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．     

精密PSD微位移在线测量系统

为了满足工业现场微位移测量的精密性实时性和可靠性要求,设计并制作了位置敏感器件（PSD）激光微位移测量系统.系统将调制带通滤波峰值检测等信号处理技术运用于激光三角法中,并利用PSD信号单通道处理方式,提高了系统的抗干扰能力.同时,系统采用自适应控制方法改变激光的调制频率,从而调整电信号的增益系数以适应各种测量对象.实验表明,在没有滤光片的情况下,系统有效地消除了背景光和暗电流的影响,测量频率最高可达2,kHz,分辨率达到0.035%,稳定性误差小于0.090%,线性度好于1.2%,大大降低了温漂的影响.     

内径尺寸光电位移检测系统设计

根据小型孔类零件结构特点,同时依据光电位置敏感器(PSD)和光三角检测原理,提出了一种内径尺寸激光非接触测量方法,并据此设计出激光探头光学测量系统,并对其测量原理进行了分析。     

一种基于光点位置敏感器件的风速风向测试系统设计

以二维位置敏感检测器(PSD)为核心器件设计了二维风速风向测试系统,系统采用激光作为光源,光源射在PSD上的位置反映了环境风速和风向的大小.简要介绍了PSD的原理和特点,分析了测试系统的工作原理,利用矢量计算给出了风速和风向的计算方法.制作了测试系统,并对PSD位置定位和风速风向的关系进行了测试.该系统的风速测量范围在0～30 m/s,未经放大处理时,分辨率可达0.15 mV/(m·s-1),风向测试的平均误差小于7°.该传感系统结构简单,测试方便,受环境温度影响小.选择合适的风敏竿,可以进一步增加测试灵敏度和拓宽测量量程.     

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。     

激光数字化采集和加工系统的精度分析

激光数字化采集和加工系统实验是在激光数字化采集和加工系统设计、安装、调试完成后进行的一些探索性实验.本文主要进行了激光数字化仪稳定性测量实验、重复精度测量实验和线性精度测量实验.实验表明,本系统可以测量采集倾角 ±75°的自由表面.激光数字化仪的稳定性精度为±0.0162mm,重复精度为±0.0351mm,在±1mm测量范围内的线性精度为±0.0770mm.在激光数字化采集时,数字激光化仪只工作在零点附近,因此,上述精度能够满足一般数控仿形加工中的精度要求.通过复杂曲面的采集实验结果,表明该激光数字化采集和加工系统原理正确,使用方便,跟踪稳定可靠,具有广阔的应用前景.     

基于测量机器人的工业机器人校准方法研究

在对高精度测量机器人、激光跟踪测量系统进行全面分析与系统研究的基础上,提出运用工业机器人与测量机器人对接,工业机器人带动测量机器人在整个工业机器人工作空间进行自动测量的方法.给出了工业机器人带动测量机器人联动测量的结构图和工业机器人空问误差的检测与补偿的流程图,为研究工业机器人末端误差测量提供新的理论与技术支持.     

工作环境下PSD系统精度测定

利用基于PSD的远距离定位光靶标识别系统在实际环境下获得的大量实际测量数据,对PSD系统精度测定方法进行了完善。实测的数据首先进行预处理,剔除坏值,随后给出相关图像并基于统计学方法进行了综合处理与分析检验。精度测定算法均用python进行了编程实现,结果表明,这种方法可以实现PSD测量精度的有效标定,同时也为PSD实测结果的数据处理提供了有价值的算法参考。     

基于PSD的微小步行机器人位置检测实验系统

作者研究了一种微小步行机器人(体积为20×18×40)的位置检测系统.组合位置敏感探测器(PSD)、信号处理电路、A/D卡、数据采集、处理和测量模块,形成了位置检测实验系统,设计了实验方案并进行了验证性实验研究.初步的实验结果表明,作者设计的检测系统的测量原理、实验方案是正确的,软硬件设计与配置是正确可行的,适用于微小步行机器人的位置测量.该系统经进一步的优化和改进,还可以应用到更为广阔的领域.     

