PSD空间定位的非线性误差补偿模型及归一化

PSD是一种高分辨率、实时性好的光电位置敏感器件，因而具有广泛的应用前景.但在光照度变化条件下，输出信号存在非线性飘移，因而影响了作为位置检测传感器的检测精度，尤其在3D测量时适用性受到了限制.针对这个问题，提出了一种PSD位置传感器的非线性误差补偿方法.该方法针对目标的空间距离变化所产生的PSD输出非线性飘移，采用归一化模型进行误差修正，很大程度上改进了PSD的输出一致性，使基于PSD的3D测量系统性能得以提高.     

高精度PSD线性化方法与实验研究

为了提高位置敏感探测器(PSD)的测量精度,减少其非线性带来的误差,设计了基于微位移平台的在线数据采集与校定装置,提出了基于BP神经网络的非线性校正算法,进行了数据采集和线性化实验研究,并对线性化结果进行了误差仿真分析。实验结果表明,设计的线性化算法真实有效,采用该方法校正后PSD的最大线性度误差为3.3μm,大幅减小了PSD的非线性,在不增加成本和设备复杂度的前提下大幅提高了PSD的测量精度和数据置信度,具有很高的实用价值。     

基于ARM9的PSD数据采集与处理系统研究

介绍一种提高PSD测量精度的方法,通过在ARM9平台上搭载高精度的AD芯片,从硬件方面满足PSD器件对精度的要求;同时在ARM9平台上运行Linux操作系统,并将取得的数据使用一种改进型的逆误差传播算法（BP算法）进行误差处理,对其非线性区域进行补偿,从而提高了PSD器件的整体精度。     

测量电桥的误差分析

分析了测量电桥中桥臂参数选择引起的误差、零位误差、引线电阻误差及非线性误差,并提出了调整、消除及处理方法,力求把测量误差减少到最小范围,以提高测量的精度。     

BP神经网络在小信号有效值非线性误差校正中的应用

系统传输的非线性是产生测量误差的主要原因之一。为保证测量精度,应对非线性误差进行校正。描述了BP神经网络的基本模型及算法,阐述了神经网络校正非线性误差的基本原理,提出了用BP神经网络来校正交变小信号真有效值非线性误差的方法。最后给出了校正AD637非线性误差的实验数据。结果表明：运用BP神经网络校正非线性误差,提高了交变小信号真有效值的测量精度。     

消除非线性误差的阻型传感器测试系统

分析了在常用的自动化仪表中，输出电路采用单臂电桥而产生非线性的原因，给出了采用有源电桥消除非线性误差的方法，并讨论了传感器非线性误差校正中采用连续式非线性Ａ／Ｄ转换法和数字法相结合，可使测量精度和稳定性达到预定的值。     

基于BP网络微位移传感器误差修正研究

对微位移传感器非线性误差的修正存在诸多问题,该误差是提高微位移传感器测量精度的＂瓶颈＂。本文介绍了用神经网络校正传感器系统非线性误差的原理和方法,提出了基于BP神经网络传感器非线性误差校正对测量数据进行修正。修正结果表明该方法是准确有效的,而且网络结构简单,准确度高。     

外差激光干涉仪周期非线性误差形成机理与补偿方法

针对纳米级周期非线性误差制约外差激光干涉仪使其不能适应下一代超精密装备制造与重大科学工程提出的亚纳米乃至皮米测量精度需求的问题,分析了外差激光干涉仪中两类周期非线性误差的形成机理,并对周期非线性误差的补偿方法进行了研究.结果表明:第1类周期非线性误差是由于双频激光不能完全分离引起双频激光交叉混叠,进而导致的周期非线性误差,该误差幅度可从数纳米到数十纳米;第2类周期非线性误差是由于测量光束在光学界面产生了具有多阶多普勒频移特征的虚反射光束,进而引入的周期非线性误差,该误差幅度可从数皮米至数纳米.对于第1类周期非线性误差,现有误差补偿方法,如椭圆拟合法等,可将其抑制至0.1 nm量级,特别是空间分离式外差激光干涉仪则从原理上完全消除了这一类误差;而对于第2类误差,通过降低虚反射率和空间滤波可以将第2类误差降低至数十皮米到数百皮米,剩余误差尚不能完全满足皮米测量的精度需求, 亟待发明新的误差抑制或补偿技术.     

动调陀螺标度因数非线性误差补偿研究

捷联惯性测量组件的非线性误差主要体现在陀螺和加速度计的标度因数上,为了减小捷联惯性测量组件中的动调陀螺的非线性误差,提出了一种对陀螺测量曲线进行自适应分段最佳逼近拟合方法.该方法在分析陀螺非线性误差产生的原因基础上,推导出陀螺的标度因数非线性误差补偿模型,设计了试验标定方案,在惯性测量组件的整个测量范围内进行自适应分段,每段用一个高次曲线最佳逼近,可得到陀螺测量模型在每个分段区间的精确函数描述,从而可以对陀螺非线性测量误差进行实时补偿.系统的速率试验和摇摆试验结果表明,自适应分段高次曲线最佳逼近的方法有效地提高了陀螺的角速度测量精度,最大能提高约10倍.     

