长方形Helmhohz线圈研究

鉴于圆形和矩形Helmholtz线圈在使用中所存在的问题和缺点,进行了长方形Helmholtz线圈的研究和设计.推导得出了长方形Helmholtz线圈的间距和线圈边长之间的关系式,给出了空间任意一点的磁场计算公式,并研究了磁场均匀性的分析方法.所得结果对长方形Helmholtz线圈的设计和应用具有重要意义.     

飞机三维姿态测量的角平分线方向向量法

基于交会测量提出了一种飞机三维姿态测量的新方法—角平分线方向向量法。对交会图像进行边缘检测和特征线提取,获得飞机两机翼边缘特征线上适当两点的坐标,经两次坐标转换到特定坐标系下;联合经纬仪参数及跟踪的俯仰、方位角,解算机翼边缘特征线在特定坐标系下的方向向量,利用飞机结构的对称性,在机翼特征线平面求解其两条角平分线方向向量;重构飞机中轴线及其同面垂线的方向向量;据此计算出飞机的俯仰、偏航和滚动三维姿态。利用两台光电经纬仪交会跟踪飞机的眼镜蛇机动飞行表明提出的方法稳定、实用,只要图像上机翼边缘线成像清晰,测量的姿态角误差不会超过1°。此方法不仅可为靶场光测设备跟踪图像的处理提供一种新途径,而且可为其他运动目标的姿态测量提供借鉴。     

汽车零部件通用疲劳试验机研制

0引言 本试验系统主要是针对轿车中较小零部件的一种通用疲劳试验台。该试验机由三套电液伺服加载装置、测量控制系统和机械装置三大部分组成，每套电液伺服加载装置均可根据需要固定在加载框架或反力墙上，可以组成一维、二维或三维加载试验系统，可从垂直、水平方向对被测试零部件按要求施加静态力，或者根据需要在0～10HZ范围内对零部件进行多种波形循环加载疲劳试验。     

基于单应性矩阵的线结构光测量快速标定方法研究

针对线结构光三维测量中的测量系统标定问题,对相机成像与畸变模型、单应性矩阵模型、线结构光移动扫描等方面进行了研究,对现有的线结构光测量系统标定方法的特点进行了归纳,提出了一种基于单应性矩阵的线结构光测量快速标定方法。利用机械辅助装置,使标定板和结构光平面平行并且共面,避免了多次调整位置,实现了线结构光三维测量系统的快速标定;利用标定板对扫描过程中单帧时间间隔内线结构光测量模块的位移量进行了计算,完成了对被测物整体扫描后全局点云的拼接;利用移动平台对单应性矩阵和测量点云数据的准确性进行了测试。研究结果表明:该方法能够快速建立线结构光测量系统的测量模型,标定过程简单、高效,能够满足有一定精度要求的三维扫描。     

光针式三维表面形貌测量仪的研制

研制了一种基于动态聚焦探测法的新型光针式三维表面形貌测量仪,该仪器可实现表面三维形貌的快速、无损、非接触测量。介绍了该仪器的测量原理、仪器结构、伺服机构的设计并给出了实测结果。仪器垂直测量范围为500μm;垂直方向测量精度可达0·5μm,分辨率为0·01μm。     

发电机定子铁心铅垂度在线监测装置的设计

发电机定子铁心的铅垂度是影响定子制造质量的一个关键参数。目前,对发电机定子铁心铅垂度进行检测大都采用人工方法,存在工作量大、效率低、误差大等问题,且无法在制造过程中对铅垂度进行实时检测与调整。基于激光高方向性的特点,设计了发电机定子铁心铅垂度在线监测装置。这一装置可在高温、振动等恶劣制造环境中对发电机定子铁心铅垂度进行全程监测,具有较高的自动化程度、测量精度、测量效率及可靠性,可有效降低劳动量与成本,提高发电机定子铁心的生产质量。     

