基于线阵CCD的尺寸测量研究及误差分析

通过分析基于线阵CCD器件的一维尺寸测量原理 ,系统讨论了基于CCD器件各种一维尺寸的测量方案 ,同时分析了各种测量方案所产生的测量误差的计算方法     

专用数控机床中的工件定位误差自动补偿技术

专用数控机床由于能够较好地满足大批量、高效率、高精度生产的需求而在现代加工领域中获得了广泛的应用。工件定位误差自动补偿技术是其高效率、高精度生产的重要保证，本文讨论了专用数控机床中的工件定位误差自动补偿技术及其实现方法，并介绍了该技术的一个应用实例。     

用激光向量测量技术测量和补偿体积定位误差

一、导论本文阐述用激光向量测量方法来测量ＣＮＣ机床或其他精密仪器的体积定位误差问题。传统的激光干涉仪只能测量位移误差 ,而激光向量测量法则能测量出“向量误差” ,即各轴的位移误差和其两个横向直线度误差。此法的关键是测量方向不平行于位移的方向。对四条对角线进行向量测量之后 ,三个轴各自的位移误差、各自的两横向的直线度误差以及三轴之间的相互垂直度误差等十二个参数都可测得。位移误差、直线度误差、垂直度误差、角偏误差和刚性误差决定了ＣＮＣ机床等精密设备、仪器的精度。描述一个机器的运动特性是一件复杂的事情。在每…     

称重传感器蠕变误差的神经网络补偿方法

针对电阻应变式称重传感器存在严重的蠕变误差直接影响称重结果准确度的问题,提出了一种基于神经网络的称重传感器蠕变误差自动补偿模型,并给出了模型的训练算法。对量程为50 kg,C3等级的电阻应变式称重传感器进行了实验,实验结果表明,使用神经网络蠕变误差补偿方法补偿后,称重传感器加载标准砝码30 min内的蠕变误差最大变化量为0.0108 kg,小于国家标准GB/T 7551-200《称重传感器》规定的允许值。     

高精度激光干涉测量中环境误差因素的综合补偿

分析了高精度激光干涉测量中环境误差因素对测量的影响,针对不同情况,提出了两种对空气折射率进行实时误差补偿的方法。     

同时测量粒子尺寸和速度激光散射系统

提出了同时测量粒子尺寸和速度的三光束激光散射系统，叙述了系统的组成，测量原理，以及信号采集和数据处理。并给出了应用本系统对电动喷枪喷雾水滴的尺寸和速度分布的同时测量结果。     

大型圆柱形工件形状误差综合检测的理论与方法的研究

本文提出了一种适合在加工过程中对大型圆柱形工件形状误差进行在线综合检测的方法。文中分析了测量方法的原理，介绍一种简单、实用的测试系统。     

收发分体式四自由度激光测量系统耦合误差建模与补偿

线性导轨广泛应用于精密机床和仪器,其运动精度直接影响所在设备的空间定位精度。针对团队前期研制的收发分体式四自由度激光测量系统可以测量导轨直线度、俯仰角和偏摆角,但其直线度与角度测量结果间存在耦合干扰问题,提出了一种误差建模与补偿方法。根据激光测量系统的原理和结构,分析并确定了耦合误差的主要来源,利用矩阵光学及齐次坐标变换的方法建立了耦合误差的补偿模型。以雷尼绍XL-80型激光干涉仪为基准,对所建立的误差补偿模型进行了实验验证,结果表明:利用所建模型补偿后的直线度和角度测量误差均降低了75%以上。所提出的误差建模与补偿方法不但有助于提高四自由度激光测量系统的精度,同时也有助于降低其成本。     

手推式钢轨外形几何尺寸测量系统

研制了一种手推式钢轨外形几何尺寸测量系统。利用激光线光源投射于钢轨表面,钢轨外形轮廓的光截曲线成像在CCD上。经过灰度变换、边缘提取和中心线提取,获得截面处的钢轨外形曲线。将其标定后,与钢轨标准曲线进行比较,从而求得实测钢轨的磨损量。该系统具有体积小、重量轻、实时处理、操作方便等优点。     

关于建立工件在线测量系统的若干问题的讨论

实现工件的在线测量，除应有正确的测试理论及方法外，在实施过程中，传感器的合理选择、灵敏度的准确标定，采样点数的正确选择，外界干扰因素的排除及减小和计算机的合理利用等也是非常重要的，它们往往是影响在线测量精度的重要因素，甚至是影响测量系统成败的关键。     

