双LD-双PSD同轴度测量技术研究

介绍了双LD-双PSD同轴度测量仪的结构：在主、从动轴上相向各固定一支半导体激光准直光源（LD）和光斑位置传感器（PSD）,激光束在对方的PSD光敏面上形成测量光斑;据该结构建立了测量过程的数学模型,讨论了所存在的主要系统误差以及为消除系统误差的影响所应采取的措施;结论：若激光器不存在安装倾斜误差,PSD传感器也不存在安装平移误差,则在任意一个转角位置进行测量可得到4个同轴度偏差参数,否则要在任意两个转角位置进行测量方能消除激光器和PSD传感器的安装误差对测量结果的影响。     

基于PSD及激光器的空间基准系统研究

对多组阴影照相站同时抓拍的图像进行处理分析是目前弹丸飞行姿态测量的主要方法,而只有多组照相站在同一空间坐标系中时,才能将图像的特征点与该点对应的空间坐标联系起来,从而得到精确的结果;针对这一问题,提出了一种基于准直激光光源及光电位置传感器PSD的靶道空间基准系统;给出了根据准直激光光源及PSD实现靶道照相站空间坐标标定的方法;分析了此方法的测量精度;在研制的靶道空间基准系统上进行了调试,结果表明,基于准直激光光源及PSD的空间基准系统能够有效地消除人工操作引起的误差,经过对实测数据的分析,此空间基准系统的空间位置误差小于1 mm.     

LD􀀁PSD􀀁直角棱镜同轴度测量技术研究

半导体激光准直光源(LD)和光斑位置传感器(PSD)固定在从动轴上,直角棱镜固定在主动轴上.并根据该结构建立了测量过程的数学模型,讨论了所存在的主要系统误差以及为消除系统误差的影响所应采取的措施.结论:若激光器不存在安装倾斜误差,PSD传感器也不存在安装平移误差,则在任意两个转角位置进行测量均可得到4个同轴度偏差参数,否则要在任意四个转角位置进行测量方能消除激光器和PSD传感器的安装误差对测量结果的影响.     

基于PSD的激光跟踪坐标测量系统

建立了基于位置敏感探测器(PSD)的激光跟踪坐标测量系统,分析了单路球坐标激光跟踪测量系统的结构与跟踪系统对PSD信号处理电路的要求,搭建了快速、准确的PSD信号处理电路;找出了PSD上的位置反馈信息与被跟踪目标位移的对应关系.针对光路调节方法和光路误差对测量误差的影响,分析了光路对跟踪控制的影响.实验证明:所建立的跟...     

激光准直高斯光斑中心位置计算方法分析

结合一种用于大孔同轴度测量的激光准直系统,分析高斯光斑能量中心坐标的几种常用计算方法:对称法、曲线拟合法和重心法。准直系统用单模尾纤半导体激光器作光源,用CCD探测器接收激光光斑。重心法计算时该实验装置实验室内6m距离上的方向稳定性达到1 5×10-6的量级。实验表明重心法有效利用光斑全场数据,对光强分布缺陷不敏感,分辨率和示值重复性都优于对称法和曲线拟合法。     

基于干涉条纹的激光准直仪的研究

在所研究的直线度激光测量系统中,以激光干涉光作为准直测量的基准,CCD作为光电转换元件,进行导轨直线度误差的测量与计算。通过系统的重复性实验以及与光电自准直仪的比对实验表明:测量系统的测量距离可达10m以上,可检测x轴方向上30 mm以内的位移变化量,分辩力可达0.001 mm。其性能指标基本达到了预定目标。     

空间测量定位系统测角不确定度分析及检定

空间测量定位系统是一种基于旋转激光平面进行角度交汇定位的新型网络式测量系统。为了对该系统进行严格的量值溯源,建立了测角模型,对系统单站测角不确定度进行了分析与验证。首先根据系统测量原理,推导出单站水平角和垂直角计算公式。然后在系统误差传递特性基础上,分析了测角模型中误差项的来源及影响,并对单站测角不确定度进行了估计。最后采用DFT-720A型号手动分度台作为角度基准,利用多面棱体和平行光管调整同轴度,对系统单站的水平测角不确定度进行了检定,分析了实验调整误差对检定结果的影响,实验结果表明该系统水平测角不确定度为2.4″(置信概率为99.73%),是实现高精密坐标测量的基础。     

深孔直线度检测运载装置设计及仿真优化

一、前言 深孔是机械行业应用最为广泛的形面之一,如工程机械中的液压缸缸筒内孔、压路机振动轮轴承座孔系、挖掘机大臂孔系等,这些形面的加工质量直接影响着机械产品的使用性能.由于缺乏检测手段,目前主要依赖加工设备保证制造精度,严重地限制了产品质量提升.近年来,随着技术进步,机械行业开始逐步探索深孔直线度、圆度、平行度和孔系同轴度等制造精度的检测途径.如何将孔信息传递给检测单元,是本领域技术人员需要解决的关键技术问题.基于这种现状,本研究借鉴激光跟踪仪测量原理,设计深孔直线度检测运载装置.利用ADAMS对弹簧力进行仿真分析及优化,获得满足给定运动要求的检测运载装置.     

