复合式二次边缘检测的红宝石球直径高精度测量

为了对红宝石球直径进行非接触式、高精度测量,本文提出了一种复合式二次边缘检测法。首先,对拍摄到的红宝石球图像进行预处理后使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对红宝石球图像进行一次边缘检测;其次,采用基于像素加权平均的图像融合算法对红宝石球二值化图像与边缘检测图像进行融合,对融合后的图像进行边缘提取,选择三次样条插值法对边缘图像进行插值,通过曲线拟合获得图像边缘的亚像素坐标,根据坐标进行圆拟合,结合标定得到检测结果,完成复合式二次边缘检测,从而实现对红宝石球直径的高精度测量。实验结果表明：对6 mm的红宝石球直径测量,测量精度可达1.5μm,定位精度不超过0.1个像素,满足企业测量要求,为后续实现工业自动化检测提供了较好的技术支持。     

基于光纤受抑全内反射原理的高精度液位传感器研究

结合受抑全内反射式光纤传感头精确的液位传感特性和单片机控制的步进电机驱动系统的高定位精度的特点,研制出一种智能型高精度光纤液位传感器。呈直角圆锥形的传感探头由62 5μm/125μm的单根多模光纤,经电弧加热拉制或机械研磨而成。由于从传感头反射回的光强依赖于传感头周围介质的折射率,当传感头移动通过2种折射率不同的介质的界面时,就会产生明显的光强度变化。利用单片机控制的步进电机伺服系统驱动传感探头,可以实时跟踪液面变化并同时给出液位信息。该传感器在2m测量范围内分辨率达到0 1mm,测量精度达到±0 4mm,无长期漂移。传感器能够对柴油、汽油及多种有机溶剂进行连续的液位监测。     

磁致伸缩效应在高精度液位测量中的应用研究

简述了磁致伸缩效应及其在液位测量中的应用。针对储油罐液位测量的特点：大量程至20多m，同时要测量油位、水位、温度及储油量等参数，并且液位测量的允许误差小于几mm，介绍了能满足要求的磁致伸缩液位传感器，并从该传感器的测量原理、信号转换和检测、以及温度对测量的影响等方面进行了详细的分析，对该传感器能够实现高精度液位测量方法进行了研究，供有关研究及应用的技术人员参考。     

耐腐蚀高精度光电透射式液位测量仪设计

为解决气相沉积法制备材料过程中腐蚀性液体液位测量问题,基于液柱透镜成像原理,设计了高精度耐腐蚀的光电透射式液位测量仪。论文给出了液位测量仪的基本工作原理及结构设计、重点分析了液位特征提取算法的设计和实现过程。设计的液位测量仪能够满足透明、半透明、不透明液体的液位测量。实验结果表明,液位特征提取算法能准确识别液滴、液滴串、气泡段等异常影响。液位测量仪能在溶液结晶等较复杂工况下正常工作,并且其测量分辨率达3.5μm,静态测量误差小于0.02 mm,单个测量头量程为52.5 mm,有较好稳定性,非接触式测量,耐腐蚀,可小型化,能够满足较高精度液位测量需求。     

挠性接头薄筋厚度的高精度在线测量系统研究

本文使用基于机器视觉的显微测量技术对挠性接头的薄筋厚度进行高精度在线测量。测量时,挠性接头的薄筋轮廓经光源照明后,通过高放大倍率成像镜头成像在CCD上,薄筋轮廓图像经图像预处理、分割、边缘提取、参数计算等一系列图像处理后,最终得到薄筋厚度的实际尺寸。经实验证明,系统测量重复性精度为±0.4μm,不确定度优于1μm。     

微压力接触式台阶仪的结构设计与实验研究

介绍了一种基于光电检测原理的高精度接触式二维轮廓检测仪。该仪器将CCD成像检测技术与接触式检测技术有机的结合起来,通过狭缝成像方式代替进口容栅和磁栅,实现对工件的高精度尺寸检测,具有接触压力小,成本低等优点。实验测得,仪器最小分辨率为1μm,多次测量重复精度为±5μm。     

