一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。     

新型磁致伸缩液位传感器检测原理与实现

新型磁致伸缩液位仪以C8051F005为核心,为实现大量程测量,系统实时检测信号幅度,利用D/A实时调整变增益运算放大器AD603的放大增益,保证传感器输出信号幅度在全量程范围内的恒定.激励脉冲与检测脉冲的时间差由现场可编程门阵列(FPGA)利用高频时钟计数的方式实现.高频时钟选取50 MHz时,时间测量精度达到1/50μs.实验结果表明,新型磁致伸缩液位仪测量精度达到±2 mm,克服了传统的由于量程原因带来的信号幅度变化而对测量结果的影响.利用FPGA高频计数方式测量激励和检测信号的时间差,降低了系统的测量误差.     

基于电磁波的大型建筑物变形遥测方法量程拓展

为了在保持测量精度不变的情况下提高基于电磁波测量建筑物变形方法的测量量程,提出了对中频信号N分频从而将测量范围提高N倍的方法.经过仿真,该方法能够正确计算出测量过程中目标形变量超出测量量程的情况,解决了测量精度与量程之间的矛盾,在实际应用中具有重要的价值.     

大量程光纤准白光干涉绝对测距技术

提出了一种新型光纤准白光干涉测距系统,系统由定位干涉仪和扫描干涉仪两部分组成,将目标的定位过程和测量过程分开,可实现绝对距离测量。同时,在定位干涉仪中加入光开关和多组已精确标定、具有不同光程差的光纤组,完成两级多次量程倍增,使得系统可只利用短扫描导轨(如200mm)进行大量程(10m以上)、高精度(相对精度可达10~(-5)量级)的绝对测距。     

融合双轴加速度计与单轴陀螺仪的滚转角测试方法

实时高精度滚转角信息对提高高速旋转弹药制导精度尤为重要。由于弹体纵轴存在高速旋转,若纵轴采用大量程陀螺,则会带来较大的输出噪声,同时不可避免地存在累积误差,导致滚转角测量精度不高。为解决这个问题,提出了一种融合双轴正交加速度计与单轴陀螺仪的滚转角测试方法,纵轴采用大量程陀螺进行滚转角测量,双轴正交加速度计测量横轴和竖轴上的加速度,利用低通滤波提取重力投影测量滚转角,由加速度计得到的滚转角作为观测量,基于卡尔曼滤波（KF）融合两种方式得到滚转角信息,利用加速度计修正陀螺仪从而提高滚转角测量精度。为验证算法的有效性,进行了弹道仿真实验,实验结果表明：在6.68秒的外弹道飞行过程中,单独使用加速度计测量滚转角精度为（RMSE标准）15.58°,单独使用陀螺测量滚转角精度为1.36°,融合算法精度为0.57°,且不存在累积误差。实验表明,该算法具有重要的工程应用价值     

基于光学游标测量原理的平行光入射角度测量方法

为解决平行光入射角度精确测量时,很难同时实现高精度和大量程两方面的测量性能要求的问题,提出了一种基于光学游标测量原理的大量程条件下的高精度平行光入射角度测量方法及测量装置。基于该方法设计的测量装置,在±64°测量范围内,全量程测量精度优于0.02°。对测量装置的实验结果表明,实验结果与理论分析相吻合。该装置可以在航天、精密计量测试以及自动控制等领域实现对平行光入射角度的精密测量。     

基于FPGA的等精度数字频率计设计

针对直接测量法无法同时兼顾高频信号和低频信号,且测量误差大、设计相对麻烦的问题,本文选用等精度测量法设计了数字频率计,能够适应不同量程范围内频率的测量,且误差不随频率的变化而变化。通过仿真验证了设计精度和系统性能的有效性,并能够实时显示测量结果。最后将电路下载到FPGA教学实验箱上,经过实际测试,技术性能指标满足了设计要求。     

