磨加工主动测量仪中的数字滤波设计

针对磨加工主动测量仪中数字滤波方法的技术要求和特点,设计了基于圆度误差的限幅滤波方法,研究了采样数据是否有效的判断原则,提出先预测最新采样点的理想测量值,然后结合圆度误差确定限幅区间;预测值采用简单的一元线性方程推导,分析得出预测值是以理想值为期望的正态分布随机数,采样长度值Z的合理范围为(7~20);分析了限幅条件偏差值与圆度误差值的关系,以及采样长度值Z与最大限幅比、限幅条件偏差值和有效判定率的关系。结合常见的滤波方法技术特点,设计了适用于主动测量仪的滑动加权均值滤波方法。最后采用Visual Studio 2008开发平台和C#编程语言仿真验证了所设计数字滤波方法的可行性。     

减小圆度测量中2RC滤波传输偏差的新方法

用双线性变换法和冲激响应不变法设计的逼近2RC滤波幅度特性的相位校正的数字滤波算法,其偏差大小相近,符号相反.因此两种滤波算法的线性组合极大地减小了逼近2RC滤波理论幅度特性的偏差,从而提高了圆度测量的滤波精度.     

动平衡测量数字滤波方法研究

动平衡测量系统的关键在于去除干扰的滤波器设计,给出时域同步平均、Chebyshev窄带通滤波、整系数带通滤波、数字跟踪滤波及自适应滤波五种数字滤波器的传递函数,详细讨论它们在动平衡测量中的应用,从实用性角度对其滤波性能和实现方法进行比较分析,为动平衡机数字滤波方法的选型提供依据。     

工序间轴承外圈圆度测量的数字化系统

在工序间检测的基础上,提出了轴承外圈圆度数字化测量系统方案,并在V形块定位的圆度模型推导、测量系统滤波分析、硬件电路和软件流程图方面做了介绍。实现了测量数据的自动采集,为质量数据的统计及分析打下了基础。     

滤波与提取、拟合及评估操作之间的关系

实际工件的轮廓信号可以用傅立叶级数来逼近,应用滤波技术可以分离出所需要的频率成份。在GPS算子技术中,滤波操作直接受到提取操作的影响,它们之间的关系可以通过滤波截止波长与提取最大采样间隔来体现。以圆度误差评定为例,分析了滤波截止波长的变化对测量结果的影响,得出了滤波与拟合、评估之间的关系。据此,给出了形位误差评定时选取滤波截止波长的几条原则。     

基于ADIS16209的360°绝对式转角仪研制

在分析微电子机械系统(MEMS)双轴加速度计的旋转角度测量原理的基础上,设计了基于ADIS16209的转角仪,并介绍了其软硬件实现.通过把移动平均滤波与限幅滤波2种方法组合的复合数字滤波的传感信号处理方法,提高了测量的精度.与传统的旋转角度测量方案相比,所研制的转角仪具有很高的精度、灵敏度、响应速度和性价比,实验结果及现场应用证明了它在大范围旋转角度测量中的可行性和优越性.     

三维微型弱磁测量系统的研制

提出一种基于磁阻器件的三维微型弱磁测量系统的设计,详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括 A/D 转换器、单片机、传感器的复位电路、电源管理以及 PDA 的选择；软件设计包括单片机的数据采集传输以及 PDA 的数据处理显示。同时在地磁环境中建立了一个装置,对系统进行性能测试。系统设计中采用的梳状滤波(数字滤波)功能,解决了工作环境中工频及其倍频的干扰问题,系统分辨率达到7.6×10~(-9)T/LSB．     

基于DSP的磁致伸缩液位传感器

针对影响磁致伸缩液位传感器测量精度的原因,介绍了一种基于DSP的磁致伸缩液位传感器的设计方法,并从硬件和软件方面进行了论述。硬件方面,采用DSP TMS320F2812为微处理器,包括激励脉冲电路、放大电路、液晶显示电路和串口通信电路等;软件方面,结合FIR滤波算法,提出一种新的磁致伸缩传感器检测液位方法——全波采样法。该算法通过提供特征点,有效避免了传统硬件滤波电路和检测电路带来的测量误差。液位测量实验证明,系统方案设计合理,测量数据精度较高,很好地满足了实际测量要求。     

