DWDM Filter的测量与自动化

以提高DWDM介质薄膜滤光片测量精度为出发点,对中心波长、插入损失等重要测量指标进行了误差分析,给出了提高测量精度的解决方案以及相应的测量统计数据.并对在手动法测量实验基础上,开发的OR350A型自动测试系统做了介绍,实测结果表明该测试系统比手动法测量明显地改善了测量精度.     

DWDM Filter的测量与自动化

以提高DWDM介质薄膜滤光片测量精度为出发点,对中心波长、插入损失等重要测量指标进行了误差分析,给出了提高测量精度的解决方案以及相应的测量统计数据.并对在手动法测量实验基础上,开发的OR350A型自动测试系统做了介绍,实测结果表明该测试系统比手动法测量明显地改善了测量精度.     

基于归一化LMS滤波校正的核辐射法液位计设计

在工业现场环境对液位的测量中,噪声的干扰会影响测量精度。为提高粘稠状态下液位测量精度,设计了一种基于归一化最小均方误差(LMS)滤波方法校正的核辐射法液位测量系统。以STM32为控制核心,利用基于HART总线HT1200M芯片进行数据传输与接收,归一化LMS滤波算法能够进行更精确的滤波处理,计算系统迭代权矢量,进行权系数更新,有效消除系统液位测量噪声,提高液位测量精度。测试数据表明,归一化LMS滤波方法校正的核辐射法液位计在自适应规则下能够消除测量系统噪声干扰,提高液位测量精度,液位计能够满足工业现场环境对液位测量要求,能够提高相关工业自动化程度。     

粗糙表面精度测量系统的研究

设计了一套粗糙表面精度测量系统,采用线边缘激光三角法实现了亚像素级测量,在图像算法上采用改进的阈值法进行边缘检测,用形态滤波法对被测物表面图像进行处理。研究结果表明,该系统能较好地提高测量精度,并得出较满意的图像边缘,可达到5 m的测量精度要求,且具有一定的通用性,实现了对具有粗糙表面的电池极片涂敷层的厚度及均匀性的测量。     

测站数量对多边法坐标测量系统测量精度的影响

增加测站数量是提高多边法坐标测量精度的潜在手段之一,为了研究测站数量对坐标测量精度的影响,建立了不同测站数量组合的坐标测量系统,推导了测站数量与所需标定动点数的关系。进行了4～7台测站的坐标测量系统仿真,仿真实验发现,随着测站数量从4台逐步增加至7台,测量精度依次改善了74.3%、17.5%、8.2%,系统测量误差平均值由111.1μm逐渐降为11.1μm,精度改善明显,且改善趋势逐渐减缓。进行了坐标测量精度验证实验,结果表明,随着测站数量的逐步增加,测量精度依次改善了83.9%、11.4%、4.7%,系统的测量误差值显著降低,精度改善趋势与仿真结果一致,表明多边法坐标测量系统中,适当增加测站数可以有效改善系统的测量精度。     

光栅法在船体横扭角测量中的应用

介绍了测量船船体变形测量系统几种测量方法的基本工作原理,比较了这几种测量方法的优缺点,在此基础上提出了一种新的测量方法-光栅法。该方法涉及的测量系统不仅体积小、质量轻,便于安装调试,而且精度也比较高,克服了前几种方法的不足。光栅法采用了图像高精度亚像素定位方法,可提高测量精度。对该方法的测量精度进行了理论分析与仿真试验,从理论误差和试验结果中,可得出结论:光栅法的测角精度可优于5″,能达到测量船船体变形测量系统的要求。     

俯仰角组合测量系统的设计

利用准直激光、单轴倾角仪和CCD摄像机建立了一种俯仰角组合测量系统以提高俯仰角测量的精度和稳定性.首先,给出了俯仰角组合测量模型,基于坐标旋转算法和迭代方法研究了俯仰角的组合测量原理.然后,采用蒙特卡罗法对影响组合测量系统精度的各个因素进行了全局灵敏度分析.结果表明,与目前工程测量中普遍采用的倾角仪直接测量俯仰角法相比...     

