一种轻便高效的大直径回转支承滚道直径测量装置

研制一种新的测量大型回转支承滚道直径的检测装置.运用弓高弦长测量方法测量,用光栅精确检测弓高数据,通过显示器对测量结果实现数字输出.该装置可以实现用小装置测量大直径.文中介绍了其工作原理、结构组成等,并对该检测装置进行了误差分析.结果表明,该检测装置具有较高的检测精度.     

大直径在线高精度测量不确定度分析

讨论了基于"弓高弦长法"测量原理,由3只精密激光位移传感器组成的大直径非接触在线测量装置的测量不确定度。针对被测大轴的尺寸,选择固定的弦长;基于两标准尺寸的外圆盘进行弦长参数的标定;通过3只传感器的对称布置、相对测量、多次测量求平均值等措施,简化了测量装置的结构、方便了标定和测量过程、提高了直径测量精度。对于直径500 mm~510 mm的大轴,当其圆度误差不超过30μm、3只传感器光线的不平行度误差小于0.5°、上下传感器的不对称小于1 mm、标定和测量时中间传感器光线不对中误差小于1 mm时,直径测量结果的不确定度小于3μm。     

基于激光测距的火车车轴轮座直径非接触式测量方法研究

为了实现火车轮对压装前对车轴轮座直径的非接触式在线实时测量,在普通车床的横向溜板上换装上高精度激光测距传感器及其微调装置,根据激光测距传感器到车床轴线距离不变的原理,实现相应位置零件外径的准确测量。通过对两根已知直径的标准量棒的测量,对激光线仰角α进行了标定,消除了激光线仰角产生的误差,并分析了激光线摆角β的误差影响,此测量系统能达到轮对压装工艺要求的测量精度。     

大视场光电测量系统的精密几何标定和畸变校正的研究

本文研究在大机场精密光电测量系统中最为关键的测量精度问题。深入地讨论了这种大视场光电测量系统的高精度几何标定方法,重点探讨了利用计算机通过解析方法补偿光学系统几何畸变的途径,以期达到在光学系统精度较低的情况下测量系统也可以进行高精度测量的目的。为了达到上述目的,主要研究了以下几个问题:分析了摄影测量的基本原理,提出相机标定和畸变校正问题;建立适合于相机标定和畸变校正的数学模型;研究了对相机进行精密标定的方法和手段;研究了标定数据的分析处理方法;进行计算机仿真实验,分析实验结果。     

高精度一维标定装置控制系统设计

为解决在科学测量中标定装置的精度、稳定性等问题,设计了基于At89s52单片机的高精度一维标定装置控制系统.该装置主要用于自动检测微距变化与位置标定.装置由单片机、步进电机、驱动器和滚珠丝杠组成,通过单片机来驱动步进电机,带动滚珠丝杠的运动而使平台移动.通过系统设置可以控制分辨率的大小.介绍了如何通过单片机实现控制的过程,以及对在控制系统设计的同时遇到的问题进行了解决.通过量块对于该装置的检定,精度达到10微米级.相比于一些大型高精度测量仪器,具有成本低,人机界面良好等优点.之后将进一步通过计算机通信技术来对数据的输入,实现更高的智能化.在沉降监测领域中,该装置可以用来模拟沉降量,进而对实验进行评估.     

新型三维高精度多功能热变形试验装置研制

介绍了一种新型的三维高精度热变形测量装置 ,该装置由精密测控温系统、支持与调整系统、瞄准与定位系统、微变形运动与测量系统组成 ,可用于复杂几何形体的机械零件热变形的测量和材料膨胀系数的测定 ;根据各组成系统的误差 ,计算出了该装置的测量精度。     

双目立体视觉测量系统的标定

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。     

减速器二级大齿轮的外径测量

大型工件外径的高精度测量,是大型机械制造企业在重大装备中普遍提出的共性技术难题。我厂生产的军品493减速器中二级大齿轮的外径为2762.6mm。为满足其高精度测量,我们研制了大外径测量仪。 1.组成 测量系统由以下几部分组成:激光准直仪、测量车、导轨、磁性定位块、激光干涉仪、三角架、     

