精密离心机动态半径的定位测量技术研究

精密离心机动态半径是影响精密离心机输出加速度精度的主要参数;对于高精度精密离心机的研制,必须对动态半径进行精密测量,并将测量结果作为补偿分量加入到精密离心机输出加速度修正数学模型中,以获得精确的加速度信号,同时为精密离心机输出加速度的精确评定奠定基础;文章介绍了精密离心机动态半径的外基准定位测试技术,包括多个定位平台的定位测试技术论证、测试系统配置等;该方法已应用于某高精度精密离心机动态半径测量中,实测结果表明,采用这种测量方法,动态半径的测量标准差为σ=0.21 μm,其测量精度满足高精度精密离心机研制的技术指标要求。     

一种非接触高精度平面高度差检测方法

精密光学系统的安装精度要求非常高,必须经过严格检测.提出了一种基于电容传感器的非接触平面高度差检测方法.以精密电容传感器为核心,利用多传感器的相对测量,减小了漂移的影响,实现了高精度测量;通过使用标准厚度块,增大了测量的量程和使用范围.文中对测量的原理和精度进行了分析,经鉴定,该方法测量精度达到2 μm.     

精密离心机动态半径测试方法研究与实现

为了对精密离心机动态半径进行有效的测量,提出了一种基于外基准的定点定位测量方法,并利用电容测微仪、24位高精度PXI数据采集卡搭建了动态半径测试系统;在测试过程中,首先对离心机动态半径数据进行等角度采样,然后精确提取精密离心机定位平台所在的转盘外边缘的局部数据,再将不同转速下的局部数据进行点对点的比较,计算出动态半径;对测量结果的不确定度进行了评定,评定结果表明,文中提出的测试方法能够实现对精密离心机动态半径较高精度的测量,测量精度可达0.085 μm。     

锥壳靶自动精密微装配系统

为解决多尺度、多形状的锥壳靶精密装配问题,研制了一套具有微米级定位精度的多操作手精密微装配系统.该系统具有3个多自由度操作手,能够针对不同形状、不同材质的零件进行拾取、装配.在显微视觉景深较小及装配空间光照有限的条件下,采用提升小波算法获得清晰的零件与操作手图像并进行相应图像的识别检测,实现了位置的闭环控制.通过3路显微视觉实现靶零件的在线测量,直线测量不确定度小于2μm,角度测量不确定度小于0.01?.装配实验结果表明,该系统能够保证微球中心与锥轴线的偏差小于5μm,微球中心与柱腔中心偏差小于10μm,与手动装配相比大大提高了装配精度.     

一种七自由度力反馈手控器测控系统设计

多自由度力反馈手控器是遥操作的重要人机接口设备,提出了一种七自由度力反馈手控器测控系统的设计方案,实现对手控器末端位置的测量和向手控器输出反馈力/力矩.详细介绍了该手控器的位置检测原理、力反馈控制原理和控制器的软硬件设计.在完成系统调试后对手控器系统进行了测试,测试结果表明:设计的手控器系统测量精度达到±0.5 mm,三维平动力反馈控制精度达到5％ FS,满足多自由度力反馈遥操作的需求.     

影像测量系统的精密校正方法研究及其应用

介绍了两种应用于影像测量系统的精密图像校正及其实现方法;不同的系统校正方法不同时所需要特征点的不同,需要设计并制作精密的标靶件作为比对参照对象,根据系统需求研发设计了两种精密校正样板,并介绍其使用方法;在此基础上,介绍了两种校正方法的基本校正原理及其算法.触摸式投影仪中,采用单筒显微镜头,其成像畸变较小,采用非线性的精密校正方法校正后,其重复测量精度为2μm.大视场影像测量仪中,采用线性校正方法,仪器重复测量精度为10μm,采用非线性校正的方法补偿了镜头的成像畸变后,重复测量精度为2 m以上;以上实验表明,两种精密校正方法的应用提高了仪器的检测精度.     

