承压头对悬臂梁传感器测量精度的影响

用同一只称重传感器使用不同的承压头将获得不同的测量精度.分析了单球面压头和不倒翁压头的传力情况,还对误差进行了分析.通过实验论证了受力点变化及压头不同均对传感器非线性、灵敏系数有明显影响.     

石墨电极研磨机主振台微圆周振动的实时监测与控制

针对石墨电极研磨机主振台微圆周振动轨迹实时监测与控制的要求,采用了双测头电涡流传感器分别检测主振台X、Y向的振动.传感器标定数据的神经网络拟合方法保证了检测的精度.通过对主振台相对于测头振动位移的实时测量,可以得到主振台的微圆周振动动态振幅,从而控制机床以保证研磨加工的顺利进行并为电火花加工钢模提供了平动头的振幅参数.     

点阵测头成像视觉坐标测量系统的研究

柔性三维坐标测量在工业现场测量有较多应用.分析多目标点透视成像原理的基础上,提出了点阵测头成像视觉坐标测量的概念,给出系统完整的三种数学模型及求解方法.设计了一种实用测头,基于单台面阵CCD摄像机实现由三种类型测头组成的视觉测量样机.在距离摄像机1 000 mm,样机进行实际测量,并与三坐标测量机的检测结果进行比对.测试结果表明在摄像机成像面平行的两个方向的测量精度高于摄像机轴向测量精度.     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

接触式扫描过程中探针-样品赫兹耦合的建模与分析

随着微器件测量系统中微测头尺寸不断减小和测量精度不断提高,微纳测量中测头-样品间的形变误差对系统不确定度的影响是不能忽略的.为了研究二者间的相互作用和形变问题,根据材料应力-应变属性和赫兹理论,建立了微测球与样品的接触模型,并以玻璃测头和光学器件为分析对象,探讨了测量力、测球半径、样品曲率半径以及不同材质样品等对形变、形变区域半宽长度及最大赫兹应力的影响.结果表明:测球半径与样品曲率半径的作用机理相似,而且相较于探针测球半径因素,测量力和被测样品不同曲率半径因素对探针-样品间形变的影响更为显著.     

基于压电加速度传感器的振动测量系统研究

为实现对振动的有效测量,构建了压电加速度传感器的振动测量系统;对压电加速度传感器的力学模型及基本原理进行了有效地分析,并采用灵敏度比较法标定传感器,提高了整个测试系统的测量精度和可靠性;并应用了信号处理中的相关滤波原理;测试系统由压电加速度传感器、高速数据采集卡及Labview2010软件开发平台构成;软件功能主要有信号采集、历史数据读取、数据滤波、时频域分析等;搭建了工程实际测振的实验模型,并根据其频谱特性判断内部缺陷;实验结果表明,该测振系统运行稳定,操作简单,具有很好的可扩展性及可移植性,能实现准确、高效、实时的振动测量。     

基于MEMS微触觉测头和纳米测量机的特征尺寸测量

针对微小结构几何量测量的需求,通过集成MEMS微触觉测头和纳米测量机构建了高精度的测量系统.在验证测头性能的基础上,完成了一系列判断测头测量分辨力和精度的实验,在轴向、同向横向、异向横向三个方向测量的标准偏差分别为41.755 2 nm,6.05 μm,6.16μm,同时,在扫描实验中进程回程扫描差值的标准偏差为23.088 nm.     

探头偏转角对皮托管测速精度影响分析

皮托管在进行流场风速测量过程中,其探头偏转角对测量精度有很大的影响.针对皮托管探头偏转角对测量精度的影响,根据皮托管测量原理和数据处理方法,建立了仿真分析模型,选取Fluent中Standard k-ε Model作为流体力学分析控制方程.通过分析现有锥形及球形感应头对流场的影响,并改变感应头偏转角,分析了偏转角对皮托管风速测量精度的影响.结果表明:锥形感应头对流场的扰动小于球形感应头,当锥形感应头偏转角为15°时,皮托管对被测管道内流场的扰动最小,测量精度最高.     

