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。     

激光位移传感器测量原理及应用研究展望

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.就此,对激光位移传感器的测量原理和应用研究作了概述.     

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.     

基于激光位移传感器的城轨车辆轮对尺寸在线检测技术

为提高轮对尺寸测量效率及精度,提出了一种基于2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测技术。将2D激光位移传感器布设在轨道两侧,对经过检测区域的车轮踏面进行动态扫描,然后对采集到的数据进行坐标变换、数据融合等处理,并对处理后的踏面数据进行四阶分段曲线拟合,以实现轮缘高、轮缘厚及轮径的准确计算。为验证系统的可行性,将系统安装在实际现场进行车轮轮对尺寸在线检测,并将系统测量结果与人工测量结果进行比较。试验结果表明,系统能够完成轮对尺寸在线检测功能且检测精度高,轮缘高、轮缘厚的检测精度为±0.2 mm,轮径的检测精度为±0.5 mm。系统测量精度满足实际现场测量要求,具有较高的可行性,完全可以取代人工测量方法以提高轮对尺寸测量效率。     

浮法玻璃厚度CCD位移传感器在线检测技术研究

浮法玻璃厚度测量是玻璃产品质量的一项重要标准。采用激光三角法位移测量原理对浮法玻璃进行在线厚度检测,在实验室通过常温状态和热态检测,测量结果的范围满足了国家标准对各种浮法玻璃厚度的要求,而且测量精度远远超过国家标准的厚度允许偏差范围。从而提高了测量精度、稳定性,提高了玻璃生产质量,减少能耗。     

基于激光传感器的车辆超高检测系统研究

基于激光传感器,设计了一种车辆超高检测系统.该系统运用发射传感器阵列和接收传感器阵列形成激光光幕,通过判断传感器是否被遮挡,可以精确地检测车辆具体超高高度.针对日光、强光干扰现象,在硬件电路设计方面,采用光调制与光解调处理方法.光调制与解调方法使激光信号变成离散信号,可有效解决自然光中连续光信号的干扰现象.软件设计方面采用FreescaleMC9S12DG128单片机对发射信号进行控制,对接收信号进行处理,程序简单易行,执行效率高.该超高检测系统采用激光传感器,抗干扰能力强,测量精度高,能够实现车辆高度动态测量,检测时车辆速度可达30km/h,测量精度高、检测效率快,并且可以测量镂空物体高度.在实际检测实验中,该检测系统检测精度可达5cm,检测范围4～6m.该系统可以广泛应用于城市道路和高速公路车辆超高检测站,以减少大货车卡桥、撞桥事故的发生.     

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.     

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。本文基于数字图像相关（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0.01mm，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。     

一种高性能的非接触式传感器

阐述了一种用于测试机床主轴回转运动精度新型传感器的原理和内装电路的特点．并对其精度指标、应用特点等进行了分析．这种传感器结构新颖、实用．且灵敏度高，并具有对检测微位移时的宽频动态信号处理功能．可应用于各类机床主轴回转精度的测量，对其它位移动态信号的检测也具有普遍适用的意义．     

采用激光传感器的同轴度检测技术研究

针对车桥减速器桥壳轴承孔的同轴度检测问题,设计了一种基于二维激光位移传感器的同轴度检测装置。该装置通过二维激光位移传感器在孔内旋转一周进行测量数据采集,并利用编码器实现了采集过程的闭环控制,采用该装置可提高数据采集效率。为了进行同轴度计算,提出一种针对三维点云数据的最小二乘迭代法。首先,将采集到的角度、径向距离转换成三维坐标的点云数据形式。接着,以残差最小为优化目标,利用高斯-牛顿迭代方法确定出最优轴线。该方法利用了整个圆柱孔测量数据,并通过基于残差最小的优化方法计算得到两端孔的轴线和它们的公共轴线,然后,以公共轴线为基准计算出同轴度误差。与传统的通过计算多个横截面中心来确定轴线的方法相比,该方法提高了计算精度。同时,针对影响同轴度测量精度的一些因素,如测量装置的安装精度、转轴的径向跳动等进行了分析,并给出误差补偿方案。最后,将该装置的测量结果与三坐标测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。     

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.     

导轨精度检测方法

提出一种运用激光跟踪仪检测某发射架导轨精度的方法。该方法在分析激光跟踪仪的测量原理基础上,应用激光跟踪仪实现对垂直发射架导轨的检测,给出了详细的检测步骤,最后进行测量不确定度的评定,验证了该方法的有效性和可行性。     

光固化快速成型高分辨激光液位检测系统的开发

为了精确控制光固化快速成型的树脂液位，开发了基于倾角测量原理的高分辨激光液位检测系统．系统中采用亮度可变的激光源，克服了除法器的运算误差，通过闭环控制回路，测量出正比于位置传感器（PSD）输出电流的端电压，由此可精确地反映出光束位置．采用交流调制激光分离背景光和暗电流，不仅提高了PSD的检测敏感度，而且有效地消除了杂散光和暗电流对检测精度的影响．经过检测系统的精度标定，高分辨激光液位检测系统在液位为1～7mm的变化范围内，分辨率可以达到1．5μm．     

电涡流传感器在位移测量上的应用

电涡流检测技术是一种无损、无接触测量的检测技术。由于电涡流检测采用了具有结构简单、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强、不受油污介质影响的电涡流传感器,因此在位移、厚度等方面的测量获得广泛的应用。作者在应用电涡流传感器测量位移时,为了正确可靠地测量位移量的大小,对电涡流位移传感器作了静态特性的测试分析。     

厚度测量及厚度分选仪

研制了一种非接触厚度测量及厚度分选仪，其传感器由气动位移传感器和变压器式位移传感器复合而成，该系统不受被测对象水分、灰度及密度的影响，具有较高的测量精度，为非接触厚度测量提供了新手段．     

车轮摆差检测系统的研究

论述了汽车工业车轮质量在线检测的重要性,利用激光位移传感器和谐波分析法,提出了一种合理的检测机构和检测算法,并通过一系列实验得以验证.提出了移动平均滤波的方法对激光传感器采集的数据进行数字滤波,以减小外界噪声对测量数据的影响.给出了实际车轮廓谐波特征的傅里叶级数分析方法和数字化实现方法,即离散化后的不同阶次谐波的综合幅度求解方法;将谐波分析方法用于被测实际轴向与径向跳动量误差特征判别,为轴向与径向跳动量误差产生原因的分析、提高车轮加工精度提供了科学依据.     

Simulation and Optimized Design of Grid ConcentrationTransducer for Two-Phase Flow

研究一种用于圆形封闭管道内气固两相流实时截面相浓度测量传感器。该传感器采用新型栅极式电容电极设计,有效地均化了空间敏感电场分布,减小了因截面流型变化而导致的测量值波动,提高了测量精度;同时,栅极轴向检测特性的优化,提高了传感器对圆管截面相浓度信号的实时跟踪及瞬态检测能力。     

提高激光干涉测量精度的研究

空气折射率的补偿效果在高精度激光干涉测量中起着瓶颈的作用,解决空气年射率的高精度测量问题有助于激光干涉测量精度提高。用于种电容传感器测量空气介电常数而相对测量空气折射率,进而通过计算机多点测量补偿装置提高激光干涉测量的测量精度,仅用一种传感器反映几种空气参数及其成分的变化对空气折射率的影响,测量装置简单,测量环节的误差源少,经误差补偿后测量精度明显提高。     

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。