激光外差干涉非线性误差的测量方法

为了调整激光外差干涉光路中的光学元件,减小或抑制测量非线性误差,研究了非线性误差测量的机理和方法.基于对激光外差干涉测量信号的频谱分析,提出了非线性误差的测量方法.根据建立的非线性误差与测量信号幅度之间的模型,计算出非线性误差一次谐波和二次谐波的大小,实现非线性误差的精确测量.实验结果表明,该方法可以有效地测量激光外差干涉的非线性误差.     

MEMS惯性测量组件的温度误差补偿模型研究

为了减少温度对MEMS惯性测量组件测量精度的影响,将MEMS加速度计、陀螺的零偏和标度因数统一进行温度建模,再用非线性回归法辨识出模型中的各项参数,然后采用逐步回归分析法对模型进行优化,对优化的模型方程和方程中各系数做进一步的显著性检验.对比温度误差补偿前后的试验结果表明,经过补偿后的加速度计和陀螺在全温范围内误差分别保持在10mg和0.04(°)/s以内,尤其是低温时补偿效果明显,最大约10倍,验证了温度误差补偿方法的有效性.采用该补偿方法,能有效降低温度的非线性对精度的影响,从而提高全温范围的测量精度.     

三坐标测量机几何误差的建模及测量

误差补偿是提高三坐标测量机整体精度的高效且经济的手段,为通过该途径实现三坐标测量机精度的提升,进行了其前行基础步骤的研究——误差源分析、误差建模及误差测量。由此,找出了对三坐标测量机精度影响重大的21项几何误差;根据误差特性,建立了对应的误差矩阵,同时介绍了测量方法和测量原理,并用实验证实了该方法的可行性,为后续的误差补偿方法来提升三坐标测量机精度奠定了基础。     

用两点法测量轧辊坯素线直线度误差

介绍了两点法误差分离技术（Ｅｒｒｏｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ,即：ＥＳＴ）的原理,并在轧辊坯素线直线度误差测量中应用,对测量结果进行了分析,表明两点法误差分离技术应用于轧辊坯素线直线度误差测量,大大提高了测量精度和测量效率。     

感应同步器的幅值误差和正交误差的检测与补偿

论述了感应同步器的幅值误差和正交误差对检测精度的影响,研究了检测幅值误差和正交误差的检测与修正,提出了一种多位置检测误差法.通过搜索方法,将非线性方程组进行线性化处理,应用最小二乘法检测幅值误差和正交误差,进而修正幅值误差和正交误差.实验表明,采用该幅值误差和正交误差的检测与修正方法,可以大大提高感应同步器的精度.     

齿轮双啮误差的分离及其计算

实际生产中齿轮双啮综合检验采用微机控制,不仅检测过程自动化,而且可以用微机对误差曲线进行频谱分析,找出误差产生原因.但由于测量齿轮精度有限,被测齿轮的检测精度不是十分理想,同时测量齿轮的精度也无法得出.为解决此实际问题,分析了双啮误差分离方法,提出了当测量齿轮和被测齿轮齿数比值大时的一种误差分离的简便方法.     

基于PSD集成装置挠性机器人动态误差建模

提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)、用于挠性机器人动态误差测量的新型集成装置,分析和导出了其测量原理和线性化模型。利用该装置可研究多杆机器人的高精度测量及其反馈控制,推导出了基于该装置的机器人三维挠性动态误差模型,由此得到用于平面机器人简化的线性化实时控制模型。     

数控装备误差补偿关键技术研究

制造业虚拟工厂模式可以降本增效、优化服务质量,是应对全球化激烈竞争的不二选择。在该模式下,为不断提升产品质量,主要研究与之生产过程相关的数控装备精度提升关键技术即误差补偿关键技术,具体包括误差源分析、误差建模、误差测量及误差数据处理。由此,以五轴机床为数控装备的代表,找出了影响其精度的45项几何误差;并通过误差建模,构建了这45项误差与五轴机床系统总误差的关系;其次,根据五轴机床误差特性,构建了测量系统,并证实了该系统的有效性;最后,针对测量数据,展开误差处理分析,解决了非测量节点数据问题,同时大幅降低了数据量信息,为快速有效地进行误差补偿奠定了数据基础。     

用激光准直仪测量大平台平面度方法的误差分析

本文以不等精度原则,着重分析了对角线法测量平面度的误差,推导出了精度较高的数学表达式。使旧有的在等精度原则下,推导出的误差公式,有了新的发展。并对其它两种方法测量平面度的误差亦进行了分析和数学公式的推导。     

间接平差中非线性误差方程直接解

用非线性误差方程直接平差的方法，运用非线性规划中的算法，将非线性误差方程直接平差归结到非线性规划中无约束优化范畴。算法中采用使目标函数值下降的搜索方法，避免了将误差方程线性化造成的精度损失和求解法方程过程中的凑整误差造成的误差影响。     

PENTAX(宾得)PTS—Ⅲ05全站仪TRV功能精度研究

本文从TRV功能的误差理论分析和精度实验研究入手,提出了TRV功能在城市测量、地籍测量和工程测量中所能达到的精度和等级,探讨了TRV功能的适用条件。