一种基片式光纤光栅应变增敏传感器

针对传统裸光栅直接粘贴式应变传感器应变灵敏度小的缺陷,提出了一种基片式光纤光栅应变增敏传感器,通过设计杠杆增敏结构的封装基片实现对光纤光栅的应变增敏.该传感器具有较大的应变放大机制,其测量精度与稳定性超过了裸光纤光栅.建立了该传感器的理论感知模型,并进行了与有限元仿真分析.由等强度悬臂梁标定实验可得该传感器实际应变灵敏度为6.122 pm/με,与理论结果和仿真结果一致,且线性度达到0.99998.通过动态激振实验对该应变增敏传感器的动态响应进行研究,实验结果表明该传感器能够在0～100 Hz范围内保持一致的增敏效果,能够良好的跟踪动态应变.该传感器在大型机械装备的健康监测与故障诊断方面具有良好的应用前景.     

基于RANSAC的便携式激光扫描测量臂手眼标定方法

便携式测量臂和激光扫描测头手眼关系的确定是便携式激光扫描测量臂系统中的关键问题。针对测量臂末端相对运动旋转轴之间的夹角和测量臂与扫描测头相对运动的旋转角差值这两个影响手眼标定精度的因素,设定激光扫描测量臂标定数据筛选原则,提出一种基于随机采样一致性的自适应阈值手眼标定算法。蒙特卡洛仿真实验和激光扫描测量臂实测实验结果表明,提出的算法对四元数方法求解的相对旋转轴和平移向量误差标准差精度分别提高了2.42%,4.14%,可以满足便携式激光扫描测量臂系统的测量精度要求。     

About the Modeling of the Indentation of a Virus Shell: The Role of the Shape of the Probe

This article studies the effect of the geometry of the probe on the nanoindentation of a virus. Theoretical continuum models and numerical simulations are presented for two different probes with different shapes, namely cylindrical probes with a spherical end and cylindrical probes with a flat end. The finite element method is used and the numerical results show that the use of the probe with a spherical end reflects more nonlinearity, probably due to the Hertz effect.     

回转体七轴综合测量的数据融合研究

针对回转体七轴综合测量,研究了电感测头采集到的三组柱坐标系下数据的融合方法。介绍了测量系统的工作原理,详细分析了各测头在敏感方向和非敏感方向位置的标定方法,结合标定结果建立了数据融合模型。该系统实现了工件一次装卡完成内、外轮廓的全部几何参数的测量。实验表明：该系统的测量不确定度在0．02mm以内。     

A pair of parallel differential magnetic‐field probes with high measurement accuracy and high electric‐field suppression ratio

Magnetic‐field probes can be used for electromagnetic interference measurement of high‐speed circuits. The main magnetic probe performance includes sensitivity, spatial resolution, electric‐field suppression ratio (EFSR), and measurement accuracy. In this article, a pair of differential magnetic‐field probes is proposed to improve measurement accuracy without reducing sensitivity. The proposed differential probes consist of two asymmetric loop probes, which are designed in the same plane and separated by a row of periodic vias. The proposed differential probes are fabricated under PCB process. High accuracy can be achieved by measuring difference between outputs of the two probes. In addition, EFSR can be improved by size optimization of the differential magnetic‐field probes. Simulation and measurement results show the operating bandwidth is from 100 MHz to 12 GHz, the measurement error is 3.4% and the EFSR is about 40 dB. The proposed probes have higher measurement accuracy and higher EFSR than the conventional single probe, and larger operation bandwidth than the stacked differential probes.     

工件尺寸非接触在线检测方法与实验研究

为了避免直接接触测量工件外径时造成的表面磨损,基于外圆磨削加工切削余量小的特点,提出了基于电涡流传感器的非接触在线检测方法,并对采用电涡流传感器进行圆柱类工件直径的非接触式测量进行了详细的实验研究.在实验中,使用不同形状的工件对该方法的线性度、分辨率和灵敏度进行了测试,并且还讨论了不同材料对测量结果的影响.实验结果表明,提出的非接触式测量方法是可行的,测量的精度和效率都得到了显著的提高.     

