眼轴及眼前节SS-OCT一体化成像系统

针对现有眼轴测量仪器无法同时实现大量程眼轴测量及眼前节成像的功能,设计了眼轴和眼前节同步测量的大量程扫频光学相干层析成像系统。该系统通过设计大量程扫频光源增加成像深度,并在外部设计搭建标定光路进行k域重采样以提高大量程干涉范围内的成像质量,从而在获取高精度眼轴信息的同时对眼前节成像;针对该系统OCT图像信噪比较低的问题,文中采用基于各向异性滤波的保边去噪算法对图像中的散斑噪声进行抑制以提高图像对比度。系统分别使用等比例人眼模型和离体鱼眼进行成像实验,实验结果表明:该系统成像深度可达到69 mm,在精准测量眼轴纵向五层结构的同时完成12 mm范围内的眼前节横向扫描,眼轴长度平均测量误差0.04 mm,成像时间约为0.45 s,满足临床医学应用中实时性的要求。     

基于光学三角形法的太阳帆板平面度测量系统

介绍了一种采用斜光学三角形测量结构和基于虚拟精密测量基准的太阳帆板平面度无接触测量系统及其误差补偿方法。提出的虚拟精密基准的建模与误差补偿技术 ,解决了在非精密基准上实现精密测量的问题 ,研制的系统利用现有平台可实现对太阳帆板平面度的高精度测量。测量结果表明 ,系统对面积为 2 5 81mm× 175 5mm太阳帆板的平面度测量精度达 0 .0 2mm(rms)。     

表面粗糙度测量显微系统的技术分析和不确定度评定

基于扫描共焦原理的激光显微系统因其容易定位、精确测量微型轮廓、高分辨率等优点,顺应了现代社会对机械精密加工领域提出了更高要求的发展趋势。本文全面分析了基于扫描共焦原理的激光显微系统测量表面粗糙度的工作原理,并进行了关键技术的技术分析。研究了测量重复性、仪器示值误差、标准量块校准不确定度、温度等因素对精密测量实验的影响,提出了选用特殊材料、仪器等措施改善实验测量条件的方法,对激光显微系统测量结果进行了不确定度评定。最终结果表明这一研究可以普遍用于机械精密加工行业精密测量,对表面粗糙度测量具有指导意义。     

CISPR Quasi-Peak Measuring Channels with Extended Dynamic Range

The paper deals with instruments for radio-noise measurements according to the CISPR recommendations; however, the ideas described can be applied also in non-CISPR-type meters. A limited instantaneous dynamic measurement range is a common drawback of the classic CISPR (and non-CISPR) meters currently used. One of the most important factors limiting this range is a nonlinearity of the measuring channel. The paper describes two new methods of improving the channel linearity and extending its dynamic measurement range. The first of them is based on application of a precision quasi-peak detector, whereas the second method is founded on splitting the measured signal into several separate subehannels, and synthesing the resulting output. A simplified theory is outlined, and experimental results are presented. The precision quasi-peak detector application results in a linear input-output relation, whereas the signal-splitting/synthesizing technique makes this relation logarithmic. An increase of dynamic range by 20 to 40 dB has been demonstrated practically in experimental models built.     

高精度滚轮法大直径测量系统的数据采集和控制

为了提高滚轮法测量大直径的精度,需要对影响测量精度的误差因素进行修正,同时提高系统构成的灵活性,降低成本.本文介绍了一种基于虚拟仪器的多传感器数据采集控制系统,用来完成滚轮法大直径测量系统的数据采集和控制.实践证明,对于大型复杂测量系统虚拟仪器与传统系统构成方法相比较,具有明显的优越性.     

基于表面等离子体共振和双频激光干涉相位测量的空气折射率测量

设计了一种基于表面等离子体共振和相位检测的空气折射率实时测量系统,该系统采用双频激光外差干涉光路和具有角漂移自适应结构的表面等离子体共振传感器。理论分析表明测量光信号的p、s分量的相位差相对于参考光信号的变化与空气折射率近似呈线性关系,并由此得到测量公式,传感器的自适应结构将角漂移引起的误差降低了一个数量级并大幅提高了测量灵敏度。与Edlen公式的测量比对实验结果表明,在44.0°入射角(共振角附近)和0.1°的相位测量精度下,空气折射率的测量精度优于5×10-6。该测量系统还可为更高精度的空气折射率测量仪提供足够精确的初值。     

