基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统，系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术，实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量：采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量；采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量，在软件设计中．应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台，实现了整个测量系统的集成化和自动化．现场试验证明，该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务．导轨表面形状误差的测量标准偏差在70m的测量范围内为0．3mm。     

新型液晶编码光栅立体视觉传感器

物体形面视觉测量中，为了获取更多且准确的图像对应信息，特别是立体像对的匹配信息，需要通过视觉传感器对测量图像进行调制．该文介绍了研究设计的新型液晶编码光栅形面测量视觉传感器，采用东福EDMl288液晶模块和光学投影照明系统，并且通过计算机通讯控制液晶编码，无机械运动，测量速度快，可得到大量三维测量点信息．实验验证，这种传感器可靠性高，可操作性强，且具有较高测量精度，三维测量点拟合平面的平均误差为0．103mm，可以实现物体的形面测量．     

基于虚拟仪器的压延机在线测厚系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的压延机在线测厚系统．采用基于线阵CCD的光学投影法实现薄片产品在线厚度测量．设计了基于C8051单片机的集成化传感器模块和二维坐标数据采集模块，对厚度值及其位置坐标进行记录．应用虚拟仪器开发平台LabVIEW构建基于PC机的数据采集和控制系统，PC机与各测量模块间通过USB和RS485串行总线进行通讯，通过PC机中的虚拟仪器界面实现对测厚系统的控制和数据分析．实验表明：该测量系统在10mm测量范围内的在线测量标准偏差为20μm，可以高效、准确地完成压延机产品的在线测量任务．     

非接触式霍尔位移传感器的研制及应用

介绍了一种利用霍尔效应实现位移测量的新型传感器，实验研究表明：在３ｍｍ的量程范围内精度可以达到０．０１ｍｍ，应用这种传感器，可以实现钢管，钢棒，钢丝绳等细长构件的直径动态连续测量。     

基于LabVIEW的轴心轨迹测量系统

设计并实现了基于LabVIEW的轴心轨迹测量系统．系统由多功能转子实验台、电涡流传感器、数据采集卡、微机和数据采集处理软件组成，利用LabVIEW软件构造出实时数据采集、保存系统，并对传感器进行了标定．通过此系统用户可以方便地把握转子轴心轨迹的变化情况，及时发现和诊断故障．     

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．     

置入FBG传感器的CFRP加固RC梁在线监测技术研究

近年来，复合材料加固混凝土结构的健康监测已引起国际工程界的广泛关注．使用埋入式布拉格光栅（FBG）传感器可以实现对复合材料加固混凝土结构应变使用状态的远程实时监测．作者首先讨论了FBG传感器埋入碳纤维复合材料（CFRP）层间的界面传递特性，通过实验验证了固化于CFRP中的FBG传感器的应变传感特性．FBG传感器被埋入到用来加固钢筋混凝土（RC）梁的CFRP层间和梁内部受拉钢筋上，通过监测FBG光栅传感器波长的变化就会得到测点的应变值．实验结果表明，FBG传感器测量值与相同位置布设的传统电阻应变片测量值具有很好的一致性，同时测量值与有限元模拟值也十分一致．     

基于AT89C2051的超声波测距系统

介绍了利用超声波传感器实现的非接触式距离检测系统．该系统可以用于汽车倒车时的报警、液位和物位的非接触式测量，介绍了超声波传感器原理及系统各单元的设计．系统中采用了AT89C2051型单片机作为主控制器．把一种直流电机PWM调速芯片应用到此系统中，使得控制方法简便，应用范围增强，同时可以利用单片机设定距离值和输出控制信号．最终距离用串行方法在数码管上显示出来，可以直观地查看距离值，以实现测距、显示、输出控制信号的功能．     

水溶解氧传感器的智能化研究

针对现有溶解氧传感器存在标定困难、互换性差等缺点，设计了一种智能化传感器．采用一体式外壳，集合测量溶解氧、盐度、温度等指标．在传感器内部直接嵌入微处理芯片及其他相关电路，实现了传感器的小型化、智能化、网络化．     

电容传感器处理电路

为减少电容传感器处理电路带来的测量误差,提高仪器的测量精度和稳定性,利用对称平衡电路,选用“零”温漂系数的电容作为参考,用于补偿温度变化引起的电子元器件参数漂移带来的误差;采取“中和电流”的方式,消除本体电容、寄生电容对测量结果的影响,提高了传感器的测量分辨率,降低了处理电路对驱动电缆的要求．实验表明,用1．5m长的电容传感器测量油位,分辨率可达0．1mm,常温下长期稳定性小于0.3mm,与其他处理方式相比,精度从0．8％提高至0．18％．     

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。     

基于数字图像相关理论的非接触式 结构位移测量方法

为实现结构的位移及挠度测量,开展了基于数字图像相关算法的亚像素位移测量研究.采用改进初值的亚像素算法确定待测结构目标位置的基于像素的位移,利用相机标定方法将基于像素的位移转换为工程单位.在数字图像处理技术的基础上对编写的程序进行数值仿真试验,位移计算结果与理论值吻合良好,验证了该程序测量精度的可靠性.搭建视觉位移测量系统,为了验证该系统的有效性,对钢框架结构模型开展了视觉测量系统和激光位移计的对比试验;研究了相机与待测结构之间的距离对视觉测量系统精度的影响.利用该系统测量消防通道桥梁的跨中挠度,结果表明,视觉测量系统具备非接触、低成本和便于实施远距离测量等优势,可实现以毫米级精度进行结构位移测量.该测量方法在工程结构变形测量中具有较好的应用前景.     