谐波与圆度误差分析的范数理论

在测量圆度误差和分析谐波时,为了从测量信号中提取测量对象的真实信息,测量系统的偏心滤波就成为一个很重要的问题.目前,经常采用的方法有最小二乘法、卡尔曼滤波法和三传感器法等.此处研究这些方法的缺陷.研究表明,这些方法有较大的非线性误差和干扰误差.为了解决这些问题,使用范数理论,提出一种谐波与圆度误差分析的新方法.这种新方法对各种类型误差的衰减能力很强,相对圆度误差真值的收敛性很好,参数估计误差很小.     

基于激光线扫描三维重构的扩径管道直径及圆度测量方法

为了提高管道在扩径过程中圆度和直径的测量精度及效率,设计了一套基于激光线扫描三维重构的管道直径及圆度测量系统。系统利用激光线扫描传感器对管道外轮廓进行点云数据采集,结合上位机对图像数据进行滤波、去噪及分割,实现扩径管道外轮廓的三维重构,并利用最小二乘法计算重构的扩径管道直径和圆度。实验结果表明,该系统能够实现扩径管道直径及圆度的精准测量。     

全跳动综合检查仪的设计与误差分析

针对机械制造质量控制系统中高精度公差检测装置相对缺乏的现状,设计了一台适用于轴类零件的全跳动公差智能综合检测设备,以实现直线度、圆度、端面圆跳动、径向圆跳动、端面全跳动、轴向全跳动等公差项目的自动化测量。详细介绍了全跳动综合检查仪的工作原理、机械结构、硬件电路、软件设计原理,采用低通数字滤波的方法实现实时采样数据处理,有效地抑制了干扰信号,对提高测量精度和测量效率具有实际工程意义;最后分析了机械装置的各项误差对公差测量的影响。     

基于LabVEWI的圆度误差在线检测系统

针对回转体零件圆度误差的检测和分析,设计了一套与磨削加工同步进行的圆度误差在线检测分析系统。确定系统的总体方案,设计专用测头机构,阐述测量原理。利用Lab VIEW软件平台,对采集到的数据进行滤波处理。采用最小二乘法进行圆度误差评定,实现了圆度误差在线测量。     

基于STM32的高精度电子天平

为了解决目前市面上的电子天平成本高、精度低、称量速度慢的问题,将目前工作频率高、功能强大的STM32芯片应用到电子天平的设计中,用其作为主控制器设计了一款高精度的电子天平。该设计采用内部集成24位A/D转换器和放大器的称重传感器专用芯片HX711对称重传感器输出的小信号进行处理,提高了电路的稳定性;采用数字滤波算法进行滤波,降低了电路复杂度,使性能更可靠;将A/D转换器输出的模拟信号直接数字化,然后,采用滑动均值滤波法进行了滤波;最后,进行了检定实验,开展了误差分析,分析了真实值与测量值之间的关系,并在误差分析的基础上,对天平测量准确性进行了评估。实测结果表明,该电子天平设计量程为300 g,精度为0.01 g,重复性误差和示值误差均≤0.02 g,而且称量速度快,10 s左右即可达到稳定读数。     

激光CCD二维自准直仪中圆目标中心精确定位算法

提出一种新的激光CCD二维自准直仪中圆目标中心精确定位算法。该算法采用变结构元多尺度广义数学形态学滤波算法滤除图像噪声,由Zernike矩定位算法得出目标轮廓的亚像素位置,用最小二乘拟合法精确获取圆目标的中心位置,并进行了实验。结果表明:该算法稳定性好,定位精度高,应用该算法后自准直仪的测量分辨力提高了10倍,在±2'测量范围内测量不确定度优于0.3″,有效地提高了自准直仪的测量分辨力和测量精度。     

