光栅横向位移遥测传感器

介绍了一种光栅横向位移遥测传感器,被测位移和光束方向垂直。该系统利用激光光栅的多普勒效应进行测量,采用差动光路结构。理论计算和实验表明,此系统测量范围大、信号质量好、分辨率和测量精度高,并具有很大的景深范围,可应用于具体生产环境中的位移遥测。     

光栅横向位移遥测传感器

介绍了一种光栅横向位移遥测传感器,被测位移和光束方向垂直。该系统利用激光光栅的多普勒效应进行测量,采用差路结构。理论计算和实验表明,此系统测量范围大、信号质量好、分辨率和测量精度高,并具有很大的景深范围,可应用于具体生产环境中的位移遥测。     

双悬臂梁结构的光纤光栅位移传感器设计

为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的温度—位移交叉影响、悬臂梁易产生横向偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种温度解耦的双悬臂梁式光纤光栅位移传感器。推导传感器的位移测量原理并进行有限元仿真分析,得出梁挠度与位移变化成线性关系。通过对比双悬臂梁不同位置处光纤光栅组合测位移的线性度、灵敏度和重复性误差,结果表明:采用双悬臂梁上表面双向拉伸光栅测量位移时,效果最佳;所设计的光纤光栅位移传感器最大量程可达55mm,灵敏度可达47. 3035pm/mm,最大重复性误差仅为0. 491%,在结构健康监测中具有良好的应用前景。     

基于Bragg光纤光栅的三维加速度传感器的研究

S.R.K.Morikawa等人提出了基于光纤光栅的测量空间三维加速度的方法[1],基于该系统的传感头,本文理论上分析了三维空间加速度测量的数学模型,推导了三维加速度在某一轴上的分量和质量块在该方向的位移之间的关系和质量块在该方向的位移与该方向上的两个光纤光栅中心波长变化的差值之间的关系.证明了传感头的横向效应和温度对测量的影响均很小,可以忽略.     

纳米级位移分辨率双光栅系统的多普勒分析

使用多普勒理论分析了一种典型的具有纳米级位移分辨率的双光栅测量系统.在以往的文献中,只是简单的列出光栅系统的位移测量公式,对系统的工作原理分析避而不谈.文中首先给出了系统的光路结构,分析了光栅的衍射序列,然后对光束入射和出射光栅的多普勒效应进行了数学建模,得到了最终的位移测量值与光学莫尔条纹之间的关系.最后分析了参考光栅的作用,并给出了这种系统的特点.     

高精度非球面表面测量技术研究

追求更高制造精度一直是制造业的目标,制造精度的提高不但取决于机床、刀具和数控技术,而且取决于制造系统所采用测试手段所能达到的测量精度。在诸多非球面测量方案中,接触式光栅测量技术能够达到相对较高测量精度并具有广泛的适用范围。针对该技术在两个方面提出进一步的改进:第一,把原子力显微镜和用于位移精密测量全息光栅引入非球面制造系统,取代机械测头,以便对该系统所采用测试手段进行改进,进而提高该系统测量精度:原子力显微镜的工作模式采用轻敲模式。第二,全息光栅是光栅制造的最新发展,它的各种指标参数均优于刻划光栅,全息光栅位移精密测量技术也优于传统光栅位移测量技术;为进一步提高非球面表面测量精度,采用全息光栅取代普通光栅实现位移精密测量是非常必要的。     

通用光栅数显装置的研制

为了实现光栅传感器的位移测量,文中研制了一台通用光栅传感器数显装置.该装置通过差分放大器、比较器对输出模拟信号的光栅传感器进行信号处理,与输出数字信号的光栅传感器共用位移测量系统.运用阵列逻辑GAL实现光栅信号的四细分和辨向,利用单片机对GAL输出的细分辨向信号进行计数,通过数码管实时显示光栅传感器的位移测量结果.通用光栅传感器数显装置的研制实现了对模拟/数字信号的测量功能,提高了通用性.     

智能刚度测量仪

本文介绍了高精度光栅位移传感器，经过对光栅输出的电信号的电路和软件细分等处理后，智能光栅传感器的测量范围２０ｍｍ，分辨率１μｍ、由位移传感器、压力传感器和测试台组成智能波纹管刚度测量仪系统。在测量系统中对由压力产生的位移误差以及压力的非线性误差进行误差补偿，提高测量精度一个数量级别，最后测量精度为２‰。刚度测量仪可以自动测量波纹管，测量时间１０秒／件，最后由打印机直接打印出所测量刚度、压力、位移的数值。     

光栅尺位移测量系统热态特性分析

以光栅尺位移测量系统为研究对象,考虑直流电机和激光电磁热等热源对测量光栅以及读数头等光栅尺位移测量系统主要部件的影响,应用COMSOL有限元分析软件对测量光栅和读数头镜组进行了热-结构耦合分析。结果表明:测量系统工作1h,测量光栅附近温度升高1℃,达到稳态时的光栅最大形变值为0.49μm,由此带来的光栅在X方向上的零位漂移误差和示值误差最大可达到-0.49μm;读数头镜组最大形变值为0.09,平均热漂移系数为0.05,镜组温度和折射率呈现出明显的梯度分布。研究结果为实际工程应用中纳米级位移测量的环境控制提供了参考。     

