基于激光位移传感器的覆铜板测量中抑制振动噪声的研究

该文构建了覆铜板激光传感器在线动态扫描测厚系统。采用直射式三角激光位移法的激光传感器实现覆铜板在线测量。针对扫描测厚产生的振动噪声实现五层小波和递推最小二乘去噪的设计。实验结果表明：该技术相比于多尺度小波或RLS去噪更适合于覆铜板厚度测量。     

微波腔体微扰法在测厚技术中的应用

本文介绍一种微波腔体微扰法测量介质薄膜厚度的仪器。它的主要特点是:用圆柱TE_(011)模谐振腔作为介质膜厚度测量的传感器,将非电量厚度的参量转换为谐振的频偏值,用电调谐的场效应压控振荡器(FET-VCO)作为微波源。它们与指示电路组合构成测厚装置显示介质膜厚度。其结构简单,测量快速方便,可实现非接触测量,不受静电干扰,对ε'_r=2.0～3.0的塑料薄膜、分辨率优于032μm。     

激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度

针对传统测量平板玻璃厚度的不足,基于光的折射原理,提出一种双路激光对称透射法,设计了在线测量平板玻璃厚度的装置,以线激光做光源,以对称平面镜组为光路转换装置,将对称分布的光路调制为两束相互平行的线激光,线阵CCD 传感器作为视觉探测工具,并针对测量图像的特点,选定背景与目标的过渡区域段的灰度值,作为单束线光带图像的边界阈值,使用改进灰度重心法提取线光带中心像素。通过对待测样品的实验检测,结果表明该方法测量精确可达0.1mm,该精度符合玻璃生产线中对其厚度检测标准的要求。由此证明了该方法的可行性,并具有良好的实用价值。     

基于阈值和小波去噪的激光在线测厚技术

采用激光三角位移法实现传感器对锂电池在线涂层厚度的测量.针对激光测厚所产生的静态和动态误差,静态误差通过系统标定滤除,动态误差采用阈值判断和多尺度小波算法实现高频去噪,保留低频有效膜厚.实验结果表明:该技术相比于单一的多尺度小波去噪,更适合于非连续性的涂层膜厚测量.     

基于像散的光学元件厚度非接触测量研究

为了解决光学工厂低成本高精度检测光学元件厚度的实际问题, 采用像散法厚度测量技术搭建了测量系统, 并进行了理论分析和实验验证。该系统通过柱面镜引入像散形成长宽比与厚度相关的椭圆光斑, 基于实时图像处理获得元件厚度, 具有较高的测量效率, 最后使用商用玻璃平片及平凹透镜进行了测量实验。结果表明, 该系统测量不确定度在置信概率95%时小于2μm, 中心厚测量范围为25mm, 能够满足目前一般加工公差要求; 该装置操作简单、精度高、成本低, 可用于测量透明及不透明材料, 适用范围较广。该装置为企业提供了一种低成本、非接触、高精度的厚度测量方案, 适合中小型光学加工企业使用, 具有广阔的应用前景。     

基于线阵CCD的光电玻璃测厚方法研究

玻璃厚度是衡量玻璃制品质量的一项重要性能指标。为了检测平板透明玻璃的厚度,提出了利用线阵CCD传感器作为光电接收器件的玻璃测厚装置,介绍分析了以CCD传感器作为光电接收器件透射式测厚法、单激光反射式测厚法、双激光反射式测厚法3种光路结构原理、以及性能特征。     

光纤位移传感器在PET瓶胚壁厚测量中的应用研究

为了实现对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶胚壁厚实时、高效、高精度的测量,采用理论仿真结合实验验证的方法,以标称3.5mm厚型的PET瓶胚为例给出设计实例,建立了PET瓶胚壁厚测量的光学模型,根据光线追迹原理分析验证反射式光纤位移传感器在测量PET瓶胚壁厚中应用的可行性,并利用LIGHTTOOLS软件进行仿真模拟,最终设计出一种基于反射式光纤位移传感器对PET瓶胚壁厚实时测量的装置,并进行了实验验证。结果表明,实验装置的测量量程为3.20mm~3.80mm,线性度为15.8%,灵敏度为0.8448mV/μm,该装置相比传统测量效率提高了30%以上。这对提高实际检测效率和精度具有参考应用价值。     