超精密加工机床现场动平衡测量系统

本文给出了一种用于超精密加工机床动平衡的微机化测量系统。该仪器采用了数字滤波消偏等新技术。它可测量机床的动平衡，也可测量机床主轴的回转精度、工件圆度等。     

智能圆度测量装置的推理机制的研制

为了在圆度测量中克服人工数据处理存在着效率低和准确性差的缺陷,需研制智能圆度测量装置,实现圆度误差的自动检测及评定。本文针对圆度误差的评定属求解非平凡问题的特点,提出采取推理和搜索的方法建立智能评定模块,并将它建成由规则集、综合数据库和控制系统构成的产生式系统。文中还根据评定圆度误差的最小包容区域法的原理,在对智能评定模块推理机制的研制中采用了穷举搜索的方法和深度优先的搜索策略,设计了数据处理中的算法——围点甄别法。文章最后以系统测试实例说明了该圆度测量装置具有真实数据自动采集和模拟数据人工输入之功能,能高效且准确地根据所获数据显示出圆度误差评定的最小包容区及其检测结果。     

采用自适应可靠因子的联合双边散斑条纹滤波方法

在基于电子散斑干涉法的测量系统中,干涉条纹常常会存在大量噪声从而影响后续相位的提取。 为解决双边滤波无法 处理大噪声的问题,提出了一种融合加窗傅里叶滤波的联合双边滤波方法并用于处理存在高噪声的电子散斑干涉条纹。 在该 方法中,引入加窗傅里叶初步滤波后的图像作为联合双边滤波的导向图,并构建更可靠的自适应像素值相似度因子,从而提供 更可靠的引导信息和更好的滤波效果。 该方法被应用到高、中、低、可变密度 4 种不同密度的模拟条纹和实验采集到的大噪声 条纹上,并将其与原始双边滤波和加窗傅里叶滤波相对比。 实验结果表明:与其它滤波方法相比,该方法得到的条纹最光滑,结 构最完整。 对本文模拟的条纹滤波后峰值信噪比提高 1. 0 ~ 4. 2 dB,结构相似度和边缘保持指数最高,相位的均方误差最小。 所提出的方法调整更方便,对 330×330 大小的模拟条纹处理时间仅为 4 s 左右。     

圆度测量装置的控制系统设计

介绍了自制圆度测量装置的自动测量工作过程,提出了圆度测量装置的控制系统总体方案,根据总体方案设计了控制系统的硬件电路和软件控制程序.     

基于图像处理的粗糙边缘盲孔圆度误差测量

针对粗糙边缘盲孔圆度误差检测困难的问题,提出了一种基于图像处理技术的非接触式测量方法。通过搭建基于机器视觉的测量系统,使用CCD摄像机获取被测零件图像,利用图像处理技术对获取的图像进行预处理、二值化和亚像素边缘检测,并提出采用3σ准则和自适应滤波对边缘点进行去噪处理,建立圆度误差数学模型,实现粗糙边缘盲孔的圆度误差测量。初步实验结果显示,测量的重复精度为9.6μm,为粗糙边缘盲孔圆度测量提供了一种可行的方法。     

科氏质量流量计信号分析与处理

对科氏质量流量计输出信号进行频谱分析,证实传感器的输出信号中不仅存在固有频率和白噪声,而且存在固有频率的倍频信号。目前信号检测多数采用模拟电路对信号进行滤波和过零点进行检测,将传感器输出的两路正弦信号转换为两路方波信号,利用两路方波信号的上升沿或者下降沿触发计数电路,进而得到两路信号的相位差和频率信息。利用数学工具对这种检测方法进行仿真计算,验证传感器倍频信号对测量结果的影响,因此提出一种数字滤波和检测方法。仿真和实验结果均表明,在信号分析基础上提出的检测方法,有效保证了科氏质量流量计的测量精度。