小角度测量的光学方法

光学方法是一种精确测量小角度的主要方法和重要手段.通过综述光学自准直法、内反射法、激光干涉法和环形激光法等测角方法的测量原理,给出典型实验装置,比较了各种方法的优缺点,并对它们的使用场合进行了探讨.     

基于不同棱镜的微角度测量系统及影响因素分析

为了进一步改进微角度测量系统,研究系统的测量分辨率的影响因素,文中选用了半五角棱镜以及菱形棱镜替代原微角度测量系统中的直角棱镜。系统在保证光束可以沿原光路返回激光器腔内的前提下,通过旋转不同的棱镜进行微小角度的测量。在理论模拟过程中选择条纹计数法得出所测角度的大小,同时分析了不同尺寸的棱镜及不同波长的激光光源对于测角系统的光程差的影响,从而得出在合适的范围内通过选择波长较小的激光器作为光源,或更换较大尺寸的棱镜作为系统的关键光学元件,在相同的测角范围内可以获得更高的测角分辨率。文中提出的更换不同棱镜的微角度测量系统还可以为今后的基于不同光学元件的激光自混合测角技术奠定理论基础。     

高分辨雷达角闪烁抑制方法探讨

角闪烁是雷达测量近距离目标时的主要误差。要提高角度测量和角跟踪精度,就必须对角闪烁进行抑制,距离高分辨为抑制角闪烁提供了有效途径。分析了基于距离高分辨的单脉冲测角方法;并在此基础上提出了基于目标几何中心的角度信息处理方法。与幅度加权处理方法不同,该方法利用散射点的距离信息对目标几何中心进行准确估计,从而提高角度测量精度、抑制角闪烁。经仿真实验分析表明,几何中心法可以有效提高测角精度,表现出具有更好的角闪烁抑制性能。     

含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头

为了满足对机械件、光学件和电子件等几何形貌质量控制和产品监测越来越高的要求,在动态主动调焦法测量原理的基础上,提出一种含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头的检测方法.论述了该测头通过测量参考光路和测量光路的时间差实现位移测量的测量原理及其结构,并对这种新的测量方法进行了详细的误差分析,对该光学测头及其测量系统进行了各项实验.实验表明,含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头及其测量系统的测量范围为±0.1mm,测量分辨力为0.075μm,线性度误差约为0.45μm.     

等厚干涉在锥角测量中的应用

当用两块平板玻璃制作出的空气劈尖顶角发生变化时 ,应用CCD可观察到劈尖表面移动的干涉条纹 在此基础上 ,设计了用锥角偏差来改变空气劈尖顶角的圆锥锥角的光学测量方法 ,并由导出的锥角偏差与移过某一点的干涉条纹数之间的关系式 ,对圆锥锥角进行计算 通过与千分表法的对比测量 ,结果表明 ,等厚干涉测法不仅可行 ,而且具有更高的测量精度     

X射线衍射仪角度校准的光学新方法

目前X射线衍射仪(XRD)的角度检定和校准测试主要依据JJG 629—1989《多晶X射线衍射仪检定规程》和JB/T 9400—2010《X射线衍射仪技术条件》等技术文件,具体方法是采用光学经纬仪或多面棱体等进行测试,该测量方法实际应用中存在一定难度,其次测量间隔较大,不能很好反映真实的角度误差规律.为此,提出了利用θ角和2θ角同轴并可独立运动的特点,组合采用光电自准直仪和小角度激光干涉仪等仪器,设计了一种新的XRD的角度校准方法,它能够自动快速地连续测量角度,取k=2时,扩展不确定度约1.2″.使用该方法测试能够精确得到θ和2θ轴的误差数据,可用于修正XRD测角误差,提高XRD测试精度.该方法也适用于同步辐射等大型衍射系统等其他需要角度校准的情况.     

机床滚转角测量中敏感元件倾斜引起的误差分析

为研究正交偏振光相位法测量机床滚转角过程中,机床的俯仰、偏摆运动误差对测量精度的影响,建立了测量光路数学模型,利用琼斯矩阵法计算光路中光的偏振态变换过程,并推导出被测滚转角与相位变化量间的测量公式。在此基础上,采用光的偏振和晶体光学理论,分析了测量过程中机床俯仰、偏摆运动误差造成的敏感元件(即1/2波片)倾斜所引起的测量误差。分析结果表明,1/2波片在倾斜角度小于2°的情况下所引起的测量误差小于0.1%,对测量精度影响较小,从而论证了正交偏振光相位法高精度测量机床滚转角的可行性。     

用水排开冷却液进行在线光学测量研究

针对机械加工中不透明冷却液的存在妨碍了在线非接触测量这一难题，提出一种利用喷射的水柱来排开冷却液，并在被测物体表面一个小局部形成一稳定的透明测量窗口，使非接触光学测量得以在磨床上进行的技术．论述了这种技术的主要原理，介绍了实验装置，给出了初步实验结果．     