激光在线测厚振动分析与精度优化

激光测厚具有安全可靠、测量精度高、测量范围大等优点,广泛应用于纸张、电池极片等薄膜类材料厚度的在线测量。带材宽幅方向扫描测厚时由于扫描架往复运动会产生机械振动,影响在线测厚精度。针对该问题,以锂离子电池极片厚度测量为例,使用双激光差动式测厚平台对电池极片和铜箔分别进行厚度测量,然后对测厚数据进行频谱分析,探究其振动规律的相似性,并基于频谱分析结果采用滑动带阻滤波方式对测厚数据进行处理,滤波后极片和铜箔的厚度极差分别降低了33.4%和73.8%,有效过滤了机械振动导致的测量误差,可满足极片和铜箔厚度测量的精度要求。     

“激光动态测厚仪”通过技术鉴定

工业上很需要对一些板材、带材厚度进行在线测量,但一直缺少一种合适的非接触式动态测厚仪器。上海交通大学最近研制成功的激光动态测厚样机,就是利用激光对运动状态下的板、带材厚度作非接触式无损检测的新颖装置。 该仪器包括主机、信号处理系统、微型计算机及电源四部分,能实现非线性、双测、动态实时检测。由于在仪器中采用了双测不对称接收系统,扩大了激     

基于X射线的薄膜在线测厚系统

本文设计了一套能够进行实时厚度测量的X射线测厚系统。在文中我们介绍了该测厚系统的测厚原理、系统方案以及软件设计。目前该测厚系统已经成功运行在PVC薄膜生产线上,满足了薄膜生产企业对厚度测量系统的要求。     

双面光学共焦技术的透镜中心厚度测量设计

基于共焦法测量透镜中心厚度的装置中,需要光进入透镜内部发生折射和反射,但这会影响测量精度。为了解决这一问题,在共焦法原理的基础上,采用双面光学共焦的测量方法,设计了一套透镜中心厚度的测量装置,并进行了理论分析、误差分析和试验验证。结果表明,该装置测量范围能达到30mm,测量精度为2m。该装置实现了对透镜中心厚度的高速非接触测量,完全能达到实际测量的需要。     

位差超声波传感器在智能玩具机器人中的应用

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器,它在非接触性测量方面应用非常广泛,笔者根据智能玩具机器人的距离感知系统的软硬件设计过程,介绍了位差超声波传感器在智能玩具机器人中的应用,给出了位差超声波传感器与单片机系统的硬件电路接口和距离检测软件的编程思路,并通过实验,得出了其测量精度与测量距离以及与被测物体反射角之间的关系。     

数字式红外CO2测量仪

介绍了用红外传感器和微处理器组成的ＣＯ２测试议,讨论了增加仪器灵敏度和消除误差的方法。实验结果表明,利用这种技术可以组成廉价的气体成份分析仪。     

用于微摩擦测试的微力传感器及其制作

微构件表面的摩擦状况和磨损机理与宏观构件有较大的区别，需一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器。给出了一种新型硅微力传感器的设计原理、结构、制作工艺及其弱信号采集方法。静态性能测试结果表明，传感器最大输出电压2000μV，重复性约为1．3％，灵敏度约为65V／N，分辨率为46μN，总精度为2．3％，基本上满足了微摩擦测试的需要。实验及计算表明，通过优化微力传感器的结构，改进芯片的封装，可以大大减少其体积，并提高其各项性能指标。     

