小型大孔径高精度编码器的精度分析

详细分析了光机结构的轴系和码盘偏心误差、码盘刻划误差、电子学细分误差对机载雷达用小型大孔径高精度空心轴绝对式光电编码器精度影响。根据光机结构、码盘刻划、电子学细分误差对光电编码器精度的影响,采用方和根方法对小型大孔径高精度编码器精度进行了计算,得出编码器测角精度小于2″,达到设计精度。新研制的编码器可以满足编码器的精度要求并且工作稳定可靠。     

车载光测设备静态测角误差修正技术的研究

车载平台的变形对光测设备测角精度将产生一定的影响,使车载光测设备难以达到高精度测量的目的.为了提高车载光测设备静态测角精度,分析了车载光测设备由于平台变形而影响静态测角精度的基本原理,提出了利用倾角传感器对车载平台变形实时测量以进行修正的技术.首先,利用安放在光测设备垂直轴上的倾角传感器采集车载平台特定位置的变形值.然后,推导出车载光测设备的静态测角误差修正模型,建立倾角传感器输出值与静态测角误差的关系公式.最后,将修正后的测量值代入静态测角精度结算公式.实验数据分析结果表明:该方法能有效修正因车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″.为实现车载光测设备高精度测量提供了理论依据和技术支持.     

一种旋转变压器-RDC测角系统的数字标定及补偿方法

针对旋转型直接驱动伺服电机转轴角位置精密测量，采用了由旋转变压器-RDC构成的高精度测角系统，介绍了测角系统的硬件构成和RDC及其相关参数的选择。为提高测角系统的精度与可靠性，提出了一种数字标定方法，根据对标定曲线的分析得到了RDC的突跳误差和旋转变压器的交轴误差，并提出了采用软件消除和补偿误差的措施。实验结果表明，通过数字标定和误差补偿后的测角系统精度达到3角分。     

一种基于陀螺的炮塔转角动态高精度测量方法

针对稳瞄惯导一体化系统中,旋转炮塔相对底盘转角的测量问题,解决目前炮塔转角的动态、高精度、实时性测量存在的不足和限制。文中在刚体姿态动力学、姿态测量技术理论基础上,提出基于微电子机械系统(micro-electromechanical systems,MEMS)陀螺、加速度计和磁传感器构建的转角测量系统,设计了基于四元数的姿态估计滤波器。对测量装置进行试验和标定,结果表明:其在坦克内部复杂的环境中,能有效抑制陀螺的随机漂移,满足技术要求,测量精度达80″.     

非接触激光测头测量轴线标定系统

本文提出一种用于三坐标测量机的非接触激光测头的标定系统,该系统利用位置敏感探测器和特别设计的测头夹具机构对非接触激光测头测量光束的轴线进行调整,使其通过测头回转体的回转中心。     

车载光测设备测角误差影响因素的分析

为了实现车载光测设备的高精度测量,从车载平台变形、自主定位、定向三方面分析了影响车载光测设备测角误差的因素。车载平台向下平移对俯仰角测角误差造成的影响随着距离的增加而减小,旋转变形中偏向角对方位角测角误差的影响较小,两者可以忽略不计。自主定位由于垂线偏差的存在,理论上对方位角测角误差的影响最大为6.557″,俯仰角测角误差的影响最大为2.827″。自主定向对方位角测角误差的影响最大为2.06″,俯仰角则没有影响。分析数据结果表明:自主定位、定向对车载光测设备的测角误差影响较大,车载平台变形中绕X、Z轴旋转变形影响较大,其他变形的影响可忽略。上述分析仿真为进一步提高车载光测设备的测角精度提供了理论依据。     

