基于STM32的三激光位移传感器的在机测头设计

内曲面特征的精密、高效检测是限制高端装备制造的重要因素,在机测量及其控制补偿技术是主要解决方法之一。文章以高精度点激光位移传感器为基础,以柱形内曲面为对象,设计和制作三激光位移传感器旋转在机测头;以STM32微型处理器为基础设计控制电路,将其与三个激光位移传感器连接,实现三个传感器同时采集数据,并将采集到的数据进行同步传输。实验结果表明,该在机测头能够满足对内孔直径及圆柱度等几何参数的数据采集要求。     

激光-CCD微位移传感器测振研究

本文介绍了利用激光-CCD微位移传感器测振的原理和方法。这种测量技术适用于检测较大的振幅值(>60/Am)。在60～800/bm范围内,最大绝对误差<10灿m,相对误差<6％。     

激光位移传感器在物体表面形状测量中的应用

激光位移传感器对位移的测量不仅是非接触式的测量方式,而且具有较高的精度,具有广泛的应用。本文研究了一种利用激光位移传感器测量工件上点的二维坐标,从而实现物体形状的高精度测量。通过一维电位移平台带动激光位移传感器扫描物体的表面,然后对测量的数据进行处理,进而得到物体的表面形貌。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,一维电位移平台重复定位精度高于2μm。     

双激光位移传感器测厚实验装置的研制

利用2个激光位移传感器搭建非接触在线测厚实验装置,设计编写了厚度测量软件,软件通过串口实时采集传感器数据,输出被测样品厚度。装置的测量范围为0.1 mm~10 mm,测量精确度为±25μm。用厚度标准尺作为样品,对装置进行标定后,采用不同厚度的样品,进行了静态和动态的厚度测量实验。分析了误差来源及解决办法,为后期精密、实用的冷轧钢板非接触式在线测厚系统的研制奠定了基础。     

激光三角位移传感器光斑自检法研究

本文根据激光三角位移传感器的结构特点,提出了利用传感器自身光路和光电探测器的激光三角位移传感器光斑自检测以感器入射光斑的半径。     

神视在激光位移高精度传感器中追加中距离探头

日本神视（SUNX）公司在以高精度为特点的激光位移传感器“HL—C2”系列中．追加了测量距离更长的传感器探头“HL—C211C”和“HL—C211C—MK”，并已于2007年9月3日上市。测量中心距离由原来的30mm增至110mm．测量范围由原来的±5mm扩大至±15mm．这样能够检测段差较大的工件。     

一种激光位移传感器动态测量列车车轮直径的新方法

列车速度的不断提高增大了车轮的磨损,加快了车轮直径的变化,给列车运行带来了安全隐患。提出了一种采用激光动态测量车轮直径的方法,介绍了使用单个激光位移传感器和两个激光位移传感器动态测量车轮直径的工作原理,并对影响测量精度的主要误差因素进行了分析和仿真计算。结果表明,采用两个激光位移传感器的测量方案可有效克服车轮运动过程中定位误差对测量的影响。经过现场测试,研制的激光测量装置的测量精度为±0.38 mm(σ)满足现场要求,实现了列车在正常运行过程中对其直径进行动态在线测量。     

基于传感器的精密光学位移测量预测研究

考虑到当前的精密光学位移测量预测因其动态预测能力较差,导致位移测量预测结果误差较大的问题,设计基于传感器的精密光学位移测量预测方法。选择合适的传感器,设定测距获取光学测量原始数据。对采集到的数据进行整理与分析,获取待测目标位移特征参数。使用支持向量机理论结合位移特征参数,构建位移测量预测模型。计算预测模型损失函数,控制预测误差。通过数据采集传感器获取振动系统的位移,将其作为实验对比过程中的对照位移值。经实验结果证实,采用本方法的位移精度高达52%,而位移耗时高达3%,在不同的测距与振幅条件下,此方法的预测误差小于当前方法预测误差,且预测结果与实测结果较为一致。     

回转激光位移传感器逼近式孔心定位方法

对于提高大型工件轴孔加工的精度和效率,孔心的精确定位至关重要。提出了一种基于激光位移传感器的非接触式回转逼近孔心定位方法。将传感器固定于机床的执行切削的旋转主轴上,并将主轴旋转中心置于理想圆心附近。在机床旋转的同时,分别沿与主轴轴线正交且相互垂直的两个方向上移动主轴,直到测量变化量达到最小(理论上可以为零),此时可以认为轴孔中心达到重合。利用逼近式孔心定位方法,可以快速精确定位与机床关联的圆心的相对坐标,从而指导后续加工。由于采用非接触测量方法,保障了测量的安全性。实验结果表明,此方法能够提高孔心的定位精度和效率。     

利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法

为了提高圆柱齿轮的加工生产质量,提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集,结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标,构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系,利用线结构光视觉技术实现对圆柱齿轮的测量轴直径求解,根据发射的激光形状分析圆柱齿轮光条图像的特征点,通过编码技术对光条进行跟踪,检测光条特征点并计算侧头相对于齿轮轴心线的最大变动量,根据圆柱齿轮表面的光栅图实现高精度测量。测试结果表明,该方法进行圆柱齿轮齿距测量的偏差较低,精度较好,能够实现对圆柱齿轮齿距的非接触式高精度测量。     

