基于ATmega16的数字光栅位移测量系统

光栅尺测量系统在当今测量系统中占有很大的比重,以其高精度、高稳定性广泛应用在精密仪器加工和数控机床上。目前市场上与光栅尺匹配的数显表很多,但是大部分体积偏大而且需要手动人工按键。利用单片机的外部时钟触发功能设计的测量系统,对光栅尺的位移信息进行采集和解析,从而实现对光栅尺的读数功能。首先介绍了系统所用的器件,在详细分析系统功能的基础上,进行了系统硬件设计和系统软件设计,并基于实际中存在的问题提出了解决方案。设计的光栅位移测量系统具有价格低廉、接口方便、工作稳定等优点,基本满足光栅尺的读数要求。     

一种直线位移通用校准装置的设计与实现

为了实现直线位移的量值溯源,设计并实现一种能对直线位移进行校准的通用装置。该装置采用光学玻璃的KA-300型直线光栅尺作为测量基准,由光栅尺、测量基座、固定附件、读数滑台、读数头靠尺、导轨和数显表等组成;为了实现校准与被校准装置同时工作在同一基座平台上,设计了用圆柱的轴向切线与被测件的基准端面进行动态接触式联接的耦合方式;分析测量误差来源,建立了安装被测件引起的误差分析模型。结果表明:该装置能延长直线光栅尺的寿命5倍以上,提高工作效率300%,用于长度测量时最大测量误差仅为-0.000 7%。     

CCD图像传感器在光栅传感器中的研究与应用

本文基于光栅传感器,提出借助CCD图像传感器代替传统的硅光电池对莫尔条纹进行检测,完成了信号的细分,并以位移的测量为例,实现了对位移的高精度测量。     

基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

为了实现长焦距的精确测量,基于泰伯莫尔法测量长焦距的原理,构建出了由准直波前发生器、泰伯干涉仪和成像采集系统组成的长焦距测量装置。分析了准直波前畸变对焦距测量精度的影响,用数值分析的方法分析了待测样品到光栅G1 的距离s,光栅G1、G2 的间距d 以及栅线夹角对焦距测量精度的影响。提出了具体的装调方法:用五棱镜法检测波前,保证准直波前质量PV 值优于一个波长;用光栅尺位移传感器测量s,标定d,使其精度达到0.1mm;采用标准反射凹球面法标定光栅夹角,使光栅夹角的装调精度达到0.001。对焦距为5436mm 的透镜进行实验测量,误差小于0.35%。     

基于虚拟仪器的光栅尺误差动态检测

给出了一种基于虚拟仪器的光栅尺误差动态检测方法．以激光外差干涉仪为基准,利用虚拟仪器的软硬件技术实现自动控制、数据采集、动态检测、误差分析、列表输出等多项功能的光栅尺高精度检测,与传统检测方法相比,具有精度高、自动化程度高、速度快、测量结果直观清晰等优点,特别适用于光栅尺的在线检测。     

高采样频率位移测量系统硬件架构设计

在高端光刻机中,光栅尺掩模台位移测量系统拥有较复杂的运算模型,而且要求测量系统硬件架构能满足20 kHz高采样频率的需求。通过对国内运动台位移测量系统硬件架构进行对比研究,提出一种兼容以往软件架构的基于多核DSP运算板卡的光栅尺掩模台位移测量系统硬件架构,使用多核DSP内核间共享内存通信的机制,取代运算板卡间数据总线通信的机制,同时由板内PCIe总线互联片上多核DSP与FPGA。搭建硬件在环仿真平台进行实验,实验结果表明,系统获取原始数据、进行模型运算以及发送位置数据的总体性能提升百分比约为136%,保证模型运算精度的同时,满足20 kHz采样频率的要求。     

磁传感器

磁传感器对于许多测量问题提供了独特的解决方案,如电流测量、接近测量、线速度或角速度测量、罗盘、磁异常检测、角度、位置或位移的测量等等,了解磁传感器技术的内容和与之相适应的应用,可帮助我们选择确定应用磁传感器的最佳方案。 磁传感器用来检测一个磁场的存在,测量磁场的强度,确定磁场的方向,或确定磁场的强度或方向是否有变化。磁传感器可用来检测静止的或运动的铁磁物体如轿车、卡车或火车;门或门闩的关闭,如飞机的舱门;物体的位置,如键盘上的按键;发动机中轴的旋转运动;物体的位置,如阀门轴或机械手;虚拟实景的轨迹跟踪或运动控     

基于激光位移传感器圆径测量的角度安装误差研究

基于激光位移传感器的工件圆径和圆度测量被广泛应用于工业现场的产品质量检测过程中。文中研究了激光位移传感器的角度安装误差对工件圆径测量结果的影响,并提出校准方法。首先,将定量分析位移传感器的角度安装误差与计算得到的圆径结果的误差之间的关系。其次,提出了一种位移传感器角度安装误差校准方法,该方法可在标准圆圆径未知的情况下,根据不同位置下的3个位移传感器的测量值,精确计算出传感器的角度安装误差。详细说明了该校准方法的建模过程,通过仿真确认角度安装误差校准方法的有效性。最后,利用三坐标测量仪对角度安装误差进行校准。实验结果表明,校准后的圆径测量误差从20 μm提高到1.5 μm。     

