基于光电技术的速度测量方法

根据光电鼠标成像定位原理,用红外激光二极管和光电鼠标导航芯片测量物体位移,用单片机定时器测量时间,计算得到物体运动的瞬时速率.该方法实现了对运动的物体进行非接触式测量,并可以获得物体的速度曲线和加速度曲线.     

基于梯度的数字体图像相关方法测量物体内部变形

数字体图像相关方法通过分析两幅以体素为单位的三维体图像获得物体内部的三维变形信息.在利用数字体图像相关方法测量物体内部变形的过程中,整体素的位移场可以通过简单的空域搜索获得,因此如何计算亚体素位移是提高该方法位移测量精度的关键.介绍了一种基于空间灰度梯度的亚体素位移测量算法,并用计算机模拟生成的可精确控制位移的三维散斑...     

利用“朗威Llongwill^TM”探究瞬时速度和平均速度的关系

利用"朗威LlongwillTM"和"I"型挡光片,测定气垫导轨上滑块的平均速度,探究平均速度和瞬时速度的关系.根据瞬时速度的内涵,利用图像法比较精确地求得物体的瞬时速度.     

加强方法指导 突破教学难点——谈“瞬时速度”的教学问题

1问题的提出 在新课程"同题研究"中,笔者观摩了多位老师关于"瞬时速度"的教学.各位教师基本上都是按课本(人教版)讲授,先由平均速度的定义得出瞬时速度的定义,再由速度计、常见物体的速度(教材提供的是平均速度,所以建议改为一些物体的最大速度)、"一位夫人与交警的对话"加深对概念的理解.教学反馈环节中均有判断正误:平均速度就是某段位移中点的瞬时速度.学生回答这道题,正确率只有19.8%,说明学生对平均速度没有正确理解,这是为什么?     

基于大功率LED的闪光成像速度测量系统

设计出一种非接触式高速运动物体速度测量系统,在CCD单帧曝光时间内利用闪光灯对飞行中的物体进行两次闪光照明,CCD对两个不同位置的飞行物体成像,设定两个光脉冲之间的时间间隔以及测量出两个物体像之间的距离即可算出其飞行速度.该系统能够进行实时测量,突破了空间单点测量技术的局限,可在同一幅图像上记录下不同时刻多个空间点目标的图像信息,以及同一时刻不同空间点目标的图像信息,从而可以获得目标运动的瞬时速度.     

基于大功率LED的闪光成像速度测量系统(英文)

设计出一种非接触式高速运动物体速度测量系统,在CCD单帧曝光时间内利用闪光灯对飞行中的物体进行两次闪光照明,CCD对两个不同位置的飞行物体成像,设定两个光脉冲之间的时间间隔以及测量出两个物体像之间的距离即可算出其飞行速度.该系统能够进行实时测量,突破了空间单点测量技术的局限,可在同一幅图像上记录下不同时刻多个空间点目标的图像信息,以及同一时刻不同空间点目标的图像信息,从而可以获得目标运动的瞬时速度.     

自由活塞斯特林发动机活塞位移测量

自由活塞斯特林发动机活塞往复振动位移对研究发动机特性具有重要意义,然而该类发动机活塞位于高压封闭腔体内且结构较为紧凑,其活塞往复振动位移难于直接进行测量。加速度传感器具有尺寸小、安装方便和工作稳定等特点,提出了采用加速度传感器测量活塞位移的方法。根据加速度传感器测量位移的原理,建立了一套加速度传感器测量自由活塞斯特林发动机活塞位移的标定试验系统,以位移传感器为基准测试并分析了不同活塞振幅和不同振动频率下加速度传感器测量位移的误差大小。实验结果表明,在活塞振幅小于8 mm,振动频率大于20 Hz条件下,加速度传感器测量位移的误差小于5%。因此加速度传感器可以用于测量自由活塞斯特林发动机的活塞往复运动位移。最后成功把加速度传感器测量的自由活塞斯特林发动机活塞振动位移用于发动机循环指示功的实验研究。     

刚体转动惯量实验误差分析

本文指出,在单通道计时法测量刚体转动惯量的实验中,当刚体系轴上摩擦力矩较小时,可通过取较大的予置数Ｎ,来减少由于测量时间的涨落引起的转动惯量的测量误差;同时指出,外力矩中不考虑物体下落的加速度ａ时所引起的转动惯量测量偏差不能忽略;前者使测量结果偏小,后者使测量结果偏大,ａ的计入使总的测量误差变小。     

利用手机加速度传感器探究加速度与力、质量的关系

利用智能手机加速度传感器探究了合外力做功与动能变化量的关系.该实验在气垫导轨的滑块上安装智能手机,利用智能手机加速度传感器直接测出小车的加速度,进而得到合外力,再利用光电门测量速度,从而实现了探究合外力做功与动能变化量的关系.该方法不仅可以减小摩擦力对实验结果的影响,同时用加速度传感器得到合外力比用重力近似代替合外力实验更加精确.     

