仿生测试理论与仪器工程

提出了一个面向 2 1世纪的测试理论与仪器创新研究的新领域——仿生测试理论与仪器工程。从 2 1世纪测试理论与仪器的特征和需求出发 ,论述仿生测试理论与仪器研究的科学依据、发展历史和科学问题 ,指出结构和运动仿生、功能仿生、智能仿生 ,特别是生命过程和智能行为模拟 (仿生 ) 。

仿生计量学的新领域──视觉坐标测量机

介绍了当代仿生计量学的新领域视觉坐标测量机，并描述了各类视觉坐标测量机的特点、测量原理、应用领域、可以达到的测量准确度和发展前景。

不同时间尺度下小波函数的离散化生成算法

从小波的正交多尺度分析、双尺度方程及构造定理出发，详细推导了不同时间尺度下紧支集的尺度函数及小波函数的离散化生成算法及其迭代实现方法，为小波在信号分析中的工程应用及科＊学研究提供了必要的手段。

虚拟坐标测量机的体系结构及功能模型

从现代制造技术的发展和特点出发 ,分析了当今坐标测量机设计和使用中存在的一些问题 ,提出了发展虚拟坐标测量机的必要性 .文章给出了虚拟坐标测量机的定义 ,并描述了其主要特征 ,揭示了其作为在计算机虚拟环境下构造的用于坐标测量机快速设计和运行过程三维仿真的现代工程软件的内涵 .提出了虚拟坐标测量机的体系结构 ,用IDEF0方法设计了虚拟坐标测量机的功能模型 ,给出了两层结构图 。

一种新型的个人计算机仪器——个人计算机量仪的研制

一、引言目前,仪器仪表的智能化主要有两个发展趋势:一是仪器仪表的微机化,即内藏微处理器式智能仪器(MPI);一是微机的仪器仪表化,即个人计算机仪器(PCI)。后者,近年来在国外有了较大地发展。为了探索长度计量测试工作的智能化途径,我们研制成功了一种新型的个人计算机仪器——个人计算机量仪。该仪器可在长度计量室内以流动式计算机工作站方式直接与多种计量仪器联机使用,实现信号的快速采集、处理和分析工作。该仪器的最大特点是使用硬设备少,计算机利用率高,软、硬件功能丰富,价格低廉,适用性强。二、仪器的硬件配置仪器的硬件配置如图1所示。图内的关键是它的模块结构和专用的几何量测量总线(MGQ总线),总线转换器完成从Z80总线到MGQ 总线的转换,总线间的变换采用紧耦合的方式,

一种新的莫尔条纹细分方法——编码寻址法

介绍一种新的莫尔条纹细分方法,详细分析了这种方法的工作原理及特点。并以对莫尔条纹信号40细分的实验为例,介绍了这种方法的实施步骤以及在电路设计过程中应注意的几个问题。

智能量仪的发展动向和对策

文章分析了国内外量仪发展的趋势,指出创新量仪传感器和提高测量系统智能化是智能量仪发展的两个动向,提出发展PCI、SCI、ASIC和RFM做为振兴我国智能量仪的对策。

全微机化坐标数显与数据处理系统

本文介绍了一种全微计算机化的两坐标数显与数据处理系统。系统实现了机、光、电的一体化。在坐标信号的提取与读出过程中,用计算法和CRT显示代替了传统的电子细分和可逆计数器;12种基本测量软件及其35种组合软件、6种专用测量软件可以实现工件二维坐标的绝大部份测量任务,在少数情况下也可由用户编程,实现某些特殊的测量功能。

一种新型的尺寸气动测量与控制仪器—硅力敏式气动量仪

研制了一种以差压式半导体硅力敏传感器为压力检测元件的精密尺寸测量与控制仪器——GLQ型硅力敏式气动量仪。该仪器结构小巧,稳定可靠,线性范围宽,增益可调范围大,动态特性好,并兼有气,电双重优点,提高了仪器对不同测量对象的适应能力。实测表明,当采用喷嘴挡板式非接触气动测头时,仪表精度优于2%FS,示值稳定性误差小于1%FS,动态响应的稳定时间为0.1～0.2秒,比现有薄膜和波纹管式气动量仪减小3～5倍。为精密尺寸的气动测量与控制提供了一种新型的量仪。

评定及测试两种尺寸检测仪表的动态精度特性参数

作者在其单位研制“硅力敏式气动量仪”时,需评价和给定量仪的动态特性参数,提出用仪表对正弦波和方波响应特性曲线上给定误差值那一点所对应的响应频率或稳定时间之一作为该仪表的动态精度特性的评定指标,进行了具体测试,方法比较简单,有一定的普遍性。

MTMM-211小型台式三坐标测量机

MTMM-211小型台式三坐标测量机是在普通万能工具显微镜的基础上,分别在仪器x、y轴上加装长光栅位移传感器,在立柱上加装光栅阿贝头,在阿贝头的活动测杆上固定三维触发式测头并配置全微机化坐标测量与数据处理系统后构成的。全微机化坐标测量系统采用先进的插件式个人仪器结构,四块具有光栅位移测量。