光学电流传感头的非理想性和组装工艺分析

商用化的光学电流传感器的误差一般要求小于0．2％,而磁光探头是决定该类传感器性能的关键部分,其设计和加工误差均会极大地降低测量精度。此外,组装工艺的不完善也会引起一定的双折射效应,不仅降低了传感器的灵敏度,同时,双折射随环境温度而变,从而导致测量的不稳定性。针对这些问题,对磁光探头物理结构上的非理想性和组装工艺进行了深入的理论分析和数值模拟,并提出了详细的改进措施,对解决光学电流传感器的探头设计、测量精度和测量稳定性等问题具有较大的参考价值。     

基于联合建模的中小型航天器对接杆缓冲性能分析

基于中小型航天器对接过程可以考虑在对接杆部分实现缓冲的思想,改变对接杆构型,采用变形能力大的对接杆提高对接冲击的缓冲性能,通过Pro/ENGINEER与MSC Patran和MSC Dytran的配合使用,对普通圆柱直杆、弓形杆和球形杆等3种构型的对接杆进行建模,仿真分析其在正碰和斜碰情形下的缓冲性能,并通过改变碰撞初...     

基于石油套管壁厚检测的多聚焦探头研究

为了实现对石油套管的全覆盖壁厚自动化检测,提出由阵列式多聚焦探头围绕石油套管旋转组成自动化壁厚检测系统。根据超声聚焦探头的测厚原理,分析聚焦探头的焦距和晶片尺寸与聚焦声束的关系,选择合适的聚焦探头组成阵列式多探头自动化壁厚检测系统,进一步研究探头与石油套管之间的最佳距离和阵列式多探头与扫描速度之间的关系。实验结果表明：自动化壁厚检测系统可以准确、可靠、快速地实现对石油套管的检测,检测系统满足实际生产的API标准。     

振弦式传感器测量死区机理分析与性能优化方法研究

针对振弦式传感器普遍存在测量死区的现象,以大量程位移计为研究对象,通过ANSYS分析手段、材料力学和振动学理论,对振弦和弹簧的振动特性和振动能量进行机理分析,通过不断的参数优化,获得了令人满意的理论分析结果,最终为提高传感器的可靠性和测量精度提供了优化设计方案.经过对比实验测试验证,由优化设计方案试制的新传感器的性能指...     

基于光纤的测量瞬态电场的球形传感器

在电力系统中，除了电场的计算方法外，电场的测量也是一种很重要的手段。在一些特殊的场合，测量甚至是唯一的方法。介绍了一种可用来测量随时间周期性变化或瞬变电场的球形传感器，对球形探头测量电场的基本原理和一、二、三维电场探头的结构及测量误差做了分析，并介绍了二维球形传感器测量系统及其应用。     

航空发动机整机振动测量和分析方法

目前国内仍有很多航空发动机试车台使用的是模拟振动测量仪,滤波和积分选择均需针对机型专门定制,灵活性不够,同时也不能分析振动频率,满足不了发动机振动分析的要求。选择合适的振动传感器、振动测量仪并采用合适的软件分析方法,迅速准确地测量发动机的振动值并分析振动频率是发动机厂、所对发动机整机台架试验的要求。在发动机整机振动测量选择了压电式加速度传感器并使用带有抗混滤波的差分放大器以消除频率混叠和共模干扰,编写了专门的振动分析软件,在振动分析软件处理中采用Butterworth滤波器和Flat Top窗函数。该方法能够满足发动机生产厂提出的通带平滑度≤±5%,阻带衰减大于-30dB/倍频程的滤波要求以及对振动测量精度≤±5%的要求。通过研究提出的航空发动机整机振动测量方法准确可靠,能够满足发动机厂、所对试车台架整机振动测量的要求。