入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响

为了掌握角锥棱镜用在激光跟踪仪中光束入射角度变化对其测量精度的影响规律。详细分析了角锥棱镜的工作原理和反射特性。计算出了角锥棱镜在不同入射角下的实际有效反射面积,并建立了角锥棱镜有效反射面积随光束入射角度变化的理论公式,进而得到角锥棱镜测量精度随光束入射角度变化的规律。实验结果表明：角锥棱镜测量精度随入射角增大而减小,在最大允许入射角处发生突变。在最大允许入射角±35.26°时其测量误差达到0.050mm;而在±20°范围内时其测量精度优于0.010mm,且入射角度在±15°范围内其测量精度最高,稳定性最好。所得结论证明了当角锥棱镜在入射角度为±20°范围内工作时能满足了激光跟踪仪的测量精度要求,这对角锥棱镜设计和实际测量工作具有指导意义。     

激光跟踪测量系统角度自动校正装置设计

激光跟踪测量系统是目前最新型的便携式空间大尺寸坐标测量系统,利用激光干涉测长、精密测角及目标跟踪技术,可对任意点的空间位置进行实时跟踪测量。然而,目标反射器接收角度的大小严重影响了激光跟踪测量系统角度测量精度,为解决激光跟踪测量系统在动态测量中因角锥棱镜逆反射器接收角度范围限制而导致无法测量问题,研制开发了一种能使激光跟踪测量系统在动态条件下连续测量的角度自动校正装置。它主要由精密圆形导轨和角度方位自动调节机构组成,能使角锥棱镜在动态测量过程中始终指向激光跟踪测量系统,从而实现在动态条件下的连续工作。最后利用研制角度自动校正装置对激光跟踪测量系统进行了角度误差补偿实验,结果表明该装置使激光跟踪测量系统的水平角测量误差由34.69µm减小到9.71µm,垂直角测量误差由35.43µm减小到10.03µm,从而有效地提高了激光跟踪测量系统的角度测量精度。     

用双结型硅色敏电池测量激光波长与功率

介绍了一种用双结型硅色敏电池作为探测器,同时测定激光波长与功率的方法,讨论了由探测器,光电流放大器,A/D转换接口及计算机组成的激光测量仪的性能与特点.在测量时,该仪器先测出光波长,并由计算机自动进行探测器的光谱灵敏度校正.波长测量误差在±2.5nm内,光功率的测量误差在±2.5%内.     

激光调阻机高精度可编程电压源的复频域分析

论述了激光调阻机中用有源单臂电桥进行刻蚀电阻的原理 ,提出了在电阻测量时消除线电阻及其接触电阻的方法。在复频域对激光调阻机高精度可编程电压源电路进行了分析 ,得到消除线电阻及其接触电阻的结论 ,该方法对提高电阻测量精度 ,特别是提高低阻的测量精度有一定的参考价值。     

测量激光高反射镜散射率的激光散射仪

本文介绍了激光散射仪的测量原理、仪器结构及测量误差分析。仪器实际测量结果:灵敏度为4×10_(-6),相对测量精度优于±10%。     

提高激光位移传感器精度的技术研究

为了提高激光三角测距位移传感器的精度,从分析影响系统测量精度的诸多因素出发,提出应用非球面设计校正系统像差的方法;应用基于高斯曲线拟合处理激光光点图像的方法;设计了激光点能量的自适应调节方法等一系列提高测量精度的有效方法.重点分析非球面透镜系统的成像的特点,给出了用于解决该系统中由于大视场和大景深所带来的较大像差的光学系统非球面校正设计理念,并利用ZEMAX光学设计软件对系统进行了设计验证,实践证明采用以上方法有效提高了系统的测量精度,在系统测量动态范围110 ～ 120mm段可以达到μm级的精度,同时也为同类系统设计提供了参考.     

