基于三维激光传感器的圆柱度测量新方法

介绍了由三维激光位移传感器、激光线光源、编码器式拉伸位移传感器以及步进电机搭建的三维激光扫描测量系统.该系统可以一次测得圆柱体的三维图形、某一位置的圆跳动以及圆柱度、轴线直线度等参数.阐述了该三维激光测量系统的结构组成和工作原理,给出了圆柱度误差的具体测量评定过程,并基于LabVIEW开发平台设计出了轴类零件表面形状误差测量软件.     

改进的Sage-Husa算法在提高激光位移传感器精度中的应用

激光三角法测距位移传感器因其具有非接触测量、测量速度快等特点,所以在测量与检测领域有广泛的应用。为了提高激光位移传感器的测量精度,从传感器测距原理入手分析影响系统测量精度的诸多因素,提出一种避免死循环的Sage-Husa滤波算法提高测量精度。最后结合LS—100CP型激光位移传感器与MATLAB进行实验仿真,同时与常规的Kalman滤波算法相比较,得出改进的Sage-Husa滤波算法精度较高且在激光三角法测量中的应用切实可行,有较好的实用价值。     

利用激光位移传感器检测电路

激光位移传感器是一种非接触式的精密激光测量系统,它具有适应性强、速度快、精度高等特点,适用于检测各种回转体、箱体零件的尺寸和形位误差。文章设计一种含有多种放大倍数的激光位移传感器检测电路,可实现测量中对环境变化的自适应能力。最后分析了影响传感器测量精度的各种因素,并讨论了消除的方法。     

利用光栅位移传感器实现自由曲面的自适应跟踪测量

针对非接触自由曲面测量中激光位移传感器的非线性误差问题,设计了基于LabVIEW的光栅位移反馈系统,其采用调用动态链接库的方式完成数据采集.通过对反馈系统的线性度和回程误差进行实验分析,结果表明,该方法能够实现自由曲面的自适应跟踪测量,可保证激光测头跟随被测曲面的轮廓上下调整,使传感器工作在线性测量范围内.     

FPGA在激光一维位移测量系统中的应用研究

针对目前结构健康监测中一维位移测量系统的要求,讨论了利用FPGA器件实现一维激光位移测量系统硬件处理核心电路,将传感器驱动、光驱中心位置计算及计算机接口集成到一个芯片中、实现了测量速度的提高和系统的小型化,从而满足了位移测量中现场动态测量需要.     

基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统

为了满足倒角齿轮的倒角轮廓测量需求,采用先进的计算机检测与控制技术及现代化的传感器技术,研制了一种非接触式齿轮倒角轮廓激光测量系统.测量系统以计算机为控制中心,用激光位移传感器和光栅尺获取数据,利用X-Y精密移动平台实现测量位置的准确定位,实现了倒角轮廓的测量.实验表明,测量系统精度满足倒角齿轮测量的工业应用要求.     

FPGA在激光一维位移测量系统中的应用研究

针对目前结构健康监测中对一维位移测量系统的要求 ,讨论了利用 FPGA器件实现一维激光位移测量系统硬件处理核心电路 ,将传感器驱动、光斑中心位置计算及计算机接口集成到一个芯片中 ,实现了测量速度的提高和系统的小型化 ,从而满足了位移测量中现场动态测量需要     

基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

研究了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测方法,集成激光跟踪仪、轨检小车(位移传感器和倾角传感器)、靶球及靶球支座等硬件设备,开发了轨道静态平顺性检测系统软件,建立了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统(TDS).在上海地铁13号线某区间,利用TDS进行了轨道静态平顺性检测试验,并采用SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪进行了对比测量.TDS测量系统轨道检测数据结果与SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪测量结果基本一致,验证了TDS测量系统可行性.     

电阻点焊熔核形成过程的激光传感和表征

探索一种采用激光位移传感器获取电阻点焊过程电极位移信号的实现方法.选用高精度激光位移传感器搭建获取电极位移信号的计算机数据采集系统.通过大量点焊过程位移信号与试验结果的对比分析,对其熔核形成过程进行物理解释和表征.结果表明:获得的电极位移信号可以表征熔核形成过程,能够作为监测点焊接头质量的信息源.     

基于DDS的激光自混合干涉信号模拟发生器

激光自混合干涉技术是一种新型光干涉传感测量技术,可用于微位移、微振动、距离、形貌以及激光器线宽展宽因数等物理量的测量.在这些测量传感器研制开发过程中,若有一台激光自混合干涉信号模拟发生器,将会使处理电路的调试工作更加方便.以直接数字频率合成(DDS)技术为核心、ATmega32单片机为工具设计了一种激光自混合干涉信号模拟发生器,能够合成48种激光自混合干涉信号,合成频率能在50~1400 Hz之间调节,幅值在0.4~10 V区间内连续可调.此信号发生器为基于激光自混合干涉的传感器设计制作提供了基础.     

基于单片机的微小位移测量

本系统以W75E516B单片机为核心,用激光位移传感器来检测物体微小位移的变化,通过LCD显示、语音报数来得知物体微小位移及振动的变化.首先用激光位移传感器检测一个物体,将物体的微小位移变化转换成电信号的变化,再用单片机来处理和控制LCD的显示而读出变化的位置量.并且具有时钟显示和温度显示功能.此外还采取各种抗干扰措施、来提高系统工作的稳定性.     