基于球心拟合的多边激光跟踪系统自标定方法

随着大尺寸工件和设备的制造加工以及装配的精度要求提高,对工件加工装配过程进行测量的测量系统精度要求也有所提高。多边法激光跟踪三维坐标测量系统只利用距离测量数据解算空间点坐标,能够避免激光跟踪仪角度测量带来的误差。文中提出了一种通过在跟踪仪测头挂载夹具进行球心拟合来获取跟踪仪测量原点的方式进行系统自标定,并辅以移站的方式,可使用两台激光跟踪仪构建四站多边法激光跟踪三维坐标测量系统。另外,文中还尝试了三站系统的构建。实验证明,四站系统将对标称长度1000.943 mm位于约20 m处的标准尺长度测量误差由最大110 μm减小至28 μm,三站系统将对标称长度969.045 mm位于约7.5 m处的标准尺长度的测量误差由最大67 μm减小至21 μm,相较于单台跟踪仪提高了精度,相较于传统多边系统降低了测站数量和成本,能够在工业现场实现高精度三维坐标测量。     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

基于反射式平行光管法的紫外透镜焦距测试研究

光学透镜是光学仪器中最基本的器件,而焦距又是光学透镜最重要的特性参数,如何精确测量透镜的焦距一直以来都是研究重点,然而目前鲜有针对紫外透镜焦距测试的研究。本文结合紫外透镜的特点,对一种基于反射式平行光管的紫外透镜焦距测试方法进行了研究,并以此设计出了一套紫外镜头焦距测量系统,同时选用了不同焦距的紫外镜头进行了实验,最后对系统进行了误差分析。实验结果表明,该测量系统可以对紫外镜头焦距进行高精度测量,25 mm镜头的测量误差为2.041%,100 mm镜头的测量误差为0.934%,验证了测量系统的准确性。     

大间距空间角度测量技术进展及分析

角度测量广泛应用于工业生产和国防军事领域,介绍了大间距空间角测量技术研究进展并对典型测量设备进行了分析。提出了一种基于机器视觉的动态角测量方法,利用高精度两轴伺服系统识别跟踪远处场景中的十字分划靶标,利用图像处理算法实时计算跟踪偏移量并传递给两轴伺服系统进行高低、方位角度修正。通过构建被测对象、合作目标和角度测量传感器三者之间的角度坐标系传递模型,实现了武器系统调炮精度检测。另外也可用于光电桅杆偏移量及火炮身管晃动量检测,具有精度高、成本低等特点,适合于外场条件下大间距空间角测量。     

基于铷原子钟和双TDC-GP2的高精度时间基准测量系统的设计

针对目前精密时间基准测试仪测量精度低、分辨率低、测量范围小、设计复杂等不足,结合最新的时间-数字转换技术,设计了基于铷原子钟和双TDC-GP2的高精度时间基准测量系统。结合FPGA和上位机,在简化设计的基础上实现了时间基准偏差的高精度、高分辨率、大量程连续测量。经过测试,系统测量量程为1ns~1s,时差测量分辨率达到100ps,精度达0.0015%±0.3ns,满足设计要求。     

基于变速扫描技术的大尺寸台阶测量

为了提高大尺寸台阶结构的单边测量精度、缩短测量时间，基于变速扫描技术，并利用傅里叶变换提取法及单边台阶评价算法进行扫描干涉信号的处理，提出并搭建了具有变速扫描功能的白光干涉测量系统。并且利用该系统对标称值为9.9760.028 m的台阶标准样板进行了测量，10次重复性测量结果为9.971 m，标准偏差量为0.007 m，测量时间仅为35 s，远小于常规扫描方法的222 s，大大缩短了测量时间，因此说明了该系统在大尺寸台阶结构测量中，具有较高的精确性与高效性。     

基于STC89C52单片机的自动电阻测量仪

用于测量电阻的仪器很多,但大都需要手动换挡,如果测量任务繁重则会大大降低测量效率,基于此,设计了一种以STC89C52作为核心控制器,并配以采集电路、档位切换电路、键盘电路、显示电路、报警电路等测量电阻及电位器的电阻测量仪。该测试仪具有自动切换量程、电阻筛选、超值报警等功能,可以对0~10M的电阻进行测量并显示测量结果,测量精度达到1%,同时还可以对电位器进行自动测量并绘制电位器的测量曲线。     