变维数滤波器在捷联惯导系统级标定中的应用

系统级标定技术具有不依赖转台精度、对减振器形变不敏感等优点,现已广泛应用于中、高精度捷联惯导系统的自标定当中。系统级标定一般以导航模式下的速度误差或速度误差的微分作为量测量,结合卡尔曼滤波技术能够实现系统误差参数计算的自动化。基于速度量测的系统级标定算法,其陀螺仪零位的估计精度受限于标定过程中加速度计零位的稳定性。提出一种角速度量测的变维数卡尔曼滤波器实现方法,仅通过改变滤波参数的设置就能够实现对陀螺仪零位的准确估计,无需额外的陀螺仪零位测试试验。最后,多组重复标定试验标定,改进的标定方案其陀螺零位的估计精度要高于传统方法。跑车试验也证明了算法的有效性。     

船载雷达角度零值动态标定方法研究

针对船载雷达海上动态环境下角度标校的难题,介绍了船载雷达角度零值动态标定新方法——星体测量法,该方法以高精度的经纬仪为基准,通过雷达与经纬仪联合测量恒星,在同一坐标系下进行数据处理,得到角度零值.同时,本文对各种标定方法的优劣进行研究分析,通过试验验证,与传统坞内标定等方法相比,动态标定新方法优势显著,提高了测角精度.     

主动防护雷达的角度标校

介绍了一种主动防护雷达的角度标校方法.该主动防护雷达采用相位和差单脉冲测角方式,由于雷达体积小、作用距离近,可以利用光电经纬仪搭建简易的角度标校测试场,通过标校望远镜和信号源标定角度.分析了这种方法带来的标定误差,指出被测雷达与信号源之间的距离越远标定误差越小.角度标定后,可以通过修改角误差曲线校准角度.最后给出了主动防护雷达利用这种标校方法后的测角误差,实测数据表明这种标校方法可以提高主动防护雷达的测角精度.     

靶场光电经纬仪测量数据的误差分析及数据处理

光电经纬仪是在现代靶场测量中广泛应用的一种测量仪器,但是光电经纬仪在跟踪飞行目标的过程中,会因各种原因产生测角误差,影响弹道的测量精度。采用卡尔曼滤波的方法可以对光测数据进行有效的处理,提高其测量精度。本文通过对光电经纬仪测量数据的误差分析,建立了误差模型,并对测量数据进行了卡尔曼滤波,生成滤波数据弹道曲线。从而得到较为准确完整的弹道测试数据和外推数据,提高弹道数据获取的精度,最大限度地延伸弹道测量设备跟踪距离。     

捷联寻北系统自动调平方法研究

为了满足捷联寻北调平系统自动化、智能化的要求,提出了一种转台自动调平方法。选用双轴倾角仪采用差分测量的方法获得转台倾斜角,根据旋转坐标变换由转台倾斜角度计算出转台倾斜支腿的高度,分别根据转台中心点不动和最高点不动的调节策略升降转台支腿,调平转台。仿真计算结果表明,最高点不动的调节方案具有较好的调节效果,采用最高点不动的调节方案,在支腿之间距离为350 mm,丝杆最小调节距离为2μm时,转台X轴和Y轴方向的调节精度分别为2.0"、1.7",满足捷联寻北系统的调平精度要求。该自动调平方法操作简单,调节精度高,可应用于光电经纬仪等带有铅垂轴系转台的高精度光电设备自动调平中。     

电动机故障录波监测装置通讯及通道校正方案的研究与开发

电动机故障录波监测装置分析软件是运行人员分析处理故障的有力工具。为保证信息的可靠、快速的传递，采用基于CAI总线的通讯网络。使故障录波监测装置的故障信息及时上报到后台PC网络节点上。同时为提高装置的测量精度，提出了一种基于线性最小二乘原理的录波器通道校正方法，该算法具有简单、实用、精度高等特点。     

可溯源的数字计量设备检测系统设计

针对缺乏数字计量设备校准的相关规范标准和设备,提出了一种可溯源的数字计量设备准确度检测系统。该系统以模拟标准功率源作为信号源,采用NI-USB6281精密互感器和AD转换模块实现信号转换,通过数字标准表发送SV报文,并以数字电能表为试验对象,进行了大量试验。经实验验证该系统可实现对数字计量设备尤其是数字电能表的准确度检测,并且检测精度达到了万分之二。数字计量设备检测系统能够很好的解决数字信号无法溯源的问题,并为数字计量设备的准确度检测提供了一种参考方法。     