基于激光位移传感器的3维位置测量算法研究

为了实现空间高微重力主动隔振系统反馈控制回路设计,采用6个激光位移传感器对隔振平台上3个正交的定位面的位移进行测量,实现对其3维位置和姿态的解算,并给出了推导过程,通过数值仿真,实验验证了有效性,同时对于解算过程中的误差来源与其对解算结果的影响进行了分析,给出了误差影响因素与解算误差之间的关系。结果表明,此3维位置和姿态的解算算法能够准确地解算出隔振平台的3维位置和姿态,且理论解算误差在30μm以内。此研究对基于位移测量的反馈控制回路设计有一定的实用价值和发展前景。     

二维位移测量中激光漂移实时补偿方法研究

激光漂移是影响二维位移测量精度的主要因素之一。为了消除激光光源漂移对二维位移测量结果的影响,提出了一种双光路激光漂移实时补偿的方法。在二维位移测量系统中,根据测量光路结构工作机理建立了激光光源平漂和角漂对位移测量产生误差的模型,通过参考光路监测激光的漂移量,并利用误差模型将漂移量经过转换后补偿到测量结果中。理论分析表明,本文方法能够实现对平漂和角漂的完全补偿。分析了实际光路布置中的结构参数误差对补偿效果的影响,基于此选择光路的结构参数。实验结果显示,使用双路激光漂移补偿方法后,可以使8h内的X方向和Y方向的漂移量分别减少55.1%和73.3%。     

一种激光能见度仪设计的新方法

该方法改进了传统透射式仪和散射式仪的结构,利用反射镜构成开放气室实现了激光往返式透射法测量方案,运用位移调节器实现了差分测量大气消光系数。基于此方法设计的激光测量系统不仅兼容了透射法的测量原理和后向散射法的单端收发等优点,还具有抗环境污染能力强和测量灵敏度可调等独特优点。本文对该系统进行了详尽的理论分析,同时,还设计了传感器的结构,精选了性能指标优异的光学元件和估算了测量精度,为仪器的硬件实现提供了重要参考方案。     

基于二维激光位移传感器同轴度测量方法研究

提出了非接触方式测量同轴度的方法,采用二维激光位移传感器测量空心圆柱体内表面同轴度。依据传感器的采样率对搭载被测物体的转台的速度提出了要求。同时给出了根据圆柱内表面直径选取二维激光位移传感器的方法及设计技巧。对影响测量精度的因素进行了详细分析。实验表明,该测量装置易于实现,测量精度高,方法可行。     

激光跟踪仪高精度测量运动物体位姿的研究

为了实现运动物体空间位姿高精度的实时测量,基于激光跟踪仪测量的地理坐标系的方法,采用两个激光跟踪仪分别瞄准运动物体首尾两处的标靶,两台激光跟踪仪同步触发采集数据,实时获取运动物体首尾两点的空间坐标数据,测量了运动物体在空间地理坐标系下的位置和姿态信息;利用自主研发的软件计算了运动物体的空间位姿,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,测量系统的稳定性与精度较好,所提出的测量方法能够满足高精度的空间位姿测量要求。     

激光非接触式三坐标测量系统的几何参数标定方法

针对文献[1 ] 介绍的回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统 ,叙述了其扫描工作过程 ,讨论了测量数据的坐标转换 ,重点讨论了几个几何参数的标定方法。     

卫星激光通信端机跟瞄精度测试技术研究

卫星激光通信的核心技术是PAT技术,即瞄准、捕获、跟踪技术,而实现微弧度量级的跟瞄技术是其中的关键点和难点。通信端机研制完成后,需要对其各种胜能指标进行测试,跟瞄精度是其中的一项重要指标。按照一般测试原则,跟瞄精度测试装置的精度应达到亚微弧度,并达到几百赫兹的带宽。基于点光源、长焦距透镜、PZT器件、平面反射镜及4QD光电器件等,设计并研制了一套能完成通信端机跟瞄精度测试的装置。给出了测试的基本原理、测试方法、测试装置的结构以及元件参数设计,并推导了椭圆光斑时光斑质心定位算法。实验数据表明,所研制的测试装置可以达到3σ=0．37urad（100mm孔径）的测试精度以及优于250Hz的带宽。     

PSD测距电路降噪方法

针对激光三角法测距技术使用的位置敏感探测器(position sensitive detector,PSD)转换电路,在阐述测量电路原理的基础上,建立了位移转换电路的噪声模型,对各环节进行了敏感性分析,对不同性能参数元器件交叉组合形成的电路进行了多方案计算,得出了元器件性能参数对电路噪声的影响规律,并进行了部分实验验证。结果表明:本研究为实际测量电路设计时应采用的降噪措施提供了参考依据,可望有效地提高整个测量系统的分辨率。     

测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的一种新方法

提出了一种测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的新方法。根据二次干涉自相关(IAC)包络比值对啁啾有很高灵敏度的特性,通过对IAC包络比值进行分析计算获得判断啁啾阶数的方法,并得到包络比值中央半宽与啁啾量值间的对应关系。采用IAC二次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的脉冲进行测量,结果表明,被测超短激光脉冲含有平方啁啾,啁啾参数为0.80,实现了对超短激光脉冲啁啾阶数及量值测量。