基于HDNS2000芯片的平面位移测量系统的研制

为了简化目前平面位移测量装置复杂的机械结构、降低装置的成本,文中利用HDNS2000芯片设计了一种基于虚轴的平面位移测量装置.该装置利用HDNS2000芯片实现位移检测,利用P89V51RD2单片机实现与HDNS2000的通讯和计数,并通过数码管实现平面位移数据的显示.实验表明,该装置能够以较低的成本实现低精度场合下的平面位移测量,具有一定的实用价值.     

一种离散阵列的平面二维电场式时栅位移传感器

针对平面二维光栅位移测量技术在高精度和大量程之间难以兼顾的现状,基于前期一维电场式时栅的研究基础,提出了一种离散阵列结构的二维电场式时栅位移传感器。传感器采用平面正交离散栅面空间排布的编码方法,实现了对平面二维电场式时栅激励电极编码;建立了平面二维电场式时栅位移测量模型,从理论上推导了受X和Y两个方向位移信息调制的耦合信号表达式;提出了一种二维位移测量信号直接解耦方法,利用差动感应电极空间位置关系,通过简单的加减运算实现了测量信号的解耦。使用PCB工艺制造了传感器样机并进行了性能测试,验证了提出的编码和解耦方法的可行性。最终结果表明,所提出的传感器在160 mm×160 mm测量范围内,X和Y方向测量误差峰峰值分别为13.1μm和11.8μm。     

平面位移测量中点特征提取算法研究

基于数字图像的平面位移测量是近几年发展起来的新的位移测量方式,而点特征提取是平面位移测量实现的基础,是特征匹配实现的基础,是位移测量精度提高的保证。为了提高测量精度和效率,利用常用的点特征提取算法对花岗岩工作台进行点特征提取。通过实验分析表明,Harris点特征提取算法有较好的提取精度和效率,为平面位移的测量奠定基础。     

基于伪随机编码的绝对式平面位移测量方法研究

数控二维工作台是加工机床、坐标测量机、显微镜、机器视觉检测设备的共性基础模块部件,二维工作台采用平面二维绝对测量系统可减小传统二维方向分别贴装位移传感器引入的阿贝误差,提高二维位移平台设计的集成度,实现对空间绝对位置的实时测量。研究了基于伪随机序列的二维平面绝对测量编码技术及其测量系统,利用伪随机M序列生成长距离位置编码并进行二维拓展,完成了平面位置二维编码的设计,研究了相应的高效解码算法。基于编码和解码算法,制作了二维平面编码盘,研制了基于FPGA的读、解码测量系统,对编码图像采用灰度重心法进行细分以提高测量分辨率。经实验验证,绝对式二维编码测量系统的平面单点位置偏差在±3.3μm以内。     

激光聚焦偏移测量微小位移方法研究*

非接触式纳米精度位移测量在科研和工业生产中有重要应用价值。本文阐述了一种基于激光聚焦偏移原理测量微小位移的方法,首先分析了此方法的测量精度、误差及在所选光学元器件下的量程,进而描述了实验装置,并利用该装置对一个平面反射镜的微小位移进行了测量,结果显示位移测量精度优于10 nm(1σ),与理论计算的结果吻合。实验结果表明,该方法对测量微小位移可达nm精度,可应用于工业生产中对主轴振动、轴承球圆度等的在线精密测量。     

高精度平面构件平面度及壁厚非接触测量装置研制

为实现纯铅、纯锡等软质金属平面构件平面度及壁厚的高精度、非接触式无损测量，本文提出一种基于双激光位移传感器的非接触式测量方法，采用CL-3000型双激光位移传感器以及高精度两维气浮运动平台构建了非接触测量装置，基于Qt开发环境和MATLAB程序，开发了运动控制与平面度、壁厚测量数据采集、处理程序。与三坐标测量比对结果表明，研制的非接触测量装置能够满足软质金属材料平面构件平面度及壁厚的高精度非接触式测量需求。     

CCD分段测量的光学位移测量系统

为了高精度地实现大量程的位移测量,采用传统激光三角法的测量原理,提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于3个CCD分段测量的思想,将3个CCD互相独立且沿光轴均匀分布,以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反射镜作为虚拟探测器进行探测,当成像光束经平面镜反射后在CCD上成像时,系统相当于增加了一个CCD,扩展了测量量程。由准直系统、偏振片、光阑组成准直滤光系统,缩小探测器光敏面上像点的直径,减小被测表面非理想光点对测量精度的影响,从而实现了较高精度下的大位移测量。最后通过实验验证了方法的可行性。     

利用平面编码器测量巨型转轴转矩的原理研究

利用平面编码器的二维微位移测量功能,组建一组测量体系,用于测量巨型转轴的转矩。综述了转轴扭矩测量的原理、发展和运用技术。在两截面处用四组平面编码器测量两截面的相对位移,通过对相对位移运算,得到两截面的相对转角。进而实现转矩的测量。实现大型机械设备主传动的动力监测。为设备自动化、智能化奠定基础。     

