一种桥梁扰度检测系统的设计与性能分析

基于激光三角位移测量原理,设计了一套自动化桥梁扰度检测系统,并对系统性能进行了实验分析,结果表明:该系统稳定性好、测量精度高,同时具有较高的测量数据处理效率,能够实现桥梁扰度高精度、高效率、实时化的监控量测,可在实际工程中予以应用。     

桥梁线形测量系统研究与实现

针对大跨度桥梁健康监测中的桥梁纵断面线形测量需求,设计了一种适合室外工作环境的高精度倾角测量系统。该系统通过倾角传感器对桥梁倾角进行差分测量,微控制器对倾角信号进行过采样,并对测量数据进行零点校正、温度补偿等处理,对通信接口电路进行抗雷击设计。通过测试比对,该桥梁线形测量系统具有精度高、抗干扰能力强、性价比高等特点,能满足实际桥梁线形测量需求。     

四象限红外探测器光电参数测试技术研究

针对四象限红外探测器的特点,设计了基于双光路替换法的光学系统。该系统可测试探测器的脉冲响应灵敏度、光电响应均匀度以及相邻象元之间的串扰并可以有效地避免光源输出功率波动和光学分光器件分光比的测量不确定度等因素带来的误差,在相同的硬件条件下可实现更高的测量精度。实验结果证明:该测量系统具有较低的测量误差(≤5%),并且结构简单紧凑,可适用于对光源要求较高的检测系统进行实时检测。     

辐射杂散骚扰测量不确定度的评定

参照标准GB/T 6113.402-2018《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范》和实验室的测试环境,简明阐述了辐射杂散骚扰测量不确定度评定方法,并给出了不确定度值。通过分析影响不确定度的各个因素,给出了评定要点和建议,为电磁兼容检测实验室合理评定辐射杂散骚扰测量不确定度提供参考。     

磁悬浮轴承多变量系统自抗扰解耦控制

在介绍径向四自由度磁轴承结构的基础上,建立了磁轴承多变量系统状态方程。基于自抗扰控制器原理,针对径向四自由度磁轴承系统,提出了多变量系统自抗扰解耦控制方案,构建了控制系统结构,并给出相关控制算法。根据实验样机参数,利用MATLAB软件环境,构建了解耦控制仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮等进行了仿真试验。研究结果表明：采用自抗扰控制策略设计的控制系统成功实现了多变量的解耦控制,具有精度高、响应速度快、超调量小等特点。     

非接触式张力线桥梁挠度测量系统

短期和长期挠度的测量是了解和评估土木工程结构行为的必要途径.为精确测量桥梁挠度,提出了一种非接触式张力线桥梁挠度测量系统(NWSWS),该系统具有高精度、低成本、适合于不间断在线监测等优点.阐述了NWSWS的组成与测量原理,分析了系统的测量精度和测量速度,根据系统的结构特点研究了系统可能产生误差的一些原因,对误差的大小进行了估算,提出了降低误差的应对方案.实验结果对该系统的性能进行了验证.目前该系统已运用于一座桥梁的在线挠度监测.     

磁轴承用电涡流位移传感器串扰产生及抑制方法研究

针对磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)对位移传感器的特殊性能指标要求,设计了一种五自由度电涡流位移传感器系统,将径向探头和测量电路进行了集成一体化设计,对探头之间串扰产生的原因进行了理论分析,并提出在原有振荡电路上增加调整电容,通过调节调整电容值提高探头之间串扰频率使其无法通过后续滤波的方法抑制串扰,提高了转子的位移检测精度。实验结果表明,实现了转子在0～30000r/min范围内的稳定悬浮,悬浮精度小于20μm,满足了磁悬浮CMG电磁轴承对转子位移高精度检测的需求。     

在线测量透平油含水量实验台设计

本文综述国内外汽轮机透平油微水含量检测方法的现状.针对目前方法不能适应汽轮机透平油含水率实时测量的要求,提出采用谐振腔微扰法连续测量汽轮机透平油含水率的方法,设计谐振腔微扰法在线测量汽轮机透平油含水率的实验系统,实验系统可以产生均匀混合的含水透平油,控制透平油的乳化程度,控制并测量透平油的含水量、温度、压力、流量等参数.实验应用中系统稳定性高,结构简单,操作方便.     