惯性约束聚变靶丸高精度X射线数字成像

为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测,开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先,分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围,根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点,确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后,分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素,确定了低几何放大成像,低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案,该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差,解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后,对系统的性能进行了分析测试,实验结果表明,系统成像衬度良好,成像效率较高,分辨率优于0.5μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9μm(k=2),满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。     

基于超分辨图像复原的显微圆孔孔径测量方法

为提高圆孔的光学显微测量准确性,研究了基于超分辨图像复原的显微圆孔孔径测量方法。该方法通过超分辨图像复原处理圆孔显微图像,提高了传统光学显微系统对圆孔成像的分辨率,确定了以超分辨复原图像灰度值为0.399作为圆孔物理边缘判据,实现对圆孔边缘的准确探测。理论分析表明该方法可准确测量微米级及以上直径圆孔。核孔膜孔径测量实验中,由二值化图像得到孔径测量结果为6.35μm(测量不确定度为0.08μm),与扫描电镜测量结果6.268μm(测量不确定度为0.083μm)相符,测量误差仅0.08μm。该技术有助于实现对圆孔形状的快速、准确在线测量。     

基于图像测量的微小零件尺寸检测

针对10μm-10mm的微型零件,阐述了现有的主要图像测量技术,包括图像的经典边缘检测算子、亚像素级别的边缘定位检测和实现高精度的尺寸检测方法。同时,总结各种能够提高检测精度的方法,并指出图像测量的未来发展趋势。     

长跨度孔系直径与同轴度误差测量系统

针对飞机铰链件长跨度、小直径孔系的直径和同轴度误差高精度测量问题,研制了基于光电传感器的综合测量系统。多功能测头中的直流电机驱动自定心机构确定孔截面测量位置,光电编码器记录电机有效转动量,通过与标准环规进行比较间接测量各孔直径。以激光作为准直基准,安装在多功能测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系的同轴度误差。使用该测量系统完成了孔系直径测量试验和PSD光斑检测线性及重复性试验。试验结果表明,与三坐标测量机测量结果相比,孔径测量相对误差小于10μm,PSD光斑位置检测重复性误差小于13μm,具备了较高的检测精度。     

一种基于圆度仪的平行度、平面度测量方法

介绍了一种基于高精度圆度仪的平行度、平面度测量方法。对于零件圆形端面可实现无盲区测量，对Φ50mm端面测量，扩展测量不确定度（k＝2)可达到0．2μm，解决了高精度平面度、平行度的测量问题。     

带密度修正和缓冲腔的液位检测系统设计

针对易燃易爆液体高压密封容器的特殊检测,基于光纤光栅(FBG)压力传感器原理设计了一种带液位缓冲腔和密度修正的液位检测系统;提出了克服液面波动的高精度检测方法.实验结果表明:笔者的检测系统和方法,不仅可将液位测量转化为对密封容器底部压强的测量,还可有效地降低外界因素对测量结果的影响.通过检测结果对比分析,修正前后的理论...     

滑片自动分选仪设计与测量数据分析

本文针对压缩机生产的实际要求,对其关键零件滑片的几何精度自动测量技术进行了研究。阐述了采用模块化设计原理,通过应用现代气动元件、高精度差动电感传感器、PLC等手段组成自动分选仪。通过使用BP神经网络的方法对测试过程中的动态实验数据加以分析,实现了对滑片几何参数的快速、高精度检测,分选仪总的测量不确定度达到了0．806μm。     

高精度红外辐射强度的测量系统的设计

介绍一种对红外幅射强度进行高精度测量的系统.该系统采用大口径光学聚焦和微弱信号处理技术,可在野外环境超过200m的距离内同时测量红外1.06μm,3～5μm,8～12μm波段的辐射强度,测量精度优于1%,响应时间＜1s.     