一种具有多测量方法的双光束激光对中仪的研制

介绍一种基于激光发射器和二维位置敏感探测器PSD的双光束激光对中仪的组成结构，给出对中仪3种测量原理，并由计算机计算测量结果。此激光对中仪既具有传统的4点法测量功能．又具有传统测量法所不能实现的2点、任意多点测量功能，具有更强的适用性。采用高精度PSD传感器，位置分辨率达到1．5μm。     

激光三角法测量热辐射板厚度时光源的选择

从位置敏感探测器（PSD）的工作原理出发,讨论了信噪比对系统测量精度的影响,在此基础上,研究了采用激光三角法测量热辐射板厚度时光源的选择问题,模拟热辐射板搭建实验装置,实验结果表明：红外干扰对厚度测量有很大的影响,同时,证明了选用红光激光器比选用绿光激光器更有利于提高测量精度。     

基于PSD的高精度激光校准仪的设计

针对国内对轴系的校准技术普遍采用传统的手工方法,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度激光校准的解决方法。在PSD信号处理上,使用高精度的A/D转换单片机运用软件算法的方式代替传统的运算电路方法计算PSD位置值,有效地提高了系统的精度和稳定性。回转式校准仪的偏移测量范围为±4mm,分辨力为1.5μm、精度为5.5μm。可以广泛用于精确轴系校准和定位。     

基于正弦调制的激光平面测量系统的研究

针对高精度的大平面测量,构建了一种基于正弦调制的激光平面测量系统。该系统以激光器（LD）为光源,位置敏感探测器（PSD）为光电探测器,通过柱面透镜扩束获得测量基准平面一激光平面。分析了影响系统测量精度的主要因素,提出采用光源正弦调制的方法,以提高测量系统的抗干扰能力。实验结果表明：该系统具有较高的测量精度和输出稳定性。     

改进型二维位置敏感探测器检测误差的校正

分析了改进表面分流型二维位置敏感探测器(PSD)的工作原理及信号调理电路,针对PSD位置检测误差大的缺点,设计了利用万能工具显微镜进行标定的实验系统,运用误差理论对传感器在A区和B区的X向及Y向位置测试数据进行了校正。实验结果表明:应用这种校正方法,可减少PSD的位置检测误差,其中,A区位置检测误差可减少到±0.02mm。     

圆柱工件同轴度非接触测量方法

应用精密激光位移测量技术、电机控制技术,结合精确的信号处理技术,设计了圆柱工件同轴度非接触测量系统,并推导了同轴度误差的计算方法,阐述了系统的组成和总体结构,并通过实验对测量系统进行了验证。     

激光光束对光幕测速系统的影响

在高精度速度测量系统中,激光光束截面形状以及光强分布影响测量结果,基于激光光束的高斯模型,计算出关于出射轴线对称的规则和非对称激光束光强变化率随位置变化的曲线,推导出设置阈值电压的最佳位置,并计算出在最佳位置处设定比较阈值对光幕测速系统的影响,提出在激光光束前添加狭缝压缩光束宽度的方法,相对距离误差减小为0.003 8%,误差减小了61.2%.     

一种基于LabVIEW的相位法PSD微位移测量系统设计

基于相位法的位置敏感探测器(PSD)检测技术较之幅值法具有处理电路简单、检测精度高、抗干扰能力强、环境适应性好等优点.利用二维双面分流型PSD和LabVIEW虚拟仪器平台,实现了基于相位法的PSD微位移测量系统的设计.实验表明:PSD输出信号的相位差和光斑位置具有良好的线性关系,非线性误差小于0.1％.     

基于激光视觉检测的焊缝自动跟踪系统研究

旨在提高焊缝跟踪精度和焊接质量,提出一种基于激光检测自动焊缝跟踪系统。该系统由激光视觉部件、控制器、步进电机和十字滑架组成。当系统工作时,由激光视觉部件检测焊缝的当前位置与目标位置之间的偏差,控制器基于该偏差确定纠偏量,步进电机驱动十字滑架以纠正焊枪横向与纵向位置偏差。搭建出系统物理样机,进行了焊缝跟踪试验。试验结果表明,基于激光视觉检测的焊缝跟踪误差可控制在0. 5 mm 之内,其在精密焊接领域具有较大应用前景。     

基于FPGA的双目高精度宽波段激光告警系统

针对传统二维激光告警系统的光斑中心提取误差大、角度测量精度差和分辨率低的问题,设计了一种基于FPGA和InGaAs焦平面阵列探测器的高精度宽波段激光告警系统,对传统的otsu(最大类间方差法)阈值分割算法进行了推导和优化,同时,基于改进后的算法,通过FPGA实现了光斑中心坐标提取以及方位角、俯仰角等参数的计算,并将结果传输至上位机实时监测;实验结果显示,相较于传统的阈值分割算法,改进后的otsu算法使光斑中心提取精度达到了0.06个像素,改进后的激光告警系统角度测量平均误差为0.03°,角度分辨率达到0.05°;实验表明,双目高精度宽波段激光告警系统达到了实际应用的要求,提高了系统测量的角度分辨率和精度,对光电探测和激光告警领域的工作具有一定的意义。     

基于PSD的水利工程变形监测系统设计及室内检验

为高精度实现水利工程变形测量,设计一套基于PSD的变形监测系统。将激光器安装在水利工程易出现变形的位置上,通过实时观察照射在PSD表面的光斑位置变化,测出水利工程水平和竖直方向的微位移。对PSD输出的信号进行处理,利用单片机对转换后的4路信号进行位置计算,并用遗传算法与LM-BP神经网络法相结合的模型对PSD进行非线性校正,将位置结果显示在数码管和系统界面上。监测系统在模拟水利工程环境的室内已检验设计功能,同时PSD作为新型传感器,分辨力高,信号处理简单,可代替其他监测设备广泛用于水利工程的变形监测。     

二维PSD及其在轴系标高变化测试中的应用

位置敏感探测器件（PSD）具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大等优点。介绍了PSD的结构与工作原理,给出了位置坐标函数表达式和相应的输出信号检测电路框图。探讨了PSD在汽轮发电机组轴系标高变化测试中的应用,分析了影响检测精度的因素,提出了相应的解决办法。试验测试结果表明：基于二维PSD的标高测量系统运行稳定,测试数据可靠。