安装偏心对圆光栅测角精度的影响及误差补偿技术研究

介绍了圆光栅测角系统的组成结构,分析了安装偏心对圆光栅测角精度的影响并提出了一种偏心误差补偿的方法。分析和实验结果表明,对精密测量圆光栅进行偏心补偿是十分必要的,而所采用的两个读数头对径安装读数的补偿方式有效的减小了偏心误差,提高了圆光栅的测角精度。     

基于MSP430单片机的高精度转台角速率校准系统设计

为了对转台进行现场校准,设计了一套基于MSP430单片机的高精度转台角速率校准系统,实现了对速率转台的高准确度角速率测量校准,并给出了测试实例.该系统采用定时测角法,用高准确度恒温温补晶振作为时间基准时钟,用单片机控制正交解码芯片HCTL-2032,对圆光栅传感器输出的正交信号进行解码计数,同时设计了硬件周期同步电路,...     

光栅编码器在激光陀螺平台系统中的应用

针对激光陀螺平台系统中测角装置高精度、高稳定度与合适动态范围的技术要求,选用RENISHAW新型增量式圆光栅作为测角装置.采用FPGA芯片设计了光栅测角系统的信号处理电路,对光栅信号进行了时序同步、抗干扰数字滤波、倍频与鉴相,设计了计数电路及与上位机的通信接口.分析了误差产生的原因,并利用激光陀螺标定了测角装置的实际测量精度.实验结果表明,设计实现的测角装置测角分辨力为3",测量精度优于±8",动态角速率测量范围为O°/s～360°/s,测量结果准确,性能稳定.     

基于MSP430的高精度转台角速率校准系统设计

依据GJB1801-1993《惯性技术测试设备主要性能测试方法》设计了一套基于MSP430单片机的高精度转台角速率校准系统,实现了对速率转台的高精度角速率测量校准并给出了测试实例。该系统采用定时测角法,用高精度恒温温补晶振作为时间基准时钟,单片机控制正交解码芯片HCTL-2032对圆光栅传感器输出正交信号进行解码计数,同时设计了硬件周期同步电路保证了系统的等精度测量,最后由上位机应用软件做数据处理并显示、存储、报表打印。校准结果表明：在北京长城计量测试技术研究所超低速转速标准装置上进行角速率（0.001°/s~600°/s）校准,结果最高精度在360°间隔达到3×10-7。     

浅谈圆光栅编码器的检测——圆光栅编码器与数显表的匹配

一、检测方法根据JJG900-1995《光电轴角编码传感器》检定规程,检测圆光栅编码器的准确度是用正多面棱体和自准直仪或分度头、精密转台、精密测角仪进行直接检测的。二、测角准确度光电轴角编码传感器的测角准确度A类分为7级,B类分为5级,其要求见表1,准确度的检定结果以测角误差的峰值P与谷值V之差a(即最大间距误差P-V)表示,也可以用数值a的1/2冠以±号表示。三、数显表的分辨力和圆光栅编码器的准确度等级应相匹配当圆光栅编码器和数显表直接连接时,如果以正多面棱体和自准直仪产生一个标准角,读数显表的方波的脉冲数时,可能会出现数显…     

HP5528A激光干涉仪在小角度细分精度测试中的应用

本文介绍用ＨＰ５５２８Ａ激光干涉仪的角度测量组件与多齿分度台相结合对圆感应同步器或圆光栅等测角系统的小角度细分精度进行测试的原理和实际应用，以多齿分度台为标准对ＨＰ５５２８Ａ测角系统在小角度测量范围内的系统误差进行检定，利用该仪器的预置功能对系统误差作补偿，可使１度范围内的细分测角精度提高到０．１角秒左右。     

等分多读数头位置偏差对测角误差的影响研究

提出了一种针对等分多读数头系统中读数头位置偏差对抑制测角误差作用机理的分析方法。介绍了读数头在非理想位置引入测角误差的理论分析和仿真实验方法,利用频谱分析法分离谐波误差,获得各阶误差幅值的衰减率用以计算测角误差。将该方法应用于等分双读数头编码器误差分析,结果表明读数头在0.5°位置偏差时,引入的测角误差在±0.09″范围内。     

锁相技术用于光栅信号细分

本文介绍了应用锁相技术对光栅信号进行高倍率插补的原理、方法、实施的技术途径及实验结果。该项技术已应用在实际的测角系统中并获得满意的结果。实验结果:T=500(T—细分份数);分辨率0.02″(角秒)时电路细分最大误差θ_(Σmax)<±0.01″。显然该项技术可用于任意插补值的光栅信号细分处理中。     

测量角位置误差时自准直仪读数与正多面棱体偏差的符号取定

研究了自准直仪 -正多面棱体测量系统检定测角系统角位置误差时 ,自准直仪读数增加方向、正多面棱体安装后随轴系转动时工作面序号增加方向和轴系角位置数显读数增加方向在角位置误差计算过程中如何影响自准直仪读数、正多面棱体偏差的符号取定。最后通过一个测试实例来说明。     

新型光栅信号数字细分技术及其误差分析

在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中,利用A/D转换器和单片机,用软件编程的方法,对光栅读数头输出的sinθ和cosθ函数进行新的构建,形成一线性函数。通过对新建函数和原函数进行过零检测,实现莫尔条纹八细分,然后,用软件来实现对线性函数的幅度分割,采用查表的方式实现莫尔条纹十细分。本还对此方法引入的误差进行了研究,与传统的细分法相比,此方法硬件电路简单,细分误差小,且便于误差修正,能实现高精度角度测量。     

