积分腔输出光谱技术腔镜反射率标定研究

论文设计了一套用于增强氧气吸收的积分腔光谱测量系统,并利用长光程吸收参考池对积分腔的腔镜反射率进行了标定。在大气环境中,使用13144.58cm~(-1)氧气吸收谱线,通过加载不同扫描频率,同时测量积分腔和长光程参考池的输出吸收信号,通过比较二者的吸收率推导出镀膜腔镜的反射率。测量结果表明,在760nm波长附近,腔镜反射率测量平均值为0.9881,标准差δ=6.04×10~(-5)。通过测量得到反射率得出光学腔有效吸收长度并反演氧气组分浓度,验证了反射率测量的准确性和实验系统的可行性。     

光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。     

基于光腔衰荡的反射率测量技术的研究

根据光腔衰荡原理开展了高反射率镜片反射率测量技术的研究。理论上给出了直型腔和折叠腔的反射率计算方法,构建了测量高反镜反射率的实验系统。实验结果表明系统结构简单,易调节,可以测量任意角度的反射率,测量结果精确,可满足高反镜片的各种测量要求。     

基于大气实时修正的飞机辐射特性测量

研究了飞机飞行时的动态辐射特性测量方法。针对利用软件计算大气透过率进行目标辐射修正精度较低的问题,提出了通过机上标校黑体进行实时大气修正的新辐射测量方法。该方法通过目标飞机上挂载的标校黑体实现大气透过率的实时测量,并利用实测大气透过率对目标飞机辐射进行大气修正来提高修正精度。借助中波和长波红外相机、两个标准面源黑体及一块硒化锌平板,开展了飞机目标辐射特性测量的地面模拟实验。利用MODTRAN和CART计算以及实测大气透过率分别对黑体目标红外测量值进行辐射反演。与MODTRAN和CART计算大气透过率的传统方法相比,文中提出的实测大气透过率方法可将目标辐射反演精度提高一倍以上。     

离轴抛物面的对比测量

采用离轴角度90°、口径1 inch的离轴抛物面作为样品,比对了传统零位干涉测量结果和非接触式3D非球面光学面形测量系统Luphoscan之间的差异。利用Zemax仿真了离轴抛物面六个维度的调整误差对测量结果的影响,分析了离轴量误差在两种完全不同测量过程中的表现形式,解决了Luphoscan测量结果可用性问题。根据仿真结果搭建动态干涉仪的零位检验干涉光路,建立了离轴抛物面的六个维度调节标准流程,可快速消除调整误差和离轴量误差,多次复现性测试结果达到了pv=0.135λ的精度。     

基于LabVIEW的测量角度自动修正的位移测量系统

针对传统位移计只能测量被测面垂直位移反应,不方便应用于一些特殊场合的情况,提出了基于LabVIEW软件的测量角度自动修正的位移测量系统。测量系统首先利用3D角度传感器测量初始安装平面与变形表面的空间矢量夹角,在随后正式的测量过程中根据夹角余弦值(或正弦值)对激光位移计测得的位移值进行角度修正,由此可得到被测面的准确位移值。     

离轴三反空间相机的焦距测量

离轴三反光学系统的焦距是空间相机的重要指标之一,离轴三反空间相机在完成光学系统装调及光学镜头装配后需要进行焦距测量。通过对两种经典的焦距测量方法即放大率法和测角法进行对比分析,选用测角法作为焦距的测量方法,同时对用于同轴光学系统的焦距测量公式增加离轴角修正量使其适用于离轴三反光学系统,并以某离轴三反空间相机为例论述焦距测量方法及步骤。由修正后的焦距计算公式计算出相机的焦距为8 010mm,证实了该测量方法的可行性。     

