一种高精度海洋环境噪声监测系统

基于迈克尔逊不等臂干涉原理研制了海洋环境噪声声压监测系统,提出了一种调制与跟踪补偿的信号细分方法,提高了抗干扰能力与测量精度,并对产生误差的原因与消除方法进行了分析。     

位移测量元件的微机精化补偿方法及其应用

感应同步器、光栅、磁栅作为位移测量元件被广泛应用于数字式位移测量系统 上，对其制造、安装等引起的系统性测量误差完全通过软件进行补偿修正，可以经济 且有效地提高系统的测量精度及可靠性。根据不同测量元件的特点及其应用的具体情 况，提出了确定补偿点进行补偿的两种方法──等分矩形法和等先插值迭加法。为了 提高补偿速度，对测出的系统性测量误差值，以位移－地址相关列表法存贮于微机内存 中，微机根据采集的绝对位移值直接询址取出对应的误差值进行补偿运算。在大型齿 轮齿形精度就地测量系统中的应用表明，其线位移和角位移测量装置的测量误差分 别由±７．５μｍ和±１．８”降至±１μｍ和±０．４８”。     

一种线结构光测量系统误差补偿方法

针对提高线结构光测量系统测量精度,提出了一种误差补偿方法。该方法通过计算标定后的标定点计算坐标值和实际坐标值之间的残差,利用插值的方法建立相机每个像素点所对应的物点残差数据库,在测量过程中根据残差数据库计算每个亚象素测量点的残差,从而实现对测量结果的误差补偿。实验通过对Tsai算法和多项式拟合算法两种模型的测量结果运用该补偿方法进行了修正和比较,表明本方法能在一定程度上提高线结构光测量系统的精度、满足精密测量的要求,并且适用于多种标定方式。     

四种光阱刚度测量法的实验研究与比较

通过对光阱刚度的测量原理、方法及其特点进行分析,对多种光镊刚度标定方法进行了比较,分析了不同方法的精度和适用范围,总结了各种方法的优缺点.其中,流体力学法简单易行,但是误差较大;外加周期驱动力法精度较高,不需要测量绝对位移,但是适用的微粒的直径范围有限;热运动分析法所需要的参数少,但是受到系统噪声影响较大;功率谱方法精度较高,且不需要测量出绝对位移,但是测量结果受到系统噪声影响较大.     

基于体对角线机床位置误差的激光矢量测量分析

机床空间位置误差的测量和补偿是提高加工精度的重要手段。通过分析机床沿4条体对角线的位移误差与空间位置误差间的矢量关系,提出了利用体对角线多步运动测得的位移误差分离机床运动轴位置误差的矢量分析方法。分析结果表明,新方法不仅可以反映机床的几何精度,而且可以快速分离出3个运动轴的9项位置误差,为实施数控机床的空间位置误差补偿提供了理论基础。     

坐标测量机有检测与补偿新技术

坐标测量机的误差检测与补偿技术是由我校精仪系完成的,日前通过了专家鉴定。这一研究从理论和实验上证明,在符合刚体模型条件下,只要测定空间22条线的线位移误差,就可以确定三坐标测量机整个测量空间各点的矢量误差。这种方法具有精确性、完整性、溯源性、简易性。为制定机器几何精度验收标准提供了理论依据和实用方法。     

基于普通编码器的高精度位置检测方法

根据普通增量式光电编码器测量转角位置的原理，分析了量化误差的形成原因和编码器脉宽制造误差对测量精度的影响，提出了新的信号处理算法——脉冲细分法，利用该方法减小了量化误差．同时标定出编码器的脉宽系数井以它作为脉宽制造误差的补偿参数，消除对位置测量造成的影响，最终提高了系统的测量精度．     

用双路进样比较法测定稳定同位素比值的基准线选择和本底校正

讨论在用双接收器方法测量同位素比时,量度补偿峰参考线的选择问题。用数学分析证明本底补偿峰作参考线来校正测量时的本底是欠妥的。建议用两路直流放大器的零补偿线作为参考线。此外,导出了校正本底的简便公式和提出了校正步骤。而且以MAT-CH_5质谱计测量氧同位素比时的本底校正作为例子。最后还讨论了减少本底的方法。     

陀螺角度误差的温度测试与补偿

温度漂移是陀螺角度误差的主要误差源之一,严重影响了陀螺的测量精度,因此需要对陀螺角度输出误差进行补偿.而温度测量精度越高,对陀螺角度误差的补偿精度就越高,对提高陀螺的测量精度具有重要意义.设计了一个温度测试与补偿系统,对压电陀螺进行了温度误差的测量、分析与补偿,将陀螺角度测量均方差从31.418 2降至0.547 7,证明了软硬件设计的有效性.     

角位移和线位移圆度误差分离技术的比对分析

分析了采用角位移三点法和线位移三点法测量工件圆度误差时，两种方法权函数的频域特性：谐波抑制特性、测量系统权函数总体特点性对噪声的敏感特性。结果表明，角位移三点法存在0阶、1阶谐波抑制，且该测量系统的权函数有高通特性，这些特性不利于提高属于低频信号范围的圆度误差的测量精度，但有助于抑制测量噪声对圆度误差分离精度的影响。     

强度补偿型光纤位移传感系统稳定性研究

研制的强度补偿型光纤位移传感系统采用相关检测技术及设置参考通道 ,可自动地补偿光源功率波动、环境干扰光等不稳定因素对测量结果的影响。理论分析和实验结果表明 ,强度型光纤位移传感系统采用补偿技术之后 ,其测量精度和稳定性有了明显提高。     

