零位光栅的编码设计与计算机模拟

随着微电子产业和纳米加工技术的发展,对测量精度的要求越来越高,大多数精密平台选用了精度高的光栅作为位移测量系统。由于光栅属增量式测量,自身没有零位,为了提高测量精度,必须对它进行误差修正,弥补增量式光栅测量系统缺少绝对零位所引起的掉电时数据丢失的缺点,要求其具有固定零位。应用Matlab软件,通过计算机随机数生成器对产生的随机数列设置阈值,根据经验结论设置判断条件,计算出适用于实际工程应用的零位光栅编码方案,并对所设计的方案进行模拟仿真,得出符合条件的零位脉冲波形,用于光栅上零位的刻划,提高了零位的定位精度,保证了位移测量系统在掉电或重新开机时光栅尺的测量精度。     

一种适合工程应用的新型光纤光栅位移传感器

针对全光纤结构健康监测系统中对位移监测的需求,基于光纤光栅传输理论,依据工程结构实际位移监测要求,研制出一种结构简单新颖、位移测试精度高、具有温度自补偿、满足结构长期位移监测的新型光纤光栅位移计.并且对其灵敏度系数进行了标定.从实验结果来看,光纤光栅的波长变化与位移存在很好的线性关系,并具有很好的重复性,相对于解调仪的精度,所设计传感器的精度为0.08mm,相关系数达到0.999以上.     

四象限传感器用于激光跟踪仪光斑偏移量测量

为了保证激光跟踪仪的跟踪速度和跟踪精度,要求发现目标靶镜运动和反映靶镜位移的四象限传感器信号的处理过程具有快速、准确的动态响应。推导出四象限传感器在对角线算法中的输出信号与光斑偏移量之间的关系为超越函数关系。针对超越函数关系不易快速解算的难题,结合激光光斑的特性,采用了泰勒级数展开算法。使用高精度直角坐标测量机对光斑偏移量测量系统进行了验证实验。实验结果表明:该测量系统实时性好,每秒测量次数达到1 050次;测量精度高,在±400μm测量范围内测量精度可达6μm。该系统可以广泛应用于需要微小位移测量的相关领域。     

一种火炮炮膛锥度的测量方法

基于光栅位移测量技术和伺服控制技术,提出一种用于φ30mm火炮炮膛锥度测量方法和测量系统.本文论述了系统的组成和总体结构,对炮膛锥度的测量方法、系统测量原理进行了理论分析,并通过实验对测量系统的精度进行了验证.结果表明,该测量方法是切实可行的.     

基于单面阵CCD的三维平移测量系统设计

针对高精度多自由度位移同时测量问题,利用光斑位置变化方法设计了一种基于单面阵（CCD,Charge—Coupled Device）三维平移测量系统。系统采用两路准直（LED,Light—Emitting Diode）光束作为测量基准,由单面阵CCD探测光斑图像,图像经处理后可获得光斑位置信息,根据光斑位置变化推算出被测物体三维平移变化量。在实验室环境下构建了二维实验系统,模拟测量X向和Z向的平移变化,结果表明,X向平移测量精度优于±1μm,Z向平移测量精度优于±2μm。系统具有非接触、体积小、精度高的特点。     

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。     

多周期同步测量法在微位移检测中的应用

由于目前微位移检测系统的测量精度受到A/D的限制,为进一步提高测量精度,讨论了多周期同步测量法在微位移检测中的应用,并设计了基于单片机控制的微位移检测电路.实际应用表明,在对实时性没有严格要求的情况下,当检测量程为士2 mm时,系统检测精度可达0.1 μm,并且通过提高计数频率,系统可以达到更高的测量精度.     

基于三坐标测量机的大尺寸非接触测量

以立体视觉测量原理为依据,提出了一种基于三坐标测量机的非接触测量方法.将三坐标测量机与视觉测量系统相结合,使测量系统在700mm×600mm×400mm的范围内测量精度达到20μm.该方法既具有三坐标测量机测量的高精度,又有立体视觉测量的非接触性.最后给出了对典型物体的测量结果.对测量结果的分析表明此方案具有简单可行、测量精度高的特点.     

弹丸径向尺寸测量方法研究

弹丸径向尺寸测量系统,要求实现对不同弹型的定心部、弹带部等径向尺寸的自动精密测量。针对目前测量方法无法解决量程、效率与精度之间的矛盾,采用基恩士光电检测系统、光栅位移传感器、光电开关与反馈比例控制技术相结合,实现直径为10～250 mm不同弹型、不同部位的弹丸径向尺寸自动测量。对设备进行现场测试,通过标准量具进行测试结果比对,测量精度小于0.02 mm,设备的测量精度和测量速度满足靶场测控指标要求。     

反射式光纤位移传感器的研究

本文主要致力于反射式光纤位移传感器的研究。给出了光纤位移传感器的具体的设计方案,即根据光纤反射调制原理进行了反射式光纤位移传感检测系统的设计,采用计数器外径干分尺的测头镜面作为反射体和位移测量工具,分析了位移测量装置和传感器检测电路。实验表明,在0～2mm范围内检测系统的输出与位移成线性关系,灵敏度为196μV/μm,线性度为26％。适于微位移的测量。     

光纤光栅位移传感技术研究

介绍了一种光纤光栅传感器的在曲面空间位移测量方面的应用.随着外界应力的变化,光纤光栅的Bragg中心发射波长将发生相应的移动.利用此特性,提出并实现了一种精密的用光纤光栅作为敏感元件测量曲面空间间隙位移的方法,获得了光栅Bragg波长偏移量与曲面间隙位移量之间的曲线关系,其灵敏度可达3.5013 nm/mm,最后对实验结果进行了分析.     