基于电涡流位移传感器的嵌入式滚转角测量方法

导轨运动副在运动过程中会产生6个自由度误差,滚转角误差一直是测量的难点。提出一种基于电涡流位移传感器的滚转角在线测量方法和装置。该方法将导轨固定于基准平面,电涡流位移传感器探头通过连接板安装在运动平台上,其中两个探头相距L,并且连线垂直导轨运动轴线,平台运动过程中,两个探头通过测得的导轨直线度误差间接得到导轨滚转角误差;考虑到基准平面平面度误差影响,建立了误差补偿模型,对基准平面平面度误差对滚转角误差测量引起的角度变化量进行补偿,从而计算出导轨精确滚转角误差。静态和动态加载对比试验结果表明:在导轨运动距离为100 mm,导轨滚转角误差变化范围为-32.5″至8.6″时,本方法与标准中的水平仪法比对残差在±1.5″左右,验证了该测量系统的可行性和所提出的补偿方法的有效性。提出的导轨滚转角测量方法充分考虑和减少了基准平面平面度误差的影响。此外,所提方法可以实现在线测量,可以与其他电涡流位移传感器相结合,组成结构简单、测量精度高、抗干扰能力强的多自由度在线测量系统。     

大尺寸平面直线度检测方法的研究

针对大尺寸平面直线度测量的问题,提出了基于三点法的直线度测量方法,并在此基础上确定了测具的结构、参数和位移传感器的型号,选用MSP430F149型单片机来捕捉脉冲信号,并完成了测量仪器的设计.对采集的数据采用了最小二乘法原则来评定直线度.研究结果表明,该测量仪器能够满足自动加工中对直线度测量精度的要求,为大尺寸平面直线...     

基于傅里叶变换的数字散斑照相测量

提出了基于傅里叶变换的双曝光散斑场的全场数字化测量。对双曝光散斑图进行傅里叶变换得到条纹图以灰度归一法和相位构造法将其优化,获取低噪声、高对比度的散斑干涉条纹。平面位移的测量实验结果表明,数字散斑照相技术适合计算机进行自动条纹识别和位移场计算,能得到较为精确的水平位移值,可实现变形场的精准测量。     

基于激光位移传感器的面角度测量技术研究

针对面角度现场测试需求,利用激光位移传感器的漫反射测量特性,搭建了面角度非接触测量装置,提出了一种结合三坐标测量机和位置敏感探测器对激光位移传感器进行空间坐标化标定的方法,从而构建出精确的面角度测量模型;采用蒙特卡洛法对面角度非接触测量装置的不确定度进行评定,在±25°测量范围内其结果为U=0.044°~0.046°(k=2);通过性能验证试验、重复性试验和稳定性试验对装置的性能指标进行考核,在±25°测量范围内其绝对测量示值误差不超过0.036°,重复性不超过0.004°,稳定性不超过0.021°;实验结果表明该基于激光位移传感器的面角度非接触测量装置准确可靠,具备开展面角度现场测试应用的前景。     

数控研磨机研磨去除量的在线监控系统试验研究

将光栅测量系统和数控技术用于高速研磨机上,从而给研磨机增加监控功能,这是新型高速研磨机的发展方向。光栅测量系统具有数字化、精度高和安装方便等优点,故选用光栅测量系统测量压头的位移,并利用计算机实现相应的控制。介绍了光栅测量系统的组成、工作原理及主要技术参数,并对数控研磨机监控装置的组成和监控原理进行了分析,对高速研磨机的设计优化具有参考价值。     

基于准自然标志的平面位移测量方法

针对三坐标测量机的结构复杂、系统庞大、价格昂贵使得应用面受到限制的特点.因此开发了一种基于虚拟坐标测量概念,采用数字图像处理技术的简化三坐标测量机.在平面位移测量上,用具有不同半径长的圆形图案人造石材板作为工作台面,以圆心坐标与半径长为标志,利用Hough变换计算出圆形的圆心坐标及半径长度,再利用已知的圆心坐标及半径确...     

Distance measurement based on pixel variation of CCD images

This paper presents a distance measurement method based on pixel number variation of CCD images by referencing to two arbitrarily designated points in the image frames. By establishing a relationship between the displacement of the camera movement along the photographing direction and the difference in pixel count between reference points in the images, the distance from an object can be calculated via the proposed method. To integrate the measuring functions into digital cameras, a circuit design implementing the proposed measuring system in selecting reference points, measuring distance, and displaying measurement results on CCD panel of the digital camera is proposed in this paper. In comparison to pattern recognition or image analysis methods, the proposed measuring approach is simple and straightforward for practical implementation into digital cameras. To validate the performance of the proposed method, measurement results using the proposed method and ultrasonic rangefinders are also presented in this paper.     

三维形貌数字化测量关键技术研究

大型物体三维形貌数字化测量中,由于传感器单元测量区域小,所以空间图像拼接技术是实现整体测量的关键技术。提出了一种基于移动坐标测量系统实现空间图像拼接的方法,这种方法拼接灵活,适应性强,应用面广,而且可以根据需求进行测量空间扩展。相关试验表明,该拼接方法精度较高,空间距离拼接测量误差小于0.091％。     

基于数字摄影的光学三维测量技术

介绍了基于数字摄影的光学三维测量技术在逆向工程中的应用以及数字图像处理硬件系统的构成,阐述了条纹结构光光栅投影法的测量原理,并给出了测量实例。     

基于亚像素的布氏硬度测量图像处理算法

在最新的一种亚像素边缘提取算法基础上,建立了基于亚像素计算处理的布氏硬度图像压痕测量算法,对布氏硬度图像压痕直径进行了精确测量。测量结果表明,本算法精度比通常的像素法高,对于各种硬度标尺,都能够达到布氏硬度测量国家标准的要求。     

远目标小位移精密测量技术的研究

采用远距离摄像与图像处理技术,提出了一种远目标精密测量小位移的光学数字测量方法,并应用亚像素相关算法等关键技术,编制相应的测量软件,提高了测量系统的精度。