几何重心法亚像素提取算法研究

研究了一种基于显微图像的几何重心法亚像素提取算法,用于实现超低转速的在线测量。首先根据显微图像法将超低转速的转动测量转换为平动测量; 然后利用提出的几何重心法的亚像素提取算法,解决了目前常用的曲线拟合法和梯度法的亚像素提取时间长、抗图像干扰能力弱的问题。几何重心法的核心是在整像素提取的基础上,在3×3的像素范围内,分别计算参考像素灰度值与提取的整像素灰度之差的指数值,在获取的3点指数值上,利用几何重心法提取出亚像素值。通过光栅基准平台微位移抓拍图像的验证,提出的几何重心法比曲面拟合法、梯度法用时短,平均用时<0.2s,提取的亚像素值的标准差<1/1000像素,满足了超低转速在线测量的基本要求。     

双A/D采样的跨尺度光栅微纳测量算法与实现

光栅通过细分实现高分辨率测量,光栅细分数与A/D转换位数有关。针对目前低价位A/D采样芯片存在的A/D转换位数高则采样速度低或A/D转换位数低则采样速度高的特点,提出了一种跨尺度的光栅微纳测量方法,该方法通过高速A/D采样实现光栅快速测量,通过高转换位数A/D采样实现慢速微纳测量。为解决双A/D采样与细分的跟踪问题,设计了基于双A/D采样的二路细分算法,一路为判定算法,判定算法是以高速A/D采样值作为细分采样值,另外一路为测量算法,测量算法中的细分采样值是动态分配的,当判定算法的细分值和细分增量值满足跟踪条件时,测量算法中的采样值为慢速A/D采样值,否则为高速A/D采样值。实验数据表明,采用上述测量方法,可以任意组合两种不同转换位数与采样速度的A/D芯片,以满足不同需求的跨尺度光栅测量要求。     

球化率音频检测的激励点有限元优化研究

在球化率音频检测过程中,激励点的选取直接影响到各阶模态频率响应的值,特别对于相邻的模态频率响应,还会导致测量结果的差异。为提取关注的模态频率,抑制非关注的模态频率,提出了一种基于有限元的激励点优化方法。以汽车零部件飞轮为例,通过ANSYS对球墨铸铁待测件进行模态分析,结合各阶振型特点、固有频率以及模态激励理论,确定优化激励点,通过MATLAB GUI程序对激励点的音频信号进行分析验证。实验结果表明,该方法可对此飞轮结构所关注的模态振型做到有效激励,验证了相邻模态频率响应与激励点的选择有着密切关系,并可通过激励点的调整,有效区分相邻频率的模态振型。     

基于FFT及IFFT的超声波相位差检测方法

噪声和波形畸变是影响超声波相位差检测精度的两大主要原因,也是在时域中构建相位差检测模型必须要解决的关键问题。提出一种非整周数据整周期化的算法,在获取两路超声波A/D数据后,首先对非整周期采样数据进行插值,将非整周期采样的数据转化为整周期采样数据,之后将整周期数据经过快速傅里叶变换(FFT)在频域中滤除噪声和波形畸变后,再通过快速傅里叶逆变换(IFFT)由频域回到时域中进行相位差检测。实验数据表明,采用FFT及IFFT的时域-频域-时域变换的超声波相位差检测法,其相位差检测精度明显优于时域法相位差检测精度,当选用12位A/D采样超声波数据时,相位差的检测标准差0. 01°。