一种新的扭矩测量原理

本文提出一种新的用光空间调制与光空间滤波复合而成的,非接触扭矩测量原理.通过精密测量轴的扭转角,从而获得传动线路中的扭矩并对动态系统特性进行了整体描述.     

光栅尺测长式激光差动共焦曲率半径测量系统

为了增强高精度曲率半径测量仪器的抗环境干扰能力,满足现场使用需求,研制了一套基于光栅尺测长的激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统利用差动共焦轴向光强响应曲线的过零点对应系统物镜聚焦焦点这一特性,对被测样品的猫眼位置及共焦位置进行精确瞄准定位,并借助光栅尺测长得到透镜猫眼位置与共焦位置之间的距离,实现曲率半径的测量。实验表明,该系统相对测量精度优于510-6,满足高精度曲率半径测量的精度需求。     

基于位移光栅尺的拉伸法弹性模量测量

基于光栅光学原理,利用位移光栅尺测量了弹性模量,建立了位移光栅尺拉伸法测量系统,通过实验获得金属丝在拉伸过程中的微小形变量数据,再利用拉伸法测量弹性模量与微小形变量之间的关系,最终实现弹性模量的测量.     

光栅扭矩动态测量系统设计及实现

机械主轴在各种载荷和工作环境下的扭矩测量，国内外一直没有比较好的解决方案。针对这一现状，提出通过在主轴2端安装圆光栅及指示光栅，采用对光栅莫尔条纹计数及细分的方法实现主轴扭矩非接触式动态直接测量。其方法是在将莫尔条纹进行光电转换后，采用集成可编程模拟器件对信号进行放大、滤波和比较，然后利用软核微处理器实现数据采集、处理和控制，从而取代FPGA＋MCU的方式。实验中，测量系统采用1200条刻线的圆光栅，在主轴转速为0～1500r/min的范围内测量其扭矩，扭转角精度小于0.001°。实验结果表明，采用圆光栅莫尔条纹可以达到主轴扭矩高精度测量的要求，为机械主轴测量提供了一种新的非接触式测量方法。     

一种线阵CCD融合光栅尺的高精度尺寸测量新方法研究

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图像采集动作,精确获取线阵相机扫描目标的亚像素级图像。实验证明,新的测量技术可在对运动系统要求不高的情况下获取高精度图像,图像检测精度可以达到1μm。     

不同结构绝对光栅尺的误码机制研究

针对光栅尺具有断电位置复位、无累计误差、高精度优点,在光学隔振平台上分别建立开放式和封闭式绝对光栅尺实验系统,绝对光栅尺采用图像识别原理,以气浮直线电机ArotechABL1500为参考对象,使用激光干涉仪RENISHAW XL-80校核精度,研究不同结构绝对光栅尺的误码特点及原因。通过对比实验及研究分析,表明封闭式绝对尺相对于开放式绝对尺的误码率要高,开放式绝对式光栅尺的误码率为3%,封闭式绝对式光栅尺的误码率为8%。     

基于码道三角波骨架提取的量子点光栅尺高精度测量方法

为了提高量子点光栅尺的测量精度,提出了一种基于码道三角波骨架提取的位移测量方法。根据量子点光栅尺码道图案具有蜿蜒、连续的形状特点,利用不定长边缘跟踪方法快速检测出码道边缘。对码道中线进行三角波拟合得到码道骨架,提升测量稳定性以及位移值细分线性度。利用径向基神经网络对非线性测量误差进行补偿。所提出的测量方法比已有测量方法具有更好的测量精度和效率。     

光学在大型几何尺寸测量中的应用

介绍了几种光学原理在大型几何尺寸测量中的应用．讨论的内容包括：多波长、双波长合成波长绝对距离干涉测量；激光频率分裂干涉测量；线性调频绝对距离干涉测量；相位板激光准直；旋光激光准直；半导体激光动态定位等．文章介绍了测量系统的工作原理，并讨论了测量精度和应用前景     

基于转轴参数的多自由度双目视觉系统标定

多自由度双目立体视觉系统可以解决传统双目立体视觉视场区域小的问题。避免双目摄像机每转动一个角度都需要重新标定外参数,提出了一种基于转轴参数的标定方法。只需标定出初始位置时双目摄像机的内外参数,使摄像机绕转轴旋转,根据单应性原理测量摄像机与标定模板的位姿关系,确定转轴方向矢量与轴上点坐标。最终利用Rodrigues旋转矩阵确定旋转已知角度后双目摄像机的外参数,实现多自由度双目系统的标定。实验结果表明,提出的方法能准确测量转轴参数,完成多自由度双目立体视觉系统的快速标定,提高系统的工作效率。     

利用红外光谱吸收原理的CO浓度测量装置研究

介绍了一种基于红外光谱吸收原理 ,利用钽酸锂热释电探测器实现一氧化碳浓度测量的装置。该装置主要由探测器系统、信号放大与处理系统及显示报警系统三部分组成。介绍了该装置的工作原理、基本结构及主要技术指标。讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法。     

Experimental evaluation of the claimed coulomb rotation (electrostatic torque)

In the year 2002 publications of A.V.M. Khachatourian and A.O. Wistrom were released, in which the existence of an electrostatic torque has been claimed. This moment of force should act in a three sphere configuration, where one sphere is held at a constant electric potential. This claim was based on an observed rotation and was supported by a mathematical solution derived by Wistrom and Khachatourian. The theoretical work of Wistrom and Khachatourian as well as the interpretation of the observed rotation were criticized by several scientists who offered alternative explanations for the rotation. We therefore designed an experimental setup which enabled us to investigate the phenomenon. By performing numerous measurements, we showed that the rotation is due to asymmetric mass distribution within the sphere, which is dislocated due to electrostatic forces between the spheres. We were able to clear our measurements from this effect and observed a null result more than two orders of magnitude smaller than predicted by Khachatourian and Wistrom's theory. We therefore showed that the rotation doesn't occur in an electrostatic system within the resolution of our experiment.     