基于虚拟仪器的三轴影像测量系统

使用虚拟仪器技术开发影像测量应用系统比传统的软件开发方法更占优势。为此,基于虚拟仪器技术,建立了具有通用性的影像测量系统,并给出了软、硬件开发的具体实现。该系统主要硬件为USB摄像机、PMAC运动控制卡、伺服电机、三维机械运动平台,软件开发工具为LabVIEW和IMAQ Vision工具包。研究结果表明,此系统可以实现三维空间的精密定位,通过影像法对被测物进行精密测量,影像测量功能还可以根据需要来扩展。     

基于实时测量数控铣槽系统的研究

文章针对汽车转向器输入轴定位槽的形状特点,研究了保证该零件数控加工位置精度的实时测量系统的软、硬件组成,运动控制和测量方法.在此基础上,应用华中数控系统平台二次开发了基于实时测量的YJS-K002数控铣槽系统.     

用光腔衰荡法测量高反射率的重复性测试

根据光腔衰荡光谱技术开展了测量镜片高反射率的研究,建立了测量实验装置,理论上给出了反射率测量的计算方法,在实验中测定了一对反射率相等的高反射腔镜的反射率,以及一块22.5°反射镜样品的反射率,所得反射率的标准偏差好于10-5。该仪器具有较高的实验重复性。     

用光腔衰荡法测量高反射率的实验研究

根据光腔衰荡光谱技术开展了测量镜片高反射率的研究,建立了测量实验装置。理论上给出了反射率测量的计算方法,在实验中测定了一对反射率相等的高反射腔镜的反射率,以及一块45°反射镜样品的反射率,并分析了影响光腔衰荡曲线的参数。     

离轴椭球面反射系统的设计

阐述了离轴椭球面反射系统的设计方法,并提出改进设计的意见。     

基于机器视觉的汽车阶梯轴轴段长度测量系统

为了实现汽车阶梯轴轴段长度的快速有效测量,本文设计了一种基于机器视觉的轴段长度非接触测量系统。该测量系统主要由CCD摄像机、背景光源、计算机和工装组成。在对摄像机进行标定后,利用图像灰度化、边缘轮廓检测、边缘轮廓拟合等图像处理技术对拍摄的图像进行处理,然后通过对图像分析得到每段轴角点处的像素坐标,最后计算被测轴段的长度。仿真和试验结果表明,设计的系统能够快速有效地完成汽车阶梯轴轴段长度的非接触测量,并具有良好的测量精度,这对实现汽车零件的自动化测量具有重要的意义。     

离子束抛光高陡度离轴非球面的去除函数修正

研究了三轴离子束系统抛光大口径高陡度离轴非球面过程中镜面曲率变化对离子束抛光去除函数的影响。提出了利用修正矩阵修正各驻留点处的去除函数信息,进而实现对高陡度离轴非球面高精度抛光的方法。该方法通过对离轴非球面进行坐标转换来降低陡度变化对去除函数的影响;基于Sigmund溅射理论分析离子束抛光非球面材料的去除率,建立离子束抛光非球面去除函数模型,计算了材料去除率在非球面各驻留点处的变化。最后,根据投影原理计算在各驻留点处去除函数的半宽,得到以驻留点矩阵为基础的去除函数修正矩阵,从而掌握每一个驻留点处的去除函数信息,然后根据计算机控制光学表面成形(CCOS)原理解得加工驻留时间分布。选取口径为900mm×680mm,离轴量为350mm的离轴体育场型非球面镜进行了抛光实验,实验显示抛光后非球面镜面形精度的RMS值由32.041nm达到11.566nm,收敛率达2.77,对实际加工具有指导意义。     