高阻值纳米薄膜材料的热电特性测量

为了实现高阻值纳米薄膜材料的热电系数测量,搭建了一套塞贝克系数测量系统。研究了该系统的温控精度和温差生成机制并测量了高阻值条件下微弱电压。首先,建立了高真空度和带有多重电磁屏蔽的真空测试环境;然后,设计了高稳定度温差控制平台,以便为测试样品提供可控温差;同时根据高阻条件下的微弱电压的检测要求,消除了检测通道的漏电流和分布电容的影响。最后,提出了一种循环温差的测量方法,用于有效去除分布电容引起的塞贝克电压长期漂移。采用该方法对高阻值的有机半导体材料进行了塞贝克系数的测定,结果显示:阻值高达7×1012Ω的有机薄膜材料的塞贝克系数的测量精密度2%,温度控制精度为±0.001K。得到的结果表明,该系统能够实现对样品阻值高达1012Ω的纳米薄膜材料的塞贝克系数的测量。     

三角度磁巴克豪森测量平面应力方法研究

为了提升磁巴克豪森（magnetic Barkhausen noise,简称MBN）应力测量效率,提出了一种三角度磁巴克豪森测量平面应力的方法,分析了角度选择对精度的影响。为了减小标定的不确定性,提出了一种基于多维特征重构不确定性度量空间的贝叶斯标定方法。实验结果表明,当应力大于50 MPa时,采用相互间隔60°的3个角度,可实现主应力值测量误差不大于±10 MPa、方向测量误差不大于±5°。贝叶斯标定模型进一步将幅值误差降低到±5?MPa以下,并将方向测量的±5°误差带扩展到40 MPa的低应力区。该研究方法为工程中采用磁巴克豪森高效、准确测量平面应力奠定了基础。     

pH智能测量技术的研究及实现

介绍了一种智能酸碱浓度测试仪,给出测量原理和硬件电路。采用桥路和差动放大电路对铂热电阻温度传感器信号检测放大,用于酸度传感器的温度补偿。软件校准测量电路的零点和满度,软件校正温度传感器和测量电路的非线性。采用高阻、低漂移运放TLC2254组成高阻差动放大电路,用于酸度电极信号测量。印刷电路板上加绝缘环,消除了线路板绝缘电阻对放大电路输入阻抗的影响。软件校正电极偏差,给出校准算法。实验数据表明:温度的测量精度小于±0 2℃,酸度的测量精度小于±0 02pH.设计了RS485总线网络通讯协议。     

Φ25mm火炮身管直线度光电测量方法

基于激光准直和光电探测原理与技术,并借鉴象限探测法、精密机械、伺服控制技术和计算机技术研制了一种用于Φ25mm火炮身管直线度的光电测量系统.给出了系统的总体结构,对系统的测量原理进行了理论分析,得到了身管直线度的计算公式,建立了解决光电靶偏心的数学模型.并将测量系统应用于长1.15m的Φ25mm精加工孔标准件进行两组采样,每组采样步长为100mm.实测的结果表明:测量系统分辨率可以达到0.005mm,测量误差小于0.015mm,重复性测量精度优于±0.009mm,说明测量方法是可行的.     

二维光电水平倾角测量系统

针对高端装备制造中对大尺度机床误差测量与补偿的要求,本文基于光学自准直原理和液体表面反射原理,研制了一种二维光电水平倾角测量系统以实现对机床滚转角和俯仰角的测量。该系统使用半导体激光器发射激光,经光学自准直系统于待测硅油表面将被测倾角放大二倍。然后,由位置敏感探测器感测光斑位置变化,输出包含角度信息的光电流信号,并由低噪声四路同步微弱信号处理电路进行相同倍数的放大以减小误差。最终,由高速采集卡进行数据采集,经均值滤波、曲线拟合、解算处理后将其转化为倾角信息,从而实现二维角度测量。在光学平台进行了对比实验,结果表明:测量系统在-10~10mm/m(约为-2 000″~2 000″)量程内,角度测量误差小于±0.050mm/m(约为±10″),线性度优于0.25%,满足大尺度机床二维水平倾角检测对大量程、高精度、高稳定性的要求。     

列车终端电阻研究与应用

广州地铁2号线A5型列车采用了IEC61375 TCN标准的德国总线控制系统,该系统由多功能车辆总线(MVB)实现车辆控制。为保证总线信号的正确传输,需在每个网段的终端设备设置终端电阻。终端电阻可内置在网络设备的网卡内,也可以外置在网络设备的MVB连接器内。根据终端设备电阻位置情况及列车网络结构,可判断MVB连接器结构。由于网络结点较多,将每个MVB终端连接器拆开查看是否正确,效率较低,为便于操作提高效率,可通过终端电阻的测量,整改降低网络故障,优化网络的通讯质量,确保列车运行安全。     