相位法激光测距接收系统

相位法激光测距作为一种高精度的测距方法,在很多领域中得到广泛应用,在激光调制频率一定的情况下,测距速度和精度取决于相位差测量的速度和精度,并受信号串扰等因素的影响。基于此,提出了一种新的相位差放大测量的方法,在不增加测量时间的同时将测相精度提高1/N倍,并结合欠采样技术避免了混频器和其他多余器件的使用,减小了串扰对系统的影响;高频弱光信号入射到雪崩光电二极管上,会在输出信号上产生相位延迟导致测距误差,我们提出灵活控制加在雪崩光电二极管上的反向偏压的方法减小该相位延迟,对于调制频率为18.5MHz波长为650nm的激光,当入射光强度为0.5uW时,可将相位延迟从1.4度 压缩到0.03度 之内;建立了信号串扰产生测相误差的数学模型,并通过实验给出了采取不同屏蔽措施时串扰对测相误差的影响。实验结果证明,当调制频率为18.5MHz时,测相精度为0.014度 ,相应测距精度可达0.3mm 。     

基于激光和视频的桥梁挠度测量新系统

短期和长期的挠度/位移变化是评估桥梁安全的一个重要指标.为了精确测量桥梁挠度,提出了一种基于激光和视频的桥梁二维挠度/位移测量新系统,该系统经过对相关视频数据进行采集、颜色识别、阈值判定、图像滤波、激光光斑中心拟合的方式达到测量目的,系统具有精度高、成本低、适合连续在线监测等优点.讨论了系统的一些结构性误差及其应对措施,分析了系统的时间开销和测量精度.实验结果验证了系统性能.目前,该系统已经在两座实际大桥的挠度/位移在线监测上得到了应用.     

金刚石刀具刀尖圆弧波纹度的测量及评价

为实现金刚石刀具刀尖圆弧波纹度超精密测量,构建了基于原子力显微镜(AFM)和精密回转轴系的刀尖圆弧轮廓测量系统,研究了刀尖圆弧波纹度评价方法和控制测量系统引入误差的策略。提出了评价刀尖圆弧波纹度时截止波长的确定原则和方法,并介绍了刀尖圆弧波纹度测量原理及评价流程。讨论了精密回转轴系径向回转误差的测量和评定、刀具安装偏心和偏角误差的控制和原子力扫描系统Z向非线性误差的校准方法。最后,在构建的测量系统上测量了了金刚石刀具刀尖圆弧波纹度并对测量不确定度进行了分析。实验测量显示:所评价金刚石刀具的刀尖圆弧波纹度为0.106μm,测量不确定度为23.8nm,表明所构建的测量系统基本满足金刚石刀具刀尖圆弧波纹度纳米级测量及评价的需求,测量结果稳定可靠、精度高。     

伪随机序列超声测距系统及FPGA实现

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的超声串扰会导致错误的测量和降低系统的工作效率.为了消除串扰,采用二进制频移键控调制(FSK)构造每个超声换能器的编码激励发射序列;结合超声回波信号模型,给出了超声回波信号的解调算法;设计了一种只用异或和加法的并行数字相关技术的回波序列识别和渡越时间捕获器,它能够抑制超声串扰和误码,显著减少数据处理时间和FPGA资源.FPGA仿真结果表明伪随机码(PRBS)可用于消除实时超声测距系统的串扰.     

