基于DVD光学读取头的悬臂式低频加速度计

低频振动对高精度加工和测量都有严重不利影响,被动隔振方法无法有效减小低频振动,精确测量低频振动是主动隔振的前提。研制了一种基于DVD光学读取头的悬臂式低频加速度计。介绍了低频加速度计的检测原理和结构;将市售DVD光学读数头改装成了高精度位移传感器;在分析和反复优化的基础上确定了悬臂梁式弹簧片合适的材料和结构参数。以自制振动台为振源,高精度低漂移的电涡流传感器(分辨率0.07nm)作为基准,对所研制的加速度计进行了标定,结果为灵敏度9.26 V/g,频率响应范围3～10 Hz,加速度测量范围0.4～32.8 mg,10次测量标准差优于0.01 mg,共振频率44 Hz。可以用于低频微小振动的检测。     

基于虚拟样机技术的三维振动台结构优化设计

首先介绍了三维振动台的工作原理,建立了振动台的虚拟样机,然后采用ANSYS对虚拟样机进行了动力学分析,得到了各阶频率、振型与振幅,分析发现响应幅值较小,无法满足设计要求.在此基础上,对三维振动台进行了结构优化,优化前后的动力学分析表明:优化后的幅值有大幅度提高,达到了设计要求.     

便携式汽车负荷传感器的研制

本文叙述便携式汽车负荷传感器主要特点及软硬件系统，并给出测量原理的数学模型。在研制出样机的基础上，对数学模型的验证，起重传感器测量系统的标定，以及现场测试等方面进行了全面系统的实验研究。     

核电厂RPI性能试验专用便携式测试装置设计

本文针对核电厂现场调试、定期试验和预防性维护等工作中RPI性能试验工作量大、工期短等要求,基于对RPI测试特点以及功能需求的分析,设计了核电厂RPI性能试验专用便携式测试装置。该设计满足了RPI电阻和绝缘性能测试的需求,并且具有高效、可靠、便携和适应现场复杂工作环境的优点,极大地便利了核电厂RPI的性能试验。     

一种有效的加速度计静态模型辨识方法

研究了惯性元器件加速度计静态模型参数的标定问题，首先给出了加速度计静态数学模型，并在此基础上研究了一种有效的加速度计标度因数，安装误差的标定方法，给出了具体的实验方法和数据处理方法，理论分析和实验试验表明所述方法能够有效地标定加速度计静态模型各项参数。     

加速度计1g重力场静态翻滚测试与误差分析

对加速计进行1g重力场静态翻滚测试，讨论测试系统的组成和分析测试过程，采用偕波分析法建立了加速度计的静态数学模型方程，从而标定加速度计的各项性能参数。通过对试验误差的分析，找出误差源。     

便携式海水氨氮自动分析仪的研制

介绍了TL－2000型便携式海水氨氮自动分析仪的工作原理和组成。仪器采用软件标定方法，能在现场快速标定，提高了标定效率。测试结果与手工分析结果接近，但仍存在一定误差。分析了实验结果误差产生的原因，提出了下一步的改进方向。     

精密离心机液体静压轴承设计

精密离心机是加速度计测试标定校准的重要试验设备,但关于其液体静压轴承的具体结构设计在国内却鲜有报道。针对某精密离心机与液体静压轴承有关的指标要求,对其结构形式进行了选择设计,并对关键参数和供油系统进行了详细设计计算。通过验算,证明结构设计可以满足指标要求,设计合理可靠,可供该类精密离心机设计参考。     

高量程加速度计动态线性校准系统

设计了双弹头霍普金森杆用于精确标定高g值加速度计的动态线性参数。基于一维应力波传播理论和弹性波叠加原理,分析了双弹头霍普金森杆为不同尺寸时对获取所需激励加速度信号的影响。利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对不同设计条件下双弹头霍普金森杆的冲击效果进行了仿真分析。通过对不同影响因素的对比,确定了结构参数,设计了直径为30mm,长度为1 200mm的双弹头霍普金森杆,即高量程加速度计动态线性校准系统。利用设计的双弹头霍普金森杆对高量程加速度计进行了动态线性校准和试验验证,结果显示加速度计动态线性误差在5%以内,证明了设计的装置可对高量程加速度计进行动态线性校准,校准结果基本满足冲击校准的要求。     

