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角度编码器校准装置及其方法研究
1
作者 谈冬兴 夏雪 +2 位作者 唐小聪 赵彦龙 邹从霞 《计量与测试技术》 2026年第1期61-64,共4页
本文针对角度编码器现有校准方法存在精度不足、效率较低等问题,通过理论建模,分析了安装偏心和倾斜误差对测量精度的影响,并设计了一种集成安装与微调机构的校准装置。其采用模块化卡盘结构,使不同尺寸转子可快速装夹;采用高精度微调机... 本文针对角度编码器现有校准方法存在精度不足、效率较低等问题,通过理论建模,分析了安装偏心和倾斜误差对测量精度的影响,并设计了一种集成安装与微调机构的校准装置。其采用模块化卡盘结构,使不同尺寸转子可快速装夹;采用高精度微调机构,确保驱动转台与角度编码器轴系的自动同轴对准;引入柔性装夹技术,利用弹性元件缓冲转子与定子间的相对跳动,降低干扰信号,可实现绝对式、增量式等多种角度编码器的高效、高精度校准。 展开更多
关键词 角度编码器 安装偏心 柔性装夹 校准
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基于高精度传感器及智能视觉的直角度检测装置
2
作者 焉颖超 张燕红 《设备管理与维修》 2026年第1期41-43,共3页
研究旨在改进基于智能视觉的角度检测装置,通过结合智能视觉检测技术,能够更精确、更高效地完成直角度检测。同时,此直角度检测装置可对待检测的工件进行翻转,使检测摄像头能够对待检测的工件进行全面的检测,提高了该设备对工件检测的... 研究旨在改进基于智能视觉的角度检测装置,通过结合智能视觉检测技术,能够更精确、更高效地完成直角度检测。同时,此直角度检测装置可对待检测的工件进行翻转,使检测摄像头能够对待检测的工件进行全面的检测,提高了该设备对工件检测的准确性。通过基于智能视觉的直角度检测装置的应用,大大降低了工人的劳动强度,实现更精确更高效检测。 展开更多
关键词 智能视觉技术 高精度传感器 直角度检测
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基于FBG传感器的带式输送机故障监测研究 被引量：4
3
作者 方新秋 吴洋 +5 位作者 宋扬 陈宁宁 丰宇龙 冯豪天 贺德幸 乔富康 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期326-340,共15页
带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行... 带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行了深入研究。首先针对传统监测手段无法定量感知、实时性不足、数据融合能力薄弱等问题,提出了一种基于光纤光栅(FBG)的带式输送机综合保护系统,明确了光纤型传感器阵列的设计是系统搭建的重要前提。其次,在分析带式输送机常见故障形成原因和表现形式的基础上,以FBG-等强度悬臂梁为核心敏感元件设计了一系列故障监测传感器,组成了带式输送机综合保护系统的光纤型传感器阵列,实现了故障的实时定量监测。接着,通过理论分析和Ansys有限元仿真,对FBG-等强度悬臂梁的尺寸结构设计和材料选择进行了深入研究,在传感模型中分析了灵敏度和精度的影响因素,并据此确定了敏感元件的结构尺寸,优选了尼龙6作为制作材料。最后,通过试验对FBG-等强度悬臂梁的结构有效性、灵敏度和稳定性进行了验证。在灵敏度试验中,敏感元件表现出良好的线性响应特性,理论灵敏度S=52.9780Nnm,实际灵敏度S^(*)=38.1157 Nnm;在重复性试验中,平均重复性误差仅为1.002%,表现出良好的重复性和稳定性;温度敏感性试验和温度补偿试验则验证了光纤光栅在温度测量中的线性相关性,从而进一步揭示了温度补偿对提升传感灵敏度的必要性,即便在微小温度变化环境下,补偿机制仍能有效提高灵敏度0.6%。所设计的光纤型传感器阵列解决了现有带式输送机运行故障无法实时定量感知的问题,为实现设备智能化感知与控制提供了坚实的数据基础。研究成果不仅能有效降低带式输送机故障率,提高生产效率,更推动了煤矿行业向自动化、智能化方向的发展。 展开更多
关键词 光纤光栅 等强度悬臂梁 温度补偿 光纤型传感器阵列 带式输送机综合保护
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绝对式角位移传感器的研究综述 被引量：2
4
