拉伸试验用引伸计微机自动标定系统

金属材料拉伸性能试验需要采用引伸计(即电阻应变式位移传感器)来测量金属试样的变形量,以计算出各种相关的机械性能参数,测试系统对试验用引伸计有相应的精度级别要求。该标定系统主要用于对拉伸试验用引伸计的性能参数测试和标定,通过对引伸计变形信号的数据采集、数据处理、误差分析和精度等级自动判定引伸计的级别。介绍了系统的硬件构成、工作原理,重点讨论了高精度放大器的设计、引伸计的标定系数计算、引伸计最大应变示值误差及分级、引伸计数据采集程序、窗口界面及各种功能控件的设计内容。该标定系统完全符合国家标准中的试验内容要求,能够在生产实际测量中广泛应用。     

不同控制模式对单轴拉伸试验结果的影响

为了研究横梁位移控制和引伸计控制对材料拉伸试验结果的影响,以应变强化9%的奥氏体不锈钢S30408为研究对象,在20 ℃和-196 ℃下采用2种控制模式进行拉伸试验,并通过有限元模拟比较2种控制模式对拉伸结果的影响.结果表明：当横梁位移控制时,试样的实际变形速率小于引伸计控制时试样的变形速率,且标准中的修正公式不能有效消除由于变形速率引起的误差.在20 ℃时,横梁位移控制代替引伸计控制可以满足工程精度要求;在-196 ℃时,两者差异较大,建议采用引伸计控制.     

汽车行驶跑偏测试系统中标定架的设计

为保证汽车行驶跑偏测试系统的测试精度,运用理论与实验相结合的方法设计标定架以校正CCD图像传感器的安装误差和统一多个传感器的物理坐标;通过研究标定算法与控制点关系,分析控制点分布对标定误差的影响,确定控制点的维数与分布;以尺寸链计算来合理分配标定架各构件公差,保证控制点位置精度,并研讨了再次标定控制点位置精度与首次标定一致性问题。试验证明,设计完成的标定架充分满足系统精度要求和使用要求。     

位移传感器静特性参数微机测试及程序设计

针对静态特性参数的测试和计算，提出了一种简单易行的微机数据采集处理系统及程序设计。该系统解决了人工读数及繁琐运算带来的误差，提高了测试精度和速度。     

三维扫描测头的标定方法

为降低三维扫描测头中标定方法对测量系统定位精度的要求,提出了一种三维扫描测头标定方法,设计了一种最小二乘迭代算法及迭代数据筛选算法,实现了三维扫描测头高精度高效率的标定.为验证该三维扫描测头标定方法的稳定性与精度,设计若干组标定仿真实验,测试各类误差对于三维扫描测头标定结果的影响.结果表明:该三维扫描测头标定方法对于三维扫描测头标定过程中定位精度没有要求,对于测量机误差及扫描测头探测误差不敏感,三维扫描测头坐标系单位向量精度达0.000 01,完全满足三维扫描测头标定要求.     

捷联惯导误差分析与误差补偿

通过误差分析,讨论了各种误差源对捷联惯导系统的影响.根据惯导系统精度要求,确定了惯性测量元件最大允许误差,从而为选择合理的传感器确定了理论依据.这些传感器组成的惯性测量元件需要经过标定实验来确定系统误差补偿模型中的系数.误差补偿后,通过均匀设计法得到系统精度,满足了精度要求.     

双目视觉测量系统标定精度提高方法研究

针对提高双目视觉测量系统的标定精度问题,介绍了双目线结构光视觉测量系统的构成和工作原理,分析了影响系统单幅测量精度的各种因素,提出了改善标定精度的方法。采用张氏标定法求解相机内参,用双相机固有的对极几何关系求解外参,二维标定靶选用150mm×150mm的黑白棋盘格。根据标定结果反求标定靶的对角线距离,用该距离来验证标定结果。实验表明,标定误差稳定在20μm,可以满足实用要求。     