基于布拉格光纤光栅的微位移传感器的研究

微位移测量是目前热点研究领域,光纤布拉格光栅作为良好的传感元件,已被用于微位移测量领域。本文首先对布拉格光纤光栅传感的基本原理进行了分析,在此基础上设计制作了一种光纤光栅位移传感器。采用布拉格光纤光栅作为传感元件,利用自解调法进行波长解调,然后设计一整套传感系统,对微位移量进行了传感测量。利用激光干涉仪和PI微动平台对系统性能进行测试,实验结果显示传感系统分辨率达到50nm,系统回零重复性的误差26nm,系统的灵敏度为21mV/μm,最大非线性引用误差为2.45%。     

激光跟踪运动物体空间坐标测量系统研究

基于激光跟踪干涉测量法建立的柔性三坐标测量系统能够有效地解决运动物体 (如机器人手臂、数控机床刀具 )空间位置测量 ,并且有望获得高的精度。讨论了球坐标法激光跟踪干涉动态测量 ,给出了测量原理和系统构成 ,建立了数学模型和实验。     

非接触测量规范的建立方法研究

从激光式测量和影像式测量这两大类非接触测量出发,运用非接触测量机开展测量工作,得到了一个完整的非接触测量流程,并且对测量不确定度进行了分析,最终建立了一套完整的非接触测量规范,并通过相关的实验验证了该规范的可行性。     

纳米测量技术研究的若干进展

对纳米测量的长度测量、粒度测量、测量标准、测量仪器及其与计算机通讯及网络技术的结合等方面进行了讨论，并对纳米测量国际学术会议及纳米测量的有关技术进行了综述。     

浅识产品测量当中的不确定度

工业生产、质量检验、计量等领域,通常要经测量来检验原材料和产品是否符合技术要求;其合格与否的判定,看似简单、其实并不容易。我们在日常检测时,常常容易将误差与不确定度混淆,误差是一个确定值,而不确定度则是一个区间。只有明确了不确定度产生的原因,并掌握一定测量技巧及方法,才能更准确地表示出被测物质的真实状况。     

圆度误差检测方法现状与展望

介绍了目前的圆度误差检测方法的原理和特点,着重讨论了近年来出现的新型圆度误差检测手段,最后展望了圆度误差检测方法的发展趋势。     

In-process out-of-roundness measurement probe for turned workpieces

A new in-process and non-contact probe is proposed to measure the diameter and the roundness of turned workpieces. The initial probe discussed in previous publications exhibited diameter measurements with good accuracy (uncertainty 5 μm over 100 mm). This paper discusses the implementation of roundness measurement into the initial probe and its performance. The principle of the roundness measurement is based on the relationship between the displacement and the light intensity. The probe delivers a maximum error of 0.5 μm with an uncertainty of 1 μm for roundness measurement over a range of 100 mm diameter.     

Fiscal measurement and the effects of atmospheric pressure variation: Small deviations and large risks

The production and transport of liquid and gaseous hydrocarbons have always been the object of studies to improve technologies and procedures, as they involve large volumes and high-value goods. There are several procedures, rules and regulations applied to the measurement of fluid flow, but its applicability may involve significant operating costs. The balance between requirements and costs led to the use of gauge pressure transmitters instead of absolute pressure gauges and assuming a constant atmospheric pressure value for parameterization of compensation algorithms. This solution simplifies the calibration process but can potentially impact measurement uncertainties because atmospheric pressure is not constant. This work quantifies these impacts and concludes that, for gas systems operating below 2000 kPa, the use of absolute pressure transmitters or the incorporation of in-line atmospheric pressure gauges is recommended. Above this value, the effects of atmospheric pressure variation do not have as much impact, but even in these cases the final uncertainty estimate of the measured gas volume must consider this source of additional uncertainties.     

精密微小内尺度测量技术研究进展

针对微小内尺度的精密测量问题介绍了非接触式、补偿式与瞄准触发式等几种测量新技术。分析了每一种测量技术的测量机理,通过对其结构设计分析得出该技术适用的测量范围,并对其测量性能进行了讨论;重点分析了瞄准触发式测量技术,并对其性能进行了比较。最后对微小内尺度的精密测量发展方向进行了总结。     

基于均值平移的动态测量重复性的评定方法研究

对动态测量重复性的常规评定方法进行了深入分析,指出了其局限;提出了评定动态测量重复性的新方法———均值平移法。理论分析对比与实际测量数据的计算都表明,均值平移法客观地从整体上反映了动态测量重复性。同时,对动态测量重复性与动态测量中指标量的测量重复性进行了辨析。所述方法在精密仪器验收、各种检测规程的制订和动态测量误差的处理中都有实用价值,也适用于动态测量的再现性评定。     

测量误差与测量不确定度

采用对比的方法从概念、来源和分类方法等方面，比较详细地介绍了测量误差与测量不确定度的联系与区别，并阐述了两者在测量领域的作用与意义。