微形变腕力传感器

介绍了一种新型机器人六维腕力传感器.采用了激光干涉法测量由外力施加在弹性元件上产生的由微形变产生的微位移测量原理,使得弹性梁的设计空间更大.特别是传感器动态特性得到了提高.本文详细讨论了弹性元件的设计,包括通过有限元方法对这种弹性元件的定量计算.对于弹性元件形变的检测也是本文的讨论重点.通过激光干涉的方法,传感器的灵敏度得到提高,同时,本文还详细讨论了六维力分别施加于弹性元件时对激光干涉的作用.     

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.     

激光位移传感器在纸坯厚度在线检测中的应用

介绍了基于激光位移传感器与电涡流位移传感器的位移差动法在线检测纸坯厚度的原理及测量系统的软硬件设计。该测量原理完全消除了造纸机卷纸滚筒的径向跳动对测量结果的影响。通过对各个传感器标定,并采用最小二乘法线性拟合标定数据,进一步提高系统的测量精度。     

基于激光位移传感器的车轮弯曲疲劳试验加载轴偏移量检测系统设计

通过分析现有的车轮弯曲疲劳试验机的失效检测方法,并遵照相关试验要求,完成了基于激光位移传感器的车轮弯曲疲劳试验加载轴偏移量检测系统的设计.该系统用于试验中加载轴的偏移量的实时监测,进而达到车轮失效时试验机自动卸载的目的.     

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C Sharp的激光位移传感器校准装置测控软件设计

针对高精度激光位移传感器校准的需求,基于C Sharp设计了激光位移传感器自动校准装置测控软件,实现了对位移的测量、数据采集、数据处理、数据保存并显示结果等功能;测控软件对硬件设备的通信与控制采用了面向对象的编程思路,例如针对激光干涉仪、直线位移平台、数字多用表等设备,设计了相应的类,提高了软件的可拓展性,同时也便于系统硬件的升级;数据处理采用多种线性拟合算法计算激光位移传感器的线性度,满足不同情况下的参考需求;实验结果表明,测控软件系统运行稳定,数据的自动采集处理方便快捷,减小人工处理数据引入的误差,提高了激光位移传感器校准的准确性和效率。     

一种新型电容式位移传感器电路设计

针对电容式位移传感器检测电路复杂、输出非线性和只适合微小位移测量等问题,设计了一种基于虚部法电容检测原理的电容式位移传感器;该传感器检测电路采用三角波作为激励,作用于虚部法电容测量电路,得到与被测电容大小成正比.即与位移大小成反比的信号;并运用电容补偿技术,消除寄生电容的影响;与传统的电容式位移传感器相比,该传感器具有良好的线性度,抗干扰性强,相同直径的传感器探头,其测量范围更远.     

基于位移传感器的磨削机器人位置补偿系统设计

针对磨削机器人多采用开环控制,且无视觉功能,无法纠正铸件摆放误差的问题,设计了一种基于位移传感器的位置补偿系统.系统采用激光位移传感器作为检测装置,将待打磨铸件的位置数据检测出来,通过模拟电压的形式将被测值传送至可编程多轴运动控制器CK3M,CK3M将模拟量转换为数字量;再由工业以太网发送至上位机LabVIEW,对铸件...     

高精度激光扫描系统的设计及数据融合

为了解决在机载激光雷达(Lidar)系统中姿态测不准的难题,提出了采用分立传感器设计的方案,与传统的集成IMU (Inertial measurement unit)设计方案相比,分立设计的方案具有灵敏度高,精度高,噪声低,漂移小等优点;系统主要介绍了分立姿态系统设计方案和软件设计的思想并搭建了激光扫描的数据链路系统;根据各个传感器的特点,结合高阶卡尔曼滤波算法进行有效地数据融合,经实验验证,该系统能够得到高效率、高精度的激光点云数据;这些数据经过地面站上的校正、配准和三角化滤波算法之后能够得到满足工程应用的三维地形图.     

