基于FPGA与DSP的一体化激光三角位移传感器系统

从激光三角传感器的原理出发,设计了一种基于FPGA与DSP的一体化智能激光位移传感器系统,能够在保证位移测量精度的同时简化系统结构、减小系统体积;主要由FPGA控制CCD与激光器的驱动及实现与上位机的通讯,由DSP负责数据的处理从而得到优化的激光强度值及光斑定位信息;重点介绍了FPGA的设计及DSP的算法;最后对系统进行标定,并进行精度实验;实验结果表明,该一体化系统能够在100mm的工作范围内达到10μm的测量精度。     

基于激光三角法的同步扫描形貌测量传感器

为了克服传统的激光三角非同步物体形貌测量传感器,在深度方向的测量精度和横向测量视场相互制约的固有缺点,设计了一种新型的激光同步扫描物体形貌测量传感器.传感器以激光三角测量法为基本原理,通过所设计的光路系统,实现激光投射方向与相机成像方向的同步扫描.本文研制了基于高速旋转的十二面转镜和线阵CCD相机为主体的实验样机,实现了测量深度方向和横向视场的相互独立,并结合精密电控位移导轨和激光跟踪仪等搭建了实验系统平台.在传统非参数标定方法基础上,提出了一种适用于该传感器的映射标定方法,能够准确快速的标定该传感器.系统利用激光跟踪仪进行比对实验验证,结果表明:单点重复性小于0.07 mm,测量精度优于0.25 mm.测量传感器具有精度高、速率快、稳定性好等优点,对于物体表面形貌快速精密测量有着广泛的应用前景.     

基于CMOS激光位移传感器的板厚测量系统

为了提高板材厚度参数的测量效率和精度,本系统利用CMOS激光位移传感器,通过激光三角法实现板材厚度的测量,并利用MPC08运动控制卡控制交流伺服系统实现激光位移传感器的测量定位,同时计算机对采集数据进行分析处理、显示和存储.实验表明该系统运行稳定可靠,测量效率大幅提高.     

基于激光三角法的大内径测量系统

为了实现工业大尺寸内径参数的测量,这里设计了一套基于激光三角法的大尺寸内径精密检测系统;首先,通过TMS320F2812采集激光位移传感器的相对位移;然后,通过Zigbee无线模块实现DSP与PC机之间的数据与控制通讯,同时将极坐标下的位移量转化到直角坐标系下,最后通过最小平方中值法剔除粗大误差,然后用最小二乘法得到内径参数,使其平均误差是常规最小二乘法1/6,并且对激光位移传感器的倾斜误差以及测量臂的偏心误差提出了校正和补偿方案,提高了系统的精度.     

激光三角法在物面倾斜时的测量误差研究

相比传统的触针式测量,激光位移传感器因其高精度和非接触式测量的优点,在机械工程中已广泛使用。鉴于激光三角法的设计原理,当工件产生倾斜角时,激光位移传感器会产生误差。通过激光位移传感器、精密电移台、精密旋转台构建了实验测量系统,对测量数据使用Matlab进行分析,所用电移台的重复精度小于5μm,测得了不同倾斜角度下激光传感器的误差,用最小二乘法拟合进行了误差补偿。实验证明：误差标定后,激光传感器在测量倾斜物面时仍能保证高精度。     

基于CCD的激光三角位移法测液位的性能研究

针对国内石油化工等行业中液位测量方法存在测量精度差、结构复杂及抗干扰能力弱等不足,利用激光位移传感器测量速度快、精度高、抗干扰能力强等优点,设计了一种新型的直射式激光液位测量系统。试验结果验证了该系统在液位精确测量中应用的正确性和可行性,提高了测量的稳定性和抗干扰性,激光三角位移法必将成为精确液位测量的发展方向。     

基于线阵CCD的新型微位移传感器的研究

常用的激光三角法微位移传感器适用于直线位移测量,不适用于微小角位移的动态测量.因此研制了一种新型的基于线阵CCD的微小角位移传感器,采用平行光斜射式激光三角法,由准直透镜、聚焦透镜及光栏等光学器件、高速线阵CCD及由CPLD、信号发生电路和采样保持电路等构成的实时信号处理电路组成,具有结构简单,线性度好,灵敏度高,测量频率高,分辨率高和实时性好等特点;介绍了其结构和工作原理,实验测试其特性,并将其应用于高频电-机械转换器动态特性的测量.研究表明该传感器的最大量程为0.2rad,分辨率为0.0002rad,最高测量频率为10 kHz,可应用于高频电-机械转换器等元件的微小角位移的特性的动态检测.     

