飞机尾翼转角测量系统设计

针对飞机尾翼转角测量及远距离监控问题,设计了一种基于数字式MEMS加速度传感器测量飞机尾翼转角的测量系统。分析了电容式加速传感器测角原理;利用数字式MEMS加速度传感器ADXL345,结合无线ZigBee技术采用CC2430模块,以嵌入式STM32单片机作为控制器构建了一种测量飞机尾翼转角大小的测量系统。采用三维转台对飞机尾翼转动进行了模拟,完成了±90°范围内转角的测量。实验结果表明,在±90°转角范围内,测量误差的最大值为0.277°,满足小于0.3°的误差要求。该测量系统可以有效地完成飞机尾翼转角测量工作。     

高精度滚转角干涉仪

提出了一种基于横向塞曼激光器的新的滚转角测量系统。该系统在已有技术的基础上 ,将测量放大倍率又扩展了 4倍 ,从而大大提高了滚转角的测量精度。系统以横向塞曼激光器出射的正交线偏振光作为测量光 ,首先经 1 /4波片将线偏振光变成微椭圆偏振光 (即进行微椭偏化 ) ,然后测量光通过作为传感器的 1 / 2波片 ,由直角反射镜将光路折回 ,使测量光再次通过作为传感器的 1 / 2波片。由于直角反射镜提供了合理的坐标变换 ,所以使得测量光在两次通过1 / 2波片时 ,偏振方向的改变被叠加了 ,相当于被测量的滚转角放大了 4倍。最后测量光经检偏器合成 ,再用光电探测器接收。由测量光的相位变化可以求出工作台的滚转角变化。在整周期内 ,测量光的相位变化与滚转角成非线性关系 ,但在特定的角度上会出现线性很好的滚转角测量灵敏度倍增区。采用这种方法 ,测量放大倍率可以达到 2 0 0倍 ,能够实现高精度的滚转角测量。使用分辨率为 0 0 0 3°的相位计 ,滚转角的测量分辨率可达到 0 1″。     

基于PSD的微摆镜角度自准直测试系统设计

基于压电陶瓷的微摆镜是一种典型的二维角驱动部件,微摆镜系统的实用化需要进行微角度的测量,以便得到驱动电压与微偏转角之间的对应关系。设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)的微摆镜角度测试系统,应用激光自准直原理,采用两次45°折返式结构,缩小了系统的体积并解决了传统折返式系统难以精准搭建的问题;采用多层前馈神经网络法对PSD进行了非线性校正,修正后整个系统的测量精度可达0.5″,测量范围为±400″。符合微摆镜角度测量的要求。     

角度受限的编码器误差测试研究

为解决转角受限编码器角度误差的精确测试问题,采用平面反射镜-自准直经纬仪法测试编码器角度误差。建立了角度误差和位姿失调参数、编码器角度以及经纬仪示值之间关系的数学模型,通过对失调参数的解算可对编码器角度系统误差进行修正。实验结果表明,在角度范围为0°~40°时,由位姿失调所引入的角度误差随编码器角度的增大单调递增,误差最大值为742.9″;经过修正后的角度误差和编码器位姿无失调时的角度误差基本相当,误差最大值分别为4.4″和3.5″。此方法可有效测试无法精确调整或不具备调平条件的转角受限的编码器角度误差。     

基于显微光杠杆技术的微结构偏转角测量系统

针对微结构的偏转角度测试需求,设计并搭建了一套基于显微光杠杆技术的角度测量系统。该系统将光杠杆光路与无限共轭显微光路相结合,所得聚焦光斑直径小于10μm;采用电流模式电路处理四象限探测器输出信号,系统理论带宽超过5MHz;系统对微结构的转角测量分辨力和理论量程分别可达1.2″和±4°。利用该系统测量了原子力显微镜微悬臂梁探针在步进载荷下的偏转情况,测量结果与铁摩辛柯梁理论计算一致,验证了系统的可靠性。     

一种基于容栅编码器测量炮塔高精度动态转角的方法

容栅编码器是在传统容栅技术上发展起来的新型传感技术,针对目前炮塔相对地盘转角的高精度测试需求,提出了一种基于容栅编码器测量高精度动态转角的方法。结合炮塔环境,设计了容栅测角装置的安装方式,分析了测角装置的工作原理,通过机械结构设计和容栅编码器后续的电路设计,提高了其工作的稳定性与可靠性。对测角装置分别进行了实验室角度标定与某靶场实地试验,结果表明:该测角系统能够满足实际需求,具有断电保护、通电位置识别及零位记忆等功能,测试精度达60。     

直升机旋翼挥舞、摆振的激光动态测试系统

提出一种直升机旋翼挥舞、摆振角的动态测试系统。在直升机桨毂安装与旋翼同步旋转的三叉件 ,每个三叉件悬臂上装有光学三角位移传感器和线阵 CCD位移传感器 ,实现了动态测量直升机旋翼桨叶的挥舞和摆振角。为保证系统在恶劣条件下正常工作 ,系统采用了加装干涉滤光片、L D调制技术和自动增益控制电路等一系列技术措施。最后给出了实验结果。由位移 -角度转换和传感器自身的非线性引起的误差用若干静态标定点为节点插值的方法修正。得到较高精度的测试曲线     

