经纬仪垂直方向仪器误差的测试方法讨论

1.概述用经纬仪进行垂直方向测量时,对方向值影响较大的因素主要有竖直度盘刻划误差;轴系误差;装校剩留误差;瞄准误差;读数误差以及仪器位置安置误差等。从误差来源进行划分,经纬仪位置安置误差是属于操作误差,而其余一些误差均属于仪器误差。因此对仪器精度评定的测试数据中必须要全面、可靠地反映出仪器误差而尽量消除操作误差的影响。     

计量光栅度盘的刻划

一、前言随着国内外科学技术和工业生产的发展,对光学仪器在提高测量效率和精度的同时,其读数方式由“目视式”,“投影式”,而逐步采用了数字显示技术和实现测量过程自动化(动态测量,打印记录,绘制误差曲线等)。从数字化的发展趋向来看,今后将在光学计量仪器、物理光学仪器、工具显微镜和测绘仪器     

ZJY—4D型齿轮周节测量仪的精度分析

本文介绍了ZJY—4D型齿轮周节测量仪的用途、主要技术规格、测量原理和对仪器进行了精度分析与误差估算。最后提出了在提高仪器测量精度时有关仪器调整误差的控制问题。     

基于PSD的激光跟踪仪光电瞄准技术应用与研究

光电瞄准与定位技术是空间运动目标动态跟踪测量的关键技术,起到目标捕获与运动位置偏差精确指向作用。基于光电位置传感器(PSD)对激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术进行了分析研究与设计,提出了光电瞄准控制方案,设计了探测光路,分析了PSD误差修正与信号处理。经过实际样机测试,静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1 m/s。     

极坐标法测量齿形的精度分析

从方法论的角度分析了极坐标法齿轮测量系统的标准量、瞄准、测微和定位误差对渐开线齿形测量精度的影响。通过分析得出极坐标法比展成法更易达到较高测量精度的结论。     

周视瞄准镜中由几何误差带来的测角误差和视准轴偏移

为寻求具有周视性能的光学仪器的调校方法，本文对ZM-55式周视瞄准镜的结构几何误差对瞄准精度的影响，进行了详细的分析。对瞄准镜的调节校正方法和误差补偿原理进行了具体的论证。对如何进一步减小水平转动时的垂直偏移，提出了意见。     

单轴飞轮储能与姿态控制系统误差分析

介绍了单轴飞轮储能及姿态控制一体化系统的总体构成和工作原理,研究并推导了系统的数学模型,分析了系统误差产生的原因,建立了转台角度位置误差与转子安装不同轴误差、转子偏心误差、飞轮速度测量与控制误差之间的误差关系式,并进行了误差合成。结合实际实验系统算出了各项误差,并对比和分析了各项误差。结果表明:影响系统位置精度的主要因素有飞轮安装不同轴误差、转动惯量误差和飞轮速度测量与控制误差等,其中飞轮转动惯量误差和飞轮安装不同轴误差是不可控量;而飞轮的转速测量与控制误差是可控量。最后提出了提高飞轮储能与姿态控制系统精度的主要方法,可以通过提高位置测量传感器和速度测量传感器的分辨率,采用先进的控制算法来降低飞轮的转速测量与控制误差。     

单目三点位置测量精度分析

通过理论推导,对影响三点单目视觉位置姿态测量系统的6个因素(标志器与相机的相对距离,标志器尺寸,相机量化误差,相机内参数标定误差,特征点的中心提取精度,姿态解算算法精度)以及这些因素对系统精度的影响程度进行了分析,然后通过数值仿真和成像试验验证了理论推导的正确性。实验结果表明,对测量精度影响最大的因素是测量距离,像平面方向的测量误差与靶标和相机的相对距离成正比,光轴方向的测量误差与相对距离的平方成正比;图像中提取的特征点的位置误差是测量系统误差的主要来源,位置误差包括特征点提取误差和由于镜头畸变等引起的特征点成像位置偏移;长焦距和小像元有助于减小相机的量化误差;焦距的标定误差和靶标尺寸主要影响光轴方向的距离测量精度,对其余两个方向的精度影响不大;测量系统的解算算法不是引入误差的主要因素。     

超精密机床激光干涉测量系统误差分析及补偿

详细分析了超精密机床加工中,激光测量系统误差组成及其产生机理,给出了有效的修正和补偿手段.影响激光测量系统精度和重复精度的主要误差因素可分为3类：内部误差、环境误差和安装误差.通过实例分析精密机床四轴激光测量系统,设计出了四轴激光测量光路,实现超精密工作台的X、Y、Rz三自由度位置反馈,给出了影响测量精度的误差因素以及对系统精度的影响大小.     

用误差修正技术提高热轧圆钢直径在线检测仪的精度

本文介绍了中型热轧圆钢直径在线检测仪器的测量原理,分析了影响仪器测量精度的主要误差因素,提出了用误差综合修正技术提高仪器精度的方法,有效地解决了用普通大口径物镜代替昂贵的专用投影物镜而产生的光学畸变对测量精度的影响,以及对仪器测量用传感器CCD的安装和调整的要求。     

一种特殊用途的光学系统设计

介绍一种瞄准系统光学检测仪器的光学设计研究，其中包括设计的难度、研究思路、解决办法及最后结果。该光学系统作为接收镜被用在我所研制的摇摆台动态精度检测仪中。     

人眼消色差：色视差问题

如果眼睛不与消色差系统的光轴共轴，那么校正人眼聚焦色差将导致我们所不期望的色视差。用几何光学方法可以证明视差量大约与眼睛的不共轴量成正比，其比例常数与眼睛的色差相同。饮用两种市场上可得到的消色差透镜，通过色差试验证实了此推测。基于这些结果，可以计算出，该消色差透镜给眼睛的复色调制传递函数提供的改进量，将由于透镜和眼睛之间的大约0．4mm的不共轴性抵消。对比灵敏度的心理物理实验已证实了我什1的推测：不关轴量的进一步增大特严重降低已消色差眼睛的成像质量。     

