应用线阵CCD降维测量放映机画面抖动

本文论述动态降维测量小位移原理,并介绍采用一片线阵CCD通过单片机控制,对电影放映机画面抖动实现降维检测的方法。     

振动台位移幅值的自动测量装置

对振动台位移幅值的自动测量方法进行了研究,利用迈克尔逊干涉仪原理实现了对微小振动位移的干涉测量。     

二维位移传感器研究

在许多应用领域中,需要测量物体作二维运动的位移,特别是物体做平面平动的位移.本文介绍了各种二维位移传感器的原理和实现方法,具体分析了国内外已有的各种二维位移传感器的结构特点.     

一种微小挠性零件的自动化精密装配系统

为解决具有挠性结构微小零件精密装配的问题,将基于机器视觉的精密测量技术、高分辨率非接触激光位移测量技术等应用到精密装配系统的研制中.设计了用于微小零件夹持的装置,实现了对微小挠性零件拾取、搬运、放置等操作;根据视觉系统测量得到的微小零件与目标位置的偏差,对微小零件水平面内的位置和姿态进行了调整;提出了装配微小零件挠性结构的接触控制方法,该方法通过激光位移传感器非接触测量挠性结构接触变形所引起的微小位移变化,实现了装配过程中垂直方向的精密接触控制;通过在作业机械臂上集成标定模板,实现了装配系统的自动标定.简要介绍了所研制的装配系统组成,并进行了微小挠性零件的装配实验.实验结果表明,微小零件装配的平行度、同轴度误差小于10 μm,挠性结构接触控制偏差为0.6 μm ～0.8 μm,装配精度满足使用要求.     

基于ARMCortex—M3的位移测量仪设计

本系统以ARMCrotex-M3为控制核心,利用线性可变差动变压器完成微小位移测量,系统主要包括正弦信号激励源、差动变压器、信号测量、数据采集和位移控制4个部分,辅以相应的模拟电路,能实现较精确的位移测量功能。     

基于STM32的嵌入式光纤束微位移传感器设计

为了满足当前位移测量系统对于微小位移进行稳定可靠和精确测量的需求,文中提出了一种基于STM32的嵌入式光纤束微位移传感器的设计方案。该光纤束位移传感器主要利用了光强调制型的工作原理,以STM32F103ZET6为核心,采用设计的光纤束微位移传感探头对微位移进行准确测量,软件部分实现了两路检测信号相除、线性化处理和温度补偿等工作,同时将采集的位移数据通过串口实时发送至上位机,实现了对温度数据的动态显示,查询、储存等功能。该传感器具有成本低、测量精度高、操作简单等优点,可以在各种复杂的工业现场高效而准确地对各种微位移进行精确测量。     

光纤维位移测量仪的研究

本文根据光学三角原理，介绍了用光纤束作传感器，对μｍ以下的微小位移进行检测的方法及系统的组成。并从该测量原理出发，还可以对圆度、微小尺寸偏差、表面轮廓及微小振幅的振动、以及硅片、胶片的厚度偏差进行检测。     

位感条纹三维振动测量原理及试验研究

针对当前单目视觉测量方法难以实现结构三维振动同步测量的问题,提出一种基于位感条纹和高速相机的结构三维振动同步测量新方法。在建立测量系统完整的原理模型基础上,系统描述单相机成像坐标下采用单个位感条纹获取结构三维动态位移信息的测量原理,建立成像位感条纹三维编码动态参数与结构实际三维位移之间的内在联系,推导各维位移的计算公式。通过结构三维运动和视觉成像系统的联合仿真模型,验证位移测量原理和算法的正确性;并通过仿真和试验分析系统的测量性能及其影响因素。通过对结构已知三维运动的测量,并与基于三维加速度传感器的接触式测量方法进行对比试验,验证基于位感条纹的视觉测量方法及系统在实现结构三维振动位移准确同步测量的有效性。     

机械零件三维表面形貌测量与评定的研究

介绍了机械零件三维表面形貌的测量与评定,分析了激光干涉式位移传感器的光学原理和干涉条纹信号的细分方法.激光干涉式位移传感器的精度达到了5nm左右.另外,带计量系统的二维工作台也是整个测量系统的关键部分.因为采用了光栅尺作为二维工作台的计量系统,所以在表面形貌的测量过程中二维工作台在X和Y两个水平方向上都能获得精确的定位.     

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。     

基于压电驱动的细胞微量注射装置的研究

提出了由压电驱动带动的注射微动平台和电机带动的细胞微载台来构成细胞药物微量注射的机械结构与控制系统。而且也提出了利用压电陶瓷的微位移特性构造了和目前的微量注射针完全不同的微量注射针结构与控制系统,这个压电微量注射针的驱动和注射动作全部由压电驱动器来完成;利用压电陶瓷的微位移和施加在压电陶瓷上的电压在微小位移情况下的线性关系实现了细胞注射系统的精确微定量注射。     