高精度波导六端口测量系统校准的实现与优化

六端口反射计校准技术是确定六端口测量装置系统常数的方法。校准的精度决定了测量精度,因此校准技术是六端口技术的核心。本文采用基于高精度功率计的波导六端口反射计测量系统实现了R-B法校准,在此基础上利用C.A.Hoer法对R-B法的校准结果进行优化。测试结果表明,R-B法校准精度较低但已接近理论真值,采用C.A.Hoer法对R-B法进行迭代优化可以在较宽的频带内实现高精度校准。     

自动气象站高精度温度校准系统

为了解决自动气象站的温度校准问题,对自动气象站测温精度和测温范围之间的关系进行了深入的分析和研究,设计了一种高精度测温系统。该系统以PT1000温度传感器、24位高精度AD转换器AD7799和单片机AT89S52为核心,采用直接测量、硬件校准与软件校准相结合的方法,设计了硬件电路和软件程序。实验结果表明,该系统工作稳定,可靠性高,在-50℃～+80℃的测温范围内,测温精度达到0.06℃,分辨率高于0.01℃,可用于对自动气象站进行温度校准。     

Study on high‐precision angle sensor and angle measurement technology

In recent years, high‐precision and high‐resolution encoders are expected for nanotechnology control systems. High‐precision angle calibration devices are required and hence, they have been developed according to industry expectations. The accuracy of the disk and angle sensor was calibrated with high precision using the same accuracy measurement system, and a high‐precision angle sensor was achieved. Using the high‐precision angle calibration system, the encoder was realized with a high level of wide accuracy of 0.2 second. In addition, a high‐resolution angle sensor with 30 bits was created, and the multifunctional angle sensor which has acceleration data and bus communications for a servo system was developed. The principle by which an angle sensor calibrates the accuracy by itself has been developed. The base technology for applying an angle sensor to a nanotechnology system was established. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(3): 68–77, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20650     

光电稳定平台角位移高精度测量方法研究

为了实现对光电稳定平台方位和俯仰框架运动角度的高精度测量,本研究使用了一种新型的非接触式高精度电容传感器。利用偏心原理,合理布置电容式传感器的位置,使方位框架和俯仰框架的几何中心与电容式传感器的检测面旋转中心不重合。当方位框架和俯仰框架分别绕着方位轴和俯仰轴运动时,其检测面与传感器之间的距离会产生变化,通过距离的变化可以测量出方位框架和俯仰框架角度的变化。依据偏心原理设计了一套测量装置,测量结果表明电容式传感器测量的距离值与其对应的角度值有良好的线性度,电容式传感器的测量精度优于15",完全满足光电稳定平台方位框架和俯仰框架角位移的测量要求。     

触针式光电三维微位移测量系统设计及标定

提出了一种触针式微位移测量系统的设计方法。该系统通过悬臂梁探针感知微位移变化,通过光学方法对微位移进行放大,并根据微位移测量系统的光路建立了该系统的数学模型,并对数学模型中的系统参数的标定方法进行了分析。完成了微位移测量系统中铍青铜材料低弹性系数的悬臂梁和耐磨探针的设计,最后搭建了系统的实验平台,并在此硬件的基础上完成了参数标定实验和量块及圆柱样件的测量实验,并对圆柱测量数据进行了测头半径补偿,系统测量曲面的精度达到了7 m。实验表明该系统能够很好地应用于微纳测量实验中。     

机载ATS的自检系统在自动计量校准中的应用

自检系统包括仪器设备自检和系统整机自检2个相对独立的过程,在测试过程中起到检查系统仪器设备工作是否正常和测试系统连接是否正常的作用.在机载ATS的计量校准中恰当应用自检系统,可以确保2次计量周期之间仪器设备处于良好的工作状态,而且自检与外部计量相结合的方法可提高计量的准确度和计量效率.