一种基于CPLD的图像动态采集方法

提出了一种图像动态采集方法,用光栅位移传感器替代传统步进电机装置确定摄像头位置,将原来以步进电机驱动为核心技术的主动定位变为从动定位,引入光栅传感器作为定位元件,省掉了驱动电源、步进电机、减速机构等装置,大幅度减小体积和重量。用89S51和CPLD(大规模可编程逻辑器件)设计控制模块,采集处理光栅信号,实时发送摄像头控制信号。采用VHDL语言编制控制程序,简化了硬件逻辑设计过程,电路简洁,控制可靠。可广泛用于等距序列图像采集、空间物体的多图像定位、三维物体或场景的反求等。     

固态微波功率器件测量夹具及其校准技术研究

固态微波功率器件由于其封装形式的特殊性,测量过程中必须引入测量夹具作为桥梁,才能完成接口形式的转换,进而开展测试工作。针对固态微波功率器件微波电参数在测试中,测量夹具给测量结果带来影响的问题,对固态微波功率器件测量夹具及其校准技术进行了研究。文章介绍了采用TRL校准方法,并利用矢量网络分析仪的误差修正功能来去除测量夹具误差,从而得到被测器件的真实性能参数。通过具体试验数据表明,对测量夹具的校准和误差的去除是可行有效的,从而可以在测量结果中去除测量夹具的影响而得到被测器件的"净"参数。     

应变测量仪的自校准电路设计及应用

为解决应变测量仪在使用分流法进行校准时存在的费时耗力效率低下、精度不足等问题,实现应变信号的高精度采集,研究并设计了低漂移、低噪声的自校准电路,程控配置采集通道和校准信号,拟合出采集信号和自校准信号之间的函数关系式,获取校准系数,对应变测量结果进行校正,有效降低应变测量的温度漂移误差和噪声误差,满足应变测量仪精度的指标要求。     

视频引伸计标定装置设计及标定方法研究

视频引伸计被用于测量材料的变形,需要进行在线标定和校准,然而目前尚无相应的标准和校准规范的指导,针对此,设计了一种光栅式引伸计在线标定装置,主要由控制器、步进电机、机械传动机构、光栅位移传感器、显示器以及上标定板、下标定板组成。第三方校准结果显示,该装置标距标定板最大相对示值误差为0.07%(Urel=0.04%,k=2);光栅位移部分技术指标:小于等于1/3mm时,绝对误差小于0.3μm(U=0.1μm,k=2),大于1/3mm时,相对误差小于0.1%(Urel=0.04%,k=2),技术指标明显优于使用要求。用该装置对视频引伸计进行了重复性和稳定性验证实验,对标定结果评定了不确定度。结果表明:该装置技术指标完全满足视频引伸计的在线标定。     

基于动态可变阈值的低功耗单声道气体超声波流量计

为克服气体涡轮流量计存在压损和需定期校准的缺点,研制了耐高压低功耗单声道气体超声波流量计.针对换能器因阻抗不匹配造成的回波信号质量差的问题,分析了回波信号的特征,提出了动态可变阈值和过零检测的数字信号处理方法.该方法可精准定位回波信号特征点.研制了以STM32为核心的低功耗气体超声波流量变送器.变送器采用了新的激励方式...     

高精度衍射光栅干涉仪的研制

提出了一种新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,配合正交信号的解相位细分原理,使得该系统可以达到纳米级分辨率.由于光栅干涉测量系统以光栅栅距作为测量基准,相对于传统干涉仪,光栅尺系统受环境因素造成的测量误差影响较小.通过实验校正,得到不同行程范围内光栅干涉测量系统的纳米级重复性误差,新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统适合于较长行程的高精度位移测量.     

计数器在主动式体积管流量标准装置中的应用

针对主动式体积管流量标准装置中光栅卡性能不稳定有时无法锁存数据的问题,提出使用计数器代替光栅卡进行标准体积值测量的方法。主动式体积管使用光栅尺作为测量标准器,根据光栅尺信号的特点,采用双计时法实现光栅尺信号采集;通过自制同步电路与ADAM4080计数器搭配使用,解决了信号采集丢失脉冲的问题,确保了流量测量的准确性。经对比实验证明,本文研制的系统与原系统的标准流量采集误差小于0.005%,验证了该方案的可行性。     

车台用角位移传感器自动分度校准系统设计

为实现高精度SJJF型数显手动分度头的数控化改造应用,满足某航空发动机整机性能测试中车台用角位移传感器自动校准检测的实用性需求,解决手工角度分度耗时费力的难题,提出了角度量自动分度控制系统设计方案,运用逻辑可编程器件（Programmable Logic Controller,PLC）配合专用梯形图编程指令,实现角度光栅信号自动数字化采集、角度值换算、比例微分积分闭环控制（Proportion Integration Differentiation Controller,PID）定位及光栅对零,能够有效满足车台用角位移传感器线性度、灵敏度等校准精度要求,且节约了70%的时间,提高角度分度效率的同时也降低了劳动强度。     

一种紫外光谱测量的微型光纤光栅光谱仪设计

介绍了用于太阳紫外光谱250nm～450nm测量微型光纤光栅光谱仪,该谱仪采用C-T正交型结构,采用滨松自扫描光电二极管阵列(SSPD)为探测元件,介绍了谱仪的辐射定标和探测器驱动及数据采集电路设计,讨论了积分时间与信噪比之间的关系。     

通用卡尺多功能专用检具的研制与应用

利用量块具有一对相互平行测量面且量块的测量面可以和另一量块的测量面相研合而组合使用的特性,研制了可对通用卡尺内外尺寸等进行检定或校准的专用夹具。阐述使用通用卡尺多功能专用检具对卡尺内外尺寸等进行检定的特点。从而解决了检定通用卡尺当前无专用内尺寸检具的难题。