离轴光学系统的畸变分析及焦距测量

为了实现离轴光学系统的高精度畸变分析、测量及在轨图像的快速、高精度畸变校正,利用高阶畸变分析方法对离轴光学系统的相对畸变进行了拟合分析。首先,对离轴光学系统的理论畸变进行了分析,提出了等效焦距的概念,并利用高阶畸变分析方法对系统的相对畸变进行了拟合分析;接着,针对装调完成的某离轴光学系统完成了畸变测试及焦距测量;最后,利用实测结果完成了该离轴光学系统的物像对应关系的高精度解算。与ZEMAX光线追迹的结果相比,利用高阶畸变系数计算得到的等效焦距最大偏差为0.366 mm;对于某装调完成的离轴光学系统,实测等效同轴系统焦距的偏差仅为6.378 mm,相对偏差为0.073%。验证了该方法对于离轴光学系统畸变分析、测量及焦距测量具有正确性及精度保证,将为在轨图像的快速、高精度畸变校正提供可靠输入。     

浅谈基于五轴数控系统的工件测量系统

近年来,我国工业技术不断发展,因此,对硬件设施有了更高的要求。但在五轴数控系统各轴的运行数据采集时存在很大问题,且现今五轴系统采集系统较为复杂也不具备拓展性与共用性,在五轴数控系统在运行过程中易出现误差,因此,便通过工件测量系统减少五轴数控旋转等方面出现的误差,以此使我国五轴数控系统迎来更好的发展,进一步带动我国机械工业的发展。     

基于LabVIEW的物料体积流量实时测量系统

针对现代工业对体积流量测量的需求,深入研究了利用激光三角法原理测量体积流量的方法和LabVIEW的实时图像采集和同步处理技术,搭建了一套基于LabVIEW平台的物料体积流量实时测量系统。该系统能够实时测量物料体积流量,并显示流量的变化曲线,同时,可以计算出物料的总体积并显示其三维反演曲面。利用该套基于LabVIEW的物料体积流量实时测量系统分别对规则物体和不规则沙堆进行了实验验证,实验结果表明,测量的累积体积相对误差小于1.25%,变异系数小于0.7%。因此,该系统可以对各种物料体积流量进行实时、稳定、准确地测量。     

轴上的灵活测量系统

<正>自动化、高精度的测量系统是质量保证的一个重要组成部分。对于其基于激光的系统,Mesacon现在使用的是Hiwin公司的齿形皮带驱动的线性轴,其增加了维护间隔,减少了设计工作量和重量。在工业4.0的背景下,对生产数据数字化以及数据密度的要求日益提高。更高的数据密度使得生产信息的传递效率越来越好,从而获得更高的、有据可查的质量——这是许多制造过程中竞争力的关键。     

基于测量构型周期性特性的多关节测量系统残差修正方法

不同构型下各种动态因素的影响使得多关节测量系统在不同位置、构型下的精度呈现一定的规律。掌握由各种动态因素综合引起的单点精度规律,有利于提高多关节测量系统的标定和测量效果。以六关节测量臂为研究对象,分析了测量臂构型对末端执行器位置误差影响的周期性特性,构建了一套构型关键参数(θ3,θ4,θlen)与末端执行器位置在柱坐标系下残差(Δs,Δh,Δz)之间的多项式残差修正方法。验证实验包括1)采用本文方法在不同位置下对测量臂进行多构型单点测量,获得测量臂在径向方向上的残差分布图谱,并以此结果拟合计算周期性多项式系数;2)与非周期性多项式修正方法进行单点、长度及形位公差精度对比测试。实验结果表明,本方法能更方便、快速地提高多关节测量系统单点、长度及形位公差精度,相比非周期性多项式修正方法,本方法精度更高,对多关节测量臂精度补偿具有一定参考意义。     

基于LabVIEW的多路LED老化实时测量系统

介绍一种基于LabVIEW平台的多路LED老化实时测量系统。该系统由LabVIEW、阿尔泰PCI2300数据采集卡构成，能够长时间不间断地测量、记录LED光强的变化，不仅能够将光强随时间的微小变化记录下来，而且避免了传统老化方法频繁关断对测量结果的影响。系统软件允许根据具体情况输入相应的校正公式，将光电探测器的输出电压转换为所测量的光学参数，并对其进行线性校准。