在伽利略坐标变换下的二端面弹性转轴相似动力学方程

在非相对论性原理下建立了二端面弹性转轴的相似动力学方程.使弹性转轴的动力学方程与地面坐标下的动力学方程相似,为相似工程学和计量、测控仪器的相似标定提供理论依据及方法 关键词： 二端面弹性转轴 相似模拟 坐标变换 相似动力学方程 标定     

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。     

高斯波束致微粒旋转的理论研究

基于偏振光波是左旋光子与右旋光子组成的, 从广义米理论出发, 得出了偏振高斯波束对球形粒子的辐射俘获力和力矩的表示式. 分析了微粒在圆偏振高斯波束照射时产生两种不同旋转的原因, 并结合光子的量子特性进行了解释. 对圆偏振高斯波束中粒子的两种力矩进行了数值模拟, 讨论了粒子半径、折射率、吸收系数和束腰半径对力矩及光致旋转的影响. 关键词： 光致旋转 力矩 高斯波束 光子     

Effects of edge-localized mode-induced neoclassical toroidal viscosity torque on the toroidal intrinsic rotation in the EAST tokamak

Intrinsic rotation has been observed in lower hybrid current-driven (LHCD) H-mode plasmas with type-III edge-localized modes (ELMs) on Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), and it is found that the edge toroidal rotation accelerated before the onset of the ELM burst. Magnetic perturbation analysis shows there is a perturbation amplitude growth below 30 kHz corresponding to the edge rotation acceleration. Using the filament model, the neoclassical toroidal viscosity (NTV) code shows there is a co-current NTV torque at the edge, which may be responsible for the edge rotation acceleration. For maximum displacement ～1 cm and toroidal mode number n=15, the calculated torque density is ～0.44 N/m², comparable with the average edge toroidal angular momentum change rate ～1.24 N/m². Here, the 1 cm maximum magnetic surface displacement estimated from the experimental observation corresponds to a maximum magnetic perturbation ～ 10^?3–10^?2 T, in accordance with magnetic perturbation measurements during ELMs. By varying n from 10 to 20, the magnitude of the edge NTV torque density is mainly ～0.1–1 N/m². This significant co-current torque indicates that the NTV theory may be important in rotation problems during ELMs in H-mode plasmas. To better illuminate the problem, magnetic surface deformation obtained from other codes is desired for a more accurate calculation.     

轴径动态测量仪的研制

用单片机作为控制中心研制了轴径动态测量仪，该仪器能够实时显示被加工轴件的直径大小，提高了加工轴件的精确度，实现了在线测量．     

基于液面旋转平移法的绝对检验技术研究

绝对检验作为一种光学元件高精度检测方法,其中的两平晶绝对检验无法精确测量平移过程中的倾斜误差,导致恢复的面形中二次项出现偏差.液面在位置变化前后能够保持水平,在旋转平移过程中不会产生倾斜误差.推导了平移过程中倾斜误差和恢复面形中离焦项的关系,并通过仿真分析加以验证,当不存在倾斜误差时,残差面PV值小于1nm.在300m...     

Effect of the surface integral in the torque equation of the electromagnetic angular momentum on the Faraday rotation

A circularly polarized plane wave of infinite transverse extent (δ = ∞) has no spin angular momentum, while a realistic light does carry it. This paradox originates from the presence (δ = ∞) and absence (δ ≈ 0) of the surface integral in the total angular momentum J. The same holds for the torque equation of dJ/dt, so that δ is also connected with the relative Faraday rotation angle Θ_F/θ_F when a radius (a) of a cylindrical medium with optical activity is only a little larger than that (b) of light beam, where Θ_F is the Faraday rotation angle and θ_F is the intrinsic Faraday rotation angle of a medium. It is shown here that it is possible to estimate δ for a realistic light from the drastic variation in Θ_F/θ_F near b/a = 1.     

码盘偏心对叠栅条纹信号相位影响的理论分析

增量式光学编码器根据径向辐射光栅产生的叠栅条纹进行角度测量，两光栅码盘轴之间及其与系统转动轴之间的偏心和晃动，影响着编码器读头输出的叠栅条纹信号的相位，这给角度测量带来了一定的系统误差。根据光栅码盘产生叠栅条纹的基本理论，在改进计量光栅码盘理论模型的基础上，推导出码盘偏心情况下码盘读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式，对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差、增量式光学编码器光学设计原理及消除此由此带来的系统误差的技术原理进行了分析与讨论。     

Dependence of femtosecond time-resolved magneto-optical Kerr rotation on the direction of polarization of the probe beam

We demonstrate that the femtosecond time-resolved magneto-optical Kerr rotation oscillates with the direction of polarization of the probe beam when a sample of Al0.25Ga0.75As/GaAs multi-quantum wells is excited by a circularly polarized pump and detected by a linearly polarized probe at wavelengths from 800 to 830 nm. Analytical expressions are derived to explain the mechanism, which is in good agreement with the numerical computation and the experimental data. The results suggest that the Kerr signal can ...