采用光纤传感器的电子塞规的设计

针对内孔零件批量快捷测量的问题，提出了基于反射式光强调制型光纤位移传感器的电子塞规测试系统。介绍了系统的测量原理与机械结构，设计了光纤位移传感器的结构和补偿算法。     

GKJ-1.8m激光自动线位移刻检系统检测长光栅传感器误差分析及评定

对"ＧＫＪ－１．８ｍ激光自动线位移刻检系统"进行了较系统的误差分析,用仪器的系统误差和随机误差合成的方法,评定本仪器测试长光栅传感器光栅位置误差的不确定度．     

线激光位移传感器像素当量标定方法

为了满足线激光位移传感器的应用测试需求,提出一种基于高度块的线激光位移传感器像素当量的现场标定方法。其中,高度方向上的像素当量利用台阶高度进行标定,以修正厂家设定的像素当量的线性误差;宽度方向上的像素当量则利用台阶块结合传感器的横向移动位移的计算方法得到。考虑到线激光位移传感器可能存在安装倾斜误差,利用台阶块宽度在不同位置的高度差对倾斜角进行了标定,并修正了由倾斜角引入的高度测量误差。经实验证明,本文提出的方法很好地解决了线激光位移传感器在多位置测量时轮廓不连续的问题。     

恶劣环境下大位移测试系统的设计

目的：介绍一种用于恶劣环境下的大位移测试系统，方法：利用激光器条码扫描，将位移量的变化转换为电信号，通过单片机控制系统的工作，结果：设计了一套大位移测试系统，编写了处理软件。结论：所设计的系统及软件正确可用。     

电涡流传感器阵列测试技术

针对采用扁平柔性电涡流传感器阵列实现大面积金属曲面部件位置实时监测,对电涡流传感器的阵列测试技术进行了研究.采用一种基于时分多路的电涡流阵列测试的方法,通过对传感器探头和测试电路的合理设计,使系统电路得到简化,减小阵列单元之间的串扰,提高传感器系统的测试性能,实现了电涡流传感器阵列的快速、高精度测量.     

水声传感器自动测试位移机构设计

在水声传感器研制过程和实际装机应用之前,需进行大量的试验来测试其性能及可靠性。根据水声传感器的性能测试需求,设计了能够搭载水声传感器进行水下测试的五自由度精密位移试验台,实现传感器在试验水槽内三个直线方向和两个回转角度方向上位置的全覆盖,并提出了一种可以快速检测梯形丝杠螺母传动回程误差的工程测量方法,通过软件补偿的方法来克服回程误差,实现机构运动的准确定位,满足了低成本模式下多自由度精密定位需求。最终,应用激光跟踪仪对试验设备进行了误差检测,保证测试过程中传感器相对位置的准确性。     

压捆机压缩特性测试方法的分析

为研究牧草、秸杆等物料的压缩特性，以9KG350型高密度压捆机为试验装置，根据该机的结构特点和压缩特性的基本参数选用了压力传感器和位移传感器，着重介绍了其测试原理和方法，并通过试验结果表明了该测试系统的性能和可靠性。     

转管机枪膛口振动位移的测试

转管武器发射时身管处于高速旋转状态,通过炮口安装加速度传感器测量炮口的振动很困难．本文利用非接触式的电涡流传感器,针对武器发射时的特殊环境,进行了传感器选择、传感器标定以及温漂的影响分析,设计了测量转管机枪膛口垂直振动位移和水平振动位移的测试系统,并在某车载转管武器上进行了静态和动态的现场测试,得到了膛口振动位移和身管组旋转中心的轨迹曲线．     

缓冲材料蠕变特性测试系统设计

目的介绍一种缓冲材料蠕变测试系统的设计方法,该系统包括测试装置的硬件设计和相应的测试软件开发。方法设计一种新的缓冲材料蠕变特性的测试装置,并用Lab VIEW软件开发其测试软件系统,采用PC机自带的声卡作为数据采集卡,配合传感器、压频(V/F)转换器等硬件对缓冲材料在一定静压下的厚度变化量进行数据采集与分析,得出缓冲材料蠕变特性曲线。结果位移传感器采集缓冲材料随时间的位移形变,经信号调理、低通滤波后,输入给以LM331芯片所组成的V/F转换器,声卡采集该转换器所输出的频率信号并转换为数字信号,计算机读取该数字信号并在测试软件界面输出蠕变-时间、位移-时间、应力-时间等曲线。结论该测试装置和软件测试系统操作简单,使用PC自带声卡替代昂贵的数据采集卡作为数据采集系统,降低了成本,灵活性和可靠性较高,使缓冲材料的蠕变特性测试更加方便快捷,为更好地掌握缓冲材料蠕变特性进行缓冲设计提供了强有力的工具。     

非接触大位移动态测量系统设计及实现

提出一种结构轻巧,驱动及处理电路简单,性能良好的非接触大位移动态测量方案．设计以PSD光电位置敏感器件为核心,利用半导体激光器、透镜成像装置组成的测试系统,突破了由于PSD尺寸因素而影响其测量范围的限制;并给出了信号处理电路．实验表明该系统测量范围宽、测量精度高、结构简单．     

车辆轮对落轮在线非接触自动检测设备

研制出一种新的车辆轮对落轮非接触自动检测设备。该设备利用 CCD, PSD 型激光位移传感器、涡流传感器以及数据采集系统完成轮对相关尺寸的数据信号采集,并由工控机对各数据进行融合处理,实现轮对左右两轮饼近十个参数的非接触精确测量。现场使用表明,该设备的测量精度优于±0.1mm 。     

