激光干涉接触式轴承表面轮廓综合测量

介绍了一种可用于测量滚动轴承曲面形貌的表面轮廓综合测量仪，在测量中应使杠杆处于平衡位置，以减小测量力；用衍射光栅干涉位移传感器作为位移测量系统代替传统的电感位移传感器；z向工作台采用粗、细两级驱动定位，利用步进电机驱动斜面导轨进行粗级定位以扩大量程，压电陶瓷做微位移驱动实现精密定位以提高测量精度。论述了该仪器的整体结构、测量原理、工作台的定位控制以及衍射光栅干涉信号的处理。     

精密离心机转速测量系统设计

为了提高精密离心机的转速控制精度,需要有高精度的转速测量装置。文中利用光栅传感器把转速信号转换成脉冲信号,使用数字逻辑实现对光栅信号的频率细分,并采用FPGA对电机转速进行测量。通过SPI接口实现与外部设备间的通信,从而提高对转速的测控精度。     

基于MCU和光栅的高精度位移传感器的研制

介绍了基于MCU和光栅的高精度位移传感器的原理及设计。该传感器利用光栅，通过MCU采用计数、鉴相的方法，位移精度可以达到0．1mm，甚至更高，制作成本低。有了它可方便实现用可逆电机替代步进电机进行机床控制等。     

反射式光纤位移传感器现场应用快速定标

介绍了一种快速、便捷、高精度的反射式光纤位移传感器标定系统。可在不同使用环境、不同测量材料条件下对反射式光纤位移传感器快速定标,具有很好的可靠性和稳定性。该系统由计算机控制器、高分辨率的激光位移传感器、高精度步进电机、高刚度的标定工作台和待标定光纤位移传感器组成。激光位移传感器作为标定参考设备;步进电机作为固定被测材料的推动设备。对电机运动实现闭环伺服控制,精确控制被测材料的移动。对光纤位移传感器在不同环境和不同材料条件下自动标定并输出标定曲线。经测试,该系统在高精度测量的条件下仍具有很好的可靠性和稳定性。     

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.     

基于AT89C51的高精度位移测量系统的设计与实现

在数控机床加工、机器手臂精准定位等自动控制过程中,位移参数的测量精度直接影响着自动控制的精度。为实现对位移的精确测量,设计了一个基于AT89C51单片机的高精度位移测量系统。该系统利用步进电机旋转带动被测物体直线移动,AT89C51单片机根据长光栅传感器采集的信号计算出位移方向和大小,传输给LCD显示屏实时显示。同时采用两个光电传感器作为限位开关,控制电机切换旋转方向,实现被测物体的来回移动。实验表明,该高精度位移测量系统在(-35 cm,35 cm)的位移范围内实际相对误差和示值相对误差均小于0.5%,符合工业生产的精度需求。     

深孔表面三维形貌测量与控制装置的研制

针对深孔表面三维形貌难于检测的问题，在传统的触针扫描技术的基础上，利用柱面激光-全息光栅传感器，设计出了独特的光栅信号采集处理电路，采用大小数细分与融合的方法，来进行表面微观轮廓信息的采集。由上位机通过PCI总线的多功能板卡及步进电机细分驱动器来进行触针轴向微位移量的高精度运行控制，较好地实现了对深孔表面三维形貌的测量。详细介绍了深孔内表面三维形貌的测量与控制装置的测量原理、软硬件设计及特点，并给出了实验结果。     

汽车球笼类传动零件测量仪器的研制

针对人工测量球笼效率低、难度大、精度不足等缺点,研制了一台中心高及偏心测量仪。该仪器采用立式结构,主要由机械系统、测控系统和计算机系统三部分组成。介绍了仪器的测量原理和工作原理,运用长光栅测量方法设计了测量导轨组件、测杆组件和光栅传感器组件等关键机械结构。通过采用步进电机驱动测头沿被测球面母线运动的方式,实时采集X、Z两路光栅信号,再经测量软件分析处理,实现了球笼中外套、内套、保持架等零件中心高和偏心的自动测量,可判断零件是否合格。结果表明:该仪器性能稳定、测量精度高、重复性好,测量结果评价准确,可用于汽车球笼快速精密测量,也适用于其它球面类零件测量。     

光纤光栅位移传感器的研究

分析研究了光纤布拉格光栅传感信号解调原理;提出了基于步进电机调控的等强度悬臂梁光纤布拉格光栅传感信号解调方案;设计了一种基于悬臂梁调谐和匹配光栅解调技术的光纤布拉格光栅传感信号解调技术方案;推导了传感光栅中心反射波长的变化量与参考光栅中心反射波长变化量的关系式,并根据以上原理设计了系统的各个部分。步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。该系统具有结构简单,精度较高,成本低等特点。     

直线式时栅传感器的自动定位闭环控制系统设计

为了实现直线式时栅传感器数据的快速采样,提高测试效率,设计了一套高精度自动定位系统。该系统采用ARM作为主控芯片,控制步进电机驱动滚珠丝杠,带动直线式时栅传感器的动测头与直线光栅的扫描头同步运动,同时接收直线式时栅传感器的反馈信号,形成高精度闭环控制,并与上位机之间进行串口通信。系统定位精度达到0.1μm。