构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉标定

为了提高立体视觉系统在大视场下的测量精度,基于误差溯源思想提出了一种构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉系统标定方法,克服了大尺寸高精度标定物难以制造等问题。对影响立体视觉系统测量精度的主要因素进行分析,列出视觉测量系统的误差溯源链,解析了大视场视觉系统精度瓶颈的原因。借助激光跟踪仪,运用非线性最小二乘单位四元数算法求解坐标系刚体变换,获取大范围高精度的空间点阵,构建虚拟靶标。在相机畸变模型中考虑了三阶径向畸变和二阶切向畸变参数,并使用Levenberg-Marquardt迭代算法进行标定参数求解,进一步提高系统精度。实验构建了一套测量空间约为4m×3m×2m的双目立体视觉系统,通过对某型号高精度直线导轨进行点距测量,在测量距离3m处,152组不同长度的横向距离测量的误差算术均值为-0.003mm,误差标准差为0.08mm。测量精度相较于传统的平面标定法有较大提升。     

三维测量系统中基于圆锥拟合的旋转台轴线标定新方法

旋转台是三维测量系统的重要组成部件,其轴线的标定精度直接影响多视角测量数据的拼合效果。本文提出了一种基于圆锥拟合的高精度旋转台轴线标定新方法。该标定方法考虑了转台轴线与水平面不垂直的情况,把传统的旋转台标定参数由3个提高到6个。采用标准陶瓷圆柱作为标定物,通过将圆柱测量点云轴线进行最小二乘圆锥拟合、圆锥曲线方程标准化求解标定参数;仿真实验、旋转台标定实验、圆柱测量实验与航空叶片测量实验表明,圆锥拟合模型相比传统的圆柱拟合能获得更高的拟合精度。在圆柱标定实验中测量误差由0.042 mm降低到了0.032 mm,验证了本文方法在标定精度上的优势。     

石英摆片视觉测量系统亚像素精度标定方法

在以图像测量技术为核心的石英摆片平面几何参数检测系统中,视觉测量系统标定精度是保证石英摆片平面几何参数高精度测量的前提。为此,引入Sobel算子和Zernike矩图像处理技术实现测量系统高精度标定。该方法利用预先设计的标准图片,对视觉测量系统进行标定。由Sobel算子对标准图片中的控制点进行单像素精度的初始位置定位,在此基础上,利用Zernike矩亚像素定位算法实现对控制点的精确定位。实验结果表明：该方法可以对行列方向同时进行标定,标定精度可达1／30像素以上。     

基于椭球拟合的三轴陀螺仪快速标定方法

陀螺仪是惯性导航系统的核心器件,其测量精度直接影响惯性导航系统的姿态解算的准确性,对其准确、快速地校准显得至关重要.目前陀螺仪所采用的位置标定和速率标定方法,存在测试条件苛刻,需要精密的标定测试设备和高精度的北向基准,且标定时间长等问题.在分析了三轴陀螺仪误差模型的基础上,提出了一种基于椭球拟合算法的三轴陀螺仪快速标定方法.该方法通过对三轴陀螺仪在不同姿态下对同一角速度矢量的测量数据进行椭球拟合,可快速标定出该三轴陀螺仪的零偏、灵敏度、不正交等静态误差,进而对角速度矢量测量数据进行补偿,以提高测量结果的准确度.实验结果表明该方法可有效提高三轴陀螺仪的测量精度.     

基于机器视觉铸件布氏硬度在线检测技术研究

为实现铸件布氏硬度的在线检测,应用基于机器视觉的布氏硬度自动测量系统采集压痕图像,研究压痕图像滤波、压痕图像轮廓直径提取、直径标定系数等算法。根据压痕图像的特点,提出基于粒子群的Snake模型压痕轮廓提取算法。引入压痕直径标定系数,解决了视觉测量中的压痕直径像素与压痕物理直径的换算关系,并对直径标定系数进行最小二乘法拟合,提高了测量精度。应用布氏硬度在线测量装置对180~210 HBW标准硬度块进行试验测试。试验表明:测量平均误差为0.72%,测量精度在±2 HBW之间,测量标准差为125 HBW,装置重复性好,精度高,完全能够满足铸件的布氏硬度在线检测要求。     