基于DSP大功率开关功率放大器研制

本文介绍了以DSP为控制核心的PWM开关功率放大器的设计与制作。对设计检测、系统保护、控制器等电路时的技术难点进行了分析,并给出了解决方案。根据电动振动台的要求,编写了控制程序,制作了10K w/3KHz的样机,经过现场试验,样机运行正常。     

磁流体动力学微角振动传感器自动标定系统设计

基于磁流体动力学(magnetohydrodynamics, MHD)微角振动传感器研制过程中,需要对其频响特性及输出线性度等指标进行测试,这便需要宽频带(3 Hz～1 kHz)内的恒定角速率激励装置及高精度角振动检测装置。基于105-AVT角振动台和XL-80激光干涉仪搭建了适用于MHD微角振动传感器的自动标定系统,鉴于105-AVT角振动台无法提供恒定角速率激励,建立了角振动台输入电压与输出角速度间的对应关系,并将其移植到LabVIEW软件中,实现了105-AVT角振动台的恒定角速率激励。利用激光干涉仪XL-80输出信号作为测量角速度基准,对MHD微角振动传感器特性进行了实验测试。结果表明,可实现带宽高于1 kHz, 0.004～0.12 rad/s的恒定角速率激励,实现自动标定。     

硅微谐振式加速度计的实现及性能测试

为了提高硅微谐振式加速度计性能,从一种基于DDSOG(Deep Dry Silicon on Glass)工艺的硅微谐振式加速度计样机入手,介绍了加速度计的结构、加工方法和接口电路。该谐振式加速度计结构包括敏感质量块、谐振器和微杠杆3部分,采用差动结构来减小共模误差的影响。接口电路中采用了自动增益控制电路来稳定谐振器的振幅,成功实现了谐振器的闭环自激振荡和频率检测。分析了谐振式加速度计频率输出与加速度输入的关系,测试了硅微谐振式加速度计样机性能,结果为量程±50g,标度因数143 Hz/g,零偏稳定性1.2 mg,零偏重复性0.88 mg,阈值170μg。文章最后提出,DDSOG工艺中采用的玻璃材料和硅材料温度系数不同,影响了加速度计的温度特性,因此需要进步一改进加工工艺。     

随机转动激励测试液浮伺服摆式加速度计低g动态特性的研究

液浮伺服摆式加速度计具有高精度、高分辨率、高可靠性等优异性能,研究此类加速度计动态特性是扩大其应用领域的关键问题。其低g动态特性的测试则是尚未解决的问题。本文提出一种利用信号分析和处理技术、随机转动激励、测量传递函数和倒传递函数的新方法,方法可以降低到标定设备的要求、不受外界环境干扰的影响、测试结果直观全面、且能实现实时和现场标定。文中对本方法的原理作了详细说明,并列出了实验验证的数据和图表以及有关分析说明和进一步提高的途径。     

一种新的基于加速度计的无陀螺捷联惯性导航系统设计与实现

提高角速度解算精度是提高无陀螺惯性导航系统导航参数解算精度的主要途径.本文通过对基于加速度计的无陀螺惯性导航系统的基本方程进行分解分析,研究了提高角速度解算精度的所有可能的加速度计安装布局方案,并结合考虑各种可能方案的原理样机的机械加工难易程度后,设计确定了一种新的既能够提高角速度解算精度、又易于实现样机研制的9加速度计的设计安装方案,根据该方案研制了样机,编制了导航参数解算软件,对系统进行了实验测试,实验结果表明,在静态条件下,研制的无陀螺惯性导航系统1 h的位置误差精度达到了1.5 km,姿态解算精度达到了0.082°.     

