弯管非接触测量的一种新方法

采用半导体激光器和光敏二极管改进接触式弯管测量机的测量叉,实现对弯管的非接触测量。给出了测量原理,建立了数学模型,分析了该方法测量误差产生的原因,提出了提高测量精度的措施。与接触式方法进行了测量对比,结果表明该方法具有较高的测量速度与精度。     

非接触式曲面测头设计及精度试验研究

针对激光测头因测量范围小难以满足大量程自由曲面的高精度测量要求的问题,基于伺服运动控制技术,集成激光测头和光栅尺研制了一种非接触式测头。控制激光测头工作在线性度误差较小的中心范围内、而采用光栅尺反馈实现大范围的测量,详细介绍了系统的硬件及软件设计。试验数据处理结果表明,与激光测头相比,研制的非接触式测头测量范围扩大了1倍,而测量不确定度、修正值、线性度等精度指标并没有下降。     

复合式测量技术在航天产品形位尺寸检测中的应用北大核心

将接触式的星型测针与非接触式的光学影像测头进行复合使用,实现了航天产品金属密封圈密封面处形位尺寸的高精度测量,确定了测量方法和测量流程。经测量不确定度评定,这种方法的测量不确定度仅为0. 002 mm,验证了复合式测量技术检测航天产品形位尺寸的准确性。同时,此方法对其他精密结构产品形位尺寸的测量具有很好的参考价值。     

非正交模拟接触式测头的标定算法研究

模拟测头是实现扫描测量的核心部件,进行非正交模拟接触式测头标定方法及算法研究,对于开发标定及测量软件具有重要意义。本文在分析非正交模拟接触式测头测量原理的基础上,采用以幂函数为基函数的转换公式,将公共球面作为约束条件建立了测头的超定非线性标定模型,从而确定了标定矩阵的组成。基于非线性最小二乘迭代方法计算标定矩阵并进行了算例验证,结果表明该方法及算法具有足够精度,可以实现非正交模拟接触式测头的标定。     

空间自由曲面的非接触扫描测量

研究用程控三坐标测量机非接触扫描测量空间自由曲面。由程控三坐标测量机、ＰＨ９／ＰＨ１０回转体和ＬＢ—１２型非接触激光测头构成测量系统;用实时跟踪法控制测头运动;以ＰＨ９／ＰＨ１０回转体为核心,建立扫描回转测头系统的数学模型,实现一次性标定转位扫描测头;进行数据规则化处理。实验表明,扫描测量的综合误差不大于±０．０７ｍｍ。     

相邻孔壁和小盲孔测量系统的研究

提出了一种应用电容传感器对两个微小孔间相邻孔壁进行精密测量的系统.基于非接触式电容测孔传感器的基本原理,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了电容瞄准测孔传感器的测头用于对相邻小孔的中心进行瞄准定位;设计了测量孔壁的电容差动测厚传感器.由一个瞄准测孔传感器和两个差动测厚传感器及三通道测量电路组成的系统 ,再配以RS232接口可直接与计算相连,采用LAB虚拟软件,经数据处理直接显示孔的大小和两孔间的壁厚.此系统不仅可对相邻小盲孔或通孔的壁厚进行测量,同时可测量小孔的任意截面的尺寸及形状误差.由于属于非接触测量,有无需进行测头及工件变形误差修正的优点.瞄准测头在现有微加工的技术下可以做的很小.此系统测量精度高,操作方便,测量速度较快,应用前景广阔.     

JW型激光测微仪在动态测量应用中的研究

本文介绍了JW系列新型激光测微仪的结构、原理、特点,还介绍了利用该仪器在音箱质量检测、记忆合金伸缩特性等科研中对微振动及动态位移进行非接触测量的研究情况,并对测量结果进行了分析.     

JW型激光测微仪的动态测量应用中的研究

本文介绍ＪＷ系列新型激光激光测微仪的结构，原理，特点，还介绍了利用该仪器在音箱质量检测，记忆合金伸缩特性等科研中对微振动及动态位移进行非接触测量的研究情况并对测量结果进行了分析。     

激光三角法扫描测头特性的研究

在分析了激光三角法位移测量原理的基础上,以ＩＢ－１２型激光三角法位移传感器为实例,研究了激光三角法位移传感器的使用特性,补偿非线性误差、倾斜角误差,提高了测量精度,使其能够作为非接触式扫描测头用在三坐标测量机上,完成空间自由曲面的非接触扫描测量。     

回转体零件的非接触自动测量

介绍了三坐标测量机与光学非接触测头组成的回转体零件表面自动测量系统,通过设计具有偏心调整机构的回转工作台和安装摄像机监测系统,实现了回转体零件的非接触自动测量.     

基于激光干涉的接触式微位移测量仪

介绍的基于激光干涉的微位移测量仪具有分辨率高、结构简单、成本低的特点。该微位移测量仪由基于迈克尔逊激光干涉原理的微位移测量装置、工作台、光电阵列、信号处理电路、计算机及数据处理软件等组成。该测量仪位移测量理论分辨力可以达到0.01nm,特别适合范围在微米及微米以下的位移测量,可用于MEMS器件的位移检测,压电器件位移检测等。     

一种宽量程光外差干涉信号的处理方法

根据相位测量与整数周期相位计数相结合的思想,给出了一种宽量程光外差干涉信号的处理方法,该方法在保持不降低高的测量分辨率的前提下,扩展测量范围,并可用于动态测量.     