紧凑型光谱薄膜测厚仪的研制

为了开发一种用于测量各向同性均匀薄膜介质厚度的紧凑型薄膜测厚仪,采用了共光路垂直入射设计,利用薄膜干涉原理,通过非线性优化算法对反射光谱进行了拟合,反演计算出了薄膜样品的厚度。采用该仪器测量部分SiO2/Si薄膜样件,测量结果与商业椭偏仪测量结果之间的相对偏差小于0.5%,而单次测量时间仅为70ms。结果表明,该薄膜测厚仪具有对测量距离不敏感、光路简洁、结构紧凑及重复性精度良好等优点,对实现在线实时测量功能具有积极意义。     

基于ARM7的防水卷材厚度测控系统

针对防水卷材生产过程中测量精度低、延时过长、干扰多等问题,提出了一种以激光传感器和CCD技术相结合、以ARM7为控制核心的防水卷材厚度测控系统的方法。实际测量现场中,CCD激光位移传感器的不同轴不同步、测量装置受到外部振动干扰以及因环境温度变化导致的工作台变形都是引起测量误差的重要因素,系统结合特殊的测量方法在线补偿测量误差和模糊PID控制步进电机,由此构建了一个防水卷材厚度测控系统。实际应用表明,该系统可以有效抑制外来多种干扰因素的影响,从而实现对防水卷材厚度高精度的非接触式动态测控。     

PSD精密薄板在线多点测厚系统

为满足精密薄板厚度在线测量的精密性、实时性和可靠性要求, 将基于调制、带通滤波和峰值检测的信号处理技术与激光三角法相结合, 设计了高精度 PSD微位移传感器, 并利用多个传感器和差动三角法制作了采样速率达到 1 kHz, 测量厚度范围为 6 mm, 测量精度可达 10滋m的薄板多点测厚系统原理样机。系统基于 SOPC技术, 在 FPGA内扩展了多个串口作为测量数据传输通道, 同时采用 ARM9微处理器做控制中心, 利用其内部的 SMC(静态存储控制器)与 FPGA连接, 实现了测量数据的实时传输、处理和显示。最后, 对系统的稳定性以及影响因素进行了测量和分析。     

斯托克斯光偏振态测量系统的优化

为了满足光偏振态分振幅测量模块（DOAP）对分光棱镜复杂且严格的加工要求,采用在经典DOAP透射光路及反射光路各引入一块波片的方法,组成改进后的光偏振态测量模块。推导了新的仪器矩阵表达式,通过分析波片参量对仪器矩阵条件数的影响,得到了最佳波片的参量及其关系。结果表明,优化后的斯托克斯椭偏仪测量薄膜样品的厚度和折射率的标准差分别为0.1nm和0.001。通过选择波片的最佳方位角或相位延迟量可以实现斯托克斯椭偏仪仪器矩阵的优化,从而提高系统的测量稳定性及可靠性。     

微温脉动仪系统的研究

为评价云南天文台抚仙湖太阳望远镜的圆顶视宁度,研制了一种能测量常温、微温脉动的仪器。在天文建筑物附近安放两个微温传感器,可以测量影响天文观测的湍流强度的分布情况。介绍了微温脉动仪器的工作原理,硬件设计,软件设计以及仪器的测试。测试结果表明,该微温测量结果达到了多个传感器响应时间快与同步测量要求,并且微温脉动测量达到约0.01℃的分辨率,常温测量达到0.1℃精度。     

基于单片机的温度数据采集器

介绍了基于单片机的多通道温度数据采集器的设计,采用AT89C52单片机作为CPU,设计了能与多种温度传感器配合使用的信号调理接口电路,并且提出基于软、硬件相互配合解决了热电偶测量过程中冷端温度补偿的方法,通过分析干扰对系统的危害性,设计了"看门狗"电路;设计了RS 485串行通信接口,以便与上位机进行数据通讯。同时设计了一部分和硬件配套的软件,编写了串行通讯程序和A/D转换子程序。