作者 张天恒 彭东林 +2 位作者 王阳阳 郑永 段正南 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期1-16,共16页
在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其... 在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其核心传感机理。阐述了各类绝对式角位移传感器的工作原理、感知电极的形状(特殊编码、环形、扇形、正弦形、花瓣形等)来适应不同的传感机理、感知单元(从栅线到栅面再到阵列)的构型特征来提高感知精度、传感媒介向多媒介耦合转变增强复杂环境的适应性、典型的绝对测量的结构特征以及当前的研究现状。在分析各自优势的同时,也明确指出其固有的局限性,同时对比分析了当前市场上主流产品的性能指标及其典型应用领域,为工程选型提供参考。剖析了在不同传感机理下,融合时空调制技术,通过在空间上周期性分布感知单元并在时间维度上进行信号扫描与解调,具备高精度与抗干扰特性的绝对式时栅角位移传感器。最后,对绝对式角位移传感器未来发展趋势进行展望。在提升传感器精度与分辨率的同时,增强在极端环境下的鲁棒性与可靠性,深化多传感器信息融合技术以满足复杂智能控制系统对多维信息感知的更高需求。 展开更多
关键词 绝对测量 传感机理 传感结构 感知电极的形状 绝对式时栅角位移传感器
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基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器 被引量：2
5
作者 杨继森 秦小东 +2 位作者 桂强 徐杰 刘家红 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期314-324,共11页
为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和... 为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和驱动电路板组成,定尺上设置有精机码道的两路激励线圈、粗机码道的两路感应线圈、电磁耦合线圈的次级,动尺上设置有精机码道的两路感应线圈、粗机码道的两路激励线圈、电磁耦合线圈的初级,驱动电路板上设置有一组驱动信号发生电路、两组感应信号处理电路、FPGA核心电路。将动尺上精机码道的两路感应线圈与粗机码道的两路激励线圈串联在一起实现二次调制,当传感器精机码道的激励线圈上电工作时,精机码道的两路感应线圈上所感应的两路角位移电信号被调制到粗机码道上,从而实现了粗机码道与精机码道分辨力相加的目的,以此提升传感器的分辨力。同时将一路精机感应信号通过电磁耦合线圈回传到定尺端作为整周定位信号。通过FPGA同步解算这两路信号,实现绝对角位移测量。采用PCB工艺制作了外径为140 mm的传感器样机。实验结果表明,该传感器只需要一组驱动电路就能够实现绝对角位移测量,且分辨力从0.38″提升到0.2″,提高了47%,原始测量误差范围从±34.14″降低到±16.06″,降低了53%。 展开更多
关键词 角位移传感器 绝对式 二次调制 同步测量
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采煤机全位姿测量传感器系统研究与设计
6
作者 李曼 沈思怡 +2 位作者 刘俊棋 刘相通 曹现刚 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期378-388,共11页
现有采煤机机身位置、姿态、滚筒高度等参数的测量中,存在方法和手段不足,测量装置一体化、集成化、智能化程度低、信息处理能力差、价格高等问题。首先,从采煤机运行实际出发,分析其运行过程中机身姿态、位置和滚筒高度变化规律及影响... 现有采煤机机身位置、姿态、滚筒高度等参数的测量中,存在方法和手段不足,测量装置一体化、集成化、智能化程度低、信息处理能力差、价格高等问题。首先,从采煤机运行实际出发,分析其运行过程中机身姿态、位置和滚筒高度变化规律及影响因素,建立机身位置解算模型和考虑机身姿态角的滚筒高度解算模型。其次,针对多参量测量,提出一种以微处理器为核心,由基于MEMS传感芯片的机身姿态传感器、里程传感器和左、右摇臂摆角传感器组成的主从式结构系统解决方案。再次,确定各参数的测量方法,设计3类传感器的硬件架构和电路—传感器以DSP-F28335为主控芯片,机身姿态主传感器由MPU6050惯导芯片为测量元件,摇臂摆角和里程传感器由TLE5012B角度芯片为测量元件。开发各传感器运行控制、数据采集与解算、通信等程序。最后,通过实验对传感器系统样机的误差进行测量,结果表明:旋转角度、横滚角、俯仰角、航向角、滚筒高度、机身X轴位置和Y轴位置的平均绝对误差分别为0.06°、0.02°、0.03°、0.15°、1.45 mm、2.64 mm、3.43 mm,平均相对误差分别为0.23%、0.16%、0.25%、1.54%、0.49%、0.53%、2.45%。 展开更多