基于PSD技术的炮口偏移量测量方法研究

提出了一种基于PSD技术的炮口偏移量测量方法，利用PSD线位移的变化测量角度，从而测量炮口偏移量。介绍了方法的系统组成及测量原理，根据信号传递过程确定了该方法的误差因素，分析了误差产生的原因，估算了该方法的测量精度，结果表明，采用该方法测量炮口偏移量是可行的。     

光杠杆纳米微位移测量系统中的信号处理

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统.该系统通过光学方法对微位移量进行放大,光学放大倍数高,该系统的理论分辨率可达4nm,实际测得静态分辨率小于10nm.信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路,并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰.实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器,与电容测微仪JDC-Ⅱ所测数据进行了验证比较,系统所测得的数据证明了其正确性和可行性.并且该系统受温度影响小,结构简单,便于使用MEMS技术集成和微型化.     

基于互相关分析的激光自准直小角度测量技术

应用光学自准直原理,选用激光二极管（LD）为光源,位置敏感探测器（PSD）为光电探测器,构建了一种基于互相关分析的激光自准直小角度测量系统.为了提高小角度测量精度,该系统对光源进行正弦调制,利用互相关分析解调出待测小角度信息.根据互相关分析理论,设计了信号处理系统,对影响系统精度的主要因素进行了分析.实现了测量样机,并进行了性能测试实验.实验表明,互相关解调系统有效地抑制了噪声的影响,样机具有较高的二维小角度测量精度和示值稳定性,在±150″范围内,最大非线性误差为0.6″,重复性误差为0.2″,漂移为0.4″/4h.     

一种新型非接触位姿检测系统研究

提出一种基于位置敏感探测器(简称PSD)多光束同步检测技术的位姿检测新方法,采用两个二维PSD从不同角度同时测量出目标物体上多个特征点的二维坐标,然后通过坐标变换计算得到各点的三维空间坐标;根据位姿变化前后的各点空间坐标,采用比较简单的算法计算出目标物体的位姿参数.通过算例验证该方法是可行的;由初步的实验获得目标物体的位姿参数,最大平移误差为1.0574mm,最大旋转误差为0.2851rad,需要通过多种途径进一步提高系统的检测精度.     

Displacement sensing resolution of position-sensitive detectors inatmospheric turbulence using retroreflected beam

The position sensing resolution of a lateral-effect photodiode (LEP) and a four-quadrant (4Q) photodetector used as the position sensitive detector (PSD) in a sensor which measures the lateral displacement of a corner cube reflector (CCR) by illuminating it and detecting the position of the reflected light spot with the PSD is studied. An LEP is much noisier than a 4Q detector, but in an outdoor environment the sensitivity of the 4Q detector to atmospheric turbulence due to defocusing makes its resolution worse than that of an LEP. Submillimeter resolutions at the target distances of several hundreds of meters are electrically achievable with an LEP. Outdoors, however, its resolution is also bounded by the atmospheric turbulence. In turbulent measurement conditions, standard deviations of better than 1 cm were typically achievable up to the distance of 300 m and about 10 cm up to half a kilometer     

外环位移控制与内环力控制的拟动力试验方法

对于大刚度结构试验,采用传统的位移控制加载试验难以进行,为此提出了外环位移控制、内环力控制的混合控制加载方法。在结构上设置外接高精度位移传感器测量位移反应,并设计位移控制器实现结构位移的反馈控制,同时采用一个位移与力转换系数,把位移命令转换为力命令使得加载设备采用力控制加载模式工作。为了验证该方法的有效性,首先介绍该方法的原理,然后进行数值模拟与试验验证。数值模拟和试验结果都表明,当选用合理的控制器参数时,该方法具有非常好的稳定性和精度,要优于传统拟动力试验方法,并且可以实现小位移的精确加载和测量,试验结果更准确。同时该方法中的内环采用力控制要比采用位移控制得到的试验结果更精确。研究表明,该方法可以很好地完成大刚度结构的拟动力试验。     

基于功率谱密度的路面评价与特征参数提取

介绍了道路路面数据测量系统的构成和数据预处理方法。针对测量的海量道路路面数据,阐述了路面数据的功率谱密度分析与传统的功率谱分析的差异,解读了GB/T7031-2005中的倍频程滤波和路面分级方法,提出了基于拟合直线的斜率截距路面特征参数提取方法和基于功率谱密度曲线的路面分级百分比例特征参数提取方法。在介绍路面评价和特征参数提取方法的基础上,使用真实的路面测量数据作为例子,充分显示了这两种路面特征参数提取方法的效果。实例分析结果表明,使用这两种路面特征参数提取方法来评价和分析道路路面数据,计算过程快捷方便,处理效果简单明显,可在道路路面数据的特征参数提取及其它工程振动信号的统计分析中推广应用。     

Determination of the linear equations of position-sensing detectors for small motion measurement systems

Small motion measurement systems are widely used in industry measurement fields to measure small positional/angular motions. These systems usually consist of two parts: a measuring assembly and a reference assembly. The position-sensing detectors (PSDs) are embedded in either measuring assembly or reference assembly to sense the variations of laser light incidence points when there are any small positional/angular motions. To use these systems, it is necessary to determine the linear equations of PSD readings, which relate the six-degrees-of-freedom small positional/angular motions and PSD readings. The purpose of this paper is to derive these equations based on the paraxial raytracing method. Two measurement systems are used as illustrative examples to validate the proposed methodology. The methodology of this study will be useful for system design of PSD-based measurement systems and their applications.