半导体激光Fabry-Perot干涉波长的微位移测量仪

摘要设计了一种基于Fabry-Perot干涉波长测量仪.这种测量仪使用两个Fabry-Perot干涉腔,其中一个作为测量腔、另一个作为参考腔,测量腔的一个反射面与被测对象安装在一起,参考腔的一个反射面与压电陶瓷安装在一起.根据透射光谱中心波长与其干涉腔长之间的关系,当参考腔与测量腔的透射光谱中心波长完全重合时,对纳米级微位移实现实时测量.光源采用半导体激光器,可获得所需要的波长值和波长变化范围.实验结果表明,这种测量仪测量误差不大于1.5 nm,该精度可以满足精密机械加工、光电子和微电子加工以及纳米级测量技术等领域的精度要求.     

基于光学测棒的立体视觉坐标测量系统的研究

提出了一种基丁测量与校准功能合一的光学测棒的立体视觉坐标测最系统.采用光学测棒作为成像目标,通过任意放置的两台摄像机获取测棒上的发光特征点的图像实现被测物体三维坐标的测量,同时利用测量数据定期对两台摄像机外部方位参数进行校准.深入研究了两台摄像机内部参数和外部方位参数校准过程中的校准件和校准算法的设计,以及系统测量建模等关键技术,提出了相应的解决方案,减小了摄像机内外参数校准及测量模型对测量结果的影响,提高系统的测量精度.实验结果表明.该系统的最大测量误差为0.11 mm.     

炮管内径测量仪校准装置研究及不确定度分析

针对炮管内径测量仪的校准溯源问题,阐述了炮管内径测量仪的结构原理,设计了一种具有双动测头的校准装置,建立了测量模型,分析了影响校准结果的主要因素,并对各因素的影响程度进行了定量评估,最后评定出测量不确定度.结果表明,校准装置的不确定度为0.22μm,测径仪校准结果的不确定度为3.0μm,能够满足内径测量仪的校准溯源要求...     

机器视觉螺纹螺距的测量与评定北大核心CSCD

为实现螺纹螺距的高效测量与合理评定,在分析现有机器视觉螺纹螺距测量方法的基础上,提出了一种基于面积法求解螺纹螺距的测量与评定方法。首先对螺纹图像进行旋转矫正,然后以螺纹轴截面上牙廓区域投影面积等几何关系,获取螺纹中径点,再使用最小二乘法拟合中径线,最后结合包容原则获得被测螺纹螺距。以螺纹塞规为对象进行对比实验,数据表明:面积法与接触式综合测量仪、工具显微镜所测螺距平均值相当,标准差0.9μm略大于综合测量仪所测螺距的标准差0.6μm,但远小于工具显微镜所测螺距的标准差9.6μm;测量效率上面积法是综合测量仪的1.9倍,是工具显微镜的2.5倍。     

光学超外差法小平面角精密测量

文本用纵向塞曼双频稳频激光器作光源,提出了一种光学超外差法小平面角的精密测量方法.此方法采用相位干涉测量技术,测角灵敏度可达0.002”.优于其他平面角测量仪的测角灵敏度.     

用磁铁释放拾取钢球的液体黏度测量仪

研制了一种液体度测量仪.用锥形磁铁吸持和释放钢球使钢球沿量筒中心轴线下落,用磁棒拾取钢球使钢球免清洗重复使用,采用专门设计的量筒盛待测液体.分析了收尾速度计时起点的位置,并用MATLAB计算讨论.实验结果表明,该测量仪测量准确,不产生油污,操作简单方便.     

电子束极化度测量仪及其电子学系统的研制

介绍了研制成功的电子束极化度测量仪的基本原理、结构及其电子学测量系统,该系统基于PC机的数据获取和处理,并实现了整个实验过程的自动控制.作为对电子束极化度测量仪及电子学测量系统性能的检验,实验测量了线偏振光相对Stokes参数.测量结果表明整个系统具有测量精度高、结构紧凑和性能稳定的特点.     