关键词 采煤机位姿 滚筒高度 主从式传感器系统 DSP MEMS
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拱坝变形自动监测悬丝式高精度光电倾角传感器研究
7
作者 刘弹 姚孟迪 +6 位作者 李向前 师义成 屈凯 李川 卫栋梁 杨青 李燚 《应用光学》 北大核心 2025年第4期895-902,共8页
针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddev... 针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddevice);根据光斑位置测量原理,得到阴影光斑的位移值,反求出测点的倾角值;同时,针对长周期的现场运行需求,设计了二维高精度光电倾角传感器结构。测试结果表明:传感器的分辨率和量程指标满足设计要求,可实现量程3093"、精度0.432"的高精度倾角测量。 展开更多
关键词 拱坝 三维变形 链式测量 线阵CCD 倾角传感
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基于干涉条纹区域生长算法的平板玻璃平行度测量
8
作者 王明军 黄一凡 +6 位作者 刘世杰 李梁玮 李蓬勃 李俊达 吴福林 徐学科 邵竹锋 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1515-1523,共9页
为了实现平板玻璃平行度高精度、快速测量,提出了一种利用区域生长算法对干涉条纹图进行分割处理的测量新方法。采用菲索干涉仪采集平板玻璃前后表面反射产生的自干涉条纹,利用区域生长算法对采集的自干涉条纹进行区域分割,提取出自干... 为了实现平板玻璃平行度高精度、快速测量,提出了一种利用区域生长算法对干涉条纹图进行分割处理的测量新方法。采用菲索干涉仪采集平板玻璃前后表面反射产生的自干涉条纹,利用区域生长算法对采集的自干涉条纹进行区域分割,提取出自干涉条纹,统计出测量口径内的干涉条纹明条纹数目,从而实现平行度的测量。将区域生长算法与Sobel算法对比后发现,区域生长算法在干涉条纹提取方面表现更优。利用该算法对不同类型的干涉条纹进行测量,并将测量结果与ZYGO的测量结果对比,结果显示,基于区域生长算法的平行度测量误差小于1″。利用该图像处理的干涉测量方法,可以方便快速地对平板玻璃的平行度进行测量,提高了平板玻璃的检测效率,同时具有较高的测量精度。 展开更多
关键词 平板玻璃 平行度 区域生长 干涉测量
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基于频率合成技术的时栅增量式测量方法研究
9
作者 高忠华 张倩倩 +2 位作者 周进 杨鑫龙 付敏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期17-22,共6页
针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,... 针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,从而实现增量式测量。通过理论推导和仿真实验,分析了增量式测量方法的输出信号频率和分辨率等关键特性,完成了算法推导并搭建了实验平台。实验结果表明:时栅增量式测量方法引入的误差在±1.5″以内,通过在电机上实测,电机转速分别为5 r/min和250 r/min,时栅增量式测量的角度动态误差在±10.5″以内,该精度满足了工业现场的应用要求。 展开更多
关键词 绝对式时栅 增量式时栅 增量式测量方法 直接频率合成技术
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平面线圈电涡流转速传感器及信号细分方法研究
10
作者 高忠华 杨帆 《现代信息科技》 2025年第13期1-6,12,共7页