微振动激励作用下编组站镜架对光束指向的影响

 编组站是靶场光路传输系统的重要组成部分,编组站镜架的稳定性对光路的传输有着直接的影响。为了分析微振动对光束指向性的影响,采用有限元分析软件建立镜架的有限元模型,将数字式地震仪测得的镜架安装平台的速度功率谱密度函数作为载荷施加到分析模型上,计算得到了编组站光学元件（A,B,C,D）在基座微振动激励作用下的转角漂移分别为0.338,0.327,0.289,0.241 mrad,均小于稳定性指标0.460 mrad的要求;采用加速度传感器对光学元件A的转角漂移测试结果为0.340 mrad,与分析结果的误差为0.6%,说明所采用的计算分析方法是有效的,为精密镜架的设计分析提供了有效的方法。     

直升机旋翼桨叶气动力学参数飞行测试系统

根据某型号直升机定型试飞的需要,研制出了动态测量旋翼桨叶气动力学参数的光电测试系统。其中运动参数(挥舞角、摆振角和变距角)由二维位置敏感传感器响应桨叶表贴发光点的位置变化测得,挥舞应变由光纤光栅传感器测得。利用自主搭建的桨叶运动姿态仿真平台开展了相关测试实验。结果表明:各角度值与对应输出电压间有很好的线性关系,测量范围内的角度测量误差小于1%;光纤光栅与电阻应变片对比测试的一致性较好,线性相关系数达到了0.999;光纤光栅应变测量的复现性很好,两次应变测量的相对偏差仅为1.22%。系统具有较高的测试精度。     

基于WiFi通讯的磁浮车间隙传感器测试系统设计

针对磁浮车间隙传感器工作环境恶劣需要频繁地测试与维护的问题,应用无线通讯技术、虚拟仪器技术、数字信号处理技术,设计了一种基于WiFi通讯的磁浮车间隙传感器测试系统,该系统在原有磁浮车间隙传感器的基础上增加WiFi模块使传感器具有无线通讯功能,采用具有WiFi通讯功能的便携式PC机作为系统的监控终端,利用图形化编程语言LabVIEW编写监控终端的人机交互界面。测试结果表明：该系统工作稳定可靠、操作简便,实现了对间隙传感器特性的无线测试、存储、分析和非线性校正,非线性校正后的间隙传感器具有良好的线性特性,其输入输出特性达到了磁浮车悬浮控制系统的要求,可用于悬浮控制系统的闭环控制。     

Hall传感器的标定装置及相关标定实验研究

Hall传感器是加速器磁铁磁场测量必不可少的工具之一。为保证Hall传感器能够完成高精度的测量,在实际使用过程中,需要对其进行周期性标定。除此以外,当前加速器磁体的测试任务对Hall传感器的测量范围及工作温度提出了新的需求,因此建立一套标准的大跨度磁场及温度范围的Hall传感器标定系统具有非常重要的现实意义。基于此,搭建了一套完整的高精度Hall传感器标定系统并着重论述了其中的数据采集部分。目前基于该系统开展了一系列0～2.0 T磁场区(HHP-NP、HPCS、DTM151、HE244T等Hall传感器)下的标定尝试,标定曲线采用线性、多项式等不同方式拟合,结果表明拟合结果良好,线性偏离程度(测试结果线性偏离程度越小,精度越好)最优情况下好于0.01%。     

宽动态范围的双正交磁光电流传感器技术

提出了一种新的双正交磁光电流传感器技术,该技术可解决传统磁光电流传感器测量大电流脉冲时仅根据正弦或余弦信号无法唯一确定法拉第偏转角的技术难题。在该传感器中,起偏器的透光轴与两个偏振分束器的S分量偏振方向有0与45的夹角,四路输出信号两两之间有/2的相位差。针对该传感器,提出了大电流脉冲的一种反正切函数数据处理方法,该数据处理方法具有可避开正弦函数的不灵敏区间,从而提高数据处理精度的优点。采用双正交磁光电流传感器与罗果夫斯基线圈对比测量了FP-1装置的短路电流脉冲,两种测试技术的实验结果能很好地吻合,证实该光学电流传感器可有效地测量大电流脉冲。     

基于FPGA和霍尔效应的高精度数字式角度测量系统

转轴的角度是旋转机械工作时的一项重要参数,由此提出了一种新的高精度数字式角度测量系统,主要包括霍尔传感器、信号处理模块和数据处理模块,其中霍尔传感器将角度信号转化成两路具有相位差的电信号;信号处理模块将两路电信号经过整形后,采用高频脉冲插值计数的方法,获取两路电信号相位差内和周期内的脉冲总数;数据处理模块最终将脉冲数转化成角度值,并显示出来;通过实验验证,表明该数字式角度测量系统具有较高的测量精度,可达0.01°,并对实验结果进行了分析。     

