基于棋盘光栅Ronchi检验法的微变液面测量

提出了基于棋盘光栅Ronchi检验法的微变表面形貌测量方法,可同时测量被测表面形貌两个正交方向的斜率,因而可通过一幅变形棋盘光栅图重构被测表面形貌。使用取微分极值的方法可简单有效地实现变形棋盘光栅图两个正交方向信息的分离和提取。根据所提出的测量方法和数据提取算法建立了微变表面形貌测量系统并对静态和动态表面形貌进行了测量。结果表明,所建立系统的分辨率＜0.1 μm,测量范围＞50 μm,符合有关研究中对微变液面的测量需求。     

足部三维测量系统中CCD传感器的全局标定

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法。建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化。测量结果表明,单个CCD重复测量误差＜0.062 5%;4个CCD测量值相对误差＜0.365%。实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定。     

网络化遥控测试实验数据采集系统

本文介绍一种基于Internet的实验设备遥控和测试数据采集系统.该系统综合了ISAPI、JAWA、MATLAB引擎嵌入和网络多媒体等诸多当前计算机和网络的最新技术,通过软件算法,将测试实验设备与Internet有机地相结合,从而能灵活地实施传统远程教学系统的诸多功能,具有对测试设备的遥控、遥测以及算法解析的能力,正确地采集和共享被测数据,极大地提高了硬件设备的使用效率.通过该平台,实验者不仅能及时地采集到所需实验数据,而且还能经视频直播观看到实验的全部过程.文章介绍了系统的模块化结构及其功能;并用一个远程三维形貌测试实例来说明该系统的实际功效.     

基于气流-激光检测技术的面包老化表征

目的 探索应用气流-激光检测技术实现面包老化快速定量检测方法。方法 使用基于气流-激光检测技术的检测装置进行蠕变测试对面包黏弹性参数进行采集,分别使用采集到的蠕变阶段全参数和基于伯格斯模型提取的力学特性参数,结合不同预处理方法建立基于水分含量的水分损失速率和基于硬度的老化率的多元线性回归分析和偏最小二乘回归分析模型。结果 使用蠕变阶段全参数建立的预测模型取得最佳预测效果,对于老化率模型,使用S-G卷积平滑结合偏最小二乘回归最佳建模结果为校正集和验证集相关系数分别为0.971和0.959,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为9.723和10.721;对于水分损失速率模型,使用1阶导加S-G卷积平滑结合偏最小二乘回归最佳建模结果为校正集和验证集相关系数分别为0.984和0.968,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为0.002和0.002。结论 使用气流-激光检测技术可以对面包老化进行快速、简单、可靠的表征,本研究为面包老化的定量检测提供了新思路。     

扫描拟合磁定位方法在地下对接钻进中的应用

随着钻进距离的不断增加,单方向的水平定向钻进已经不能满足施工要求。使用2个钻机从出土点和入土点分别钻进是实现长距离钻进的有效方法。对接技术是实现长距离定向钻进的关键。为实现两侧钻机的对接,提出了基于永磁铁的扫描拟合磁定位技术。利用永磁铁的磁场模型,重新建立了对接过程模型。建立了该扫描拟合算法中两侧钻机相对位置的描述方式,针对该描述方式,提出了利用数值拟合求得钻头相对位置的方法。通过实验模拟对接过程,利用实验数据求得了两钻头的相对位置,其精度达到cm量级,从而证明了该方法的可行性。     

双稳态膜片的有限元分析与实验研究

双稳态结构是降低微流体器件功耗的有效手段,使膜片获得双稳态结构往往需要对材料进行热处理。文中提出了一种不需要进行材料热处理,通过将圆形膜嵌入半径相对较小的圆形槽从而使膜片达到双稳态效果的方法。基于聚丙烯材料,对设计和制作的双稳态结构的初始挠度、开关压强及密封能力进行了有限元分析。结果显示,当槽半径为19.75 mm,膜片半径较槽半径大100μm时,膜片能够在其中心半径为0.5 mm的区域密封600 kPa以上的入口压力,而膜片的开关压强约为5.2 kPa。通过实验测量了膜片中心变形随压强的变化及实际开关压强的大小,实验结果与仿真结果吻合较好。最后就结构制造精度对初始挠度、开关压强及密封压强的影响进行了分析。     

鞋楦定制CAD系统中NURBS特征曲线的弧长约束变形

为实现无鞋楦数据库的数字化量足制鞋,提出了基于足楦NURBS特征曲线变形的个性化鞋楦定制CAD系统,通过足楦特征曲线在弧长等特征信息约束下变形成新楦特征曲线进行设计定制。建立足楦舒适度匹配规则,根据变形方式、次序及约束情况不同,将特征曲线分为4种类型。给出4种曲线的约束变形技术路线,其中带弧长约束的II型曲线可采用正向、逆向和双向3种变形路线。双向约束变形中,采用改进的顶点替换算法和变参数4点细分算法,引入弧长损失因子和关节链模型,在母版鞋楦基础上对曲线依次进行采样离散、级放、分段、简化、优化变形、插值细分和NURBS拟合,生成定制的鞋楦特征曲线。以跖趾围轮廓线为例进行了双向约束变形试验,弧长改变量为1.0mm。该系统可在480s内给出男款鞋楦个性化量足定制结果。结果表明:该CAD系统精度较高,可实现无鞋楦数据库条件下的量足制鞋,且定制鞋楦的二次设计利用率显著提高。     

具有遥控测能力的网络化数据采集平台

随着计算机、网络技术的不断发展,基于因特网(Internet)的虚拟实验室以及远程教育正在得到越来越多的应用。本文提出一种实现实验设备及数据采集平台网络化的解决方案。实践证明,该方案不仅可以灵活地实现传统远程教学系统的诸多功能,而且还能将实验室原来的软件硬件快速、高效、低成本地移植到网络平台上,实现硬件设备的网络化。     

《测试与检测技术基础》课程的教学改革与创新

在与国外联合办学的背景下,根据《测试与检测技术基础》课程的教学改革与实践。探索形成了符合该课程特点的教学理念、教学体系和教学方法,对课程实验组织和实验指导方法进行了改革与创新,并在借鉴国外先进经验的基础上,建立了新的课程评价体系与考核方法。     

光切法形貌测量中光条中心的亚像素提取

为了在光切法三维形貌测量中快速准确提取光条的中心位置,保证测量精度,研究了一种光条中心的亚像素提取方法。将图像的灰度视为关于坐标的二维函数,在CCD拍摄的激光光条图像中求取灰度的偏导数和梯度,图像中每一点的梯度代表此点的灰度变化方向,将此方向简化为光条上的点的法线方向。对梯度的大小设定阈值并结合该点的灰度信息,提取图像灰度变化最激烈的部分,即光条饱和带的像素位置。对光条饱和带的每个像素,按照不重复计算的原则在梯度方向上和规定邻域内求灰度中心,得到精确到亚像素级的光条中心位置。此方法将光条曲线的法线方向简化为灰度的梯度方向,省去了求海赛矩阵以确定法向的步骤。实验证明,同等条件下,该方法的计算耗时为常规亚像素提取方法的10%。利用该算法进行实际测量,在200mm×200mm测量范围下,误差(3σ)为0.057mm,满足了测量对精确性和实时性的要求。