针对传统电涡流转速传感器手工绕制线圈存在体积大、一致性差等问题,设计了一种平面线圈电涡流转速传感器,其采用PCB印制线圈的加工工艺解决绕线一致性问题,通过两层平面螺旋线圈串联,在减小线圈体积的同时,增强感应信号的强度。针对分... 针对传统电涡流转速传感器手工绕制线圈存在体积大、一致性差等问题,设计了一种平面线圈电涡流转速传感器,其采用PCB印制线圈的加工工艺解决绕线一致性问题,通过两层平面螺旋线圈串联,在减小线圈体积的同时,增强感应信号的强度。针对分辨力低的问题,文章提出一种改进型锁相倍频方法对输出信号进行细分。与传统锁相倍频方法相比,该方法采用逻辑门鉴相和分频数字振荡设计,解决了信号毛刺干扰问题并提高了测量的实时性,通过实验验证了设计方案的可行性,通过仿真验证了细分方法的有效性。实验结果表明:该设计在提高抗干扰和实时性的同时,细分倍数达到了500倍。 展开更多
关键词 PCB平面线圈 电涡流 转速测量 锁相倍频
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高轨卫星目指自准直测量光斑实时定位方法 被引量：2
11
作者 张旭 段发阶 +2 位作者 孙广开 朱云鸿 祝连庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期206-217,共12页
针对高轨卫星目标指向在轨自准直测量系统无法在有限的计算和存储资源下实现光斑实时定位的问题,提出了一种基于并行流水线的自准直仪光斑无存储实时定位方法。基于质心计算的分解特性设计了分解质心计算方法,计算行或列质心后再合成二... 针对高轨卫星目标指向在轨自准直测量系统无法在有限的计算和存储资源下实现光斑实时定位的问题,提出了一种基于并行流水线的自准直仪光斑无存储实时定位方法。基于质心计算的分解特性设计了分解质心计算方法,计算行或列质心后再合成二维质心,实现了光斑质心的无存储计算,避免了对原始图像数据的全局存储需求;基于并行流水线架构设计了滑动相关滤波方法及其FPGA实现方案,采用高斯负二阶导数模板,通过滑动窗口内像素与模板的实时相关性计算有效抑制背景梯度噪声和随机噪声,依托流水线乘法器、加法树累加器等硬件优化设计,确保在数据流式输入过程中同步完成滤波运算,降低噪声影响的同时保证了计算的实时性。采用仿真和实机部署方式完成验证,结果表明分解质心法在确保计算精度的前提下仅利用FPGA片内少量RAM即可在读取光斑信息后246个时钟周期内完成滤波和质心计算,在25 MHz时钟下计算时间仅为9.84μs,计算结果的平均偏差为0.032 pixels,具有较高实时性和计算精度。分解质心法可显著提升高轨卫星光学载荷视轴指向在轨监测数据反馈实时性,为高速机动目标的跟踪定位提供实时数据支持,在航天遥感领域有重要应用价值与前景。 展开更多
关键词 光斑定位 无存储 流水线 FPGA
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磁电式多圈旋转角度编码器磁场性能研究 被引量：1
12
作者 何利 刘红华 +2 位作者 周灿 唐欣 杜卯春 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2257-2265,共9页
基于静磁场理论对单永磁体和多永磁体外的磁感应强度进行理论分析,得出磁石空间内任一位置磁感应强度B与磁石的外形尺寸、磁石间的间距以及永磁体材质均有强联系。基于Maxwell仿真软件,对上述影响因素进行单变量数据分析,当永磁体材质为... 基于静磁场理论对单永磁体和多永磁体外的磁感应强度进行理论分析,得出磁石空间内任一位置磁感应强度B与磁石的外形尺寸、磁石间的间距以及永磁体材质均有强联系。基于Maxwell仿真软件,对上述影响因素进行单变量数据分析,当永磁体材质为N45M、直径×厚度为6 mm×2.5 mm、与感磁芯片间距为2 mm时,编码器单圈绝对角度误差约为0.29°。随着相对偏心量增加,单圈绝对角度误差呈线性增加,增加速率为6.996(°)/mm。当3个永磁体磁石相互干扰时,中间磁石单圈绝对角度误差约为1.39°,其中,传动比为1:16磁石对单圈绝对角度误差影响占比约为61.5%。通过搭建测试环境,对比验证了理论及仿真分析结果的合理性。本文的研究结果可为磁电式旋转角度编码器磁源结构优化、电磁抗干扰、安装工艺等措施的开发提供理论参考及数据支撑。 展开更多
关键词 编码器 MAXWELL 磁场仿真
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卡尔曼滤波参数自适应寻优算法研究 被引量：2