精密装配用并联机器人标定及机构误差分析

为了提高手机摄像头的装配精度,设计开发一款用于精密装配的小型并联机器人,并对机器人进行标定以及机构误差分析.用数值方法推导机器人的正逆运动学模型和误差模型,并探讨机器人运动学模型和误差补偿模型衔接的问题;设计在桥式三座标测量机上进行测量标定的方法,并对机器人进行标定实验;从机构角度对机器人的间隙误差来源进行分析,分析机器人构型对间隙误差的约束,并对机器人进行重复定位精度测试.经过标定及机构误差控制,机器人位姿坐标的最大位移误差由0.345 9 mm降为0.012 1 mm,最大转角误差由0.007 3 rad降为0.001 1 rad,重复定位精度为0.004 8 mm.实验结果表明该标定方法及机构误差分析方法能有效提高机器人的精度.     

基于视觉的机器人轨迹误差测量技术

提出了一种基于视觉的机器人轨迹精度测量系统,该系统以计算机视觉为基础,结合激光测量等技术,可实时测量机器人的运动轨迹误差,完成了高精度图像快速采集与处理、系统标定、三维计算及计算结果可视化等关键技术研究及系统研制工作,并在机器人上进行了实验,大量的实验表明,该系统的测量精度和速度均可满足机器人的轨迹测量的需要。     

圆柱度高精度测量系统的设计

首先通过对现有圆柱度的各种测量方法对比，比较出误差分离技术具有实现圆柱度测量的优势。然后依误差分离技术为基础，设计了圆柱度高精度测量所需的硬件系统和软件系统。电感测微仪、数据采集系统以及误差分离技术的使用从而保证了圆柱度误差测量结果的高精度，此外软件还扩充了网络采集功能。     

钢筋拉伸实时摄影测量方法的研究

针对传统拉伸试验机存在的不能测量局部形变、精度不高、自动化程度低等问题,研究了在传统试验机上进行摄影测量系统改造的方法,提出了一种标记点提取的可靠算法,及用于一维尺寸测量的系统标定的简易方法,并开发了相应的软件系统。实验证明,在设备制造成本不明显增加的情况下,实现了钢筋局部变形的实时测量,提高了测量精度,且系统便于操作维护,运行稳定可靠。     

基于BP神经网络的桥梁施工线形相机测量标定

机器视觉位移测量技术为大跨桥梁线形控制提供新解,而确保高精度的二维到三维坐标转换至关重要。对此,提出一种基于改进遗传算法BP神经网络的提升双目相机标定精度的方法,通过改进传统神经网络中的交叉及变异概率函数,提高标定效率及准确性。经相应试验算例验证,采取传统张氏标定法测量坐标的均方差误差为4.67 mm,应用该方法标定后测量坐标的均方差误差为0.82 mm,标定精度提高,能够满足桥梁施工线形的监控要求。     

数据采集与解析计算相结合的温度快速测量

提出了能够实现温度快速测量的等间隔3点采集计算测量法,将数据采集与解析计算相结合,先等间隔采集3个时刻的传感器温度值,再经解析计算得到被测介质温度。该方法数据采集点数少,解析计算严谨简单,易于在以微处理器或信号处理器为核心的测试系统中实现,可以避免基于复杂原理和算法的其他测量方法存在的误差因素。该方法的测量速度取决于系统电性能,与传感器热惰性无关,适用于各种接触式温度传感器快速测量各种介质温度。     

全动舵面载荷测量的压电天平设计与误差分析

针对大载荷、狭窄安装空间的全动舵面气动载荷测量风洞试验,设计一种四支点三向力压电传感器并联式天平.选择压电石英作为天平的力敏元件,讨论四支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理,研究并联式天平的标定方法,并对天平进行静态标定、复合加载试验.应用基于标定矩阵的求解矩阵广义逆的静态解耦算法进行解耦,从传感器等效作用点偏移的角度,利用ANSYS有限元软件分析并联式压电天平误差产生机理.实验结果表明:该天平的最大非线性误差和重复性误差分别为1.352%、1.019%,最大向间干扰系数为2.865%,复合加载对竖直力的测量精度影响较小,而对弯矩影响较为明显;天平静态标定指标均满足测试精度要求,但不同加载方向及其大小对传感器间距的影响各异,复合加载时,间距影响相互叠加,使天平测量精度降低,此天平并不适用于多向载荷测量.     