基于DSP增益可控的光刻机测高电路的设计研究

介绍了激光三角法高度测量技术和基于数字信号处理器DSP与线阵CCD的激光高度测量系统。采用比例恒流源和镜像恒流源组合,设计了输出功率稳定可调的激光二极管驱动电路和线阵CCD的驱动电路,借助DSP定时器周期调节灵活的优点,方便地调节光积分时间来提高信号质量。针对光刻工艺中不同的测量对象表面的光学特征,自动进行激光二极管增益控制和光积分时间调节,提高测量的适应性和测量效率。     

基于PLC的瓷砖平整度在线检测系统研究

为实现瓷砖平整度的自动在线检测及分级,设计了基于PLC、组态软件和激光位移传感器的瓷砖平整度实时检测分级系统。系统由传送、检测和分级三部分组成。该检测系统采用光学三角法检测技术,通过编码器及PLC的高速计数器功能对移动中的待检测瓷砖的采样位置进行精确定位,使用激光位移传感器对瓷砖表面进行信息采集,经AD转换后在PLC内部按照特定的算法进行平整度运算,以PLC为核心实现瓷砖的分级处理和对设备的整体控制。实验表明该检测系统高效、稳定、可靠。瓷砖平整度检测精度为±0.1 mm,多次同方向检测精度为±0.05 mm,检测速度为每分钟40片,检测准确度可达到95%以上,适用于当前瓷砖生产过程的质量控制。     

基于光源扫描的三角法位移测量方法

对激光三角法测量位移的几种光路布局方案及其特点进行了比较,在此基础上,提出了一种新的基于光源扫描的三角法激光位移测量方法,阐述了激光三角法测量原理,并设计了相应的测量系统,分析了影响系统精度的因素。理论分析可知,该系统的测量分辨力可达到1.5×10-5m。实验结果表明:此系统有很强的实用性,测量范围为0mm~10m,适用于工业生产。     

基于单片机的轮对测量尺的研制

车辆轮对尺寸参数和踏面缺陷的检测是保障车辆运行安全的重要措施。介绍了一种基于容栅的车辆轮对测量尺检测系统。该系统运用精密容栅位移传感器,并结合精密算法,实现了轮缘厚度、轮缘高度、轮径等主要参数的自动检测。该系统的测量精度为0．01mm。实际应用表明,系统的检测精度和重复性可满足车辆段修现场使用要求。系统同时具有状态提示、数据统计分析、故障自动诊断、智能判断测量等功能,可及时与上位机通讯,实现数据共享。     

双目视觉测量传感器研究

研究了按照激光三角测量原理由 1个线激光器及 2个CCD摄像机组成的双目视觉测量传感器。探讨了 2个CCD摄像机的摆放位置及其对测量精度的影响,确定了其几何参数。在此基础上,论述了其工作过程,包括其标定方法、标定过程、扫描图像采集、特征提取、特征匹配及三维数据生成。该双目视觉测量传感器配合扫描机构(如三坐标测量机 )即可对物体进行非接触式三维激光扫描测量,其测量速度快,精度比较高,可以应用于逆向工程领域。     

基于全息光栅的CCD位移传感器

提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器，该系统利用CCD分辨力高、像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，而且全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响、适用光谱范围宽等特点，实现了位移的自动精确测量。该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

基于DSP与线阵CCD传感器的电子数粒机控制系统

设计了基于DSP与线阵CCD传感器的电子数粒机,包括以DSP为核心的主控模块、以双线阵CCD传感器构成的成像模块及以CPLD为核心的数据采集模块。该系统具有计数、剔残功能及人性化的人机界面。实验证明,该系统数粒速度快、运行稳定可靠。     

四轴非正交位移传感器电路的设计分析

针对压控型八电极静电悬浮支承系统位移测量难的特点,设计了一种四轴非正交位移传感器电路。分析了四轴非正交位移传感器的测量原理,给出了保证转子地电位的方法,分析了位移测量的系统灵敏度,设计出位移传感器电路,并给出一种从支承高电压中分离位移信号的电路。实验证明:该位移传感器可以准确检测出转子的偏移,提高测量精度,达到了设计要求,为八电极静电悬浮系统的测量提供了可靠的保证。     

一种基于CCD和DSP的纤度仪的研制

介绍了一种纤度测量的新方法。基于此研制了在线纤度仪,它以电荷耦合器件CCD为纤维直径的图像传感元件,以数字信号处理器DSP为图像处理器。这种仪器可简化纤度测量过程,还具有成本低、体积小、重量轻、测量迅速、非介入生产、不干扰生产工艺、可用性好的特点。该装置已经成功运行在涤纶短纤的在线检测中。     

A new calibration method for a dynamic coordinate system in a robotic blade grinding and polishing system based on the six-point limit principle

Automatic robotic grinding and polishing systems have become a developing trend in aerospace parts manufacturing. In a robotic blade grinding and polishing system (RBGPS), the automatic and precise calibration of the dynamic workpiece coordinate frame is the most important process. In this research, a new method that introduces the concept of six-point positioning into the dynamic workpiece coordinate frame calibration process is proposed using a point laser displacement sensor (PLDS). The static coordinate frame calibration process is conducted based on a robot flange and force sensor. The results indicate that the new method can achieve a higher precision calibration result and has improved operational efficiency and cost. Finally, its practicality is verified in the BRGPS, and the results indicate that the polished blade surface after using the new method has good consistency.