压力可调式大型轴承轴向跳动测量仪北大核心

针对现有B205轴向跳动测量仪由于加装配重造成测量精度及测量效率低的问题,通过分析B205测量原理和手动压力机工作原理,设计了一种压力可调式轴向跳动测量仪,解决了被测轴承套圈端面受压不均衡的难题,提高了轴向跳动的测量精度,同时降低了劳动强度。     

高精度超声风速测量系统设计与实现

时差法是超声风速风向测量系统的基本方法.文中首先对影响时差法测量精度的因素进行分析,针对这些影响因素,在超声换能器设计、阵型设计、电路系统设计和信号处理算法等方面提出了提高系统精度的设计方案,并制成样机.实验测试表明,文中所实现的系统已经基本达到国际尖端产品的测量精度,且具有体积小、可靠性高等优点,具有很高的实际应用价值.     

大型弯管机弯管角度在线测量的研究与设计

传统大型弯管机弯管弯道角度的测量是离线式的人工手动测量,工人劳动强度大,测量精度不高,废品较多。针对这些缺点,设计了弯管弯道角度的在线测量装置,该装置由机械传动部分、步进电动机、单片机控制器组成。该设计提高了弯管机的加工精度、生产效率以及成品率。     

Improvement of AA5052 sheet properties by electromagnetic twin-roll casting

Although servo scanning 3D micro electro discharge machining (SS-3D MEDM) can achieve a high discharge ratio, the processing efficiency is still lower than expected because the discharge area at micro-electrode tip is much smaller than the area to machine. In particular, for 3D micro cavities, the processing efficiency and the machining accuracy inherently contradict each other. In this paper, an on-machine process of rough-and-finishing SS-3D MEDM is proposed with consideration that most cavity material cannot affect the dimensional accuracy. In the rough machining process, technological measures such as high discharge energy and large-diameter tool electrodes are applied to maximize processing efficiency. In the finishing machining process, a small amount of material is removed for dimensional accuracy, smooth surface, and clear edges-and-corners by changing multi-factors of machining parameters. The research is concentrated on two key techniques: rough-and-finishing border strategy and micro tool-electrode precision measurement for the process transformation from rough to finishing. Moreover, an online measurement method is proposed by the point electric contact between a micro electrode and a standard thin-rod, and the measurement accuracy was up to ±1 µm in our experimental system. Machining experiments of 3D micro cavities < 800 µm verified the proposed methods and the processes including 3D model design, rough-machining, micro-electrode measurement and fabrication, and finishing machining. The experimental results were successfully achieved as follows: the dimensional accuracy < 5 µm, surface roughness Sa0.38 µm, and the processing efficiency being improved to 2.4 times.     

激光跟踪仪测角误差补偿

由于激光跟踪仪的角度测量精度直接影响仪器的测量精度,本文提出了用自准直仪结合多面棱体对跟踪仪金属圆光栅测角误差进行离散标定的方法。研究了基于谐波分析的误差补偿方法,取金属柱面圆光栅测角误差中幅值较大且相位基本不变的谐波分量建立了补偿模型,避免了最小二乘法不收敛的问题。分析了标定测角误差的不确定度,结果显示：水平测角精度补偿前后分别为1.60"和0.90",俯仰测角精度补偿前后分别为4.89"和0.91",精度分别提高了44%和81%,从角秒级提高到了亚角秒级。结果表明,提出的方法可为激光跟踪仪水平和俯仰轴系提供测角误差补偿,对类似测角系统的误差补偿也有参考价值。     

基于免形状测量模式的复杂形状测量机设计

为了高精度高效率地测量数学模型未知的复杂几何形状,介绍了"免形状测量模式",分析了该测量模式对仪器的基本要求,基于该模式设计了一台移动工作台式测量机。测量机以直线电机为驱动元件,以高精度长光栅为测量元件。为减小被测件重量对测量机的影响,设计了封闭式真空负压的空气静压气浮导轨和共平面的H形二维结构。设计了具有制动功能的Z轴和气浮隔振等关键部件。仪器量程为300 mm×300 mm×300 mm,测量不确定度为1.8μm,能测量数学模型未知的复杂几何形状。     

