多功能光电检测系统研究

本文主要研究多功能光电检测系统在机械制造业中，对回转体零件尺寸，形状误差检测的理论与应用。讨论了激光扫描检测技术与光栅位移检测技术的有机结合，通过微机控制，实现回转体零件的径向、轴向尺寸及形位误差的自动检测。本系统是光学、激光、精密机械、电子学、自动控制和计算机等多学科、多领域的高科技产物。它具有多功能、高速、高精度、外接触的特点。因此，具有广泛的应用前景。     

基于PSD的激光在线厚度测量系统

在线测量技术不仅可以降低消耗、减少成本、增加产量、提高效益,而且还可以保证产品质量、提高产品竞争力.研究了激光在线位移厚度测量仪的原理和硬件组成,同时开发了软件系统.该激光测量仪能够实时测量连续运动的物体厚度,并将结果在屏幕上显示.厚度检测采用了半导体激光器LD和一维PSD器件,具有响应速度快、位置分辨率高、信号检测方便、价格便宜等特点.     

基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统

为了满足倒角齿轮的倒角轮廓测量需求,采用先进的计算机检测与控制技术及现代化的传感器技术,研制了一种非接触式齿轮倒角轮廓激光测量系统.测量系统以计算机为控制中心,用激光位移传感器和光栅尺获取数据,利用X-Y精密移动平台实现测量位置的准确定位,实现了倒角轮廓的测量.实验表明,测量系统精度满足倒角齿轮测量的工业应用要求.     

激光位移监测系统研制

简要介绍了激光位移监测系统的测量原理,提出了激光位移监测系统在滑坡监测应用中的技术方法;在此基础上讨论了激光位移监测系统的组成,根据滑坡监测的实际情况,进行了激光位移监测系统的模拟试验,并对模拟试验的结果进行了适当的分析。实验结果表明,激光位移监测系统适合于监测大型滑坡的地表位移和变形。     

列车车轮直径在轨动态检测的研究

针对轨道列车用轮对直径人工检测方式的低效率、低精度、高劳动强度等缺陷,提出了一种列车轮对直径在轨动态检测方式。该方式采用光电开关作为系统触发传感器,通过高精度速度传感器作为列车速度误差补偿传感器,利用高精度激光位移传感器、高速同步采样技术实现对列车轮对直径的在轨动态检测。本文首先阐述了列车几何外形特点及检测要求,其次通过数学模型介绍了本系统的检测原理与系统组成,最后对系统进行了误差分析。结果表明,该系统具有精度高、可靠性强、抗干扰能力强等特点,并能实现对列车通过时的多次采样。     

基于莫尔信号的超精密复合定位研究

应用光学理论研究了透射式激光莫尔信号的位移特性,建立了衍射莫尔信号强度与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对莫尔信号的位移特性进行了研究.在此基础上设计了一套基于激光莫尔信号的超精密定位系统,系统取透射的零次莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及精密自动定位.针对精密定位高精度与大行程之间的矛盾,提出了一...     

基于ARM的汽车传动轴圆跳动检测系统设计

设计了一套基于ARM的汽车传动轴表面圆跳动检测系统.通过步进电机驱动汽车传动轴绕轴线自转,利用激光位移传感器获取汽车传动轴表面相应检测位置上不同相位的半径,进而处理获得该检测位置的圆跳动量.步进电机的运行和激光位移传感器的采样在控制系统的管理下保持同步.在对汽车传动轴完成一周的测量后,系统自动将检测位置半径最大的相位转至压力机正下方进行校直.实测数据表明,系统能以高出传统检测方法3~4倍的速度完成汽车传动轴圆跳动检测与校直,并且精度能达到±0.02mm.     

桩基多层框架结构对水平地震荷载的响应

通过对建筑在桩基上的多层框架结构的上部结构、桩基础、地基共同工作时的运动分析,建立结构系统的运动微分方程.采用桩基承台的水平位移及转角为广义坐标,将多自由系统的动力学问题转化为二自由度系统问题求解.在求系统运动微分方程基础上,得到承台的水平位移和转角.从而求得上部结构各层的位移、速度、加速度、惯性力及上部结构对基底的剪力和弯矩.     

激光莫尔传感器在精密定位中的应用

应用激光莫尔信号传感器设计了一套精密定位装置 ,可实现高精度位置检测及精密自动定位 ;系统采用的激光补偿技术及差动光栅技术 ,极大地提高了位置检测信号的灵敏度与定位精度 .实验结果表明 ,精密定位装置可获得± 0 1μm的定位精度 ,对集成电路制造技术等精密加工工程领域具有重要的实用价值     

基于激光微技术的光谱检测“集成缩微”的研究

为了满足μ-TAS领域对光谱微检测提出的"功能集成与结构缩微"的技术要求,利用激光微技术获得了光谱微检测技术的核心部件,即百微米级微光波导管,并对光谱微检测在μ-TAS生化芯片中的应用方案进行了研究.结果表明,利用激光微加工技术将微检测系统集成到微型全分析系统生化芯片中具有非常广阔的应用前景.     