反射式光纤位移传感器现场应用快速定标

介绍了一种快速、便捷、高精度的反射式光纤位移传感器标定系统。可在不同使用环境、不同测量材料条件下对反射式光纤位移传感器快速定标,具有很好的可靠性和稳定性。该系统由计算机控制器、高分辨率的激光位移传感器、高精度步进电机、高刚度的标定工作台和待标定光纤位移传感器组成。激光位移传感器作为标定参考设备;步进电机作为固定被测材料的推动设备。对电机运动实现闭环伺服控制,精确控制被测材料的移动。对光纤位移传感器在不同环境和不同材料条件下自动标定并输出标定曲线。经测试,该系统在高精度测量的条件下仍具有很好的可靠性和稳定性。     

基于FPGA技术高精度响应时间测试装置的研究与开发

本文介绍的响应时间测试装置是专用于核电站反应堆保护系统的测试工具,用以确认保护系统的响应时间是否满足相关法规和技术规格书的要求,为核电站运行安全起到极其重要的作用。阐述了该测试装置的研究背景、设计方案、系统架构,详细描述了基于FPGA技术的高精度响应时间测试的特点,并用实际的测量数据验证了高精度的特性。进一步介绍了基于FPGA技术的测试装置应用实例,该实例由信号仿真与采集柜(SAC)和跨序列通讯模拟柜(ICC)两个机柜组成。     

仿生水下机器人三维力测试系统研究

针对微小型仿生水下机器人的流体动力学测量,研制了一种新型的三维力测试系统。在分析微小流体力测试系统功能需求的基础上,设计了基于S型拉压力传感器的测试系统机械结构和信号处理系统。分析了该测试系统存在的主要误差源,建立了系统误差模型,通过实验方法对误差模型进行了标定和补偿,数据测试结果表明补偿后的测量精度误差0.9%。该三维流体力测试系统为仿生水下机器人的流体力学实验研究提供了一种重要测量装置。     

球坐标测量系统几何误差辨识及补偿方法

几何误差是影响球坐标测量系统精度的重要因素,误差补偿技术是提高其测量精度的有效方法。本文针对球坐标测量系统几何误差辨识及补偿问题,提出一种基于高精度球面靶标标定的误差辨识方法。首先,基于Denavit-Hartenberg方法建立球坐标测量系统误差模型;其次,分析基于高精度球面靶标标定的误差辨识原理;最后,运用该标定方法进行几何误差辨识仿真试验,并具体分析影响误差辨识精度的因素。仿真结果表明,基于高精度球面靶标的标定方法可以辨识出7项几何误差,经过误差辨识和补偿能够提高球坐标测量系统的球面面形测量精度。     

一种监测重型设备精确旋转的方法及其精度分析

研制了一种监测重型设备在垂直方向上做高精度旋转的测量系统,介绍了该系统的工作原理和结构特点,对影响系统精度的因素进行了详细分析,同时也建立了一种利用激光瞄准定位来标定系统旋转精度的有效方法,该方法在某重型设备的大角度、高精度的测量中得到实现和验证。     

探测器光变灵敏度的一种测量方法

介绍了单束两步法测量探测器光谱灵敏度的原理及装置。主要由光源 ,滤色器 ,单色器 ,探测器及电子学系统组成的系统 ,实现了自动采样自动测试。对影响测试精度的主要因素进行了分析 ,并提出了提高测试精度的方法。     

一种新的大齿轮测量系统

本文提出了一种新的大齿轮测量系统,该系统是通过将下述辅助系统加到大型滚齿机上来实现的。(1)将直径为2200mm 的高精度环形磁尺安装在滚齿机工作台的外表面,以测得被检件的角位移。(2)齿形传感器,它由一个气浮导轨和一直磁尺组成,用于测量测头的直线位移。(3)齿轮单面啮合测量部件。它是由一个标准齿轮和一个由精密轴承支撑的环形磁尺组成的。(4)控制和数据处理装置。该装置控制自动测量,计算误差,并用自带的微计算机记录和存储数据。此系统的主要特点是机构简单,精度高,能自动测量,并能对齿廓误差进行三维测量。