轮廓类精密机械零件尺寸测量技术

研究机械零件尺寸测量问题,提高测量结果的准确性。针对传统的零件尺寸测量方法中,不可避免的会产生测量误差。对小型轮廓类高精密零件操作时,由于精密零件尺寸对精度要求较高,测量中细微误差的存在对精度影响较大,导致精密零件测量结果准确率不高的问题。为了解决上述问题,提出误差补偿算法的精密机械零件尺寸测量方法。通过偏移量误差补偿,在偏移角度方向找到最佳判别方位,再进行尺寸距离误差补偿,并结合偏移和距离的双补偿方法,能够准确计算出尺寸数据,克服传统方法的缺陷,完成精密机械零件尺寸的准确测量。实验证明,改进方法大幅提高测量的准确率,取得了很好的效果。     

激光三角法在物面倾斜时的测量误差研究

相比传统的触针式测量,激光位移传感器因其高精度和非接触式测量的优点,在机械工程中已广泛使用。鉴于激光三角法的设计原理,当工件产生倾斜角时,激光位移传感器会产生误差。通过激光位移传感器、精密电移台、精密旋转台构建了实验测量系统,对测量数据使用Matlab进行分析,所用电移台的重复精度小于5μm,测得了不同倾斜角度下激光传感器的误差,用最小二乘法拟合进行了误差补偿。实验证明：误差标定后,激光传感器在测量倾斜物面时仍能保证高精度。     

基于LabVIEW的时钟脉冲式位移测量系统

基于时空坐标转换理论,提出将物理刻度虚拟化为脉冲刻度进行位移测量的方法在LabVIEW环境下实现系统的搭建和数据的处理;指出用频率可调的脉冲刻度来代替栅线刻度从而简化了系统结构,避免了精密刻线带来的技术难题和满足了不同测量系统的精度要求;20组测量值与真值精度的对比曲线表明,时钟脉冲式位移测量系统能够进行位移的测量并可以通过调节脉冲的频率来满足测试精度要求,达到设计要求。     

基于计算机视觉的齿条测量方法研究

提出一种基于计算机视觉的齿条测量方法。建立一套计算机视觉的测量系统,系统把CCD摄像机安装于光栅反馈式精密导轨上,精密导轨带动CCD摄像头移动对齿条各处进行图像采集,通过对采集图像的处理,实现全齿的测量,获得齿条的基本参数如齿距p、齿厚s等数据。实验对指示表卡尺齿条进行测量,并与东京精密S1910DX3轮廓度仪的测量结果对比,结果表明,此方法的测量精度能满足该类齿条测量的要求。该测量方法简单实用,有效提高了卡尺齿条的测量效率,为卡尺齿条的在线检测提供技术保障。     

基于μC/OS-II的嵌入式脉冲激光测距系统

激光测距系统中,时间间隔的分辨率是测距系统精确度的关键因素。采用ACAM的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1,设计并实现了一种基于自触发脉冲激光飞行时间测量方法的脉冲激光测距系统,给出了测距系统功能原理和电路设计。使用实时操作系统μC/OS-II作为系统控制核心,以确保测量精度。     

作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统设计

为解决当前控制系统存在对无人机落地高度测量误差大,落地各姿态角度大等问题,设计了作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统。选用CMOS模拟多路复用器ADG508单芯片,对系统硬件电源电路、AD转换电路、信号采集电路、时钟复位电路、存储扩展电路及调试与接口电路进行优化,通过测量无人机落地姿态,完成系统软件设计,结合硬件与软件部分,实现作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统的设计。实验结果表明,改进系统对无人机落地高度测量误差小,落地俯仰角、横滚角及偏航角小,具有较好的平衡控制效果,充分满足姿态测量需求。     

基于PMAC的某传动机构性能测试系统

本文介绍了采用PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)可编程运动控制器作为运动控制卡,对某传动机构的空载驱动扭矩、磨合、摇臂机构间隙、传动机构扭转间隙等性能指标进行自动测试。同时还阐述了采用PMAC对性能测试实时运动控制的硬件设计和相应的软件流程图。针对系统中的干扰,设计了相应的硬件和软件进行滤波,提高了系统测试的准确度。实验证明,采用速度控制外加位置闭环控制,提高了系统的定位精度;软件滤波配合滤波电路的使用,降低了系统的干扰,提高了测量精度。     