13
作者 徐郁盛 李虎 +2 位作者 姜旭 郭子龙 王伟 《自动化仪表》 2025年第8期52-57,共6页
无驱动微机电系统(MEMS)陀螺仪姿态解算时,受工作环境噪声影响,难以准确评估系统噪声和测量噪声的统计特性,导致滤波效果差。为此,设计了一种可以在复杂系统环境中应用的卡尔曼滤波参数自适应寻优算法。依据陀螺仪姿态解算对滤波算法实... 无驱动微机电系统(MEMS)陀螺仪姿态解算时,受工作环境噪声影响,难以准确评估系统噪声和测量噪声的统计特性,导致滤波效果差。为此,设计了一种可以在复杂系统环境中应用的卡尔曼滤波参数自适应寻优算法。依据陀螺仪姿态解算对滤波算法实时性和曲线平滑度的需求,采用滤波实时性和曲线曲率作为评价函数,并使用逼近迭代方法获取最优的系统噪声和测量噪声。通过数学仿真和半实物仿真试验证明了该算法的优越性。该算法实现了卡尔曼滤波器关键参数的自主获取,提升了滤波的实时性以及滤波曲线的平滑度。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波器 微机电系统 曲率 自适应 平滑度 实时性
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遥感卫星视轴指向在轨测量数据去噪处理方法与BiLSTM-CNN算法实现
14
作者 高宇 张旭 +2 位作者 李红 庄炜 祝连庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期330-337,共8页
针对遥感卫星视轴指向微角度测量系统在在轨运行过程中受到复杂扰动环境影响和噪声干扰的问题,提出一种融合双向长短期记忆网络(BiLSTM)与卷积神经网络(CNN)的视轴指向在轨测量数据去噪方法,以提升测量数据的精度与可靠性。该方法首先... 针对遥感卫星视轴指向微角度测量系统在在轨运行过程中受到复杂扰动环境影响和噪声干扰的问题,提出一种融合双向长短期记忆网络(BiLSTM)与卷积神经网络(CNN)的视轴指向在轨测量数据去噪方法,以提升测量数据的精度与可靠性。该方法首先结合微角度测量物理建模与蒙特卡洛仿真,对测量数据中噪声的分布特性与时空关联性进行系统性分析与验证。在此基础上,利用现有在轨测量数据构建高质量标注样本集,保障模型训练的准确性与泛化能力。所提出的BiLSTM-CNN网络架构中,BiLSTM用于捕捉测量序列中的双向时序依赖关系,CNN用于提取局部空间特征;同时引入梯度平衡机制以缓解训练过程中可能出现的梯度消失与过拟合问题,从而提升模型在复杂输入下的稳定性与鲁棒性。实验在多个典型神经网络模型上开展对比评估,结果表明:在a 1轴向测量数据中,所提模型在均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)及平均绝对误差(MAE)指标上分别较表现最好的BiLSTM模型降低7.9%、4.3%和16.4%;在b1轴向中,分别较表现最好的GRU模型分别降低4.6%、2.3%和6.4%。上述结果充分验证了本方法在多轴向测量数据处理中的稳健性与普适性,具备优异的噪声识别与抑制能力,为高精度遥感姿态测量任务提供了有效的数据处理手段,具有良好的工程实用价值和应用前景。 展开更多
关键词 微角度测量系统 双向长短期记忆网络 卷积神经网络 去噪算法 蒙特卡罗分析
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环空流体自激脉冲射流动态破煤岩效应演化机制
15
作者 刘彦伟 张世禧 +4 位作者 左伟芹 贾浩杰 韩红凯 苗健 龙丽群 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期103-113,共11页
为探究环空流体自激脉冲射流破煤岩动态过程,采用光滑粒子流体动力学-有限元法建立淹没状态下环空流体自激脉冲射流冲击煤岩数值计算模型,并通过理论分析和试验对比验证模型的准确性,探讨围压、泵压和射流类型等对破岩效率的影响,研究... 为探究环空流体自激脉冲射流破煤岩动态过程,采用光滑粒子流体动力学-有限元法建立淹没状态下环空流体自激脉冲射流冲击煤岩数值计算模型,并通过理论分析和试验对比验证模型的准确性,探讨围压、泵压和射流类型等对破岩效率的影响,研究冲蚀煤岩过程中损伤机制及应力传播规律。结果表明,在不同围压条件下,自吸脉冲射流相较于自激脉冲射流和普通射流,冲蚀深度显著提升,表明自吸脉冲射流能一定程度上更好破除水垫效应。围压由0增加到0.4 MPa时,自吸脉冲射流冲蚀坑深度及体积呈线性减小趋势,冲蚀坑深度减小了36.36%,冲蚀坑体积减小了17.18%。冲蚀坑深度和体积随泵压增长呈线性增加,在2~8 MPa为快速增长阶段,冲蚀坑深度增长650.00%,冲蚀坑体积增长847.86%;在8~12 MPa为缓慢增长阶段,冲蚀坑深度增长了23.33%,冲蚀坑体积增长了41.92%。通过冲蚀过程的煤岩损伤及应力传播规律发现,沿径向方向,从煤岩冲击中心到远端,损伤及有效应力程度逐渐减小并趋于稳定,具有一定的极限范围;沿轴向方向,测点损伤和有效应力快速积累相继达到峰值,煤岩单元迅速积累至完全损伤,形成冲蚀坑。 展开更多
