一种分辨力达纳弧度量级的角位移传感新方法

提出了一种测量微小角位移的新方法,该法基于一种金属包覆波导结构,通过棱镜耦合激发空气导波层中的超高阶导模作为灵敏探针。当被测部件发生微小偏转时,空气层厚度和导模的有效折射率也因此改变,从而引起耦合光束的反射光强急剧变动,其变动幅度与部件的角位移量近似成正比关系。对传感的灵敏度进行了数值分析,结果表明导模的有效折射率是影响灵敏度的重要参量。采用一种类似悬臂梁的结构产生可控微小角位移,并以此对平均灵敏度进行了测算,得到的结果与理论预测值符合得较好(相对误差约为3%)。理论和实验结果表明,只要部件的偏转半径达到厘米量级,就可以实现分辨力达10-9rad数量级的角位移传感。     

精密角度传感器及其标定技术的研究

介绍了精密角度传感器和不使用任何精密参考仪器的角度传感器的自标定方法。采用补偿技术制作了一对角度传感器,可以克服光源热漂移带来的影响,并进行了标定。两个角度传感器的测量范围为180″,分辨率分别为0．003″,0．004″。平均灵敏度标定的重复性误差为0．015％,线性误差的标定重复性误差为0．015″。     

基于视觉测量的飞行器舵面角位移传感器标定

提出一种基于计算机单目视觉的飞行器副翼、襟翼、方向舵和升降舵角位移传感器的非接触标定方法.用共面的两个特征圆组成一标定靶固定在飞行器舵面上,用一台定焦数码摄像机对标定靶拍照,获得特征圆数字图像.经图像分析确定特征圆圆心及直径在像面上的透视投影位置和长度,根据透视投影逆变换原理建立物和像空间坐标关系的解算模型,进而导出靶面平面方程.飞行器舵面角位移则由标定靶面的法线方向余弦来表示.仿真结果表明,该方法具有标定过程快速、简单和准确的特点.不需事先标定摄像机内外部参量,其标定准确度优于0.2°.     

单光子计数闪烁探测器灵敏度标定方法

根据NaI(Tl)闪烁探测器可用于单光子计数的特性,探索了一种测量放射源入射下闪烁探测器脉冲电荷谱来实现其绝对灵敏度标定的方法。实验对标定系统的电荷数字转换记录器进行了绝对标定,得到了用于ICF实验中重要诊断设备滤波-荧光谱仪的NaI(Tl)闪烁探测器的绝对灵敏度。灵敏度标定数据不确定度小于10%,较传统的放射源标定方法(15%)显著提高,同时标定能量范围扩大到100keV以上。最后,实验结果与Geant4模拟程序计算的结果进行了比对,符合得较好。     

单光子计数闪烁探测器灵敏度标定方法

根据NaI(Tl)闪烁探测器可用于单光子计数的特性,探索了一种测量放射源入射下闪烁探测器脉冲电荷谱来实现其绝对灵敏度标定的方法。实验对标定系统的电荷数字转换记录器进行了绝对标定,得到了用于ICF实验中重要诊断设备滤波-荧光谱仪的NaI(Tl)闪烁探测器的绝对灵敏度。灵敏度标定数据不确定度小于10%,较传统的放射源标定方法(15%)显著提高,同时标定能量范围扩大到100 keV以上。最后,实验结果与Geant4模拟程序计算的结果进行了比对,符合得较好。     

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%。     

基于光纤阵列的二维微角位移传感器

提出了一种基于光纤阵列的二维微角位移传感器.该传感器采用由十字形排列的光纤阵列构成的轮辐式探头结构.各接收光纤接收光强随被测角位移改变.通过对各光纤接收光强进行高斯拟合确定反射光斑中心位置.这种测量方法可以有效降低表面反射系数变化、光源波动以及环境光对测量结果的影响.由于各接收光纤对应光路损耗不同对微角位移测最精度产生影响.提出了光路损耗的归一化修正方法.实验证明系统测量角度范围-0.16 rad～O.16 rad,归一化修止方法使系统测量分辨率提高到了3.8X 10-4rad.     

塑料闪烁探测器氘氚中子灵敏度标定

为了测量ＬＦ－１２装置激光聚变Ｄ－Ｔ中子产额，我们通过ＮＳ－２００加速器和脉冲中子管对实验所用几个塑料闪烁探测器的Ｄ－Ｔ中子灵敏度进行了标定，给出了各探测器在不同条件下的Ｄ－Ｔ中子灵敏度值。加速器和脉冲中子管两种方法的测量误差分别为±１３％和±５０％，两种标定结果在误差范围内是一致的。     

矩阵式静电传感器灵敏度特性

矩阵式静电传感器空间滤波法测量颗粒局部平均速度的准确度与其灵敏度分布特性密切相关。本文基于静电感应原理和点电荷思想,建立了矩阵式静电传感器三维静电场模型,应用有限元法分析了电极长度和张角以及电极轴向间隔对传感器灵敏度特性的影响,并建立了传感器灵敏度几何无量纲模型。仿真计算结果表明:灵敏度沿轴向分布的周期性均由传感器结构决定,并且在中心截面上呈局部分布特性。     

A vision measurement model of laser displacement sensor and its calibration method

Laser displacement sensors (LDSs) use a triangulation measurement model in general. However, the non-linearity of the triangulation measurement model influences the measurement accuracy of the LDS, and the geometric parameters calibration process of the components of the LDS is tedious. In this paper, we present a vision measurement model of the LDS based on the perspective projection principle. Furthermore, a corresponding calibration method is proposed. A planar target with featured lines is moved by a 2D moving platform to some preset known positions. At each position, the world coordinates of calibration points are obtained by the cross ratio invariance principle and the linear array camera of the LDS is used for collecting target images. The simulations verify the effectiveness of the proposed model and the feasibility of the calibration method. The experimental results indicate that the calibration method achieves a calibration accuracy of 0.026 mm. Compared with the traditional measurement model, the vision measurement model of the LDS is more comprehensive and avoids a linear approximation procedure, and the corresponding calibration method is easily complemented.     