用夏克-哈特曼探测器测量人眼波前像差

为了精确测量人眼的高低阶像差,设计并搭建了一套人眼波前像差精确测量光学系统。该系统采用夏克-哈特曼波前探测器进行波前探测,可以在不同瞳孔、不同视场和不同调焦状态下精确测量人眼的波前像差。用ZEMAX软件对系统进行模拟分析,验证了该系统的探测精度,讨论了系统的调焦性能。用该系统实验分析了人眼各阶像差的分布情况、瞳孔大小和调焦状态对人眼波前像差的影响,以及人眼波前像差的时间和空间变化特性(变化频率约3 Hz,等晕角约为1.5°)。结果表明,该系统精度高(PV1/20λ),操作方便,是人眼波像差的研究和个性化角膜手术的有力工具。     

反射式光学系统中心偏的测量

通过分析反射式光学系统的特点,在现有透射式光学系统中心偏测量仪的基础上,提出了适合该系统中心偏测量的方法,分析了球心像的观察条件,并推导出反射系统中心偏的计算公式,从而形成了一个完善的反射式光学系统中心偏测量体系。该方法能获得与透射系统中心偏测量相同的精度,操作方法也基本相同。     

轻武器光学瞄具的视差参数测试

在对传统的视差测量方法进行充分研究的基础上,提出了基于自动调焦技术的轻武器光学瞄具的视差参数测试方法。介绍了自动调焦技术的工作原理及其系统组成框图;根据轻武器瞄具性能指标的具体要求,结合自动调焦技术设计了一套轻武器瞄具的视差参数测试系统,并介绍了被测瞄具放入该测试系统前后的自动调焦过程;最终通过求取视度之差得到视差。根据轻武器瞄具光学系统的实际测试要求进行了5次测试实验,并对这5次实验数据进行了分析。结果表明:视差测试精度为0.0296m-1,达到了轻武器光学瞄具技术指标0.1m-1的要求,保证了测量精度。     

用于影像仪测量误差分离的自校准技术

基于自校准技术提出了用于影像仪的误差分离方法。建立了自校准算法模型,并利用影像仪对算法模型进行了实验验证。该算法运用普通栅格板来替代标准器,将栅格板置于影像仪工作台3个不同位置得到3组测量数据,通过研制的测量数据转换模型将得到的数据代入自校准算法模型中,最终将测量结果中包含的仪器系统误差分离出来,实现了自校准。由于运用了测量数据转换模型,有效解决了实验过程中栅格板所在坐标系与影像仪工作台坐标系不重合的问题,提高了影像仪测量结果的准确度。测试实验显示:测量点实际测得的误差为毫米级,经过自校准算法处理后得到的测量点的系统误差最大为0.49μm,最小为0.00μm,表明将自校准算法应用于影像测量仪结果的误差分离具有较好的可行性。     

基于Blackfin的图像识别式印刷网点测版仪的研制

在印刷工业中,人们通过测量网点面积、网点距离、网点角度这三个参数来实现印刷品质量的控制。由于传统测版仪在测量网点面积时是以光学测量为基础,将光强转换成光照密度值,再间接得到网点密度,其中存在一定的测量误差与计算误差,影响印品质量。因此在数字图像处理的基础上设计了基于Blackfin处理器的测版仪,图像识别式测版仪为直接测量,测量精度高、误差小,更利于控制印品质量,提高网点参数测量精度。     

数字式测高仪定位误差的测量及补偿

定位误差是测高仪的主要误差源之一,为了提高测高仪的测量精度,研究了数字式测高仪定位误差的测量及补偿方法.以某公司生产的数字式测高仪为研究对象,以德国SIOS公司微型双平面镜十涉仪SP-D为高精度的标准量,实现了数字式测高仪定位误差的测量.采用二次多项式拟合的方法对测量数据进行曲线拟合,拟合前后的测量数据差值作为校正定位...     

基于数字图像相关的光学引伸计应变测量精度研究

基于数字图像相关(DIC)方法的光学引伸计在应变测量领域有着广泛的应用。为了提高数字图像相关方法的测量精度,本文采用二维DIC与三维DIC的光学引伸计、基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计以及电测法,对单轴拉伸试验中不锈钢试件的应变进行同时测量,比较分析了各个光学引伸计在测量轴向与横向应变方面的优劣以及误差产生的原因。实验结果表明:试件离面运动的存在大幅降低了普通二维光学引伸计的应变精度;基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计可以有效消除离面刚体位移对测量结果的影响,其应变测量精度(尤其是横向应变精度)高于其他光学引伸计,且测量结果与电测法的测量结果高度吻合;三维DIC光学引伸计的横向应变精度明显不如轴向应变精度。     

基于增量式旋转编码器的维氏硬度数据采集的研究

依据维氏硬度测量原理,通过测量试样表面压痕对角线的长度,从而计算出试样的硬度值。传统测量压痕对角线长度的方法是用测微目镜测量,然后肉眼读取目镜刻度尺上的刻度值,得到相应数据。鉴于测微目镜的刻度尺上刻度的不规则性、不精确性和肉眼观察的视差性,得到的刻度值绝对误差和相对误差都相当大,从而使测量的硬度不准确,因此提出了一种基于增量式旋转编码器的测量压痕对角线的方法,可以完全消除因刻度尺所引起的绝对误差和减小因肉眼视差引起的相对误差。