关键词 环空流体 冲蚀煤岩 水垫效应 应力损伤演化
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前镜参考型非定域干涉测角系统研究
16
作者 方振远 张宝武 +3 位作者 朱玲 许子杰 孙怡 罗贤欢 《现代电子技术》 北大核心 2025年第16期75-80,共6页
非定域干涉测角系统利用其产生的同心干涉圆环圆心侧移量来描述被测角度的变化。针对该技术中圆心侧移方向与被测角偏转方向的关系、系统有效测量量程大小、仪器分辨率高低等方面的问题,以前镜参考型结构系统为对象,采用虚拟仿真和实体... 非定域干涉测角系统利用其产生的同心干涉圆环圆心侧移量来描述被测角度的变化。针对该技术中圆心侧移方向与被测角偏转方向的关系、系统有效测量量程大小、仪器分辨率高低等方面的问题,以前镜参考型结构系统为对象,采用虚拟仿真和实体实验相结合的方式进行深入探究。首先建立了前镜参考型测角系统中干涉同心圆环的圆心侧移与被测角偏转之间的理论关系,其次构建了Zemax虚拟仿真模型进行仿真验证,最终搭建实体仪器进行测试。实验结果表明:前镜参考型非定域干涉测角系统的干涉圆心侧移方向与被测角度偏转方向相同;在既定参数条件下,系统最大有效量程为900 mm,分辨率随测量量程的增大而逐渐降低,最小量程时最高分辨率为0.024 6″。该前镜参考型非定域干涉测角系统具有测量精度高、应用场景广、可根据测量任务灵活地调整分辨率和测量范围等优点,可以胜任小角度及直线度测量。 展开更多
关键词 非定域干涉 Tolansky干涉 微小角度测量 激光干涉技术 干涉测角系统 光学仿真
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基于转台自身信号的精度在线监测方法
17
作者 谢家波 朱维斌 +2 位作者 黄垚 朱进 麻莉 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第11期106-113,共8页
针对转台在长期运行中精度保持与监测的实际需求,提出了一种基于转台自身信号的精度在线监测方法。以ISO230-2标准中定义的定位精度A和重复定位精度R为核心监测指标,建立了由转台圆周定位偏差ε(θ)到监测指标的映射模型;通过分析双读... 针对转台在长期运行中精度保持与监测的实际需求,提出了一种基于转台自身信号的精度在线监测方法。以ISO230-2标准中定义的定位精度A和重复定位精度R为核心监测指标,建立了由转台圆周定位偏差ε(θ)到监测指标的映射模型;通过分析双读数头输出信号的相位关系,结合傅里叶变换实现圆周定位偏差的自分离与精度指标的在线计算。在此基础上,设计并实现了基于ZYNQ的在线监测系统,针对信号同步采集与最优谐波阶次选择两个关键问题进行理论分析并提出解决方案。搭建实验平台,以自准直仪和多面棱体作为参考系统,首先对在线监测系统分离的谐波残差进行分析,确定当前最优谐波阶次,进而通过傅里叶变换分离得到定位偏差,实验表明,该方法分离得到的定位偏差与参考装置所得高度一致,其分离精度优于2.10″,验证了定位偏差分离方法的准确性;进一步通过施加载荷的方法改变转台精度状态,当负载自空载逐步增至5 kg时,系统能有效监测到转台定位精度由289.40″变至292.70″,重复定位精度由0.23″变至0.38″,表明自研系统能够实现0.01″等级的精度变化监测,验证了所提方法在转台运行过程中对精度实时、有效监测的可行性与准确性。 展开更多
关键词 精度监测 定位精度 重复定位精度 傅里叶变换
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基于环境试验设备高温试验污染案例的计量技术研究
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作者 于静 翟凯悦 +3 位作者 章明辉 杨亚兰 李青松 李静 《环境技术》 2025年第8期109-115,共7页