基于GPS的FAST望远镜馈源平台自动测量控制系统

500m直径大射电望远镜(简称FAST望远镜)的跟踪观测是由馈源的空间运动来实现,因此馈源在搜索运动过程中要保持很高的稳定性。就馈源平台自动控制系统对位置和姿态测量精度要求进行分析,提出了采用实时动态技术和全球定位系统(GPS)姿态测量技术进行馈源平台的实时监控,以实现整个FAST望远镜对宇宙射电源的自动化跟踪。介绍了GPS时实动态姿态测量原理和FAST监测系统的构成,以及姿态测量的数学模型和解算方法。该方法在50mFAST馈源模型上试验得到馈源平台中心点位精度为5.65mm、姿态精度0.345°可以满足FAST望远镜一次支撑的精度要求。     

锰铜压力传感器在水下爆炸近场压力测量中的应用

为得到柱状炸药水中爆炸冲击波在几百MPa到几个GPa峰压范围内的压力峰值分布,同时弥补其它类型传感器在上述范围内量程不足、精度不够或实验成本过高的不足,在对比距离小于0.3的范围内利用大阻值(R=50 Ω)锰铜压力传感器,测量了不同距离及装药量下的冲击波峰值压力. 结果表明,该型锰铜压力传感器测得的峰值压力与经验公式的计算结果接近,且测量精度、抗干扰能力达到设计要求,能够运用于水下爆炸近场冲击波压力几百MPa到几个GPa范围内的测量.     

一种新型大量程非接触尺寸测量装置的研究

介绍了一种新型的大量程非接触尺寸测量装置的组成和工作原理.该装置把反 射式气动传感器固定在数控工作台的滑座上,组成了一个测控一体化的测量装置.它 根据气动传感器离被测工件表面的间隙大小来自动控制数控工作台滑座前进或后 退,保证传感器离工件表面的间隙基本不变,从而实现小量程传感器的大量程测量. 还对该装置的测量静动态特性进行了理论分析和实验研究.该装置在80mm的测量 范围内,测量精度达到±O.1mm,适用于大量程非接触尺寸测量场合.     

大跨径桥梁挠度测量新方法研究

提出了一种以测量机器人为采集器,通过获取合作目标的几何信息进行桥梁挠度测量的新方法,从测量系统误差、偶然误差两个方面分析了测量机器人的测角及测距误差,并探讨了竖直角、视距对挠度测量误差的影响,同时依据最小二乘原理分析了该方法的测量精度.经分析得知:如果仪器至后视点距离小于150 m,至目标点距离小于200 m,挠度测量精度将优于±1 mm.在实际工程中,该方法测量的挠度值与电子水准仪测量的挠度值差异小于0.22 mm,相对误差小于3.3%,表明该方法在大跨径桥梁检测中完全能满足测试要求.     

多量程报警断电系统的设计与研究

目前市场上的断电系统存在精度不足、功能单一等问题.通过对单片机和传感器技术的研究,设计出一种可以支持多种气体如CH4、CO、H2S等信号传输并显示的多量程断电系统.通过大量的实验数据,建立相应传感器的三维数据表,并在断电系统工作时实时进行查表补偿,使测量结果更加精准.实验结果表明,该断电系统能够在与不同量程传感器的通信中实现高精度信号传递,在测量井下有害气体浓度、断电、报警等安全方面能够满足精度要求,可应用于井下多种气体精确测报.     

固体图像传感器信号插值细分的硬件实现

根据采样和恢复定理，研究用硬件电路对图像传感器输出信号进行间距插值(或细分)的原理。分析了图像传感器的功能和硬件插值细分的机理，给出了对图像传感器输出信号进行插值细分的电路框图。在此基础上，用电子CAD软件PSpice对激光衍射图样的测试进行了仿真实验。仿真结果表明，在激光衍射测微中，用硬件插值细分的方法可以使其测量精度更为精确(特别是低位数、大中心距的器件)，从而证明了理论分析的正确性。该方法利用低通滤波的作用，还在很大程度上消除了器件的不均匀性。     

