光谱学方法测量多光纤光栅色散研究

用光谱学方法测量多个光纤光栅的反射色散.利用部分相干理论对方法原理进行分析,所建立的系统适用于多个光纤光栅反射带宽不重叠的情况,对系统略作改造也可用于测量单个光纤光栅透射色散.对整幅干涉图进行一次性数据处理或对每个干涉信号分开处理都可以得到待测光纤光栅的群时延.实际测量结果证明了系统的可行性.     

光纤傅里叶变换光谱术在光纤光栅传感解调中的应用

介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的基本原理和光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)的结构;基于光纤Mach-Zehnder干涉仪,采用傅里叶变换光谱算法对光纤Bragg光栅传感器的波长进行了解调。宽带光源发出的光经过光纤耦合器进入光纤Bragg光栅,其反射光由耦合器返回进入到FFTS中进行测量,FFTS的最高光谱分辨率达到0.05 cm-1,即在近红外1 550 nm波长处分辨率为0.012 nm。分别对光纤Bragg光栅的应变特性和温度特性进行了测量。测量显示:光纤Bragg光栅的应变灵敏度为0.833 pm/με,温度灵敏度为19.78 pm/℃。得到的结果表明FFTS系统具有高分辨率、大测量范围的特点,可满足光纤Bragg光栅传感器波长解调的需求。     

机械零件三维形貌的光栅投影测量系统

建立了一种基于虚拟复合光栅的三维形貌测量系统 ,利用两种频率光栅的合成投影 ,实现物体表面突变部分的测量。测量系统适用于机械零件的三维形貌检测 ,并且得到令人满意的测量结果。     

一种倾角及温度同时测量的光纤传感器

叙述了一种用于倾斜角及温度同时测量的传感器。该传感器由光纤锥和光纤布拉格光栅构成,当传感器倾角发生改变时引起光纤锥的通光损耗改变,通过测量通光损耗的变化而测量倾角,通过测量光纤光栅的反射波长的变化而实现温度测量,此外光纤布拉格光栅还有提高倾角测量灵敏度的作用。     

新型FBG振动传感器的研究与实现

针对常用振动传感器灵敏度低、测量范围小以及材料缺陷等缺点,在分析光纤布拉格光栅(FBG)传感原理的基础上,设计了一种基于悬臂梁结构匹配光栅滤波解调的振动传感器.通过附加电磁阻尼,提高了传感器的灵敏度以及信号检测的稳定性,扩大了频率测量范围.利用激振器标准信号进行振动测试实验,并加以傅里叶分析,得到了良好的实验结果.通过实验测试证明:无失真检测频率可达300 Hz,系统频带宽,稳定性好,灵敏度高.     

分布式光纤Bragg光栅振动加速度测量及其系统的研究

本文基于连续波调频、波分、光纤光栅测量等技术，利用分布光纤光栅阵列设计了加速度实时测量系统。系统中，利用微机械技术设计加速度测量探头；应用连续波调频技术、波分技术实现串、并联光栅信号的解调。应用扫描滤波技术实现信号的辨识。本研究可完成低频微振动加速度信号多点测量。     

基于布拉格光纤光栅的微位移传感器的研究

微位移测量是目前热点研究领域,光纤布拉格光栅作为良好的传感元件,已被用于微位移测量领域。本文首先对布拉格光纤光栅传感的基本原理进行了分析,在此基础上设计制作了一种光纤光栅位移传感器。采用布拉格光纤光栅作为传感元件,利用自解调法进行波长解调,然后设计一整套传感系统,对微位移量进行了传感测量。利用激光干涉仪和PI微动平台对系统性能进行测试,实验结果显示传感系统分辨率达到50nm,系统回零重复性的误差26nm,系统的灵敏度为21mV/μm,最大非线性引用误差为2.45%。     

光学遥感器光机结构热变形的高精度测量

空间光学遥感器光机结构在复杂的空间轨道热环境中会产生热变形,影响探测精度.为解决光学遥感器光机结构热变形测量问题,本文提出了基于数字摄影测量和光纤光栅传感的热变形组合监测方法;建立了具有热解耦功能的光纤光栅布局方法和变形测量模型算法,理论分析了光纤光栅光谱变化与应变、温度的关系,采用实验方法标定光纤光栅应变传感器和温度...     

基于光纤光栅法珀腔传感器的结构表面温度测量方法

针对结构表面温度测量需求,提出了一种基于光纤光栅法珀腔传感器的表面温度测量方法,通过光纤光栅和光纤法珀 传感同时获取被测结构的温度、应变信息,从而补偿应变对温度的交叉敏感。 本文分析了光纤光栅法珀腔的表面温度测量原 理,通过仿真对传感器的主要参数进行了设计;并提出了一种基于双参数的最小均方差估计算法用于光纤光栅法珀腔传感器的 信号解调;最后,对光纤光栅传感器和光纤光栅法珀腔传感器进行了温度测量对比实验。 试验结果表明,光纤光栅法珀腔温度 传感器在常温到 400℃范围内,温度测量值的直线拟合相关系数为 0. 998 4,最大误差百分比为 1. 46% ,均优于单光纤光栅温度 传感器。     

应用光纤光栅和虚拟仪器的切削力测量技术

在分析光纤光栅应变传感器原理的基础上,针对切削力测量的需要,设计出了光纤光栅传感器各项参数,简化了测试仪器结构,避免了温度对测量精度的影响。在虚拟仪器平台上开发了测试数据处理和自动化管理的程序,介绍了LabVIEW环境中建立切削力经验公式的简单方法。     

Simulation of the errors transfer in an articulation-type coordinate measuring machine

It is necessary to study the transferring effect of every error resource of a coordinate measuring system. This paper gives quantitative analysis of the transferring effects of parameter errors in a non-perpendicular coordinate measuring system. A typical articulation-type coordinate measuring system is analyzed which combines six angle encoders and three measuring arms and one stylus. The measuring equation of this system is given and the error-transferring model is derived from this equation. As the systematic errors of the parameters of the system are given beforehand, simulated computation is carried out on the error-transferring model of this articulation-type coordinate measuring system. The effects of parameter errors on the position of the stylus of the coordinate measuring system are clearly seen from the simulation results. These make the software error correction of the coordinate measuring system possible and will also provide the base for error correction of the system.     