板料激光弯曲成形的辅助装置设计

为了降低板料激光弯曲成形过程中的边界效应现象,采用分析和计算的方法设计了一款能够在板料弯曲成形过程中施加外力的辅助装置。该装置由执行机构和动力机构两大部分组成,能够保证所施加的外力随时与板料保持垂直且朝向激光束方向,从而增大激光扫描线两端的弯曲角度,有效降低边界效应。     

三维机器视觉测量系统图像边缘提取算法研究

在三维机器视觉测量系统中,二维数字图像边缘提取是进行三维坐标计算的必要前提。对几种常用边缘检测算子的边缘提取效果进行了比较;提出了一种基于Priwitt算子的改进边缘提取算法;给出了三维机器视觉测量系统中激光线图像与零件特征边缘图像交点的求解方法,为三维机器视觉测量系统的三维坐标计算奠定了基础。     

基于Rogowski线圈的电流测量装置的研制

本文介绍了以Rogowski线圈为耦合单元构成的电流测量装置的工作原理、硬件设计和软件设计方法及其特点．该装置可应用于高压电力系统一次侧大电流的测量。     

大面积形体三维测量数据拼接技术的研究

大面积形体三维无接触测量,一般采用多视场测量和测量数据拼接的方法,存在积累误差大、测量精度低的问题.采用框架拼接法,通过编码标志点的匹配,求得标志点的空间三维坐标,完成物体空间框架的重构;然后通过局部三维扫描点云与空间框架之间的特征点的提取,得到一组匹配点对,运用SVD矩阵分解算法求出旋转矩阵R和平移向量T,实现局部三维扫描数据的精确拼接.实例表明,该方法有效地提高了大面积形体三维测量的精度.     

测试压阻式三轴高g加速度计的霍普金森杆法

研究了一种压阻式三轴高g加速度计的霍普金森杆法测试实验及其数据处理方法。被测加速度计安装于标定杆的端部,从高压气舱中射出的子弹高速撞击标定杆,所产生的冲击以应力波的形式在标定杆中传播,并可以通过安装在杆中部的应变计记录。通过比较应变计的输出和加速度计输出的积分,可以计算得出被测加速度计的灵敏度。利用这种标定方法,测试了一种压阻式单片集成三轴高g加速度计的Z轴单元和X轴单元的灵敏度,测试结果分别为(2.18 μV/g)/5 V和(2.15 μV/g)/5 V。这一测试结果与利用自由落杆测试系统得出的测试结果基本吻合,表明本文所采用的测试系统及实验数据处理方法是可信的。     

线性测微电感的精化

为提高测微电感传感器的测量精度,提出了基于赫姆霍兹线圈理论设计螺线管线圈的方法,改善了螺线管线圈内轴向上磁场的分布均匀性。首先,分析了螺线管线圈模型,建立了螺线管线圈参数与轴向磁场强度分布相互关系的广义函数模型。然后,通过线圈与磁芯的尺寸确定了系统轴向磁场强度分布函数模型,结合磁芯移动区间范围设置磁场均匀度最小误差目标函数,通过对目标函数寻优得到各螺线管线圈的各项参数。最后,搭建了测微电感传感器的测试系统,测试了传感器性能。实验结果表明:与传统线圈相比,改进型螺线管线圈在100μm测量范围内的线性度由0.46%提高到0.30%。实验显示通过对不同规格的螺线管线圈进行组合,可使得螺线管内轴向上磁场强度分布均匀,从而提高了测量精度。     

正方形亥姆霍兹线圈的磁场均匀性

利用三个正方形亥姆霍兹线圈构建三维匀强磁场,并分析其匀强磁场区域特性。将正方形亥姆霍兹线圈视为四段载流导线,采取分段计算然后矢量叠加的方法,分析正方形亥姆霍兹线圈轴线上和空间磁场强度及其均匀性,及其仿真数据结果。最后得到正方形亥姆霍兹线圈三维匀强磁场的结构模型及相关数据分析,证明了三维亥姆霍兹线圈产生的磁场满足匀强磁场要求。     

Evaluation of vertical movement precision of the exciting coil along the gravity direction in Joule Balance NIM-2

The vertical movement precision of the exciting coil is very important for the mutual induction measurement in Joule Balance NIM-2. In order to assure the vertical movement precision of the exciting coil along the gravity direction, the error sources are identified according to the connections between the key components, such as the metrology frame supported by the vibration isolator, the guide rail and the exciting coil. Then, a multi-body error propagation model of the exciting coil is established and the vertical movement deviation error from the gravity direction is estimated. Experiments are conducted to verify the built model. Measurement and theoretical results show that the multi-body error propagation model can be used to effectively evaluate the vertical movement precision of the exciting coil in Joule Balance NIM-2.     