基于激光位移传感器的铁路轮对测试设备

设计了一种基于激光位移传感器的轮对几何参数自动测试设备,对其主要结构和测试方法作了分析,并对其测量误差和测量效率进行了详细分析。该测试设备充分利用了激光位移传感器无磨损、测试精度高、以及采样速度快的特点,可实现工件的自动、批量化检测,它对于解决目前轮对测量手段落后、测量误差大、劳动强度高等问题具有一定的实际意义。     

一种新型双金属片形变测试系统设计

针对传统双金属片形变检测方法误差大、效率低等问题,设计了一种基于激光位移传感器的形变测试系统。该系统基于"测位式"测试思想,利用非接触式激光位移传感器透过双层真空玻璃测量双金属片在不同温度下的形变量。系统以机械装置为基础,以计算机为上位机,并基于LabVIEW软件开发平台搭建控制系统,对激光位移传感器数据进行实时采集,并对采集的数据进行分析、处理、显示、输出,从而精确地测试出双金属片的形变量。试验结果表明:该系统性能稳定,各项控制功能均能实现。     

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ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿

针对LVDT位移传感器测量电路输出电压值和位移量之间存在非线性特征,设计和制作线性度为0.05%高精度传感器比较困难的现状,在分析产生非线性误差主要原因和传统校正方法的基础上,利用单片机软件算法进行非线性校正以提高传感器设计精度。以传感器标定数据为样本,用曲线拟合法求出非线性校正环节的特性曲线,并给出在MATLAB环境下拟合多项式系数的最小二乘求解方法,编程实现位移量和电压输出。仿真分析和实验结果表明,其测量位移的线性度达到了设计要求,非线性校正效果明显,具有良好的应用价值。     

基于CCD传感器的砂轮轮廓测量系统设计

为实现激光修整砂轮过程中的砂轮轮廓测量,分析了激光三角法的测量原理,并选用基于三角法的CCD激光位移传感器、精密电控移动平台和数字信号处理器(DSP)等搭建了砂轮轮廓测量系统。系统采用DSP设计传感器控制和数据处理电路,以实现其在激光修整砂轮过程中的应用。传感器测量精度验证实验和激光修整砂轮实验结果表明:CCD位移传感器的测量精度达7μm,所设计的轮廓测量系统能准确测量出砂轮轮廓,并成功应用于激光修整砂轮系统,具有良好的实用价值和应用前景。     

电涡流式纸币厚度传感器设计

点钞机主要依靠磁性安全线、磁性油墨、光学特征等特征来识别伪钞,部分伪钞或残旧钞票粘贴有大小、位置不同的透明胶纸也要区分,难以通过现有技术识别。设计了一种多段机械式厚度传感器,将纸币的厚度转化为机械位移,利用基于TI公司的LDC1000电感数字转换器组成的精密位移传感器实现纸币不同部位厚度的定位检测。首先阐述了机械式厚度传感器的结构与工作原理,并介绍采用TI公司提供的WEBENCH?Designer LDC1000工具设计传感器电路系统。初步试验结果表明,该传感器可在1 mm检测范围内达到优于5μm的分辨率,检测速率达到10 kHz,满足纸币厚度检测要求。     

基于MEMS加速度传感器的位移检测系统

为了实现对物体运动位移的检测,设计了一种以国产高精度MEMS电容式加速度传感器MSCA3002为核心,24位高精度A/D转换器ADS1255,高性能ARM处理器LM3S2B93为主控制器的位移检测系统,并详细给出该系统的硬件电路及其软件算法设计。系统将传感器检测到的物体运动的加速度,经过积分算法转换为物体运动位移。实验结果表明：系统采样精度高、速度快、误差小,A/D转换器对加速度信号的检测精度能达到0.4%,积分后对位移的测量精度能控制在3%左右,很好地实现了对运动位移的检测。     

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。     

线结构光扫描传感器结构参数一体化标定

为了精确快捷地标定线结构光扫描传感器的结构参数,提出了一种线结构光扫描传感器结构参数一体化现场标定的新方法,建立了线结构光扫描传感器的数学模型,根据张正友摄像机标定思想结合L-M非线性优化算法能快速精确地完成摄像机内外参数的标定,在此基础上,引入辅助线激光,通过反复多次提取两激光交点完成对线结构光平面精确标定。文章还介绍了如何获取激光交点以及精确提取交点坐标的方法,通过设计相关实验验证了本文方法的可行性,使系统精度优于24μm,能满足实际测量要求。