基于C#参考式扭矩传感器标定及测试系统的研制

针对扭矩传感器校准测试设备中存在的定位精度不高、对中性较差、测试功能单一等问题,设计了一种参考式扭矩传感器标定及测试系统。系统中对中机构使用锥柄结构,可以提高定位精度和对中性,提高测试的精度,在静态标定和动态测试过程中通过高等级精度扭矩传感器与待测扭矩传感器进行对比。软件部分基于C#语言开发,使用Access数据库存储数据,使用可扩展标记语言(XML)记录传感器初始信息,可实现数据分析、可视化与储存。系统采用多线程技术实现数据采集和硬件控制的协调同步,保证了数据采集精度。结合试验台硬件可以实现系统的静态标定与动态测试两个重要功能。该系统结构简单、实际操作简便、工作效率高。     

小型惯导系统设计与实现

采用一种基于FPGA的小型惯性导航系统设计方案,分别介绍了系统中导航传感器的选择及系统的结构,设计了基于FPGA的导航计算机,并利用A ltera公司的NIOSⅡ处理器为核心,完成数据采集和处理的功能。通过对硬件结构的描述分析了系统中各个电路模块的功能,给出了各个模块的实现方案,并制作了采用该设计的小型惯导系统。针对M IMU中确定性的系统误差较大的问题,采用一种安装误差角与标度因数解耦的微惯性测量单元精确标定方法,对陀螺仪和加速计进行确定性误差项的补偿处理。通过实验测试,对比原理样机的实测数据与补偿后结果,验证了该惯导系统的可靠性以及补偿方案的可行性.     

立靶精度测试系统的光纤标定和误差分析

立靶精度测试系统的功能之一是准确测出直射武器的立靶坐标．根据系统测量原理,建立了立靶测量公式．又以微分法为基础,分析并计算了系统的理论误差．对光纤的标定结果表明,系统的理论误差明显降低,满足了设计要求,将立靶精度测试系统与纸靶测量法经靶场实弹射击进行了对比,证明本系统误差的理论分析是正确的,测量精度完全可以达到小于二分之一弹径的技术要求     

MEMS传感器姿态测量系统的实现

采用一种基于Arduino的捷联式姿态测量系统的设计方案,分别介绍系统中传感器的选择及系统的结构,设计基于Arduino的姿态测量系统,利用ATMEL公司的Atmega328处理器为核心,完成数据采集和处理的功能。通过对硬件结构的描述分析系统中各个电路模块的功能,给出各个模块的方案,由此完成该设计的捷联式姿态测量系统。针对陀螺仪和加速计的误差,使用Kalman滤波对其进行确定性误差补偿处理。通过实验测试,对比原理样机的实测数据与补偿后结果,验证了该捷联式姿态测量系统的可靠性以及补偿方案的可行性。     

基于结构光点云的变形测量方法研究

针对结构变形测量需求,提出一种基于结构光点云的变形测量方法。搭建了结构光相机测量系统,基于投影仪逆向相机的假设并借助棋盘格标定板完成了系统标定。采用格雷码辅助的四步相移技术设计投影仪投射的图案,并利用标定的系统参数,完成待测物表面的三维重建,获得结构表面点云。提出基于点云间距离计算结果的结构变形分析方法,并分析比较了基于点到点、点到面和面到面3种点云距离计算方法原理。通过实验验证了所提基于结构光点云的变形测量方法的可行性和精度,实验结果表明,该方法可以实现结构离面位移的高精度测量。     

基于二阶非线性滤波的星上陀螺在轨标定

为提高三轴稳定卫星姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,结合二阶非线性滤波估计,推导了一种利用星敏感器对陀螺进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺安装误差、标定因子误差以及漂移模型,并对陀螺测量过程中可能出现的各种误差进行在轨补偿,为卫星姿态确定和校正提供丰富的姿态测量信息,以确保姿态测量器件长期在轨工作精度.采用该算法对哈尔滨工业大学"试验卫星一号"遥测数据进行复算和校核,结果与实际飞行数据吻合,验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.