基于加速计的三维空间运动追踪系统

针对基于激光与电磁场的空间追踪系统测量过程易受外界基准参考系制约的缺点,提出了一种不受测量环境限制的三维空间运动追踪系统.该系统基于三轴加速度传感器,采用双状态卡尔曼滤波器对传感器输出信号进行滤波处理,依据加速计非线性特性逐个修正加速度数值,使用多项式箅法对空间运动速度与位移积分计算结果进行重建,最后求得被追踪物体在三维空间中的瞬时运动状态与运动轨迹.实验测得该追踪系统在加速计x,y和z轴方向位移误差分别为10.7%,7.5%和11.7%,三维空间中的位移误差为8.88%.     

多轴激光位移测量同步采样技术

采用基于广播总线的同步采样技术,提出6轴高精密XY工件台激光位移测量的同步测量架构.设计专门的同步动作控制器和同步信号总线,实现6轴激光位移测量系统的同步采样,提高了数据采样频率.结果表明:6个激光测量轴之间的同步采样时间误差最大为1.616ns,并由此引起的位移测量误差是0.808nm;在硬件读取数据方式下,6个激光测量轴最高采样频率可达640kHz.     

机器人定点变位姿手-眼标定方法

在自由度冗余的机器人末端连杆上安装激光位移传感器可实现灵活的非接触测量。针对该机器人的手-眼标定问题,提出了一种定点变位姿标定方法(FPDP)方法。该方法采用多次改变机器人位姿对同一点进行测量,并利用机器人运动学方程和最小二乘原理,快速计算机器人末端坐标系与激光位移传感器坐标系的齐次变换矩阵。基于此标定方法,实现了机器人对凹坑深度的测量。实验结果表明,定点变位姿手-眼标定方法有效、快速,可用于三峡水轮机叶片蚀面检测。     

全自动激光大坝安全网络监测系统的研究

通过国家基点建立基准，利用激光发散角小、能量集中的特点，应用激光位敏传感器分别测量了坝段之间的相对位移和转角，采用基点逐步传递法，通过高精度激光电子倾角测量系统，实现了大型拱坝的水平位移、垂直沉降、切向位移、倾斜等六维参数的自动化监测．同时，利用自动控制技术和中值滤波技术，消除了测量过程中振动等因素的干扰，使得系统测量精度达到了0．2mm．该系统运用互联网技术实现了大坝安全监测的网络化，为大坝安全监测的多级化管理提供了监测手段．     

涡旋压缩机轴向动态间隙的实验测量

设计了采用电涡流位移传感器测量喷水涡旋空气压缩机轴向间隙的实验方案和步骤.传感器采用偏移安装的方式,避免了动涡盘可能对传感器探头造成的损坏,并阐述了安装要点.编制了基于虚拟仪器技术的数据采集系统来记录和保存实验数据.测量结果表明:喷水涡旋空压机的轴向间隙在不同转速下变化较大,低转速和高转速下的典型值为75 ìm和49 ìm;涡旋空压机轴向间隙比涡旋制冷压缩机的轴向间隙大.测量结果输出波形的频率能够反映动涡盘掠过探头的时间间隔,因此可以用电涡流位移传感器测量涡旋压缩机的转速,提供了一种测量压缩机转速的方法,可对变速压缩机动态特性研究时转速值的确定提供帮助.总的来说,电涡流位移传感器结构简单、灵敏度高、静态和动态性能好、输出信号强,可以满足涡旋压缩机轴向间隙的小位移量的测量要求.     

数字式光纤Mach-Zehnder干涉传感实验系统

给出了一种数字式光纤Mach Zehnder干涉测量实验系统.基于光纤相位传感原理,设计了数字式相位检测电路以及压力、温度、位移的功能型光纤传感器.标定实验的结果表明,压力、温度和位移传感器的测量分辨率分别为0.03kPa、0.07℃、2.5μm.     

多点动位移数字图像相关法光测技术研究

动位移测量在诸多工程领域中有着大量需求,针对现有各种测量技术仍然存在着效率低、精度差、成本高等局限性。基于数字图像相关(digital image correlation, DIC)原理,建立了一套多点动位移高精度光测技术及系统。首先设计了一种基于同心圆的靶标专用图案,用于测点的自动识别及图像的自动标定,并通过对硬件配套软件SDK(software development kit)的二次开发,构建形成了可同时适用于无线和有线工业相机的硬件架构,最终开发形成多点动位移DIC光测软件系统。采用3等精度量块对该系统进行精度校准试验,结果表明该系统测量精度为0.01 mm,系统基本误差为0.05%,灵敏度为0.2%。进一步开展典型应用场景测试,发现该系统在低频振动测量时具备与高精度激光位移传感器相当的精度,而对于高频振动场景,采用高频率相机也可实现动位移高精度实时测量。可见该系统与激光位移传感器等相比有显著优势,可在实验室测量、工程现场测试等场景中推广应用。     

振动梁局部体积位移传感器的优化布置

以振动梁为研究对象,提出运用局部体积位移传感器来测量振动结构局部体积位移的方法.运用分部积分,设计特殊形状的PVDF压电薄膜,使PVDF输出信号为所需要的振动结构局部体积位移.结果表明:这种局部体积位移传感器形状与振动梁的边界条件无关,而且与激励力性质(类型,位置和频率范围)以及振动结构本身的材料特性无关,只与PVDF传感器在振动梁上的局部位置有关;用该传感器测量振动结构局部体积位移是可行的.     

基于光纤光栅定位的全分布式光纤位移传感器

针对深部岩体、边坡滑移等大量程位移难于测量的问题,提出了一种基于光纤光栅定位的光时域反射位移测量原理,并开发了基于光纤光栅的全分布式光纤位移传感器.实验结果表明,基于光纤光栅的全分布式位移传感原理可行,研制的2种全分布式位移传感器均能实现位移的测量,位移灵敏度系数高达5.21,并且可通过结构设计提高位移传感灵敏度与量程.