微型铣刀外径视觉测量的不确定度

建立了基于机器视觉的测量系统,实现了微型铣刀外径的在线测量,并对测量不确定度进行了分析.测量系统由背光源、夹头与旋转平台、旋转编码器、摄像机和相应的测量软件组成.系统运行时,铣刀匀速旋转,由旋转编码器触发相机对其进行采样拍照并完成测量.从照明光源平行性、摄像机的镜头畸变与CCD噪声、调焦效果、待测物体表面几何特性、算法设计5个方面分析了测量结果不确定度来源及其影响.实验表明,当系统采样率不足时,对于铣刀外径测量不确定度影响最大的是待测物体表面几何特性;在采样率足够大的情况下,外径测量不确定度主要由光源平行性确定.本文系统采样率为33 frame/circle,系统测量不确定度为4μm,可满足生产要求.     

小空间组合喷管推力测量系统不确定度评定研究

针对组合喷管推力测量系统的测量不确定度评定问题,对组合喷管推力的测量原理进行了介绍,对传感器测力面的位置和推力的修正系数进行了试验标定,对推力测量系统的不确定度来源进行了分析。利用A类不确定度分量和B类不确定度分量对推力测量系统的测量不确定度进行了评定,采用贝塞尔法对每个通道的A类不确定度分量进行了计算,对推力测量系统各个环节引入的B类不确定度分量进行了计算。研究结果表明,每个通道的B类不确定度分量接近,每个通道合成标准不确定度和扩展不确定度的大小主要由A类不确定度分量决定,A类不确定度分量与喷管的尺寸和内部结构有关。     

大尺寸回转体型面点坐标及形心轴线测量系统的研制

针对大型回转体型面测量问题,根据柱坐标机的测量原理,研制了大尺寸回转体型面点坐标及形心轴线测量系统。对影响系统测量精度的不确定度因素进行了量化分析。应用双频激光干涉仪和激光跟踪仪与该系统进行了测量数据比对。该系统不仅能测量回转体工件的任意截面点坐标和形心轴线,还可测量圆柱度、径向跳动、同轴度等,具有高精度、高效率、操作简单等特点。     

阶梯轴多参数在线测量系统

介绍了微机控制的阶梯轴多参数在线测量系统的测量原理、系统构成及测量误差分析。该系统具有多通道数据自动采集、零位校准、故障诊断等功能 ,可实现阶梯轴直径、同轴度、径向跳动、圆度、椭圆度等的在线测量。     

形状误差测量系统的体系结构

详尽讨论了形状误差测量系统的体系结构 ,包括测量系统的一般构成、形状误差测量的采样逻辑、误差数据的存储结构、采样程序的设备无关性及程序界面等 ,给出了形状误差测量系统的基本框架及构造原则 ,并应用文中给出的基本方法结合笔者从事的圆度、圆柱度、直线度、平面度形状误差的测量和分离研究课题设计出相应的形状误差测量和分离系统。实际应用表明 ,所述的体系结构适宜于各种形状误差的测量系统 ,并易于移植和扩充     

基于空气轴承的高精度圆度测量系统设计

利用高精度空气静压轴承和非接触位移传感器,设计了一套圆度测量系统,可以实现外圆柱面圆度的精密测量。该系统的圆度测量结果与英国TaylorHobson公司的高精度圆度仪测量结果对比表明,可以达到0．1μm以下的测量精度。多次测量证明,该系统测量结果重复性好、可信性高。     

基于PVDF传感器的高速圆度测量系统

针对机械加工行业圆度测量高速高效的要求,设计了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的压电式位移传感器的高速圆度测量系统,利用此传感器高频响、高灵敏度、高信噪比的优势,通过与电荷放大器相结合,实现高速圆度测量.通过实验可知PVDF传感器测量频率响应在1200Hz以上,谐振峰频率在3000 Hz左右,解决了电感传感器在高速圆度测量中测量结果出现失真的问题.测量数据分析结果表明,此系统圆度测量误差可达到1 μm以内.多次测量证明,该系统测量结果重复性好、可信性高.     

主梁挠度在线监测

介绍一种基于桥梁挠度测量的监测系统，采用了多参数测量以适应桥梁安全监测的需要，同时采用近距离无线通信和GSM模块的远程通信方式。文章对这个监测系统的构成原理和工作情况进行论述。