角度约束辅助测量的深空探测器自主天文测角导航方法

高精度的天文量测信息是满足深空探测器高精度自主天文测角导航的必要条件.天文测角量测信息多种多样,之间具有几何约束关系,测量误差具有不同特性且符合相应的约束条件.本文提出了一种基于角度约束辅助测量的深空探测器自主天文测角导航方法,该方法以深空探测器轨道动力学模型作为状态模型,以火星、火卫一和火卫二与探测器之间的方位角作为量测量建立量测模型,并对量测量进行角度约束建模,然后利用遗传算法-序列二次规划混合非线性规划方法对角度约束模型进行非线性规划,由于系统模型均为非线性模型,因此本文利用容积卡尔曼滤波对系统状态进行估计,减小随机误差,并分析了天文测角的量测精度对导航精度的影响.仿真结果表明,本文所提方法可有效抑制多源随机量测误差,实现深空探测器高精度自主导航.     

径向剪切干涉测量中基于Zernike多项式的波前重建

径向剪切干涉波面不能直接反映被测光学波面，因此提出一种径向剪切干涉测量中被测波前重建的新方法．该方法基于Zernike多项式最小二乘法拟合的基本原理来确定波前重建表达式．推导出径向剪切相位Zernike多项式系数与被测波前Zemike多项式系数转换关系．对算法进行计算机模拟，并应用于实际径向剪切干涉测量，结果证明该方法具有可靠的波前重建精度．     

光纤磁场传感器对线双折射敏感度的分析

为了降低光纤磁场传感器中线双折射对系统输出的影响,提高测量系统的稳定性.介绍了基于法拉第磁光效应小型光纤磁场传感器的系统结构,利用琼斯矩阵对线双折射及入射起偏角对传感器输出特性的影响进行了推导与仿真.分析了系统对线双折射变化的敏感度大小与起偏角的关系,确定了最佳起偏角的范围.分析表明,当入射起偏角取一些特殊值时,能够将系统对线双折射变化的敏感度降到最低,提高了系统的稳定性和可靠性,为光纤磁场传感器的实用化设计提供了参考.     

浓度场测量系统在喷油雾化角测量中的应用

喷油雾化角影响油气混合、缸内燃烧和发动机排放性能．借助浓度场测量和数字图像处理系统对喷油雾化角测量进行了研究；介绍了测量系统的基本原理及系统的组成，并通过该测量系统对某种电控喷油器燃油喷雾角情况进行了实际测试，验证了该测量系统的实用性。     

基于MEMS惯性技术的延转姿态角测量误差补偿研究

本文介绍了基于MEMS惯性技术,载体在水平面上廻转时产生的姿态角测量原理,运用在线误差补偿技术,针对因MEMS惯性器件加速度效应误差不均衡,导致的翅转姿态角测量误差进行实时补偿。提高了姿态测量装置题转姿态角的测量精度。     

PDC钻头切削齿工作角的设计方法

详细讨论了各种因素对PDC钻头切削齿的两个工作角(前倾角及侧倾角)的大小和方向的影响-根据PDC钻头的结构特点,在设计切削齿工作角时,将钻头分为四个区域,分别论述了各个区域切削齿工作角的设计方法和原则.研究认为,控制钻头各部位切削齿结构参数的变化,可以设计出满足要求的切削齿工作角.     

基于Internet/Intranet的电力系统负荷预估系统

介绍了基于GPS全球定位系统和Internet/Intranet实现的机动负荷测量系统,包括硬件的开发和系统结构。该测量系统已经应用于澳大利亚电力系统,并成功地提取出了系统的震荡信息。分析结果表明,监测系统能够成功地记录电力系统的功角变化,进而进行事后故障分析,并可以实时监视系统的震荡情况。     

冻土抗剪强度特性及试验研究

通过研制冻土变角剪切试验仪来测定冻土抗剪强度指标,即冻土内摩擦角和粘聚力;冻土变角剪切试验仪由WDT-100冻土试验机和变角试验装置两部分组成.试验加载和数据由计算机自动控制和采集,试验系统精度高、结果可靠.每组试样按照四种固定剪切面进行剪切试验;通过大量的试验结果表明冻土抗剪强度可用摩尔-库仑强度理论来描述,变角剪切试验仪是测定冻土抗剪强度行之有效的方法之一.     

装甲车辆模拟射击中身管角度采集装置设计

设计并实现了装甲车辆实装模拟射击训练中通用型身管角度采集装置。该装置是通用型实装模拟射击训练系统的一个测量部件。详细阐述了该装置的实现原理和方法。装置在倾斜角和俯仰角的采集中采用ADXL345三轴加速度计来达到高精度的要求,在方位角采集中采用槽光耦和光栅盘为核心的计数单元进行角度测量。装置对采集到的身管各个角度数据进行了角度解算,最终通过串行接口和LCD等多种形式实现数据传输和显示。     

基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力. 采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线. 并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法. 研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.      

一种实用的角度-数字传感方法

介绍了一种实用的角度测量方法 .本方法具有制造方便、成本低的特点 ,在测角精度要求不高的情况下 ,具有较大的实用价值