利用激光全息干涉测量梁的微小位移

全息干涉测量利用二次曝光记录物体在不同载荷状态下的相对位移场.通过在干板上记录和比较不同状态产生的光波的干涉,可以得到在不同载荷时干涉条纹随物体位移的变化情况,实现对物体微小变形、微小位移量的测量.本文利用激光全息干涉技术测量了金属梁的微小位移量,计算得到金属梁的弹性模量和挠度.     

利用速度-时间图象解题两例

速度图象反映了物体运动的瞬时速度随时间的变化规律，根据速度图象不仅能直观的看出不同时刻的速度大小，而且还可以求物体的位移，在处理复杂的运动问题时，利用速度图象往往能给问题的解决带来方便。     

像散法对微位移和微振动的实时测量

提出了一种通过对光学像散量的检测来实现对物体的微位移和微振动进行实时非接触测量的新方法.该方法采用四象限光电探测器测量由于物体相对于光学系统焦点的偏离而引起的像散量,参照已标定的物体位置与像散量之间的关系,可计算出物体的实际位移或振幅.利用这套系统对压电陶瓷片的振动状态进行了测量,得到了振动的振幅及频率.测量结果表明,该系统的测量灵敏度优于17 nm.     

速度与加速度的实验研究

速度与加速度是高中学生第一次接触到的重要而又难以理解的概念. 位移与时间是直接能测量的物 理量, 属于思维的第一层次; 速度是测量位移与时间后得出的, 处于思维的第二层次; 而加速度更是在速度的基础 上进行测量的, 属于思维的第三层次. 如果借助于气垫导轨和数字计时器来研究速度与加速度, 可以使学生更进一 步地理解和掌握速度和加速度的本质含义     

一种印刷机滚筒表面位置偏差的高精度光电测量系统

为了提高印刷机的印刷品质,构建了一个测量高速旋转物体表面位置偏差的高精度系统.介绍了该系统的设计原理、结构,各个模块的功能以及软件设计的思路,重点讨论了条形码设计的思路以及利用锁相法测量旋转物体表面位置偏差的方法,并通过实验结果分析,评估了该系统的质量.实验证明该系统可以测量10 μm的位置偏差,测量误差低于3 μm,测量误差稳定可靠,检测速度快,为印刷机滚筒表面位置偏差的测量提供了一种全新的技术手段.     

基于光反馈自混合干涉效应波形转折点的智能识别

对光反馈自混合干涉信号波形转折点的智能识别进行了理论分析和实验研究。首先经对光反馈自混合干涉信号特点的分析，发现其波形转折点可以作为外部物体运动位移实时测量的依据。通过对信号波形的逐步处理可以获得波形转折点的位置，以此为基准点可以实现位移的精测。实验测试结果同理论分析吻合较好。若系统进入较复杂状态，识别出的位置与其实际位置出现偏差，不再是单一值，可以对转折点位置的所有值取平均，从而得到其对应的精确位置。     

三维电子散斑干涉载频调制及其在柴油机上的应用

将电子散斑干涉场的三维载波调制技术应用到三维物体变形测量中.用水平方向、竖直方向及垂直试件表面的三路相干光分别照明物体，在水平和竖直方向通过控制反射镜的微小偏转引入载波，实现位移场干涉条纹的调制；利用物体的微小偏转实现离面位移场干涉条纹的调制；结合傅里叶变换法，分别解调出变形场的位相，从而实现了物体三维变形场的精确测量.将该技术应用到柴油机油泵的三维位移测量上，成功测量了油泵的三维位移场.     

"SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=a"的导出、推广及其应用

1 公式的导出 某物体做初速度为v_0,加速度为a的匀变速直线运动,用s_1、s_2、s_3、…、s_n来表示物体有1、2、3、…、n秒内的位移;用s_Ⅰ、s_Ⅱ、s_Ⅲ、…、s_N来表示物体在第一、第二、第二、…、第N秒内的位移.由位移公式和题设知;     

几种不同情况下的简谐振动

如一物体在振动时,其加速度与它离开平衡位置的位移成正比,加速度的方向又永远指向平衡位置,这种振动就是简谐振动.现在先以一个作匀速圆周运动的质点,在圆周直径上的投影的运动,来研究简谐振动的规律.     

对物体沿散斑片纵向移动二次曝光全息干涉条纹的诠释

从光学几何关系出发,推导了在平行光照明、物体沿散斑片纵向方向微小移动情况下的一种全息干涉条纹的解释方法.该方法可以根据任一瞬间的条纹间距测量物体的位移,并适用于实时全息监测的定量分析,对全息干涉计量术提供有效的条纹解释方法和物体位移的计算方法.     

振动式微机械陀螺动态特性光学测试

针对振动式微机械陀螺的设计过程中对微振子动态特性的精确评价问题,提出一种测量微振子动态特性的光学方法。该方法利用高速摄像机获取陀螺微振子在振动时的时间序列图像,然后采用数字图像相关技术对序列图像进行相关计算,以获得微振子在大气中振动的位移、速度和加速度曲线,并由此计算微振子的固有频率和品质因数。该方法对位移的分辨力在亚微米量级,具有较高的测量精度。对文中被测陀螺驱动模态的固有频率测量结果为2061.67 Hz,大气压下的品质因数测量结果为66.67。提出的方法可为微陀螺动态特性的测量提供一种精确、有效的途径。