用sension^TM156便携式测量仪测定水中总溶解性固体

用sensiontTM156便携式多参数测量仪测量水中总溶解性固体,仪器校正后即测即得结果.自动储存记录、自动显示,仪器从校正到测量结束整个过程用时不到10min,测定下限为5mg/L,相对标准偏差在1.94%-2.55%范围内,样品的加标回收率97%-102%.     

利用牛顿环装置测量平玻璃折射率

在牛顿环实验装置半透半反镜和移测显微镜物镜之间垂直光路位置放置待测平玻璃,改变平玻璃倾角,使干涉条纹产生水平位移,测量水平位移和倾角之间的关系,通过数据拟合测出平玻璃折射率的大小.该方法的关键是平玻璃倾角和水平微小位移的准确测量.实验中充分利用实验室现有条件组装角度测量仪测量倾角,利用牛顿环高精度移测显微镜以干涉环为参照读取微小位移,实现了对折射率较高精度的测量.     

使用红外干涉仪测量红外材料折射率

使用自行研制的泰曼型红外干涉仪测量红外材料的折射率.在干涉仪的测试臂中加一个旋转台,将被测件放在旋转台上旋转,在旋转过程中经过被测件的光程发生改变,导致干涉条纹发生移动,通过测量条纹的移动数和被测件的旋转角度来计算出被测件的折射率.测量结果显示,25°C时在10.6μm波段处锗单晶的折射率为4.003,硫系玻璃锗砷硒(GeAsSe)的折射率为2.494.折射率测量的误差在10-3量级,增加被测件的厚度会进一步提高折射率的测量准确度,待测红外材料的折射率越低,测量准确度越高.     

准同心广义经纬相机的成像模型及高精度标定

对于大尺度运动目标的参数测量,固定相机存在着视场与空间分辨率之间的矛盾,并且当测量空中或海上目标时相机的标定也十分困难。跟踪式相机(如光电经纬仪)能解决此问题,但存在体积大、成本高和操作复杂等缺点。结合两者特点取长补短,将相机固定在二维旋转平台上,尽可能实现同心放置,组成准同心广义经纬相机进行中远场高精度测量,测量过程中转台实时跟踪目标并为相机提供外参数。此方法并没有光电经纬仪非常严格的同心同轴的安装要求。在合理假设基础上建立了经纬相机成像模型,提出了线性求解及平差优化相机参数的方法。大量仿真与实际测量验证了模型和标定方法的正确性和高精度。广义经纬相机测量系统组合巧妙、装拆和操作简单、体积小、成本低、可全视场测量且测量精度高,有广泛且重要的应用前景。     

光电经纬仪测量精度指标的确定

光电经纬仪测量元素误差是外弹道测量中最主要的误差源。为了保证外弹道的测量精度，就应对光电经纬仪的测量精度进行合理设计。通过数学解析的方法，推导建立了2个简洁的公式：1）单站定位体制下弹道点位精度和光电经纬仪测角、测距精度以及目标斜距、高角之间的数学表达式；2）对称交会测量体制下弹道点位精度和光电经纬仪测角精度以及目标斜距、交会角之间的数学表达式。这2个公式为光电经纬仪精度指标的设计论证提供了理论依据。     

光电经纬仪测角精度分析

测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度,对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发,找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源,并详细分析了它们的大小和性质。通过分析光电经纬仪工作原理及结构找出了主要误差源。对机架系统的误差、测角单元误差、电气系统误差、脱靶量误差、大气折射修正误差等主要误差源进行分析计算,并对各单元进行了误差分配。最后,计算了光电经纬仪投影测角精度的均方根值。分析计算结果显示:通过精心设计、加工、检测,修正可使一部分误差减小甚至忽略,但机架系统的误差、测角单元误差、脱靶量误差对测角精度的影响仍很显著;在当前工艺水平下,光电经纬仪事后空间指向精度可以达到2。     