激光测厚仪

一、引言测量厚度是板材及薄膜型产品的基本问题,在自动化流水线上,要求在运流过程中测量产品的厚度,取值,并进行反馈,以保产品的质量。测量分辨率为1μm 量级,则有迈克逊法,10μm 分辨率的测量,则有各种量具,但分辨为1～10μm 之间的测量,本方案是一种比较简捷可靠的方法。本仪器测量的动态范围是±0.5mm,精度为±0.01mm,特点是无伤害人体的辐射,与被测物体表面无机械接触,测量精度高,校准方便及定标准确。本仪器分两部份:传感器和信号处理及显示。     

高精度镗床的单片机控制系统

高精度镗床微机控制系统以８０３１单片机作为主控制器，利用光栅测量技术完成了对平面二坐标位移量的检测，实现了镗床加工过程的自动定位，经现场实践，该系统运行可靠，数据准确，测量精度高。     

双目视觉测量系统标定精度提高方法研究

针对提高双目视觉测量系统的标定精度问题,介绍了双目线结构光视觉测量系统的构成和工作原理,分析了影响系统单幅测量精度的各种因素,提出了改善标定精度的方法。采用张氏标定法求解相机内参,用双相机固有的对极几何关系求解外参,二维标定靶选用150mm×150mm的黑白棋盘格。根据标定结果反求标定靶的对角线距离,用该距离来验证标定结果。实验表明,标定误差稳定在20μm,可以满足实用要求。     

光刻机工件台位移测量系统的设计与实现

根据所设计光刻机工件台的定位精度要求,选取Renishaw RGH25F直线位移测量光栅作为其位置检测传感器,在此基础上完成了面向TMS320LF2407A DSP接口的工件台位移测量系统的软、硬件设计.实际运行中该测量系统工作稳定、可靠,而且系统还具有重复测量精度高、测量稳定性好和成本相对低廉等优点.     

光栅转矩测量系统的研究

介绍了一种基于结构简单测量精度高的新型转矩传感器－－光栅转矩传感器的转矩测量系统，重点介绍了光栅转矩传感器的基本结构，光栅转矩传感器的转矩测量系统的基本组成与工作原理，详细论述了光栅转矩传感器存在的机械误差与电气误差及产生这些误差的原因，提出了克服这些误差的方法－－数字滤波方法的非线性补偿方法。通过给出的样机系统的实验结果，证明该光栅转矩测量系统的测量精度与电磁式转矩传感器相当，是一种较理想的静态，动态平均转矩的测量工具，有实用价值，可望得到推广应用。     

光刻机工件台位移测量系统的设计与实现

根据所设计光刻机工件台的定位精度要求，选取Renishaw RGH25F直线位移测量光栅作为其位置检测传感器，在此基础上完成了面向TMS320LF2407A DSP接口的工件台位移测量系统的软、硬件设计。实际运行中该测量系统工作稳定、可靠；而且系统还具有重复测量精度高、测量稳定性好和成本相对低廉等优点。     

纱线拉力试验机测控系统的研制

在纱线的生产过程中,拉伸性能检测是一重要工序.为了提高成品等级和质量,研制了纱线拉力试验机微机测控系统.该系统由主机、拉力测量传感器、延伸量测量传感器、自动返回定位单元和上位机组成,主机采用77E58单片机,采用高精度的A/D转换器,速率达100次/s;最大负荷1 kN;最小值0.01 N;精度等级:0.1级;试验速度范围0.005~500 mm/min;位移测量精度:示值的±0.1%以内;位移测量分辨率:0.01 mm.试验表明,该系统检测精度高,数据处理速度快,可以和建材、纺织、金属制品、纸制品等行业中使用的各类拉力试验机配套使用,具有良好的推广应用前景.     

基于图像的万能工具显微镜设计及误差分析

针对原有万能工具显微镜的缺点,提出一种基于图像的万能工具显微镜改进方法.该方法采用电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Devices)图像技术,可大大提高测量精度并降低操作人员的劳动强度.本文给出测量系统的结构和工作原理,建立了系统数学模型,进行了系统误差分析并完成系统设计.该测量系统测量范围为200 mm×100 mm,其测量精度可达到1μm.     

基于垂直位移扫描工作的表面轮廓综合测量仪

介绍了一种以保持杠杆处于平衡位置为测量前提,以衍射光栅干涉位移传感器为位移测量系统的表面轮廓综合测量仪.重点论述了该仪器的整体结构,测量原理,以及衍射光栅干涉位移测量系统的工作原理.