液压同步顶升控制系统传感器误差标定

由于位移传感器自身的线性度问题,在现场使用过程中测量值与真实值之间必然会存在一定的误差,位移传感器的现场标定就必不可少.针对中海油油品1#汽车装车台液压同步顶升控制系统提出了一种位移传感器测量值示值误差标定方法,本方法以位移传感器的绝对误差为标定对象,通过调整A/D转换的偏移与增益来使示值拟合实际值,最后用最小二乘法来求其拟合直线,通过比较其相关系数和绝对误差来确定最后一组的偏移和增益值.     

飞机尾翼转角测量系统设计

针对飞机尾翼转角测量及远距离监控问题,设计了一种基于数字式MEMS加速度传感器测量飞机尾翼转角的测量系统;分析了电容式加速传感器测角原理;利用数字式MEMS加速度传感器ADXL345,结合无线ZigBee技术采用CC2430模块,以嵌入式STM32单片机作为控制器构建了一种测量飞机尾翼转角大小的测量系统;采用三维转台对飞机尾翼转动进行了模拟,完成了±90°范围内转角的测量;实验结果表明,在±90°转角范围内,测量误差的最大值为0.277°,满足小于0.3°的误差要求;该测量系统可以有效地完成飞机尾翼转角测量工作。     

基于DSP的时栅位移传感器误差在线处理与系统设计

概要分析时栅传感器的幅值误差、正交误差、相移误差等误差因素以及其对检测精度的影响,给出了对上述各误差进行在线检测的方法,同时通过信号合成、数字滤波与延迟补偿等方法联合消除误差影响,提高了系统测量精度。为实现上述方法,进而提出一种以DSP为处理核心的新型一体化系统信号处理解决方案。该方案将信号产生、数据采样控制、误差检测、位移解算与误差修正等数据处理集成到一片DSP内,压缩了系统硬件空间,提高了系统综合性能。实验表明:经过误差处理后,72对极传感器系统的误差从±128.4″减少至±1.7″。     

旋转弹用滚转角磁测系统设计

针对传统捷联式惯性测量系统存在积累误差导致滚转角测试误差较大的问题,设计一种新型的基于纯地磁场信息的滚转角磁测系统。该系统以磁测姿态原理为基础,以嵌入式微控制器STM32F415为控制、解算核心实现对滚转角的测量。通过高精度三轴速率转台的飞行仿真实验结果表明,该滚转角磁测系统能够实时准确地解算出载体滚转角,测量误差保持在 3度以内,具有较强的可行性和较高的测试精度。该滚转角磁测系统具有体积小、测量误差不随时间积累等优点,为旋转弹的滚转角测量提出了新的思路,具有一定的工程应用价值。     

变面积式电涡流传感器及其单片机测试系统的研究

介绍一种变面积式电涡流位移传感器的测量原理,利用这种方法可以克服变距式电涡流位移传感器起始误差明显和线性度较差的缺点。同时,本文还给出了以８０３１单处机为基的测试系统软件设计以及应用该注意的若干问题。     

双层反倾线圈结构的直线时栅位移传感器研究

针对前期研究的双层直线时栅位移传感器测量误差成分中四次谐波较大,影响传感器测量精度的问题。根据双层激励线圈的结构特点,提出了一种双层反向倾斜线圈结构的直线时栅位移传感器设计方案。通过构建双层反倾线圈产生磁场的数学模型,分析了双层反向倾斜线圈的磁场状态,并利用电磁场有限元仿真分析双层反倾线圈直线时栅位移传感器中倾斜大小和动定尺之间的气隙对测量误差与误差谐波成分的影响,确定了最优化的设计参数。采用PCB(Printed Circuit Board)工艺研制了78个节距大小的传感器样机并进行了精度测试。实验结果表明,双层反倾斜线圈结构对原双层直线传感器中误差四次谐波抑制效果显著,在同样设置条件下,将原测量误差成分中四次谐波从40μm抑制到7μm,抑制效果达到82.5%。最终经过误差修正后的传感器对极内精度达到±13μm。     

基于 ＰＳＯ￣ＢＰ 神经网络的增量式拉线位移传感器误差补偿方法

拉线位移传感器将拉绳的位移转变为滑轮的转动,通过角度测量得到拉线自由端的位移,安装方式和使用环境都会对测量结果产生影响。本文基于拉线位移传感器的工作原理建立了拉线的力学模型,分析了误差影响因素,同时分析了其角度测量部件-增量式旋转编码器引入的误差。由于目前比较普遍的误差补偿模型优化算法难以获得较好的补偿效果,本文提出了一种基于粒子群算法（PSO）优化的BP神经网络模型的误差补偿方法。以KS120系列拉线位移传感器为研究对象,并进行了实验研究,结果显示：在全量程范围内,使用该方法进行误差补偿后的拉线位移传感器精度由0.136%FS提高到0.007%FS,提高了95%。最后将本模型与基于多项式拟合算法和传统BP神经网络算法的补偿系统进行实验对比,结果显示补偿效果亦优于这两种方法。     

基于LabVIEW的柔性支承扭转刚度计算机测量系统的设计

转角型柔性支承属于精密弹性元件,能在有限范围精确提供角位移,扭转刚度是其最重要的性能指标。针对转角型柔性支承类元件扭转刚度测量的共同特点,开发了基于虚拟仪器软件平台LabVIEW的测控系统。该系统利用串口通信技术进行数据采集,采用最小二乘法对扭转刚度进行回归分析。实测结果表明该系统能可靠地测量转角型柔性支承扭转刚度。     

基于角锥棱镜的激光干涉位移测量误差分析

基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验;结果表明：姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1 μm;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系;干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度;研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。     