双纵模激光拍频干涉仪的研究

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的系统。以有高稳定性和强抗干扰能力(室外可达10^-7)的双纵模热稳频He-Ne激光器为光源，其拍频约为790MHz，拍频波长约376μm；以节点为对准标志，最邻近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量，分辨率为0．08μm。采用自适应滤波和小波运算大幅度地降低了光电信号噪声，并强化波形。测试表明，测量的不确定度优于30μm／10m，整个测量系统可在0～20m范围内工作。     

基于地磁测量的弹体滚转角测量系统设计

利用多个微脉冲发动机进行弹道修正是提高武器系统射击精度的有效手段。而脉冲发动机的点火策略是以弹体的滚转角测量为基础。选用MR作为磁测量元件,设计了基于地磁测量的弹体滚转角测量系统。对系统的精度、实时性进行了分析;给出了初步的实验数据仿真结果。结果表明：利用该系统测量弹体的滚转角是可行的。但测量精度较低,必须进行必要的误差补偿研究。     

固体激光远场瞬时光斑时空分布测量技术

基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、光强分布以及平均功率密度等参数。实验结果表明:利用漫透射CCD成像法测量固体激光远场瞬时光斑时空分布是可行的,测试系统采集频率可达120 Hz。该方法具有高分辨率、高帧频、低成本、使用方便的突出优点,能同时实现激光强度分布和功率的测量,测量功率误差小于2%。     

基于遗传算法的柱面光栅测角技术研究

高精度角度测量装置是保证旋转设备精度和性能的关键, 广泛应用于测量跟踪仪器中, 特别是对于大尺寸坐标测量仪器, 测角相比于测距是制约坐标测量精度的瓶颈。在精密一维轴系平台上, 采用高精度柱面光栅及四个读数头构建测角装置, 对传感器本身、安装及轴系跳动等误差因素对测角精度的影响进行了详细分析。基于角度测量标准器具校准角度测量误差, 对误差数据进行谐波分析。基于遗传算法提出了一种参数优化方法, 建立误差补偿模型, 对测角误差进行了补偿。实验结果显示, 补偿后柱面光栅测角误差减少为0.7, 证明了误差补偿算法的有效性, 显著地提高了角度测量精度。     

基于FPGA及LVDS的大尺寸测量系统设计

目前CCD成像物体尺寸测量系统中存在大物体尺寸测量精度低、抗干扰能力弱、控制复杂且成本高等问题;因此,设计了一种基于FPGA及 LVDS的具有抗干扰能力的大物体尺寸测量系统。该系统通过自扫描光电二极管列阵(SSPD)完成数据采集,经过A/D量化后经由LVDS芯片传输,完成信号噪声的滤除,然后由FPGA调用内部IP核对数据进行缓存,最后将数据传送到上位机进行实时显示。实验结果表明,该系统具有较强抗干扰能力、高速处理能力并且操作简单、成本低,同时实现了对大物体尺寸测量且具有较高精度。     

互补金属氧化物半导体图像传感器亚像元细分精度实验研究

通过图像处理方法,用软件的方式(亚像元细分)对目标进行定位是一个可有效提高测量精度的途径。主要对互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器亚像元细分精度的测试方法和测试结果进行研讨。利用压电陶瓷(PZT)精密快扫振镜(FSM)和基于互补金属氧化物半导体图像传感器OV7620的数字相机构建了实验系统,对该互补金属氧化物半导体图像传感器OV7620的亚像元细分精度进行了实验研究。结果表明,OV7620的质心定位精度达到0.17pixel,即能够实现六细分,互补金属氧化物半导体图像传感器具有实现亚像元细分的能力,能够应用于以光斑质心检测为手段的测量系统中。     

基于机器视觉的多圆弧对称零件测量方法研究

在实际工业生产中,对具有多圆弧对称特性零件的尺寸测量需求越来越多。而传统接触式测量方法大多存在测量精度不稳定、容易损伤零件和效率低等缺点。因此,本文基于机器视觉的非接触式测量原理,首先搭建一套双远心机器视觉测量系统,采集有效的零件图像。然后,利用亚像素边缘检测算法提取图像的亚像素边缘,并结合最小二乘法及多圆弧拟合内切圆的自定义Halcon算子,最终实现多圆弧对称零件的精密测量。为了验证所设计系统的有效性,本文对某球笼联轴器内套进行了稳定性和重复性测量实验。实验结果表明:该系统测量精度可达到001mm,且测量过程快速、稳定。