高垂直段离相封闭母线的结构设计

对高垂直段离相封闭母线的结构进行了合理的设计，主要解决了垂直安装时的封闭母线的重量分配问题，即将垂直段封闭母线的重量通过焊在其表面上的铝质支撑环传到垂直分布的四个绝缘子上，绝缘子通过法兰式底座将重量传给外壳，外壳通过其上面的铝质支撑环把重量传给固定在竖井壁预埋件上的钢横梁上，这样可以使整个垂直段的自重均匀地分担到井壁上的土建预埋件上。     

一种新型智能金属探测仪的设计

介绍了一种基于金属体内电涡流效应的新型高灵敏度金属探测仪设计.它可用于交通部门对旅客和行李进行安全检查,也可用于建筑施工中,探明墙体内是否装有钢筋、金属管等.传感器探头由激励线圈和巨磁阻传感器芯片构成,在线圈中通入方波脉冲使周围产生交变磁场,当靠近金属物体时,金属内产生涡流,使原线圈的磁场发生变化,位于线圈中央的巨磁阻传感器将其转变成电信号,在单片机的控制下进行处理和显示.     

基于Maxwell的磁场发生装置设计及分析

为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化,设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置。利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型,采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响,得到了磁场发生装置的优化结构;再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度,验证结构优化的可靠性。结果表明:当辅助线圈距离为70 mm时,中心磁场强度最大;安匝数相同时,磁场发生装置的中心磁场强度要明显高于亥姆霍兹线圈,最终优化后的磁场发生装置中心磁场强度可达到1.37 T,磁感线分布更加均匀、密集。该仿真结果能够对磁场发生装置结构设计与工作特性分析提供参考,缩短了磁场发生装置设计成本与开发周期。     

Determination of a Compensation Current for a Non-measurable Component by Measuring Geomagnetic Field Components with a Proton Magnetometer

A method for determining a compensation current for the magnetic field H-component by measuring the Z-component by means of the nuclear magnetic resonance method is described. The current is applied via serially connected windings of the Helmholtz coil system, which guarantees equal induction magnitudes before and after the field switching-on. The windings are then connected so that a half-value current flows via them to compensate for the perpendicular component of the field. Similar circuits are presented for three-coil compensation and Brownback coil systems.     

用于胃肠道微型机器人的组合螺线管式无线能量发射系统研究

为保障胃肠道微型机器人在体内稳定、可靠工作,以扩大无线能量传输系统的工作范围、提高接收能量及其稳定性为目标,研究了新型组合螺线管式无线能量发射系统.通过有限元仿真分析,确定发射线圈的最佳结构及结构参数.基于最小传输能量要求及所提出的发射线圈性能评估指标,优化确定发射线圈的匝数.研制的发射线圈尺寸为50 cm×50 cm...     

八角形线圈的亥姆霍兹模式

教科书中讲释亥姆霍兹线圈均以环形圈为模版。但在实际应用中,当需求规模较大尤其是建立三维体系时,为了便于定位,便于加工及节省材料,常采用正方形线圈为模版。不过线圈绕制中由于四个直角的应力作用,很难把握正方形线圈绕组的紧密和原型恆定、对称,显然这又有悖电磁学的诸多概念。鉴此,本文提出了以正方形为框架切去四角的八角形线圈模式,相应推出了满足亥姆霍兹线圈的基本条件,并给出了轴向磁感应强度的求解方程和均匀性的实测数据。