基于误差分解定权的工业测量空间线面拟合算法

针对工业工件拟合中测量数据由于测量仪器特性导致的不同方向误差分量差异问题进行了研究,提出了基于误差分解定权的工业测量拟合算法。该算法考虑了工件姿态以及测量仪器和测点的空间关系,分析了纵向误差和横向误差分量对空间直线和空间平面拟合的影响,然后通过影响量对测量数据进行定权,从而削弱仪器测量误差对拟合结果的影响,提高工件拟合精度。实验结果表明,该算法相比等权拟合精度可提高约16%。     

接触式表面轮廓测量的非线性误差分析与补偿

测量触针随杠杆绕支点转动产生圆弧轨迹,其水平方向位移偏差会对大量程接触式表面轮廓测量形成误差。在改进传统测杆结构的基础上,建立了测量结果的非线性误差数学模型,推导出多项式拟合误差的补偿算法。提出了拟合标准球计算误差补偿参数的方法。通过对半径为79.505 3mm的球冠测量,得到半径尺寸误差小于1μm,实验证明了取得了较好的补偿效果。     

激光跟踪测量系统

介绍了激光跟踪测量系统的组成、工作原理、测量方法,并就其使用中应注意的问题作了阐述.     

被动式激光跟踪测量方法及其误差补偿技术

针对主动式激光跟踪仪跟踪测量系统复杂、研制成本高的问题,提出了被动式激光跟踪方法用于测量目标点的空间坐标。首先基于HTM方法建立被动式激光跟踪测量系统的误差分析模型,提出相关误差参数的检测方法,在对测量误差进行补偿后,被动式激光跟踪测量系统的空间坐标测量误差从550 μm降低为150.8 μm。为进一步提升测量精度,采集经误差补偿后的残余误差作为样本数据,利用BP神经网络对样本数据进行训练;利用训练好的BP神经网络模型对被动式激光跟踪测量系统的残余误差进行补偿,空间坐标测量误差从150.8 μm降低为51.6 μm。相较HTM误差补偿方法,HTM+BP神经网络模型的补偿效果提升了65.8%。     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。     

基于图像光散射颗粒粒度测量方法研究

研究了基于图像的光散射颗粒粒度测量系统。结合图像处理技术,提出一种最小二乘原理圆拟合光环定中方法,设计CCD探测器光环尺寸与颗粒粒级划分数目。搭建了颗粒光散射图像测量硬件系统,利用非独立模式差分进化算法反演出颗粒粒度。通过8种聚苯乙烯乳胶球标准颗粒实验对测量系统准确性进行验证,测量误差在3%之内;对2种不同体积分数的大豆蛋白乳液进行了测量,与图像粒度仪对比偏差在5%之内。实验结果表明:采用最小二乘原理圆拟合方法定中提取到的散射光能与理论分布更加吻合,35环的光环划分方式有利于获得相对良态特性的光能系数矩阵,该测量方法为颗粒粒度测量提供了一种光散射法有效改进方式。     

基于线激光扫描的核电换热板厚度测量方法研究

为实现核电换热板厚度尺寸的现场快速检测,搭建了面向复杂薄壁零件厚度测量的线激光三维测量系统,针对线性导轨与传感器相向排列特点的位姿标定方法进行了研究,建立核电换热板三维数字化模型,并针对换热板表面曲率缓变的结构特点,提出基于点点距离与空间聚类的厚度尺寸计算方法,实现核电换热板厚度尺寸高效计算。实验结果表明：系统测量精度优于0.15 mm,检测时间≤2 min,计算的换热板平均厚度0.992 1 mm,可满足企业现场(测量精度优于0.2 mm、检测时间≤5 min)检测要求。     

基于虚拟仪器的火焰尺寸测量系统设计

针对可燃物燃烧过程中难以实时测量火焰尺寸的实际难题,本文基于虚拟仪器平台开发实现了一种实时测量火焰尺寸的非接触测试系统。该系统采用USB1080P高清摄像头实时采集火焰图像,对火焰图像进行目标区域划定及图像处理、边缘点检测。基于圆点基准图建立像素距离与实际尺寸关系,实时获取火焰的真实尺寸。实验结果表明,该系统具有快速实现对火焰尺寸的测量、图形化显示、数据存储,实时观察火焰尺寸变化及WEB发布等功能。