基于多周期同步测量法的微位移检测电路设计

在机械产品微位移高精度检测中,目前广泛采用的微位移检测电路是通过电感式位移传感器将被测位移量转换成输出电压幅度,该方法的测量精度受调理电路的限制.为进一步提高测量精度,提出一种多周期同步测量法,并设计了基于单片机控制的微位移检测电路.实际应用表明,该系统在电感式位移传感器检测量程为2mm时,系统检测精度可达0.01um.并且系统在提高计数频率时可以达到更高的测量精度.     

基于标志点的多相机数字图像相关方法精度分析及土木工程中的应用

为实现土木工程构件的高精度全场变形测量,分析了基于标志点的多相机测量方法的实际精度,并将该方法用于BFRP筋海水海砂珊瑚UHPC组合梁的抗弯实验.利用编码标志点对多套双目系统的结果进行坐标统一,并通过引入拼接误差un对多相机测量结果的坐标统一精度进行定量评估分析.实验结果表明:面内位移量较小时,拼接误差un基本等同于双目系统自身的匹配误差水平,随着位移量增大,un随之增大;拼接误差的标准偏差σu始终在0.01 mm内波动,且位移量最大时拼接误差的均值u-与实际位移的相对误差仍小于0.03％,多套测量系统的坐标系统一精度满足工程需求;对于混凝土组合梁的全场位移和应变场的测量,局部位移数据与位移计数据基本吻合.多相机数字图像相关方法可以大幅提高变形测量分辨率,适合在大型土木工程构件变形测量中推广运用.     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.     

连通管液压动态特性试验研究

连通管桥梁位移监测系统中,液体作为系统位移测量的传感元件,其动态特性研究的滞后一直制约着其在动态测量的应用.文章通过模型试验模拟实际桥梁的振动,测量连通管内液体的压强变化,研究连通管内液体压强与其振动状态的关系.研究结果显示:连通管压强不仅与结构位移有关,还与结构振动加速度及连通管纵向布置倾角有关;结构振动加速度、连通管倾角与管内压强变化存在正相关关系.     

基于视觉检测技术的轨道车辆车门运动测量方法

轨道车辆车门动能测试需加装相应的传感器,由于轨道车辆车门产品的空间限制,难以加装体积较大的传感器,使得运营现场轨道车辆车门动能测试难度较大.将视觉检测技术运用至轨道车辆车门运动测量方案中,结合Matlab和Python开发一个适用于轨道车辆车门运动测量的视觉检测系统.该系统通过视频信息图像化获得某个测试点的像素位移,通过像素位移与实际位移的转换关系得到某个测试点的实际位移,并以此形成车门位移-时间曲线、速度-时间曲线、动能-时间曲线,为轨道车辆车门运动特性的研究提供验证参考.     

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.     

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.     

电感式位移传感器测量系统精度损失诊断

实际应用过程中,时间的推移和系统内外的异常因素,导致动态测量系统,尤其是带有机械结构的动态测量系统的精度无法保持.为了及时了解系统内部各结构单元的精度损失情况,并为系统的优化设计提供理论依据,利用误差分解和溯源的方法,诊断电感式位移传感器动态测量系统各组成单元的精度损失.实验结果表明：对整个测量系统总精度损失影响最大的是偏心轮的精度损失;对于位移传感器,其测量总精度损失与偏心轮的精度损失无关,放大电路倍数的损失是最主要的影响因素.     

微位移测量技术的分析

针对通常微位移测量方法的昂贵、不能连续自动观测的缺点,提出了一种基于角反射器和微波相干比相的微位移测量系统;当微位移方向与电波传播方向平行时,采用基本测量系统.当微位移方向与电波传播方向不平行时,采用弯管测量系统.详细介绍了微位移测量系统的工作过程,还给出了信道计算方法和传输测量结果的通信电路.该通信电路可通过移动电话把测量结果传到指定电话号码的终端,并给出了实测结果.     

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.