利用反射式圆光栅的振镜转角测量

为了实现振镜旋转角度的高精度测量,设计了一种利用反射式圆形衍射光栅的角度测量系统,对该系统的测量原理、测量过程、测量精度等进行了相应的设计、仿真与验证。设计与振镜同轴的反射镜,搭配反射式圆光栅以及光敏检测器件,利用反射式圆光栅产生的±1级衍射光干涉,把振镜转角位移量转化为干涉条纹光强的变化,以实现振镜转角的测量。实验结果表明:该测量系统能实现振镜±10°的角度测量,测量精度为10″。实现了振镜旋转角度的高精度测量,并且该装置结构紧凑,满足扫描振镜的小巧化设计需求。     

基于PCI8602的压力传感器测试系统设计

为了便于压力传感器生产商对产品质量进行检测,设计了一种压力传感器性能测试系统,该系统由工业计算机、数据采集卡、标准压力变送器、信号处理电路以及多通道被测传感器组成,系统测试时使用工业计算机端VB应用程序控制整个测试过程;通过将4~20 mA标准压力变送器和被测多通道压力传感器置于同一被测环境,由VB应用程序实时采集两者的输出值并进行计算,软件通过分析处理可判断被测传感器性能好坏;测试系统可借助VB语言灵活地调整软件功能及测试界面,广泛应用于企业压力传感器的实验室检测;实际应用表明,该系统可节省人工,降低工人劳动强度,提高检测质量。     

射孔器腔内压力测试系统的高频响应展宽研究

在射孔过程中射孔器腔内会产生二次压力脉冲,一次压力脉冲是一种对于腔内压力测试系统的抗冲击设计、频响设计以及传感器选择的重要参数;二次脉冲是石油企业工程分析的重要参数;为了在高温、高压、高冲击环境中测得一次脉冲,为射孔器腔内压力测试系统的设计提供重要依据,延长射孔器枪内压力测试系统的使用寿命和降低高昂的成本实现信号的完整采集,保证动态测试精度,从实际应用需求出发,给出了系统频响展宽的总体设计方案和测试信号的技术指标。     

基于北斗RDSS远程生命体征监测系统的设计

近年来,随着户外运动的兴起,经常发生探险旅游人员伤亡走失的事件,故急需一种能够实时监测人员行踪和生命体征信息的远程监护系统。结合我国当前推广的北斗短报文服务,设计了基于北斗RDSS远程生命体征监测系统,该系统以STM32单片机为控制核心,生命体征传感器包含脉搏传感器、血氧传感器、皮温传感器和三轴加速度传感器进行数据采集,可以对人员的脉率、皮温、血氧饱和度以及体动系数进行综合监测。经测试,该系统能够准确测试上述参数,达到设计要求。     

基于LabVIEW的控制阀性能测试评估系统设计

控制阀在工业控制领域扮演十分重要的角色,但目前国内对控制阀性能测试评估系统的研究十分薄弱,常规的仪器仪表很难精确测试控制阀的性能。本文基于NI compactRIO硬件、各类传感器以及Labview软件开发设计了一套控制阀性能测试评估系统,该系统实现了控制阀的在线测试和功能评估,并且可将控制阀各项性能指标评估结果汇集于一张类似体检单的报表显示。采用该系统对某公司的直通气开式薄膜调节阀S9044进行了性能测试评估,实验结果表明,该系统能够精确地测试出调节阀的各项性能指标,且系统软件交互界面良好、扩展性强、精度高。     

光栅传感器在弹簧测试仪中的应用

用弹簧测试仪对弹簧的特性进行测试和控制是保证产品质量的重要措施。弹簧测试仪由测试工作台和测试系统组成,工作台采用组合式结构,测试系统采用主从式结构,主机和从机之间通过RS-232串口实现通讯。采用应变式力传感器和光栅传感器分别对弹簧力和弹簧变形进行了测量。应用虚拟仪器技术对系统进行了设计,采用了多种软、硬件相结合的抗干扰措施。结果表明,研制的弹簧测试仪具有操作方便、人机交互友好、速度快、测试精度高、性能稳定等特点。     

卡塞格伦光学天线偏轴及性能分析

设计了具有抛物面结构的卡塞格伦光学天线.通过对偏轴下的卡塞格伦光学天线系统的分析,得到了不同偏转角所对应的接收光斑面积表达式和功率衰减曲线.讨论了偏轴下的接收天线增益与波长及偏转角的关系,仿真出在偏轴与轴对准两种情形下的增益曲线.仿真结果表明,〖JP2〗最大偏轴比轴对准情形增益降低了6.564dB.最后分别针对轴对准与某种偏轴情形下的系统做了光斑测试实验与天线耦合效率测试实验.结果为：偏轴下天线耦合效率降低了26.966%.这些研究为星间光通信中控制系统实现光轴的精确对准提供了理论依据,具有重要的实用价值 关键词： 偏轴 卡塞格伦光学天线 偏转角 增益