明,本文所研制的高温电容位移传感器能够在0~2.0 mm的范围内实现位移的精确测量,测量误差小于0.02 mm,并且能够在室温~500℃的温度范围内稳定工作,因而可以满足使用要求。     

同振式三轴向矢量水听器设计与实现

根据实际工程需要,设计、制作同振式三轴向矢量水听器,其外形为柱体两端带半球帽的圆柱体,声压通道和矢量通道在结构上结合为一体。矢量水听器外形尺寸为Φ54×72 mm、工作频带为20 Hz~2000 Hz。在国防科技工业水声一级计量站驻波管对研制的矢量水听器进行了测试,测试结果表明：声压通道声压灵敏度级为-192.7 dB（0 dB=1 V/mPa）、具有全指向性;矢量通道声压灵敏度级为-185.3 dB（测试频率500 Hz,0 dB=1 V/mPa）、具有余弦指向性。设计、制作的矢量水听器灵敏度高、通道一致性好、使用方便,满足工程应用需求。     

反射式光纤微位移传感器

依据光纤反射调制原理进行了反射式光纤位移传感检测系统的设计,利用计数器外径千分尺的测头镜面作为反射体和微位移测量工具,详细介绍了微位移测量装置和传感器检测电路。实验表明,在0～2mm范围内检测系统的输出与位移成线性关系,灵敏度为195μV/μm,线性度为±0.5%,适于微位移的测量。     

用光学扫描器构成的新型 精密位移侧量系统

本文研究由位移传感用的光学扫描器、简单光学系统、栅距很大的粗线纹反射式光栅尺(λ=0.635mm)和信号处理电路等构成的新型精密位移测量系统。对光学扫描器作了简要介绍。阐述了该系统的工作原理、电路框图和动态鉴相细分电路。实验结果表明,本系统测量误差小于±0.01mm,分辨率为lμm。与国内现有位移测量系统相比,新系统具有工作间隙特别大(15mm左右),光栅尺不用密封,耐现场污染,容易在车间推广使用等优点。     

一种圆片级硅三层键合的三明治加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器.采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁一质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8 mm×5.6 mm×l.26 ITUTI,其中敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.42 mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器灵敏度约4.15 pF/g,品质因子为56,谐振频率为774 Hz.