基于激光自混合效应的微角度测量实验教学研究

为了丰富大学实验教学内容,本文提出了一种新型微角度测量方法。该方法运用激光自混合干涉技术并结合直角棱镜的光学特性,具有系统结构紧凑、分辨率高等特点。实验中采用氦氖激光器为光源,测量范围可达21.49 mrad。该实验操作性及拓展性较强,可进一步培养学生的实践能力和科研思维。

基于PCSF算法的扭矩测量过程导致的角度测量误差补偿

基于立式桶状精密减速器高精度检测仪现有结构,研究了测量扭矩引起仪器形变进而导致角度测量误差的现象及其规律。提出了扭矩、刚度和角度三结合标定方法,设计了基于加载扭矩变化的仪器刚度在线校准装置。基于PCSF算法实现了仪器刚度导致角度测量误差的实时专项补偿。解决了加载的测量扭矩变化影响仪器角度测量精度的难题。实验结果表明,补偿后扭矩变化导致的角度测量误差在±2″以内。

基于卫导的旋转角度测量和旋转解调技术研究

针对旋转载体接收信号幅度变化和载波相位变化导致卫星导航信号不易同步的问题,提出了基于传统锁相跟踪环路的旋转解调环路系统架构,对旋转角度测量、天线分集以及旋转相位解调等关键技术进行了研究;通过采用基于锁相环的旋转角跟踪环路,实现了旋转角的实时测量;采用了天线分集技术和旋转相位解调技术,补偿了旋转引入的相位变化量和旋转引入的天线相位缠绕量,提高了旋转载体卫星导航的跟踪精度;通过仿真分析,验证了所提旋转角测量技术、天线分集技术及旋转相位解调技术的有效性。

改进的压差式水听器侦察声纳角度测量方法

压差式矢量水听器是现有侦察声纳体制之一,但是其角度测量原理假设阵元间隔远小于波长,严重地影响了测角精度,因此需要对压差式矢量水听器的角度测量方法进行改进。提出两种角度测量的改进方法,一是压差矢量幅比反函数多项式拟合方法,通过对压差矢量幅度比与角度函数的反函数多项式逼近,利用压差矢量幅度比估计角度;二是比相测角信息融合方法,利用余弦偶极子和正弦偶极子分别进行比相测角,采用角度的预估值确定融合比,对两个比相结果进行信息融合。仿真结果验证了两种改进方法的有效性。

可替换式微角度测量实验教学研究

提高测角系统的测量分辨率以及测量范围对于角度测量技术的发展至关重要。与传统的旋转棱镜的测角方法相比,文中提出的基于激光自混合干涉技术的微角度测量实验装置结构简单,成本较低,并且可以在扩大角度测量范围的同时,提高微角度测量分辨率,有效加深学生对于微角度测量的理解。通过将科研最新进展引入实验教学环节所提出的探究性实验可以丰富大学物理实验的教学内容,对于培养学生的科研素养,以及对于提高学生的主动探究能力都能够起到实质性的作用。

微小角度测量装置不确定度分析及实验研究

为了准确获得基于法布里-珀罗(F-P)标准具的微小角度测量装置的测量精度,采用测量不确定度评定指南法(GUM)和蒙特卡洛法(MCM)分别进行角度测量不确定度研究。建立了GUM不确定度评定模型和MCM不确定度评定数学模型,采用正反转测角差法调整反射镜初始位置,完成了150″的角度测量重复性实验,获得了不同评定方法下的测量不确定度。评定结果显示,在150″测量范围内,GUM不确定度评定结果为0.0375″,MCM不确定度评定结果为0.0400″,在给定的0.0005″允差范围内,GUM未通过MCM验证,在当前及类似应用场景下应当采用MCM进行不确定度评定。通过正态概率图法对被测角度进行正态分布检验,2种评定方法测量不确定度结果不一致是由被测角度的分布函数偏离正态分布引起的。

基于激光跟踪仪的俯仰角度测量方法研究

针对现有俯仰角度测量技术抗干扰能力弱、适应场景单一的问题,提出了基于激光跟踪仪的俯仰角度两种测量方法。一是通过测量点拟合圆的圆心角计算俯仰角,二是通过测量点构成直线之间的夹角计算俯仰角。结果表明:方法2的测量效果优于方法1,其非线性误差为0.051%,迟滞误差为0.019%,重复性误差为0.027%,总误差为0.061%。

