基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计

在对高精度精密离心机性能进行评价时,离心机空气主轴的回转误差和倾角误差是两个关键的考核指标;为了能够同时对空气主轴的回转误差和倾角误差进行测量,在三点法回转误差测量与分离技术的基础上,提出了一种两层三点法回转误差测量方法;针对该方法,设计了测试系统的软硬件结构,并基于PXI总线搭建了测试系统的硬件部分,在Labview开发环境下开发了误差测量与分离软件;利用该系统对在10-6级精密离心机的空气主轴回转级倾角误差进行了测试,验证了所提方法的有效性和可行性。     

空气轴承间隙测量精度分析

空气轴承间隙的实时测量中,采用3个电容测微仪将轴承轮廓的形状误差从径向回转误差中分离出来.基于三点法误差分离原理,推导了电容测微仪读数中的随机误差和系统误差传递数学模型,分别以随机误差和系统误差传递模型为目标函数,对传感器夹角布置进行了仿真优化.最后,模拟计算了传递到径向回转误差两垂直分量上的电容测微仪读数测量误差大小.仿真结果表明:即使是最优角度,传感器读数的随机误差在三点法计算过程中也将被放大,而恒值系统偏差约按1∶1的比例传递到径向回转误差测量结果中.     

精密离心机动态俯仰失准角的定位测量技术研究

精密离心机动态俯仰失准角是影响精密离心机输出加速度精度的一个重要分量,必须进行精确测量,并将其作为影响因子补偿到精密离心机加速度输出模型中,使精密离心机输出高精度的加速度信号;文章介绍利用一只电容测微仪和外基准测量精密离心机动态俯仰失准角的方法,通过在精密离心机转盘上挖两个定位槽,采用定位测量法测量定位槽之间的部分相对于地球表面的俯仰失准角,并利用高低G值下的点对点测量值相减消除被测表面的形状误差,得到精确的俯仰失准角测试信号;对定位测量法的原理进行了介绍和论证,并开展了测试试验验证,证明该测量方法是可行的。     

精密离心机动态半径测试方法研究与实现

为了对精密离心机动态半径进行有效的测量,提出了一种基于外基准的定点定位测量方法,并利用电容测微仪、24位高精度PXI数据采集卡搭建了动态半径测试系统;在测试过程中,首先对离心机动态半径数据进行等角度采样,然后精确提取精密离心机定位平台所在的转盘外边缘的局部数据,再将不同转速下的局部数据进行点对点的比较,计算出动态半径;对测量结果的不确定度进行了评定,评定结果表明,文中提出的测试方法能够实现对精密离心机动态半径较高精度的测量,测量精度可达0.085 μm。     

基于三点法的机床主轴回转误差在线测试技术研究

主轴回转误差是评价机床性能的重要指标,为了提高主轴回转误差的分离精度,在数据采集和处理过程中,提出了两种有效的方法：采用变频率数据采集方法,确保了在不同转速下采集得到的数据的谐波分量相同,使误差分离精度不会因转速的升高而降低；为了消除环境中白噪声对误差分离精度的影响,在同一稳定转速下对主轴轮廓连续采集十个周期的数据,利用集合平均滤波方法消除混合在测试数据中的白噪声。搭建了试验系统,利用提出的方法分离出了机床主轴在不同转速下的回转误差、圆度误差和安装偏心差,验证了方法的有效性。     

基于电容传感器的大型工件圆度误差测量系统

轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标.针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型.采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构与测量电路基本原理,搭建了适用于圆度误差测量基于电容传感器的硬件系统,应用虚拟仪器技术开发了可用于数据采集、线性校正、误差分离与评定的专用测试系统.最后进行了测试实验,通过对多次测量数据的分析评定测量系统的可靠性与精度.     

精密离心机动态半径的定位测量技术研究

精密离心机动态半径是影响精密离心机输出加速度精度的主要参数;对于高精度精密离心机的研制,必须对动态半径进行精密测量,并将测量结果作为补偿分量加入到精密离心机输出加速度修正数学模型中,以获得精确的加速度信号,同时为精密离心机输出加速度的精确评定奠定基础;文章介绍了精密离心机动态半径的外基准定位测试技术,包括多个定位平台的定位测试技术论证、测试系统配置等;该方法已应用于某高精度精密离心机动态半径测量中,实测结果表明,采用这种测量方法,动态半径的测量标准差为σ=0.21 μm,其测量精度满足高精度精密离心机研制的技术指标要求。     

阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响

分析阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响,对研究和设计高精度相控阵雷达非常重要。建立了相控阵雷达阵面安装误差测角精度误差模型,分别仿真分析了阵面倾角安装误差、阵面方位法向误差和阵面不水平度对相控阵雷达测角误差的影响。与理论公式相比,推导出的简约式用于计算阵面安装误差引起的测角误差分析时精度达0.001°量级,可以为相控阵雷达测角系统精度误差指标分配及测角精度超差问题分析定位提供快速、精确的理论依据和工程指导。     

齿轮误差快速测量系统的设计

介绍了齿轮误差快速测量系统的软、硬件设计。该系统采用啮合滚动式综合测量方法,将被测齿轮作为一个回转运动的传动元件,在理论安装中心距下与标准齿轮作啮合转动,在此过程中来测量齿轮误差。试验测试结果验证了该系统的精度。     

虚拟仪器与电容实现水膜的自动测量与控制

为了有效地在线测量水膜,本文采用低成本的非接触式、高精度电容测微仪作为水膜厚度的传感器件,采用虚拟仪器进行测量状态的分析,并根据测量结果给出控制信号。电容测微仪将水膜厚度变化信息转换为-10～ 。10V的电压变化,通过A／D采集卡(如ZTIC8310,ZTIC6319等)进入计算机系统,虚拟仪器将实时采集的水膜电压信息转换为水膜的绝对厚度值,并实时显示和保存,以供更深一步的分析。本测控系统准确地测出运动水膜的厚度信息,精度为0．01μ,解决了水膜测量的难题。采用高精度电容测微仪及虚拟仪器进行测量,方法成本低,使用方便,容易扩展到其他测控领域。