基于PSD的导轨直线度测量

设计了2种检测系统测量直线导轨的直线度.检测系统1利用随导轨运动的平面镜二维转角表征导轨的俯仰角和偏摆角的误差,这些角度误差通过光学系统在PSD上以位移的形式被记录下来,分析计算位移与角度的关系可得俯仰角和偏摆角.检测系统2利用随导轨运动的棱镜系统将俯仰角和滚转角的误差以位移的形式记录在PSD上,通过去除检测系统1测得的俯仰角的影响可求得滚转角.实验测量了500mm长导轨俯仰角、偏摆角和滚转角的最大偏差分别为3.22,′1.16′和5.88.′分析了实验系统误差对于测试结果的影响,结果表明,测试精度可达0.2.″     

基于无衍射光及虚拟探测器的三角测量系统

提出一种新型激光三角测量系统。该系统用无衍射光作测量光束，用虚拟探测器扩展探测器尺寸。与传统激光三角测量相比，该系统在保持高测量精度及高分辨率的同时，扩展了测量范围。且系统机构简单，测量速度快。     

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。     

激光三角法测量表面形貌

对激光三角测量法应用于表面形貌的检测进行研究.通过分析激光三角测量的基本原理,得出光路设计条件与输入输出关系.分析了几种激光三角测量的改进方法的优点、局限与适用范围.讨论了激光三角测量中影响分辨率与精度的几个因素并提出应对的措施.     

激光超声检测表面硬度分析

和传统的压电技术相比,激光超声系统具有不需要耦合剂、非接触、以及能对曲面和复杂形状的几何形体进行检测等优点近年来,在无损检测领域内得到了广泛的应用文中介绍了利用激光超声来确定表面硬度的方法表面波的传播具有纵波和横波的特性,实验结果表明,表面波波速随硬度的增加而降低轴类零件在交变载荷下工作时,其表面要比心部承受更高的应力,表面硬化是为了增加其强度、硬度、抗疲劳强度硬化层的特性通常由其硬度和深度来表征对表面波来说,可以通过改变其波长的方法来改变它的贯穿深度,从而测取表面硬度的深度函数表面波波速的精确测量是无损检测表面硬度和深度的前提,其精度要求表面波相速的变化小于２％由于激光超声具有很高的时间和空间分辨率,能对表面波声速进行精确的测量通过对硬度分别为５８Ｒｃ和２５Ｒｃ的样品的实验,表面波速度变化不超过０．０７％（５８Ｒｃ）和０．１４％（２５Ｒｃ）通过分析测定硬度和表面波波速两个独立实验的结果,得出了两者之间的线性关系虽然两者的关系的确切联系尚未清楚,但是可以依据实验测量ＳＡＷ速度及硬度的值并运用到表面深度的无损检测中     

冷轧板材厚度在线测量的研究

本文在比较各种板厚测量方法的基础上，根据成象原理着重论述了差动式激光三角法测厚技术，讨论了聚光透镜和成象系统结构参数的设计，分析了板材料动产生的动态测量误差，并提出自动补偿的途径。     

双无衍射光束三角测量系统

提出可用于物体轮廓在线抗振测量的双无衍射光束三角测量系统。系统以双无衍射光束作为测量光束,结构简单灵活。给出了系统结构及原理,推导了相关算法,并在振动条件下进行了实验。结果说明,该系统能有效地去除振动噪声的影响。     

基于三角法的激光位移传感器的设计及实现

三角法属于主动视觉测量方法,是非接触光学测量的一个重要形式。本文介绍了激光三角法测距的基本原理,对比不同类型的激光三角测量系统,并比较了其优缺点。利用三角法测量原理,通过线阵CCD、电子信号分析电路和单片机信号处理,设计并实现了一种高分辨率测距传感器,并对不同条件下的测试结果进行了分析,同时提出了改进方案。     

PSD高精度位置测量系统的研究与设计

介绍了对一维位置敏感探测器外围信号处理电路的改进方法,通过减弱或消除噪声的影响,设计出了一套可以测量微米级位置移动的高精度测量系统,并给出了实验结果．