基于高速摄影动态测试微陀螺振动

针对微机电系统(MEMS)特征尺寸小,常用的动态测试方法和系统还有一定的缺点等问题,本文在介绍MEMS常见的三种动态测试方法的基础上,给出了一种基于高速摄影的微陀螺振动动态测试系统。介绍了系统的硬件架构和软件功能。在动态测试的关键算法上,应用Otsu算法对图像进行分割,使用感兴趣区域(ROI)和不变矩方法得到振动曲线,通过幅频分析得到微机械陀螺的振动特性。实验结果表明:使用这种方法测量振幅的精度达到了0.1 μm;频域测量的重复性和一致性也较好。这种动态测试方法稳定可靠、精度高、抗干扰能力强,可以极大地减少计算量,提高系统运行速度。     

传感器静态标定中密封问题的研究

在对传感器静态标定装置存在的多处超高压密封问题进行力学分析的基础上,运用超高压密封原理,巧妙地设计了具有自紧密封功能的结构,并利用ANSYS建模分析,结合试验验证,解决了500MPa以上的微小传感器静态标定装置的密封问题。     

采用柔性铰链实现微位移的方法研究

在微位移技术中,柔性铰链是实现微粒移和高分辨率的的理想机构。本介绍了柔性绞链的简化设计方法,并利用柔性绞链工作原理设计了柔性框架式爬行驱动器作为微动工作台的驱动装置,使微动工作台获得了稳定的工作精度和高分辨率。     

液压微位移放大器响应频率的研究

研究了一种基于液压原理的微位移放大器,微小位移可通过液压放大可转化为具有实际应用价值的输出位移。对微位移放大器的动态特性进行了建模分析,将放大机构与压电叠堆执行器相耦合,得到了该微位移放大器系统的传递函数。讨论了两个弹簧刚度k₁和k₂对响应频率和放大倍数的影响,为实际设计研究提供理论支持。     

新概念动态测试系统的微功耗、小体积技术研究

新概念动态测试系统本身就应具备微功耗、小体积的特点,同时又受到动态测试系统高分辨率、高精度,复杂的采样策略及环境适应性等要求制约。设计过程本身就是一个兼顾各项指标的动态平衡过程,从中寻找到提升系统性能最大化的解决方案。文章从新概念动态测试理论出发探讨动态测试系统微功耗、小体积的设计原则,分析影响系统功耗、体积的关键因素,为石油井下微功耗、小体积压力测试系统设计提供依据。     

菱形压电微位移放大机构的设计

为提高叠层压电陶瓷作动行程,并使之具有往复对称作动的特性,提出一种基于三角放大原理的菱形压电微位移放大机构。该机构以叠层压电陶瓷作为驱动元件,利用三角位移放大原理,在放大叠层压电陶瓷位移输出的同时,实现在平衡位置两侧的双向主动输出。提出了相应的驱动方法,实现了对该机构输出方向和大小的控制。分析了机构的工作原理,通过解析计算得到该机构的理论放大倍数为2.9,与所建立有限元模型通过仿真计算得到放大倍数2.5相近。制作了试验样机并进行了试验验证,结果显示:该机构在驱动电压为200V时最大输出位移为(32±16)μm,对叠层压电陶瓷位移输出的放大比例为2.4倍,与理论计算相近;频率响应试验表明信号频率对位移输出影响较小。提出的设计方案实现了位移放大和位移双向主动输出这两个预期目标。     

基于深度学习特征匹配的铸件微小缺陷自动定位方法

针对射线实时成像检测中精密铸件微小缺陷自动定位的需要,提出一种基于深度学习特征匹配的铸件缺陷三维定位方法。模拟选择注意机制的中央-周边差算法,提出以视觉显著度为尺度,从射线图像复杂背景中检测出微小缺陷及其区域,以定义的区域中央点为待匹配点;然后,提出构造深度卷积神经网络自动提取微小缺陷区域的深度学习特征,通过深度学习特征矢量的相似度,实现在不同视角下投影图像中的同一微小缺陷点的自动匹配;最后,基于平移视差测距原理计算缺陷匹配点的三维空间坐标。实验表明,基于深度学习特征匹配的方法能够正确搜索平移前后投影图像中的同一缺陷点,以此为基础,利用视差测距原理实现了微小缺陷匹配点的自动准确定位,深度定位误差小于5.52%,能够满足对精密铸件微小缺陷智能评判的需要。     

大负荷压电式力标准机

首次提出了压电式力标准机的概念和工作原理，介绍了设备的结构组成。分析了多组组合结构情况下，载荷作用与应力分布的关系并确定了满足强度要求的计算公式。同时提出了伺服电机驱动的最小液压工作系统为基础的极其简单的液压加栽结构和超大负荷能力的压电陶瓷微位移器为基础的精密力值控制方法，实现了高精度、低成本的比对测量。同时，实现了工作过程的自动化。譬如：在WINDOWS界面下，实现了力标准机的工作状态以及试验数据的实时显示。     

运用半导体激光器进行监听以及音源定位的研究

随着激光技术的不断发展,激光被应用于各个领域。针对激光在监听方面的应用,提出用光电检测原理设计并制作了一套音频监听及定位系统。将系统放置于室外距离目标10m处,发射两束平行的激光到窗户的玻璃上并通过由两个传感器组成的接收系统来接收反射的光斑。由于室内传播的声波遇到玻璃并使其产生微小机械振动,故导致进入硅光电池的光斑发生微小位移。通过采集变化的光电流信号,还原室内声音信号内容,达到监听、定位、记录的效果。在理论分析的基础上,通过实验达到了验证效果,并以提高监听质量为目的进行方法探索,得到较好的结果。