提高工业视觉测量系统精度的途径

介绍了工业视觉测量系统的测量原理,分析了影响系统测量精度的各种因素及提高测量精度的途径,并给出了空间点位置测量实例。     

激光在机测量系统的实现

为了能在加工航空发动机关键零部件(如叶片)等复杂曲面零件的过程中实现快速在机测量,研制了非接触式激光在机测量系统。分别介绍了测量系统的工作原理,机械结构和电控系统。该系统主要由激光测头、无线传输电路、可充电锂电池、转接基座、刀柄和外壳等部分组成。为了实现机床的加工模式与测量模式之间的快速切换,其采用刀柄式的安装方式,从加工叶片切换到在机测量时,机床只要运行换刀程序,即可实现叶片加工到叶片测量的转换。此外文中还针对在机测量系统的电控部分研制了通过无线传输的数据采集系统。为了验证所研制的在机测量系统的实用性和有效性,在五轴叶片加工中心上进行了叶片截面测量实验,结果显示其测量精度为20μm,测量时间为10min。验证结果表明所研制的激光在机测量系统能够高效精确地完成叶片型面的测量任务。     

一种高精度的圆分度测量原理

提出一种能提高圆分度测量系统精度的测量原理。通过应用信号分析技术对圆分度测量系统中适当布置的两个读数头的读数信号进行分析处理,可分离出由测量系统主要误差源引起的前几十阶读数谐波误差并予以修正。应用本测量原理的圆分度测量系统的精度高于采用平均读数原理的圆分度测量系统,并可简化测量系统结构,使测量易于实现。     

一种新型水松纸透气度在线检测系统

采用非接触式的检测方法，研制了打孔水松纸透气度在线检测系统，并进行了系统硬件和软件的设计，硬件系统主要由稳定光源、传动单元、检测单元、清洁空气单元、计算机等组成，本系统克服了离线式事后检测有能及时反映生产过程中出现的透气度不满足工艺要求，不能实时跟踪透气度的波动等缺点，对此新型系统的实验研究表明：系统检测精度高，运行稳定，促进了国内在这一技术领域的研究水平。     

A study of wavelet analysis based error compensation for the angular measuring system of high-precision test turntables

An angular measuring system is the most important component of high-precision test turntables; its function and precision determine the turntable's function and precision. The angular measuring system's error was considered as a stationary signal in the past. An autocorrelation function and spectrum characteristics of the angular measuring system error are analyzed using the cyclostationary signal theory. The idea that the error in the angular measuring system is nonstationary is first put forward; theory is provided to reconstruct the angular measuring system's error signal using wavelet analysis. The error signal is reconstructed using one-dimensional Mallat's algorithm. The standard deviation between the reconstructed and the original signal is much less than the angular measuring system's accuracy. The reconstruction signal is used to compensate the system error instead of the original error signal; the angular measuring system accuracy is improved.     

基于遗传算法的测量仿真系统路径优化问题研究

分析了三坐标测量机和测量仿真系统的工作原理,阐述了一套基于CATIA V5平台的测量仿真系统的功能和工作流程,在Matlab平台上根据测量点数据和测量机的功能特性建立了数学模型,并利用遗传算法对测量点路径进行优化计算。最后,通过实验验证了路径优化系统的可行性,分析了遗传算法的优化效果。     

基于LabVIEW的光谱自动测试系统

为弥补传统光谱测试系统的不足,介绍了一种采用虚拟仪器技术、数字锁相放大器、光栅单色仪、斩波器和热释电探测器组成的可远程控制的光谱自动测试系统。该系统不仅测试自动化程度高,测量范围宽,且能根据测试对象不同的需求随时改变测量方案。基于LabV IEW编程平台,使该测试系统具有很强的数据处理功能和与其它测试仪器的通信能力。实验证明,该系统具有很好的测试性能。     

三维激光扫描仪的测量精度控制定量分析

数据测量是逆向工程中的一个重要阶段,测量数据的精度是决定着后续数字化模型能否在误差控制范围内还原为已有实物的关键。本文基于一种先进测量设备——ATOS三维光学测量系统,对该系统在测量过程中产生的误差来源进行了详尽的分析,总结了测量实物时误差产生的特点,提出了提高三维激光扫描仪测量精度的三种方法。结合某叶片模具活块,定量分析比较了三种方法改善测量精度的效果,指出坐标系的设定和坐标系堆叠的流程是控制测量精度的关键。     

滚珠丝杠激光动态测量系统设计与实现

介绍了滚珠丝杠激光动态测量系统的设计,包括动态测量原理,激光测量系统的布局,主轴伺服电动机的控制等;并制定了滚珠丝杠激光动态测量仪的检定规程,对该测量仪进行动态测量,给出了测量数据与结果统计分析。该系统检测效率高,操作性强,性能可靠,已在陕西汉江机床有限公司稳定运行。