用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

为实现对油井温度剖面的高精度快速测量，设计了一种游走式高精度光纤光栅温度传感器，采用超细不锈钢管进行耐压封装，进行了温度响应速度的理论仿真，并分析了井下高压对测量精度的影响。对直径1.2 mm的传感器采用商用高精度解调仪进行解调后进行了测试。结果表明，设计的光纤光栅温度传感器的分辨率为0.01 ℃，测温线性范围到达175 ℃，响应速度小于108 ms，耐压可达100 MPa，能够满足油井温度剖面快速测量的需要。     

光纤光栅传感器在路基沉降监测中的应用研究

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力,无法实时掌握路况信息的问题,研制开发了温度不敏感型光纤光栅沉降位移传感器,其量程达到100 mm,测量精度0.1 mm。对两个多月的现场试验数据分析表明,光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况,尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。     

光栅式光纤位移、振动传感器的研究

本文建立了光栅式光纤位移、振动传感器的数学模型,并对这种传感器进行了实验研究。文中指出了提高这种传感器精度的方法。这种传感器适用于大型电机位移、振动的监测     

一种新型光纤油井井下压力传感器

井下的温度和压力是直接影响石油采收率的重要因素。文中介绍了一种光纤光栅油井井下压力传感器,该传感器的量程大于50 MPa,长期工作温度为-20～170℃,测量精度达到0.5％FS,经增敏后光纤光栅的压力系数为41.92 pm/MPa。本传感器可对油井井下的温度及压力长时间实时在线远距离监测,另外还具有结构简单、测量精度高、易于组网、本质安全等优点。在中国海油天津实验井实现了成功测井,突破了国内油井井下压力传感器的实验室研究界限,对油田提高采收率具有重要的意义。     

非正交系坐标测量系统

为在有限的空间内实现具有特殊要求的球壳类工件的自动非接触测量，将机器人技术与激光非接触测量技术相结合，研制了一种新型的非接触式非正交系坐标测量系统。该系统以串联机械手作为测量主体，采用激光位移传感器和CCD摄像头进行非接触测量，可实现球壳类及回转类工件的几何尺寸和表面缺陷的非接触高精度测量。实验数据表明该测量系统已经达到较高的测量精度。     

高温流量传感器的研究

利用电磁感应原理、对流换热理论,采用磁电式传感器及特定的结构和材料,设计一种流量传感器,使其能够测量处于高温环境下的介质.对传感器的工作原理和测量原理进行分析,并设计相应的测量系统,提出制作过程中应注意的问题.实验结果表明:系统可以完成温度范围为120～500℃高温介质的计量,解决了目前高温流量计进行计量时遇到的难题.     

Non-collinear states in magnetic sensors

Certain materials have an electrical conductivity that is extremely sensitive to an applied magnetic field; this phenomenon, termed 'giant magnetoresistance', can be used in sensor applications. Typically, such a device comprises several ferromagnetic layers, separated by non-magnetic spacer layer(s)--a so-called 'super-lattice' geometry. In the absence of a magnetic field, the ferromagnetic layers may be magnetized in opposite directions by interlayer exchange coupling, while an applied external magnetic field causes the magnetization directions to become parallel. Because the resistivity depends on the magnetization direction, an applied field that changes the magnetic configuration may be detected simply by measuring the change in resistance. In order to detect weak fields, the energy difference between different magnetization directions should be small; this is usually achieved by using many non-magnetic atomic spacer layers. Here we show, using first-principles theory, that materials combinations such as Fe/V/Co multilayers can produce a non-collinear magnetic state in which the magnetization direction between Fe and Co layers differs by about 90 degrees. This state is energetically almost degenerate with the collinear magnetic states, even though the number of non-magnetic vanadium spacer layers is quite small.     

基于机器视觉的柔性机械臂振动位移测量

 针对传统的振动位移测量方法中,间接测量法误差较大、准确度较低,而直接测量法虽能达到精度,但成本较高、实用性较差的问题,提出一种基于机器视觉的振动位移测量方法。选取电机驱动运动的柔性机械臂作为测量对象,通过CCD相机采集机械臂末端标记点运动图像,再经过阈值分割、质心检测等视觉处理,得到机械臂振动位移信息。通过搭建实验平台对该方法进行实验验证,并与压电材料测量法及仿真法得到的振动位移进行对比,结果表明,基于机器视觉的振动位移测量方法能够在不接触工况下,对柔性机械臂进行准确、实时的振动位移测量,相比于压电材料测量法,避免了公式误差等影响,具有明显的优越性。