基于2D-2C PIV的旋流器内部流场测量方法及优化设计

为高效准确且完整地测出旋流器内部流场,采用“切片法”来测量旋流器内部流场,在采集图像步骤提出调焦法和位移法,实现只标定一次测量断面后,在其标定文件下对不同测量断面进行测量,从而在不影响精度的情况下提高测试速度。位移法的测量精度和测量速度均优于调焦法,且其测量范围始终不变。与基于ANSYS软件的数值模拟结果进行比较可知,物理试验实测值与模拟值变化趋势吻合,且最大误差在10%以内,表明本测量方法用于旋流器内部流场的测量是可行的。     

新型大量程X-Y-θ三自由度栅式电容位移传感器设计

提出实现大量程X-Y-θ三自由度位移测量的栅式电容位移传感器设计并分析其测量特性。考虑偏航角误差影响,建立典型直线型栅式电容位移传感器偏航角误差模型,分析偏航角误差对线性位移测量精度的影响。并依此提出X-Y-θ三自由度位移测量新方法,通过和差化积解耦算法分离偏航角误差对X-Y线性位移测量的影响,同时输出偏航角位移量。实验结果表明,所设计的传感器偏航角位移θ为0.2°,0.4°,0.8°和2.0°时,X-Y线性位移信号的非线性度维持在0.24%~0.62%之间,拟合输出偏航角位移信号的最大误差量不超过0.01°。三自由度位移量解耦效果明显,测量稳定性得到显著改善。     

回转轴运动精度的干涉测量与误差补偿分析

采用激光干涉仪检测混联数控机床回转轴的运动精度,达到对其综合评价的目的,为机床的运动精度误差补偿做准备.对雷尼绍激光干涉仪的结构和角度测量原理进行了详细探讨,分析了干涉仪在回转轴运动精度测量中的主要影响因素和误差诱因;作出了角度测量中正弦近似误差特性曲线,并提出了该测量误差的数学模型;讨论了激光波长补偿的机理,提出了一种通用、简便易行的回转轴角位移精度检测方法.     

直线时栅传感器全误差模型与误差修正方法研究

为了进一步提高直线时栅位移传感器的测量精度,在建立该传感器周期误差、阿贝误差、热膨胀误差的全误差模型基础上,提出了一种组合校准的方法,利用傅里叶谐波分析和材料线膨胀原理对直线时栅的各种误差进行修正,修正后的精度可达±0.5μm/m。实验证明:该方法解决了直线测量中误差难以分离的问题,同时解决了计算机连续自动采样问题,提高了标定效率,使该方法广泛地应用于生产实践成为可能。     

旋光效应在微位移测量中的实验研究

微位移测量原理有许多种,利用偏振光的旋光效应是一种高效、简洁、精确的新方法.旋光效应是指单色线偏振光在沿光轴方向通过石英晶体时,透射出来的光的振动面会产生旋转的物理现象,其旋转角度与晶体厚度有关.用激光器、起偏器、石英晶体、千分尺等设计了一个微位移测试系统,测试表明:其测量精度能达到0.1 μm,测量范围可达300 μ...     

测量旋转部件切向位移偏差的高精度光电监测系统的设计与实现

彩色印刷机依靠印刷滚筒的旋转运动来完成套色印刷,而旋转过程中的切向位移偏差会引起套印误差,影响印刷品质。基于光电转换技术的高精度光电监测系统可实现对旋转部件切向位移偏差的实时监测。论文主要介绍了系统整体结构中关键模块的原理和功能以及软件设计的思路。通过实验验证,系统可以分辨107m的位移偏差,测量误差低于±3？m。监测系统稳定可靠、检测速度快、精度高,为旋转部件切向位移偏差的测量提供了一种全新的技术手段。     

时栅位移传感器的误差分离与补偿方法研究

为进一步提高时栅角位移测量系统的测量精度,降低生产成本和生产时间,根据时栅传感器的误差组成和误差特性,提出了一种新的误差补偿方法;同时建立了基于傅里叶函数的误差分离模型。该补偿方法将沿空间正弦分布的非线性误差转化成线性误差,并运用最小二乘法理论对系统的误差进行补偿。通过试验与测试证明,采用该方法进行误差补偿可以大幅度提高时栅角位移测量系统的测量精度。     

常规弹药滚转角磁测算法中偏航角干扰分析

在常规弹药利用地磁场信息制导中根据其弹道特点通常将偏航角设为零进行弹体滚转角解算,这就会导致偏航角变化时滚转角解算精度受到影响.针对滚转角磁测算法中假设偏航角为零时偏航角变化会引起滚转角解算误差的特性,采用非线性系统小扰动线性化的方法求出偏航角对滚转角解算精度的具体影响规律.首先分析了利用地磁场信息进行滚转角解算的原理并说明算法中偏航角引起滚转角解算误差的原因,然后推导了滚转角解算的系统误差方程并分析影响解算精度的因素,最后进行仿真和半物理实验验证.仿真和实验结果表明,此误差方程能够计算出偏航角变化对滚转角解算误差造成的具体影响,从而为后续常规弹药制导中弹体发射条件提供理论依据.     

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。     

基于平晶的非线性激光扫描直径测量系统

设计了一种基于平晶扫描的轴类零件直径测量系统。激光透射旋转的平晶产生扫描平行光,扫描光偏移光轴的距离是入射角及平晶自身参数的非线性函数,光电检测及计时电路获得测量周期和对应被测工件边缘的信号跳变时间,根据时间与转动角度的比例关系将所得时间量换算成入射角度,最终实现直径测量。利用刀口法进行标定实验,分别采用参数拟合法和RBF神经网络法确定实际非线性测量方程,完成了各测头的标定,进一步实现多测头系统标定,在100 mm的测量范围内,3σ重复性误差为0.006 mm,测量误差为±0.010 mm。