基于激光条带追踪的桥梁振动非接触测量方法

针对基于计算机视觉的结构位移测量方法存在对靶点要求高及光照依赖性强的问题,提出了一种通过竖直投射激光条带于桥梁结构表面,追踪光带中心以分析桥梁振动的新方法。通过大功率线激光器投射激光线至梁底面或顶面,倾斜拍摄激光线连续影像,利用改进灰度重心法亚像素追踪激光条带中心线位置在图像上的改变,几何换算得到桥梁振动位移时程曲线,进而可分析获得桥梁结构的动力参数。在室内实验条件下对简支梁模型桥进行了锤击强迫振动试验,以SONY 4K摄像机作为影像采集设备,LVDT位移传感器和加速度传感器作为传统数据采集设备进行了同步数据采集实验。分析结果表明,动位移测量结果以LVDT采集数据为参考,SONY摄像机所得结果相对误差极值为3.17%。模态分析结果以加速度传感器为基准来比较,摄像机对前二阶频率识别的相对误差极值为1.81%,表明动位移测量与低阶模态参数识别都取得了理想的效果,不同于加速度传感器所得模态振型空间精度受限于传感器数量,本文方法所得模态振型空间精度可达像素级,且几乎无环境光照改变干扰实验结果的困扰。该方法为非接触测量以识别桥梁自振特性提供了一条经济高效的新思路。     

多管火箭炮平行性测量系统设计

采用光学准直法和计算机数据处理技术来检测多管火炮平行性的光电设备代替传统的机械式测量仪,实现了对火炮膛线尺寸的自动检测.并简述了这种检测设备的工作原理与精度分析.     

基于双目视觉的激光位移传感器标定方法

为了提高激光位移传感器在工业机器人末端坐标系下的标定精度,提出基于双目视觉的激光位移传感器标定方法. 该方法通过双目视觉技术重建激光光束投影在平面上的光斑位置,利用手眼标定参数将光斑位置转换至机器人末端坐标系,同时利用最小二乘方法将光斑拟合成光束直线,获得机器人末端坐标系下的传感器光束方向及零点位置以完成标定. 该方法可同时标定机器人末端上的多个激光位移传感器,无须采用有精度要求的辅助工件标定,具备精度高,鲁棒性强优势. 基于标准球的精度评价实验结果显示,在3倍标准差范围内该方法标定后的激光位移传感器测量精度范围为0.038 6±0.025 8 mm,满足机器人加工要求.     

大型工件直径的光电检测技术的研究

基于光三角技术和光栅位移检测技术,提出一种用于大型工件直径非接触在线测量方法和测量系统.本文详细论述了直径测量数学模型、光三角技术和光栅位移检测技术在测量系统中的应用,设计了基于Lab VIEW语言平台的计算机实时数据处理系统.     

外差干涉高帧速采样微位移的测量及误差分析

为提高微位移测量精度,在外差干涉测量原理基础上分析了非线性误差、激光稳频性及位相细分度等误差源.利用PhantomV12.1超高速数字摄像机对外差干涉采样,从采样图像灰度分布相关系数的周期性变化测量位移及其精度.结果表明：采样帧速与外差干涉位移分辨率成正比,高帧速采样能够降低变速运动及采样误差对测量精度的影响.在匀速微动条件下帧速低于1000FPS时精度提升显著,误差随被测物运动速度增加而变大.     

Design of thermal expansion measurement system based on virtual instrument

System architecture is presented for an automatic measurement of thermal expansion. The dynamic measurement of the temperature and thermal expansion displacement of the material is carried out through the application of Labview. The expansion and temperature of material is stored and displayed in real-time. Then the thermal expansion coefficient can be obtained. The measure- ment system composes of SIOS-SP120D laser interferometer, high vacuum furnace, rbh8223h data acquisition card, rbhS104 conditioning board, constant computer power supply. The USB interface is adopted to collect the temperature and displacement data. Experimental results show that the system has high measurement accuracy and good man-machine interface properties.     

基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量系统的优化设计

描述了基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量方法及其系统,通过分析测量平面镜顺时针和逆时针转动时光路结构的几何关系确定了该系统实施纳米位移测量应满足的条件,重点讨论了角锥棱镜固定时测量平面镜、波片和角锥棱镜三者之间的位置关系,实现了基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量系统的优化设计,得出了位移测量范围为-10-10mm时允许被测对象转动范围最大的系统参数,为该系统的研制奠定了技术基础。     

曲臂轴线平行度误差激光扫描测量方法

基于激光扫描检测技术和光栅位移检测技术 ,提出了一种用于曲臂轴线平行度误差非接触检测的激光扫描测量方法和激光扫描式平行度误差光电检测系统 ,本文论述了系统的组成和总体结构 ,对曲臂轴线平行度测量方法、系统测量原理进行了理论分析 ,并通过实验对检测系统的精度进行验证。结果表明该测量方法切实可行 ,系统测量精度优于 0 0 5mm ,重复性测量精度优于± 0 0 1mm。