Thermo-mechanical analysis in pulsed laser cladding of WC powder on Inconel 718

The increasing interest towards intelligent systems has led to a demand for the development of zero-defect strategies, with a paradigm shift from off-line and dedicated to in-line metrology with integrated robotic systems. However, a major barrier preventing the systematic uptake of in-line metrology is the lack of evaluation of system capability in terms of accuracy, repeatability and measurement time, when compared to the well-established coordinate measuring machine (CMM). In this study, a robotic Laser Radar (LR) solution is assessed in the context of automotive dimensional inspection of Body-In-White (BIW) applications. The objective is both to understand the effect of robot re-positioning error on measurement accuracy and repeatability and to compare measurement results against a CMM. Eighty-one surface points, six edge points, twenty-five holes and sixteen slots were selected from an industry standard measurement plan. Whilst LR exhibits a lower measurement accuracy than twin-column CMM, its repeatability is well within the specification limits for body shell quality inspection. Therefore, as a real-time in-line metrology tool, it is a genuine prospect to exploit. This research makes a significant contribution toward in-line metrology for dimensional inspection, for automotive application, for rapid detection and for correction of assembly defects in real time, with subsequent reduction of scrap and number of repairs/re-works.     

Six-Port Receiver and Frequency Measurement for Radar Applications at 35GHz

The application of a six-port technology in the receiving part of a radar front-end is described in this paper. This receiver allows measuring magnitude and phase of the radar signal without the need of down-conversion. According to the applications and the availability of the devices needed for assembling the prototype sensor, the frequency of operation was set to 35GHz. The structure of this six-port as well as the calibration and measurement algorithms are described in detail. The accuracy of the phase measurement is 2–10° depending on the power level of the signal. Another key element of the proposed radar sensor is a direct frequency counter. Using this circuit it is possible to measure the frequency of operation with a resolution of 20 bits within 120s. The accuracy of the distance reading of the radar is directly related to the accuracy of the frequency measurement and has reached 0.1mm.     

机载设备安装姿态视觉校准中的靶板标定

基于飞机机载设备安装姿态视觉校准系统Archer-M的研发,提出针对系统中姿态测量辅助靶板的标定方法。首先,利用摄像机从不同方位拍摄靶板图像,在相差一个尺度因子的情况下确定靶点位置关系。然后,利用单个发光二极管（LED）靶点的多次精确移动和图像叠加的方法恢复绝对尺度,求解靶点的相对关系。最后,通过精确控制靶板的位姿运动,利用运动前后各坐标系之间的相对关系,求解出“靶/座"相对位姿,并进一步针对只用于物体姿态测量的靶板,提出了分别沿两个垂直方向运动的简化“靶/座"标定方法,从而大大降低了标定过程中对标定设备的要求。实验结果表明：距离为3~12 m时,姿态角度的测量标准差为0.004~0.017°,姿态测量精度与激光跟踪仪相当。     

高精度角位移平台的研制及误差补偿*

在拉曼光谱仪中,要求承载分光元件转动的角位移平台在具备较大的转动范围、较高的转角分辨率和转角定位精度的同时还具备较快的转动速度,传统的几种驱动方式很难同时满足上述所有要求。有鉴于此,设计了一种采用力矩电机直接驱动技术的高精度角位移平台。一般控制方法的控制精度在很大程度上依赖于反馈元件的测量精度,为了突破反馈元件测量精度对整个控制精度的影响,采用了一种更为精确的误差补偿校正技术,并搭建了误差测量装置,将测得的绝对转角误差在控制器中通过一定的控制算法加以有效的补偿。最后,对结构设计和误差补偿校正的效果进行了实验检测。结果显示:当测量步距为1°时,双向绝对定位精度优于1.008″;当测量步距为10°时,双向绝对定位精度为0.648″;回转轴系的轴向晃动误差小于±5″。以上结果验证了该角位移平台具有机械精度高、转角分辨率高、定位准确等技术优势,能够满足拉曼光谱仪等相关仪器的使用需求。     

三维姿态角高精度测量装置

基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵,提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法,并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型,根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统,采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法,保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证,并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明:在±20′的视场范围内,三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″,2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高,且易工程实现三维姿态角的测量。     

螺纹测量实验多媒体辅助教学系统的研制

文中主要叙述了将多媒体技术应用于“互换性与技术测量”学科的实验教学,重点介绍了在Visual Basic开发工具平台上研究开发的基于计算机视觉的螺纹测量系统,该系统实现了螺纹参数测量过程的模拟,在一定程度上提高了螺纹的测量精度,可以用于实际工业测试。     

解析GBT3177-1997《光滑工件尺寸的检验》

分析并解释GBT31T7—1997《光滑工件尺寸的检验》,提出工件车间检验测量方法和选用量具应注意的问题。