用于线纹显微图像的边缘检测算法

为了在简化计算的同时达到较高的定位精度,提出一种轴向邻域和差边缘检测算法,用于低信噪比、缓慢过渡的微结构显微图像的边缘检测。首先,结合显微图像采集系统的配置,分析了线纹显微图像边缘灰度轮廓特征和基于导数的边缘检测算法的不足。然后,基于方向信息测度,定义了轴向邻域和差运算,依据矩不变理论推导出轴向邻域和差边缘检测算法。实验结果表明:轴向邻域和差边缘检测算法能够适应不同分辨率的显微图像,具有较强的抗噪能力和较高的定位精度,边缘检测效果优于基于导数的算法。该算法用于显微图像时,其边缘坐标定位方差为0.57pixel,微米级线条宽度的测量结果与扫描电子显微镜的测量结果(1.35μm)相差0.17μm,基本满足了测量精度的要求。     

基于FPGA的雷达液位信号采集处理系统设计

恶劣工况中的高精度液位测量是工业过程检测的难点之一,雷达测距系统由于精度高和抗干扰性强,成为国内外研究的热点。文章设计了一套基于FPGA线性调频雷达液位测量的后端数据采集和预处理软硬件系统,并研究了差频液位信号处理算法,整体系统设计具有信号处理灵活、运算能力强、可靠性高等特点。     

高精度平面度测量技术研究

为解决高精度平面的测量提出了平直度光电组合测量法,开发了PG－1高精度平直度测量系统。平直度光电组合测量法和PG－1高精度平面度测量系统主要用于被测面能导电的中等尺寸工件的高精度平直度测量。系统采用双频激光直线光轴作为参考基准,进行单一线的连续非接触测量。通过若干测量线的相关检测构造出被测面的形貌,进而评定出符合国际规定的平面度或直线度误差。其主要技术指标如下：1．最大测量尺寸600×400mm2（平面度）或800mm（直线度）;2．测量分度值：0．01μm;3．量程：60μm或200μm;4．测量间隔：最小为1mm;5．测量不确…     

新型运载火箭中电容式液位传感器接口专用集成电路

为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能,设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先,完成了整体电路的系统级设计,实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测,将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后,对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后,采用0.5μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片,并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示,芯片电容检测非线性为0.005%,输出噪声密度3.7aF/Hz~(1/2)(待测电容40pF),电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40pF,待测电容40pF,1σ,1h),输出零位温度系数4.5μV/℃。测试结果证明,该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准,可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。     

视觉瞄准激光干涉测量编码型水准尺

针对编码型水准尺分划误差的检测,提出了采用视觉瞄准与双频激光干涉测量相结合的方法。构建了编码型水准尺的精密检测系统并对瞄准测量方法进行了研究。当被测条码边缘出现在瞄准视场中,不必微调载尺工作台,即可实现图像和干涉仪测量数据快速采集,并由软件完成瞄准及测量。针对条码边缘图像的检测,首先采用最大方差法分割图像;然后提出图像边缘跟踪法,直接寻找检测边缘,从而避开去除噪声的困难;最后应用概率细分方法对条码边缘定位,提高测量分辨率。经实际测试,该检测系统视觉瞄准标准差为0.23μm,系统稳定性标准差小于0.5μm。该瞄准测量方法提高了测量效率,测量精度高于检测要求4倍,保证了编码型水准尺检测的可靠性。该检测系统已成功应用于编码型水准尺的分划误差检测。     

基于机器视觉的液压阀阀芯关键尺寸的自动检测系统

提出一种基于机器视觉的阀芯的关键性尺寸检测的非接触型自动检测系统。该系统针对某液压阀阀芯关键几何量进行测量,测量过程实现自动化,测量精度高。系统采用高精度绝对式圆光栅记录液压阀的角度信号,同时通过误差补偿来减小空回影响和定位误差,再由高分辨力的CCD图像采集系统进行图像处理,最终得出测量结果。以该系统为指导研制的检测仪能自动保存历史数据和生成报表,研制结果表明,仪器的不确定度优于5μm。