中子散射成像探测角分辨研究

中子散射成像技术是近年来国外正在发展的一项新型辐射成像技术, 在深空宇宙探测、核材料监控等方面具有广阔的应用前景. 角分辨是衡量该技术成像能力的一项重要参数. 研究了位置不确定度和能量分辨对角分辨的影响. 理论分析表明: 以不同角度散射, 成像的角分辨不同; 位置不确定不仅直接影响角分辨, 还通过影响能量不确定度对角分辨间接贡献; 位置分辨主要来源于探测器的结构尺寸, 当探测器尺寸小于5 cm, 影响角分辨的主要来源是能量不确定度. 利用所获得的理论结果指导设计了原理探测系统, 并对设计的原理系统开展了初步实验研究. 结果表明, 分析结果与实验得到的角分辨参数基本一致.     

纳米级光纤位移传感器

介绍利用高斯光束干涉测微小位移的方法,利用该方法设计了纳米级光纤位移传感器,测试了该传感器的位移响应与频率响应.     

反射式光纤位移传感器应用设计实验

基于光的反射原理并结合光纤传感器的特点,设计了反射式光纤位移传感器应用设计性实验.利用反射式光纤传感器测量微小位移的原理,通过测量输出电压与位移的关系确定工作点,测得表面柤糙程度不同的真假钞的输出信号,从而实现对纸币的真假识别.     

用DIS位移传感器研究气垫导轨上的阻尼振动

在简述阻尼振动实验原理的基础上,阐述了用DIS位移传感器研究气垫导轨上阻尼振动的方法,通过对比实验进一步论述了该方法的可行性.     

Theoretical and experimental studies on coupler based fiber optic displacement sensor with concave mirror

A new fiber optic displacement sensor (FODS) is proposed and demonstrated using a multimode fiber coupler as a sensor probe and a concave mirror as a reflective target. A mathematical model is also developed to investigate the performance of proposed FODS at various coupling ratio, fiber diameter, and surrounding media. Three slopes are obtained for the displacement response where the third slope starts at a displacement position of twice the focal length. The numerical results show that higher performance is attained at lower coupler ratio of 50:50 or smaller core diameter. The results also show that the proposed FODS has a potential application in liquid and gas chemical sensors. The experimental performances are also investigated for the proposed sensor where it is observed that the second peak of the displacement curve is located at exactly two times of the focal length or 20 mm.     

激光位置探测器的角位移测量精度分析

作为激光光斑位置探测器,象限探测器和位敏探测器被广泛应用于激光光斑跟踪、监控、位置检测和定位等领域。对这两种探测器的角位置测量精度进行了探讨,分析了影响精度的主要噪声源,推导出两者的角位移精度表达式,并通过计算进行了模拟。结果显示,两者的测量精度决定于信号的信噪比,且随作用距离的增加而降低;象限探测器的角位移测量精度明显高于位敏探测器。在忽略背景光噪声的情况下,象限探测器的精度约为位敏探测器的40倍。     

激光位移传感器的光学系统设计

针对目前国内自主研制的激光位移传感器精度低,测量范围小等问题,提出了一种采用光学设计软件预先仿真整个激光位移传感器光学系统的方法。在分析系统各部分的光学特性的基础上,结合具体要求设计了一个激光位移传感器的光学系统,其工作范围为（50±10）mm。采用系统分割的方法,将整个光学系统分为两部分进行设计,第一部分是激光束的整形透镜,要求在有效的工作范围内得到小而均匀的出射光斑,设计结果表明,在测量范围内,光斑大小能够控制在10-1mm量级;另一部分是被测面散射光接收的成像物镜,该系统的特点是物面和像面相对于光轴都有一定的角度,实验结果表明其成像满足Scbeimpflug条件。     

用神经网络校正微型颜色传感器颜色特性的方法研究

采用光学积分原理设计的光电色度仪器,由于其结构简单、测量速度快、成本低等优点已被广泛地应用在产品的色度检验控制过程中。基于微型颜色传感器的颜色测量仪器也属于光电色度类仪器,由于它不能完全模拟标准色度观察者和标准光源,即不能完全满足卢瑟(Luther)条件,所以其测量值RGB与三刺激值XYZ并不相等,且存在非线性关系。讨论了采用BP神经网络进行微型颜色传感器颜色特性校正的方法,其优点是对仪器的匹配滤色片要求较低,只要在测量软件中增加训练好的校正网络程序,就可以获得准确的颜色三刺激值。     

光纤干涉位移传感器相位估计的一种精确方法

应用信号处理有关技术提出了一种光纤干涉位移传感器相位估计的方法,可以解决很大范围的不等幅、周期非均匀、带噪干涉信号条纹的精确计数问题。分析了此方法的适用范围及估计精度。对于１０ｄＢ信噪比的系统来说,位移在０．３ｍｍ以内的测量精度可达到λ／１００。