激光测距仪中基于脉冲电流供电的高精度温度控制系统

半导体激光器及雪崩光电二极管作为激光测距仪中发射和接收系统中的关键器件,温度对其性能的影响限制激光测距仪的测量精度。而且二者均为小功率器件,精密测温电路中采用Pt电阻测温时,Pt电阻的自热效应产生的测温误差不能忽略。基于此,在对Pt电阻测温的误差产生机理做详细分析的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电的方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差;使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为 0.0006度。系统稳定性测试结果表明,该系统在0度到15度 的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0.005度 。     

有源单臂电桥在激光调阻中的测量原理及实现

论述了在激光调阻中有源单臂电桥的测量原理,提出了高速刻蚀电阻的实现方法,利用两个高精密16位D/A转换器与检流计输出的电压进行比较,实现了数字化高速电阻测量.对影响测量精度的因素进行了分析,该方法对电阻高速测量及其控制方面有一定的参考价值.     

一种导塑电位器激光修刻机的设计

应用离散逼近修正理论和实时反馈控制方法，设计了一种新型的导塑电位器激光修刻机，用以完成直线导塑电位器的线性度修正。选用激光加工方式，简化了设备结构，提高了生产效率。通过对直线导塑电位器的电阻修正特性进行数学建模分析，设计选用离散逼近修正值的方法修正电位器线性度。在修刻过程中，使用实时反馈控制的方法对目标电压进行控制。实际加工试验验证，系统运行平稳可靠，可以显著提高直线导塑电位器的线性度。     

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。     

基于伏-安法测量不同直流标准电阻器的电流依赖性参数

电流依赖性参数和电阻值的稳定性对直流标准电阻器的准确测量是非常重要的。本文利用伏-安法来测量四种不同标准电阻器的电流依赖性参数,并获得了不同电流下它们的电阻值稳定性。研究表明, CDC 与电流值、测量时间及电阻类型有很大关系。     

一种高精度非接触位置测量系统

随着导弹技术的发展,位置测量设备的精度要求也不断提高.介绍位置测量系统的现状,研制出一种新的非接触位置测量系统,推导出新的测量方法--三角法测量技术原理,对某型号地空导弹发射车与装填车之间X,Y,Z,α的位置关系进行测量.通过三角知识及误差合成理论,分析出此系统的测量精度,长度(X,Y,Z):±1mm,角度(α):±3′.     

Discrete liquid-helium level-meter sensors based on TVO carbon resistors

It is shown that for discrete liquid-helium level-meter sensors, based on TVO resistors with a rated power of 0.125 W and rated resistance value of 1 kΩ, one can attain a helium-level measurement error of ±0.5 mm for the horizontal TVO resistor disposition and ±2 mm for the vertical one.     

Development of a parametric model and virtual machine to estimate task specific measurement uncertainty for a five-axis multi-sensor coordinate measuring machine

Any combination of contact and non contact sensors on a single coordinate measuring machine makes it a multi-sensor or hybrid coordinate measuring machine. The ability to change the probing device without re-establishing the part coordinate system is a significant advantage and consequently the reason for their wide acceptance and usage. In addition to the existing three linear stages in a conventional or hybrid coordinate measuring machine, the number of axes can be augmented with two rotary stages in order to make them more versatile. This not only complicates the metrology loop but also adds more parametric errors to existing list of known 21 errors for a three stage conventional measuring machine. Also different probing sensors in the system have different metrology loops. Literature survey reveals that there is no previous or current work on estimation of task specific uncertainty for machines of this class with a wide potential for measuring complex parts quickly and with great ease. The current work focuses on developing a virtual measuring machine of this class which incorporates a parametric model of a five-axis multi-sensor coordinate measuring machine, techniques to estimate the parametric errors in the model and error correction strategies for the same. The virtual machine is used to mimic real time measurements in order to come up with estimates for task specific measurement uncertainty.