磁致伸缩位移传感器检测信号的实验研究

通过对磁致伸缩位移传感器测量的实验误差分析,发现传感器检测信号的不确定性也是引起测量误差的重要因素。然后,经过大量的实验分析,研究了波导丝的不确定性种类以及对检测信号的影响,并且提出了相应的修正方法,为今后研制更高精度磁致伸缩位移传感器提供了一些指导。     

磁悬浮球系统中光电传感器的研究与设计

主要针对磁悬浮球系统中非接触式位移检测,依据感光器件的光伏效应原理,阐述了非接触式光电传感器的研究与设计,实现了光电信号测量微位移。通过磁悬浮球实验研究表明该传感器的精度(0.01mm)和响应速度(<0.1ms)均达到预期要求,从而给出了一种方便、低成本的位移检测方法。     

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。     

一种小型化纳米级单光栅位移测量系统的研制

随着纳米技术的广泛应用以及人们对纳米位移测量认识的不断深化,光栅位移测量技术正在受到广泛的关注。在研究反射式光栅位移测量原理的基础上,设计并实现了一种小型化纳米级单光栅位移测量系统,对系统总体设计、光路布局以及软件算法进行了阐述,最后,利用电容位移传感器ASP-10-ILA等辅助仪器进行了对比实验。实验结果表明:在两路信号不完全正交的情况下系统也能实现准确测量,且理论上系统的位移测量分辨率达到1 nm;在电容位移传感器的量程范围内进行小位移对比试验,系统测量均值与参考值最大偏差118 nm,且与拟合直线偏差均小于100 nm;当光栅发生10 mm以上的较大位移时,测量结果与均值的偏差均小于5 ppm。     

平行光束反射式光纤位移传感器双值问题研究

文章针对平行光束反射式光纤位移传感器存在接收光强与被测位移量间双值对应问题,提出在试件表面设置光敏元件指示试件移动范围的方法来解决双值问题;并提出了双光路结构传感器设计方案,以消除光源波动、反射面反射率差异等因素对测量结果的影响;设计了基于C8051F410/2单片机的信号检测硬件电路.     

无线网络交通气象站风速测量系统设计

介绍了以压力传感器为检测器件的风速测量原理,提出了一种基于CC2420的无线网络风速测量系统的设计方案,详细描述了硬件电路设计和软件实现。系统以Atmega128高性能单片机和CC2420无线传感模块为核心,通过对相关气象数据的采集、处理、和其他网络节点的通信,实现风速的智能化测量。系统具有精度高、功耗低、可靠性强等特点。     

激光位移测量试验系统设计

为提高一维位置敏感器PSD激光微位移测量的精度和稳定性,设计位移测量试验系统.系统采用PSD作为位移检测传感器,使用OPA211低噪运算放大器设计电流转电压(Ⅰ/Ⅴ)信号调理电路,以单片机STM32F103为控制器,控制步进电机滑台移动激光光源,采用ADS1256采集位移信号,实现自动位移及位移测量系统.试验测量结果表...     

精密定位光栅尺的研究进展

本文主要简述光栅尺的最新发展历程。介绍了光栅尺的结构和测量原理以及光栅尺的分类和应用,讨论了光栅尺发展所面临的测量精度、信号处理及栅距细分、光栅的参考标记和绝对坐标以及光栅的载体和热性能等关键问题,并指出了光栅尺未来良好的发展趋势。     

海德汉新品:ACANTO绝对式长度计

<正>海德汉今年将推出全新ACANTO系列的长度计产品。其突出特点是绝对式测量,特别适用于生产计量,多点检测和自动化检测设备。该产品基于绝对光栅尺的光学扫描原理,是高精度,高分辨率     

基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器的设计与应用

介绍MLX90316的结构和特性,设计以LPC2136为CPU,MLX90316为位置反馈的拉线式位移传感器,给出了基于MLX90316的位移检测策略,并详细分析了接口电路原理图和编程原理。该传感器具备一路RS485通信链路和一路基于PWM可调电流输出。试验证明,该传感器克服传统拉线式位移传感器的易磨损、分辨力差、阻值偏低、高频特性差等缺点,提高了测量精度。     

感栅位移传感器的模型建立及有限元分析

栅式结构是大多数位移传感器为了增加传感器量程和提高测量精度而普遍采用的结构.本文提出一种新型的感栅式位移传感器,首先建立传感器线圈的有限元模型,然后对传感器的可行性进行仿真分析.通过参数化方式对传感器进行仿真,得到相应位移数据.再通过位移传感器的驱动电路,对位移传感器进行实验测量.最后将试验结果与仿真数据进行对比,仿真...     

PSD位移传感器测量误差的修正方法

为了提高自制位置敏感探测器(PSD)激光三角位移传感器的精度,提出一种简单、可行的数据修正方法,对传感器所采用的测量原理、敏感器件及自制工艺等进行了研究。首先,对自制的位移传感器的静态精度进行实验标定,分析其位移误差曲线。通过将位移测量误差曲线与敏感器件自身检出误差曲线进行比对,结合自制传感器的组装工艺,分析其误差来源。然后,通过调整激光三角测量原理中位移传递公式的具体参数,达到优化自制位移传感器的静态精度的目的。最后,用反复多次地,不同测量范围、测量步长下的位移数据曲线优化效果,证明这种修正方法的普适性。实验结果证明:经过该方法修正后,自制的PSD位移传感器的测量数据的误差降低约80%,其静态位移精度基本达到1%。这种修正方法能够简单、有效地提高PSD激光三角位移传感器的测量精度。