一种高精度超声波测距仪的设计与实现

在传统超声波测距基础上,结合硬件和软件两方面的控制,提出一种高精度超声波测距系统。在超声波发射部分创新性的使用MAX232芯片,缩小盲区;在信号放大部分添加时间增益补偿(TGC)电路,有效地解决远距离回波信号过于微弱而导致系统测量量程减小的难题;在接收部分采用双电压比较器整形电路并结合软件设计纠正回波前沿的方法来提高测量精度。同时在硬件上增加温湿度传感器SHT11,采取声速预置和媒质温度测量相结合的办法对声速进行修正,实现实时声速测量的功能,以降低声速变化对测量的影响。实验表明,该测距仪的设计能够实现减小盲区,增大量程（2cm-4m）,量程范围内误差控制在6mm以内的高精度测距要求。     

光纤光栅传感器在路基沉降监测中的应用研究

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力,无法实时掌握路况信息的问题,研制开发了温度不敏感型光纤光栅沉降位移传感器,其量程达到100 mm,测量精度0.1 mm。对两个多月的现场试验数据分析表明,光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况,尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。     

电子—空穴液滴的一些物理性质

一、电子—空穴液滴的运动为了研究电子—空穴液滴(EHD)的运动,有些人进行了一系列的实验。这些实验主要是在远离脉冲光注入点的晶体中测量EHD到达的时间。由于EHD越过的距离依赖于晶体温度、掺杂水平和激发功率,因此人们在各自的实验条件下测得的数据不完全相同。有些实验表明EHD在锗内移动的距离在毫米范围之内。1977年J·Doehler等人用激光多普勒速度计第一次直接测量了锗中EHD的速度分布,对其运动机理提出了自己     

电子电位差计量程变动的设计

根据生产现场的实际需要,变动电子电位差计的量程是仪表在使用维护过程中实用性很强的设计(计算)环节。仪表新量程的选定,按要求设计(计算)出结果,自制作锰铜丝电阻(其准确值用电桥测量),打开仪表,找到相应的电阻,给予更换,就可以将仪表的量程改成所需要新的量程了。     

一种高分辨率和高频响的光栅纳米测量细分方法

提出了一种高分辨率，高频响的光栅纳米测量细分方法－动态跟踪细分法。它综合了计算机正切细分法细分份数大，电阻链细分法工作速度快，频响亮的优点，电路原理清晰，结构简单，能够同时适用于动态和静态测量，较好地解决了光栅纳米测量的信号处理过程中的高速度与高分辨率，高准确度的矛盾。实验表明，动态跟踪细分法能够在400细分时实现100kHz以上的频率响应速度，配合信号周期2μm的光栅传感器，可以得到5nm的测量分辨率，为光栅纳米测量技术应用于实时测量和实时控制打下了良好的基础，是一种非常有发展前途的新的莫尔条纹细分方法。     

基于红外吸收原理的无线瓦斯巡检仪

针对传统光学瓦斯检定仪存在的量程范围小、测量精度低、不具备数据传输功能等问题,根据红外吸收气体检测原理研制一种无线接入式瓦斯巡检仪。该仪器硬件结构由红外瓦斯传感器、控制单元、LCD显示器、声光报警电路、功能键盘电路、时钟电路、无线通信模块和电源模块等部分组成,无线通信采用半双工模式的无线通信协议。实验结果表明,该瓦斯检巡仪量程为0～10％,检测精度为0．0l％,井下通信距离可达120m。它提高了瓦斯检测的量程和准确性,实现了数据的无线传送,为瓦斯巡检员远程作业定位管理系统的构建奠定了基础。     

一种高精度时间间隔测量方法的研究

为了提高测量精度,利用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2的测量范围2进行测量,通过延时的方法避免了测量范围量程不足的问题;同时结合模拟法的优点进行不足一个时钟周期的测量。为了在测量过程中解决时间间隔测量的非线性问题,利用模数转换的方法进行了精确测量。实验结果表明,该方法能够有效的提高测量精度。