针对第三方检测实验室设备全寿命周期管理中隐性污染风险防控不足的问题,本文以高温试验漆层色变事件为案例,揭示传统管理模式在材料选型、验收维度、运维监控等环节的失效机制,提出“材料热稳定性评估-智能污染监控-区块链溯源”的全... 针对第三方检测实验室设备全寿命周期管理中隐性污染风险防控不足的问题,本文以高温试验漆层色变事件为案例,揭示传统管理模式在材料选型、验收维度、运维监控等环节的失效机制,提出“材料热稳定性评估-智能污染监控-区块链溯源”的全寿命周期计量技术体系,以提高检测数据的可信度。通过故障树分析(FTA)定位污染源头为聚氨酯泡沫填缝剂热分解释放HCl气体,结合热重-气质联用仪(TG-GC/MS)验证污染机理,提出改进措施。改进后设备HCl浓度降低97.6%,漆层色差(△E)降低95.2%。该体系实现从“事后处理”到“事前预防”的转变,为ISO/IEC 17025标准补充材料风险管理条款提供实践依据。未来需结合机器学习优化污染预测算法,并推动行业据库共享。 展开更多
关键词 设备全寿命周期管理 高温试验污染 区块链溯源 热稳定性评估
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考虑定子变形误差的超声微电机步进控制方法
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作者 马忠睿 赵欣 +2 位作者 龚旭辉 何江波 周吴 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第12期377-385,共9页
超声微电机(USM)在需要到点即停和可控微小位移的使用场景中,通常通过步进方式实现高精度定位。然而在实际步进过程中,定子表面变形会使得电容式角度传感器出现检测误差,从而限制其定位精度。针对这一问题,聚焦所研究的具有专用结构特征... 超声微电机(USM)在需要到点即停和可控微小位移的使用场景中,通常通过步进方式实现高精度定位。然而在实际步进过程中,定子表面变形会使得电容式角度传感器出现检测误差,从而限制其定位精度。针对这一问题,聚焦所研究的具有专用结构特征的USM,提出了一种考虑定子初始变形误差的步进控制方法。首先,基于传感器结构和平板电容原理,分析启停阶段角度检测误差的形成机理,明确了启停阶段行波的激发与衰减引起定转子间距变化是误差的主要来源,据此提出预激励补偿与制动参数标定相结合的误差补偿方案。其次,针对该类USM建立了电压频率、幅值与相位与转速之间的输入-输出映射关系,并选取电压幅值作为调控参数。在闭环步进策略中,结合电容式角度传感器的实际输出特性,规划了一种无换向、平滑过渡的步进方式,选取电容波形的波峰/波谷作为角度检测基准点,引入带跟踪微分器的非线性比例积分微分(PID)控制器实现单向正转轨迹规划,并通过自适应电压幅值调控实现角度位置的精准跟踪。最后,搭建包含高精度光电准直仪的实验平台。实验结果表明,预激励补偿可使电容波动幅度降低约82%;在30次12°步进实验中,控制误差均<0.2°,相比开环控制精度提升约33%,且未出现误差累积。 展开更多
关键词 MEMS 超声微电机 闭环步进控制 电容式角度传感器 PID控制器
原文传递
磁编码器测角误差自标定及补偿方法研究
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作者 王辉 林宴庆 +3 位作者 刘红霞 张吉涛 杨宏杰 叶国永 《工具技术》 北大核心 2025年第5期136-139,共4页
为简化磁编码器的标定流程并提高测量精度,本文提出一种无须参考母仪的自标定及误差补偿方法。将采集的位置数据按时间平均分成若干组,分别计算出每一组的平均转速,利用平均转速计算出采样时刻的位置并与原始位置进行对比,再利用磁编码... 为简化磁编码器的标定流程并提高测量精度,本文提出一种无须参考母仪的自标定及误差补偿方法。将采集的位置数据按时间平均分成若干组,分别计算出每一组的平均转速,利用平均转速计算出采样时刻的位置并与原始位置进行对比,再利用磁编码器测角圆周360°自封闭的特性,实现对磁编码器测角位置的自标定。建立磁盘偏心误差模型,通过与自标定误差曲线的比对,计算出偏心量,进而实现偏心误差补偿。理论及实验结果证明了该方法的有效性,实现了测角误差的自标定,并将测角精度从±0.05°提高到±0.012°。 展开更多
关键词 磁编码器 偏心误差 自标定 补偿
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