光电经纬仪动态测角精度随机误差检测方法研究

为了实现光电经纬仪动态测角精度随机误差的检测,进一步提高光电经纬仪的检测能力,进行了光电经纬仪动态测角精度随机误差的研究。基于布尔萨坐标转换原理,通过严格理论推导,得到动靶标方位值和俯仰值的理论公式。以光电经纬仪的方位角A、俯仰角E以及采样时间t等基本参数为基础,结合动靶标方位值和俯仰值的理论公式,得到A和E的理论真值,再与光电经纬仪测得值A和E进行比较,得到光电经纬仪动态测角精度随机误差。提出一种检测光电经纬仪的动态测角精度随机误差的新方法,为光电经纬仪动态测角精度随机误差的测量提供了新的思路。     

光电经纬仪作用距离的室内检测模型

针对光电经纬仪室内检测作用距离问题,提出光电经纬仪作用距离指标的室内检测模型。从对目标进行跟踪捕获的实际工作过程中的4个边界点出发,检测光电经纬仪的目标对比度指标,并在此基础上结合天气条件参数对作用距离进行估算。由实验结果可知,该光电经纬仪目标对比度范围为5%~13%;在北纬45,7月,白天的无云无雨天气条件下,作用距离为30.105 km,与实际外场跟飞结果相比,误差约为1 km。该方法适用于跟踪天空背景下的目标时的作用距离估算。     

一种基于光电经纬仪的数据预测跟踪技术

针对光电经纬仪上的跟踪器,提出了一种基于合成角数据的预测跟踪技术.利用目标的前几帧脱靶量和对应的经纬仪角度信息计算合成角,再以前几帧合成角数据为依据,利用线性动态模型推导出下一帧的合成角信息,计算出目标在图像中的位置,从而实现了对目标的预测跟踪.实验证明,该方法可以实现预测跟踪,减小处理区域,提高跟踪器的处理速度,有效地避免波门外虚假目标的干扰.     

光电准直经纬仪的测量控制系统

测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度.本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统,该系统采用CCD作为光电传感器,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在CCD靶面的中心点,根据设定的数学模型求出失准角,从而完成自准直经纬仪系统的自动测出失准角的功能.     

PSO嵌入SVM算法的活立木材积预报研究

为了建立立木材积模型,每年有数十万棵优质活立木被伐倒,这是一种破坏性较大的实验。应用光电经纬仪自动量测与手工量测活立木地径、胸径相结合, 通过活立木材积计算软件批量计算,获得中林系107杨(Zhonglin aspens No.107)的胸径、树高、树干材积值400组数据集。采用粒子群算法嵌入支持向量机(PSO-SVM)建立了非线性智能活立木材积预报模型,并以400组实验数据集作为研究资料,随机抽选300组数据的胸径和树高作为输入值,材积为输出值,用MATLAB软件运行PSO-SVM工具箱,训练得到PSO-SVM模型,用100组数据进行检验预测。研究表明,PSO-SVM算法模型预测值与实测值间复相关系数r为0.91,r值比Spurr二元材积模型计算值高出2%,平均绝对误差率提高0.44%。引用经典Spurr二元材积模型计算值和PSO-SVM模型预报值进行对比,认为将PSO算法引入到SVM参数优化中, 使活立木材积预报具有自学习能力和自适应能力,PSO-SVM模型对样本数量要求较小、预报准确率高、学习速度快,具有很好的推广价值与应用前景。     

T型架光电经纬仪动态精度检测方法的研究与应用

根据动态精度靶标的机械结构和由a,b,θ角计算出来的光电经纬仪回转中心的空间位置,结合T型架光电经纬仪的机构特点,采用偏心的方法对其进行动态精度的检测。通过对某型号光电经纬仪的实际检测,验证了该方法的正确性。     

光电经纬仪异面交会测量及组网布站优化设计

提出了一种基于空间两异面光轴公垂线估计目标真实位置及组网布站站址几何的优化设计方法.通过光电经纬仪观测目标方位角、俯仰角和基线长度,计算两光轴在待估目标上的两交点,得到目标位置的公垂线.依据两台光电经纬仪的测角准确度作为权系数,估计目标真实位置.通过误差仿真及定位准确度分析,研究了组网测量中交会角、方位角、高低角和基线长度对定位准确度的影响.