双测头复合型微纳米测量仪的研制

针对当前微纳米测量中存在的大范围高精度测量及复杂微结构几何参数表征难题,基于多测头传感和精密定位平台复用技术,开发了一台具有多种测量尺度和测量模式的复合型微纳米测量仪。为使其具备大范围快速扫描测量和小范围精细测量功能,仪器集成了白光干涉和原子力显微镜两种测头,通过设计适用于两种测头集成的桥架结构及宏/微两级驱动定位平台,实现整机的开发。为保证仪器测量结果的准确性和溯源性,利用标准样板对开发完成的仪器进行了校准。仪器搭载的白光干涉测头可以达到横向500 nm,纵向1 nm的分辨力;原子力显微镜测头横向和纵向分辨力均可达到1 nm。最后,利用目标仪器对微球样品进行了测量,通过大范围成像和小范围精细扫描,获得了微球的表面特征,验证了仪器对复杂微结构的测量能力。     

GUlDELESS SPATIAL COORDINATE MEASUREMENT TECHNOLOGY BASED ON CODING POLE

A new method of guideless spatial coordinate measurement technology based on coding pole and vision measurement is proposed. Unequal spacing of bar code is adopted to pole, so that the code combination of pole image in measuring field is unique. Holographic characteristics of numeric coding pole are adopted to obtain pole pose and pole probe position by any section of bar code on the pole. Spatial coordinates of measuring points can be obtained by coordinate transform. The contradiction between high resolution and large visual field of image sensor is resolved, thereby providing a new concept for surface shape measurement of large objects with high precision. The measurement principles of the system are expounded and mathematic model is established. The measurement equation is evaluated by simulation experiments and the measurement precision is analyzed. Theoretical analysis and simulation experiments prove that this system is characterized by simple structure and wide measurement range. Therefore it can be used in the 3-dimentional coordinate measurement of large objects.     

A Composite Probe for Surface Topography Measurement

A composite surface measurement probe, developed for the characterisation of engineering surfaces, is presented. The probe is of a hybrid type and is capable of contact and non-contact measurement, making it suitable for a wide range of applications. It integrates a focus-detection optical system with a stylus-mirror system. Calibration results show that the probe can measure dimensions larger than ±500 μm with good linearity for both contact and non-contact measurement. The vertical measurement resolution of the probe is 5 nm.     

Development of a rapid profilometer with an application to roundness gauging

This paper presents the development of a real-time, contact-based, high frequency, response profilometer employed as a roundness gauge for measuring circular form error for 100% part inspection on the shop floor with an accuracy of better than 0.5 μm with measurement times of less than 1 s. The gauge head is a closed-loop controlled mechanism comprising a contact force probe that is rigidly attached to a high bandwidth linear translator. The gauge head assembly is, in turn, attached to a precision spindle. The objective of the complete tool is to contact the sidewall of the circular feature, translate the probe tip to produce a defined contact force with the workpiece and rotate the gauge head assembly. During rotation of the spindle, this contact force is maintained at a nominally constant value by dynamically translating the force probe along a radial direction to follow surface deviations. The gauge head assembly (including force probe and servo drive) has a fundamental mode natural frequency of 330 Hz while scanning the workpiece with a constant contact force typically less than 100 mN. Form error (deviation from a nominal circle) is measured using a capacitance-based displacement sensor measuring the relative radial displacement of the probe with the spindle rotating at a constant rotation speed. This paper discusses the design and characterization of this metrology tool.     

大齿轮齿形在机测量原理与技术

在机测量大齿轮齿形误差具有广阔的发展前景。本文分析了大齿轮齿形误差在机测量的关键问题，提出了运用齿条刃边测头与被测齿轮横截面进行啮合的测量方法，既能测量齿轮的端截面齿形误差，又使仪器结构紧凑。在分析影响大齿轮形在机测量的诸误差因素的基础上，得出了在仪器的制造及安装精度要求不很高的情况下仍能实现齿轮的高精度测量的可喜结论。     

自动测温装置在铜熔炼熔体温度测量中的应用

本装置采用非接触式且具有高抗干扰性能的红外比值测温方法,解决了铜冶炼熔体测温中普遍存在的烟尘,杂光等干扰问题,采用单片机进行数据处理,并配备自动测温控制开关及传感器的保护冷却装置,实现了铜熔炼熔体温度的在线检测。     

导电介质物位测量的研究

电容式物位计测量导电介质的物位时，物位测量的结果经常受到导电介质电极挂料的影响，为了解决这个问题本文探讨了一种新型物位测量技术，它能对物位测量时由被测导介质电极挂料的测量误差进行修正，从而提高电容式物位计在导电介质中的测量准确度，文中介绍了这种物位测量技术的测量原理，测量电路及仪表的系统结构和相关实验结果。     

关节类坐标测量机关键技术及进展

关节类坐标测量机具有便携性好、质量轻、测量范围大等优点,广泛应用于汽车工业、航空航天、模具制造、大型装备装配等领域的质检工作。关节类坐标测量机由6或者7个旋转关节串联而成,靠近基座的关节一般装有力平衡机构,提高了关节类坐标测量机的易操作性;其测角系统由安装在各旋转关节上的高精度角度编码器实现;光学扫描测头应用于关节类坐标测量机上实现了复杂曲面的非接触快速测量;为得到精确的测量模型,研究了多种建模和参数辨识方法并由不同国际组织提出了关节类坐标测量机的性能评价标准。最后介绍了关节类坐标测量机的关键技术和未来发展趋势。