基于TDC-GP2的激光测距飞行时间测量系统

在激光盘煤测量系统中,激光飞行时间的测量是影响整个系统精度的关键因素。文章基于高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2设计了一种用于激光盘煤测量系统中的激光飞行时间间隔测量系统,介绍了TDC-GP2激光测距原理,给出了系统硬件及软件设计。试验结果表明,该系统结构简单、测量精度高,具有较高的可行性。     

远场机载天线方向图自动化测量

机载天线方向图测量,是天线装机后性能检查的重要依据.基于其测量原理,对远场机载天线方向图自动测量系统的硬件系统、软件设计、连接协议作了说明;采用VC++,编制系统控制分析软件,对远程控制,数据采集、处理及功能的程序设计进行了详细描述,软件界面简洁,人机互动好,具有实时监测功能.通过试验验证及分析,天线方向图自动测量相对于人工测量模式,其精度和效率大幅提高,突出了测量领域自动化发展的必然趋势.     

凝析油自动计量测控系统的设计

从减小生产工况对凝析油计量的影响、提高计量精度出发,提出了一种集凝析油产量和含水率计量为一体的高精度计量方案,介绍了该自动计量系统测控电路及其软件的设计思路,现场运行与测试表明该自动计量系统原理正确、工作稳定、精度较高。     

一种改进式TAC的高精度时间间隔测量系统的实现

设计了一种基于改进式时间-幅度转换器(Time-Amplitude Converter, TAC)的高精度时间间隔测量系统。该系统采用集成运放设计TAC中的电流可控的恒流源,并对TAC内部的积分控制部分加入宽带直流放大电路,来提高时间间隔测量的精确度;采用高精度的模数转换器采样TAC的输出,实现高精度时间间隔测量中的模拟到数字的转换;采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)完成系统软件设计,实现对TAC的控制。通过变换TAC的采样电阻的阻值,使恒流源输出不同的电流对电容进行充电,从而使TAC的输出电压满足高精度模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)采集电压的要求。实验表明,在测量时间范围为1us,800ns,400ns,200ns时,该系统的时间间隔测量的最小时间精度为400皮秒。     

基于电容传感器的塑膜厚度检测系统的研究

采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理,整个系统由测试单元、电机驱动单元、数据采集与处理单元组成.由于测试单元采用了电容、电涡流组合传感系统,信号的后续处理由基于LabVIEW软件平台的计算机自动完成,加速了测量过程.采用本系统取代传统的千分尺测量方法,可以使塑料薄膜厚度测量以完全智能的、实时的、非接触的方式进行精确测量.最后,通过比较组合测量系统与千分尺测量的测试结果,证明了该系统具有较高的精度,良好的可靠性与可行性.     

组件式公式编辑器在测控系统中的设计与应用

针对各种计算机测控系统中的无法直接测量得到的变量,采用脚本语言开发一种通用的组件式的公式编辑器。该公式编辑器可以应用到各种测控系统的软件开发中,用来扩充测控系统的功能,增加系统的灵活性和适用性。调用方法灵活方便,人机交互友好,界面显示直接形象,操作简便。该公式编辑器已成功应用到多套航空测控软件当中,运行稳定,计算精确,具有比较可靠的可重用性。     

一种新型位移- 数字转换方法的研究

通过对感应同步器位移测量方法的研究，提出了一种以感应同步器为传感器，将软件与硬件有机结合的位移-数字转换新方法。该方法将位移测量功能合理分配，在硬件设计上采用功能强的大规模集成电路，简化系统结构；对于占用硬件资源多而软件上又易实现的功能则直接由软件实现。研究与应用结果表明：利用该方法所设计的宽度测控系统具有测量精度高、结构简单、适应性强等特点，对位移测控系统具有一定的推广价值。