遗传算法的数字图像相关搜索法

研究了基于遗传算法(GA)的图像相关搜索方法并进行了实验。实验结果表明:基于GA的搜索方法,u的标准差为0.022 pixel,v的标准差为0.032 pixel。这种方法优于以往的全局搜索法,可以避免初值选取的问题,并且收敛速度快、精度高,适于数字图像相关中非线性、多峰值的全局优化。

光纤甲烷气体传感器的研究

在对甲烷气体分子近红外吸收光谱分析的基础上,采用1.66μm分布反馈式半导体激光器作为光源,应用二次谐波检测技术,实现对甲烷气体的浓度检测,检测的灵敏度为7×10-5/m。大气和工业污染中的其他气体分子的含量也可通过调换光源及相应的光学器件采用类似的方法测量。

一种基于立体模板的双目视觉传感器现场标定方法

给出了一种基于立体标定模板的双目视觉摄像机内、外部参数现场标定方法。该方法采用理想小孔模型忽略摄像机镜头的非线性畸变,把透视变换矩阵中的元素作为未知数,在已知一组三维空间特征点坐标及其对应的图像点坐标时,利用线性算法求解出透视变换矩阵中的各个元素,进而得到所需的参数。最后采用立体标定模板对该标定算法进行了实验验证,用标定完成的立体视觉传感器对已知长度进行测量,相对精度达到了0.02%,取得了较为理想的结果。结果表明:该方法由于无需迭代,因此计算速度快,在测量现场只需摆放一次标定模板即可完成标定,可高精度地实现摄像机内、外部参数的现场标定。

一种基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器

甲烷是易燃易爆气体 ,是矿井瓦斯及天然气等多种气体燃料的主要成分。气体爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大难题 ,因此现场实时检测甲烷气体浓度对于工矿安全运行 ,人身安全有着至关重要的作用。基于甲烷气体近红外吸收的机理 ,研究了一种以 DFB L D为光源的高灵敏度光谱吸收型光纤甲烷气体传感器。利用光源调制实现气体浓度的谐波检测 ,用二次谐波与一次谐波的比值来消除光路干扰。建立了谐波检测的数学模型 ,给出了甲烷气体的测量结果。利用光纤作为传光通道 ,使得探头可以与测量电路实现完全电隔离 ,增强了系统的安全性。

基于精确控制点的立体像机校准技术(英文)

给出了将改进的两步法与精确控制点相结合来精确校准立体像机的新技术,像机镜头畸变模型考虑了径向畸变和切向畸变。利用红外发光二极管随三坐标测量机测头移动以确定间距来形成立体校准模板上的精确控制点。校准程序包括先使用位于图像中心的控制点来线性求取部分校准参数,然后再使用所有控制点来迭代优化所有参数。实验中使用非线性优化参数来反推控制点的空间位置,发现精度比线性求解参数提高了0.11 mm,结果表明,此技术可以满足像机精确校准和测量的要求.

三自由度并联机构坐标测量机误差建模与仿真

给出了三自由度并联机构坐标测量的运动反解模型 ,依据矩阵全微分理论 ,导出测头位姿误差与各运动副位置误差及调节器运动误差之间的相互关系 ,建立了新型坐标测量机的误差模型。通过计算机仿真 ,讨论了机构参数误差对测量结果的影响 。

基于遗传算法的圆度公差评定法与采用最小二乘法评定的比较(英文)

根据提出的计算模型 ,对基于遗传算法的圆度误差评定和传统上采用最小二乘法的评定算法进行了比较分析 ,根据方法本身的特点和计算结果 ,分析了二者的不同点以及在工程应用中的适用场合。所构造的模型包括边界控制点和区域随机点 ,其中边界控制点模拟了由圆度误差最小区域条件所定义的最大内切圆和最小外切圆 ,而区域随机点模拟了实际情况下测试点的随机性和不确定性。计算结果表明基于遗传算法的圆度评定法精度较高 。

基于遗传算法的像机虚拟立体校准技术研究

给出了一种基于遗传优化算法的虚拟立体校准方法。利用红外发光二极管随三坐标测量机的测头做定间距移动构造了一个立体校准模板,通过奇异值分解算法初始估计校准参数,最后,通过遗传算法优化求解所有校准参数。实验中校准点的空间位置反推误差小于0.04 mm,表明该方法能够解决像机内参数精确校准问题,可以满足大尺寸视觉坐标测量技术对摄像机内参数精确校准的要求。

坐标测量机的新发展——并联运动机构坐标测量机

从空间机构学的角度出发 ,可将坐标测量机分为串联机构坐标测量机和并联机坐标测量机两大类。由于并联机构坐标测量机测量精度高 ,测头位姿灵活 ,同时又具有“硬件”简单 ,“软件”复杂的特点 ,因而 ,正在成为坐标测量机领域研究的新热点。文章首先分析了普通笛卡尔串联机构坐标测量机的发展现状及存在问题 ,然后介绍了并联机构坐标测量机的结构及特点 ,并对国内外有关并联运动机构理论及其在坐标测量机领域的研究现状与发展趋势进行了综述 ,最后 ,对并联机构坐标测量机研究过程中应注意的主要问题进行了探讨。