CORS-RTK远程变形监测适用性分析

为了探明CORS-RTK实际测量精度以及用于变形监测的可行性与适用范围,分不同时段不同地点进行了CORS-RTK重复位移测量试验。通过平滑滤波去除时间序列中的高频噪声,以各历元与所有历元的均值之差计算中误差,分析了CORS-RTK测量精度及其用于远程变形监测的适用性。研究结果表明,在良好观测条件下,CORS-RTK平面测量精度为5~10mm,高程测量精度为10-30mm;且观测精度与观测时段之间相关性不显著;CORS-RTK测量方式可用于cm级精度要求的实时变形监测领域。     

感应同步器测角系统误差测试及补偿

工程实用的高精度感应同步器测角系统因安装及校准等条件的限制,有时难以应用圆光栅进行误差密集测补来提高精度。针对该问题研究了一种稀疏误差采样及补偿方法。在分析感应同步器测角系统误差特性的基础上,提出先测补零位误差引起的细分误差成分,再处理剩余细分误差的方式,给出了由棱体获取全面、有效零位误差的方法及应用稀疏误差数据补偿的具体过程。实验表明:应用该方法后某测角系统精度由最大误差峰峰值11.7″提升至2.9″。该方法零位误差剔除充分,实现了稀疏采样条件下感应同步器测角系统误差的全范围有效补偿。     

数字图像相关方法最优散斑尺寸

综合分析了图像灰度噪声和亚像素插值误差这两种最主要的误差源对数字图像相关方法位移测量精度的影响,并在此基础上建立了计算数字图像相关方法的总测量误差数学模型.在综合考虑这两种误差的基础上具体分析了散斑尺寸对数字图像相关方法的位移测量精度的影响,运用理论分析和数值模拟得到了不同参数下的最优散斑尺寸.研究结果表明,对于一定的测量参数而言,存在一个散斑尺寸的最优区间,在这个区间内的散斑越多,数字图像相关方法的位移测量精度越高.     

基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿研究

叶片类薄壁零件的加工误差测量与补偿,一直以来都是其精密加工的关键和难点。为了提高复杂曲面零件的加工效率与加工精度,采用基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿方法。在复杂曲面零件侧铣加工后,测量并分析实际测点与设计曲面采样点间的误差。通过调整加工刀位实现复杂曲面侧铣加工的误差补偿。以一个叶片的侧铣加工与误差测量为实例,经侧铣加工、在线检测、误差分析、侧铣加工刀位调整、再加工测量等环节,通过实例零件的加工误差在机检测与调整刀位后的误差实验结果的比较,实例零件的加工精度有较大提高,验证了上述方法的有效性。     

基于单维拉线测量系统的码垛机器人定位误差分析及运动学标定

以四自由度码垛机器人为研究对象,基于单维拉线测量系统对该机器人的运动学标定方法进行了研究.采用环路增量法构造了码垛机器人平行四连杆的误差模型,并建立了带关节变量比例系数的运动学误差模型,从而对关节传动误差进行补偿.通过对影响机器人末端位置精度的几何误差参数进行敏感性分析,将几何误差源简化为11项,可有效提高辨识效率.结合单维拉线测量系统的特点,建立了末端运动误差与几何误差源的映射关系,进而提出了一种基于距离测量的参数辨识模型.通过计算机仿真和标定试验对该方法的有效性进行了验证.试验结果表明,标定后码垛机器人位置误差3?值由11.73,mm减小至1.79,mm,运动精度提升84.7%,.     

展成法球面磨床的几何误差补偿

利用多体系统运动学理论,通过变换矩阵方程,分析了系统中的移动副误差、转动副误差和正交误差原理.针对展成法球面磨削系统的结构与加工方式的独特性,提出了虚拟磨削点,建立了球面磨削系统的空间误差模型,并通过激光干涉仪进行了几何误差的测量.利用软补偿方法进行实验验证的结果表明,经过几何误差补偿后的球面加工精度有显著改善.     

一种多线结构光测头的误差补偿方法

针对在多线结构光测量系统中光平面不等距和不平行引起测量误差的问题,提出了一种基于标准三角块的误差补偿方法.通过分析测量误差产生的原因,建立了光平面平行度、光平面间距与测量误差之间关系的数学模型,将测头产生的结构光条投射到一个标准三角块斜面上,利用三角块斜面的几何变换能力将光平面平行度、光平面间距的信息转换到系统可以进行精确测量的光平面当中.通过CCD采集和数学计算,可以得到准确的各光平面平行度和光平面间距的误差数据,并根据得到的误差数据对测得的原始数据进行补偿修正,由实验证明了该方法在对阵列式多线结构光测头结构误差补偿后,测量得到的数据精度可以提高约40%.     

线结构光扫描测头误差分析与补偿方法

针对线结构光扫描测头多项式拟合测量模型的系统误差问题,提出了一套用于该测头系统误差提取与补偿的方法.该方法通过在不同高度测量固定直线来提取不同景深位置的测量误差,并从中分离出测头在不同测量高度存在的系统误差,同时进行高度方向上的误差补偿.然后,利用标定结果以及高度方向的误差补偿点阵,将由标定成像网格点阵计算得到的空间点阵与实际标定空间网格点阵进行对比,进一步提取高度误差补偿后的测量结果存在的误差值,从而进行二次补偿与修正.实验表明,该方法可以有效扩大测量景深(达到150 mm),并且在采用步进电机开环驱动的普通机械精度工作台(单轴定位精度为15 μm)上测量时,能够保证在较大景深范围内具有较好的测量精度(±50 μm).     

形位误差检测系统的误差因素分析

从计算机检测系统出发,分析了构成测量系统的机械部分、计算机硬件和软件部分的误差因素,指出了具体误差因素对检测公差项目的影响及补偿方式,通过定性分析得出机械部分误差是影响测量精度主要因素的结论。