钢轨全轮廓线结构光双目视觉测量系统标定

线结构光视觉测量技术因非接触和精度高的特点被用于钢轨磨耗测量。为解决钢轨断面全轮廓测量和线结构光测量系统现场标定困难的问题,提出了一种基于自由平面靶标的线结构光双目现场标定方法。首先,基于线结构光双目视觉测量模型搭建测量系统,分别采集两侧摄像机公共视角下任意位置的不含和包含线结构光的棋盘格平面图像;然后,采用棋盘格平面标定法获取两侧摄像机内部参数。利用线结构光平面与不同位置标定板相交产生的特征点拟合出线结构光平面在两侧摄像机坐标系中的平面方程,采用罗德里格斯变换原理求解出线结构光平面与两侧摄像机的外部参数;最后,结合摄像机内部参数和线结构光平面与摄像机外部参数实现钢轨全轮廓测量,并进行现场测试。试验结果表明,相机内参数标定误差约为0.03 pixel,结构光平面拟合度达0.999,钢轨断面全轮廓总测量偏差为0.54 mm,满足测量精度要求。     

便携式电机能效检测仪的研制

首先对各种电机能效检测方法进行了总结分析,在此基础上,指出气隙转矩法是适合现场检测的有效方法之一,其次对传统气隙转矩法进行了改进,解决了转速无传感器测量和定子电阻估算2个现场检测的难点,最后利用DSP,研制了便携式电机能效检测仪样机,实现了电机能效的现场检测。     

大位移角振动台的气隙磁场动静态特性分析

针对电机驱动式角振动台气隙磁场不均匀和输出大位移时波形失真大的问题,提出了一种径向磁通磁路结构的大位移角振动台,对其气隙磁场动静态特性进行优化分析。基于等效磁化强度法,在极坐标系下建立气隙磁感应强度的解析表达式,通过有限元法验证该方法的有效性,进一步分析了永磁体厚度、永磁体扇形角及气隙厚度对静态气隙磁场的影响规律;通过瞬态有限元法仿真分析了0.01、0.1和1 Hz 3个频率点上外磁环固定不动而永磁体和内磁芯转动的气隙磁场动态特性,定量分析了相对运动对气隙磁感应强度的影响规律;将优化后的磁路参数用于大位移角振动台样机中,测试结果表明,气隙平均磁感应强度及其分布规律和理论计算结果相吻合;研究方法对角振动台径向磁通磁路的理论分析与优化设计具有重要意义。     

微机械电容式加速度计的结构及检测技术研究

三明治式电容微加速度计由于工艺等原因可能存在局部缺陷而影响其对称性,严重的将导致不能正常工作,通常的检测方法难以检测到该缺陷.设计了一种具有自检功能的微加速度计,能够方便的通过外部电路对自身结构进行对称性检测.采用MS3110芯片对设计加工的微加速度计进行测试,测试前使用单片机将程序写入该芯片,调节其内部参数,使之工作在良好的线性度及灵敏度状态.实验结果表明加工出的微加速度计具有较好的对称性.     

测试压阻式三轴高g加速度计的霍普金森杆法

研究了一种压阻式三轴高g加速度计的霍普金森杆法测试实验及其数据处理方法。被测加速度计安装于标定杆的端部,从高压气舱中射出的子弹高速撞击标定杆,所产生的冲击以应力波的形式在标定杆中传播,并可以通过安装在杆中部的应变计记录。通过比较应变计的输出和加速度计输出的积分,可以计算得出被测加速度计的灵敏度。利用这种标定方法,测试了一种压阻式单片集成三轴高g加速度计的Z轴单元和X轴单元的灵敏度,测试结果分别为(2.18 μV/g)/5 V和(2.15 μV/g)/5 V。这一测试结果与利用自由落杆测试系统得出的测试结果基本吻合,表明本文所采用的测试系统及实验数据处理方法是可信的。     

基于CCD成像的油管螺纹参数自动化检测技术

针对现有油管螺纹人工检测效率低的问题，提出将CCD视觉成像技术应用于油管螺纹参数检测中。搭建了螺纹检测所需的成像系统，对成像光学器件进行了选型；根据检测标准要求建立了螺纹参数提取算法，开发了参数提取程序与结果显示的人机界面；研制了检测装置样机，对2 7/8与3 1/2油管进行了现场试验。结果表明：基于CCD成像技术的油管螺纹检测技术可获得较高质量的螺纹图像，实现螺纹螺距、齿高与锥度的提取与自动化检测，检测效率与精度高，满足现场油管螺纹自动化检测的要求。