工程测量全站仪在城市建设中角度测量的可行性分析

城市建设日新月异,工程测量发挥着不可或缺的作用。其中,全站仪作为一种高精度测量设备,以其卓越的性能在角度测量领域崭露头角。本文深入探讨了全站仪在城市建设工程角度测量中的应用可行性。首先,详细阐述了全站仪的工作原理和功能特点,揭示其实现高精度角度测量的原理。其次,通过对比传统角度测量设备,分析了全站仪在高层建筑、桥梁工程等各类工程项目中的适用性和优势。同时,本文还探讨了全站仪在使用过程中可能遇到的问题,并提出了相应的解决方案。最后,结合实际工程案例,展示了全站仪在角度测量中的实际应用效果。本文的研究结果表明,全站仪在城市建设工程角度测量中具有广阔的应用前景。研究发现全站仪无论是在硬件配置还是在处理测量数据方面都能满足不同类型的工程测量需求。它的优越性不仅仅表现在测量精度上,还表现在操作上的便捷性。因此,全站仪在城市建设工程的角度测量中的应用是完全可行的,将有利于提高工程项目的施工效率和精度。

提高激光干涉小角度测量系统测量精度及误差修正的研究

本文从理论上对激光小角度测量原理进行深入分析 ,找出制约测量精度的各种误差源 ,并提出简单易行有效的误差修正方法。经过实际测试 ,验证了理论分析的正确性和实际应用的可行性 ,为激光小角度高精度测量开拓了新的应用领域。

基于陀螺仪及加速度计信号融合的姿态角度测量

针对在四旋翼飞行器姿态控制中传感器数据存在噪声干扰和测量误差,以致单独使用陀螺仪与加速度计不能得到最优姿态角度的问题,建立陀螺仪和加速度计误差的数学模型,采用卡尔曼滤波方法,实现数据融合,有效地提高了姿态检测系统的检测精度.该方法被成功应用于四旋翼飞行器的飞行姿态角度控制中,验证了其良好的噪声抑制能力,提高了系统对环境变化的适应性.

采用倾角传感器实现空间旋转角度测量的解析方法研究

针对旋转轴与水平面非垂直的情况,提出了一种采用双轴倾角传感器实现空间旋转角度测量的算法。当传感器被随机安装在旋转平面上时,存在3个未知的空间位置参数:旋转轴和水平面之间的夹角β;传感器所在平面和旋转轴之间的夹角γ;传感器测量轴在测量平面上的偏转角α。根据倾角传感器测量轴、旋转轴和水平面的空间关系,建立了基于双轴倾角传感器的空间旋转角度测量的数学模型,推导出了空间旋转角度检测的解析表达式。采用该模型算法可实现传感器安装位置参数α和γ的测量,或旋转轴水平夹角β的测量,还可以表现旋转轴非垂直于水平面情况下空间旋转角度的测量,并能达到一定的准确度。实验结果表明,当旋转轴和水平面夹角在小于75°的情况下,采用该方法在±100°的测试范围内,检测准确度均能达到0.2°,说明该模型的重复性良好,并能达到一定精度。

多角度测量系统实现室外BRDF测量

为了实现室外BRDF的准确测量,设计了多角度测量系统。测量系统包括一台自动测量架和两台ASD(Analytical Spectral Devices)公司生产的野外型光谱仪,光谱仪的光谱分辨率为3nm,一台光谱仪固定在测量架平台上测量目标各方向反射,另一台光谱仪放置在地面上同时测量漫反射板反射。应用该系统进行了室外草地的测量实验,测量整个周期(66个方向点)用时10min,测量主平面(间隔5°,共31个方向点)用时2.5min。测量结果显示目标的反射为非朗伯性,并在主平面的反射方向性最强烈。

异轴间接角度测量系统设计与研制

介绍了一种异轴间接角度测量系统。系统中用一旋转编码器与被测轴按任意啮合比进行啮合,在被测轴上贴一零度光标,并用光电传感器把零度光标转变为电脉冲信号。系统先依据零度脉冲记录被测轴正转一周旋转编码器输出的脉冲数,再用单片机依据这一数据和旋转编码器输出的当前脉冲数,计算和显示被测轴当前角度。实验证明这一系统的测量误差小于0.5°。此系统具有安装简单和调整方便的优点,被成功用于动平衡验机上。

角度测量的光学方法

光学测角法是高精度动态角度测量的一种有效的解决途径。对目前发展较快的几种角度测量的光学方法———圆光栅测角法、光学内反射小角度测量法、激光干涉测角法和环形激光测角法进行了详细的介绍 ,并且分别给出了每种方法的测量原理和发展现状 ,比较了各种方法的优缺点 。

角度测量技术的发展

角度测量是几何量计量技术的重要组成部分。本文对近年来常用的几种角度测量方法及其发展进行了介绍 ,主要介绍了其中最具有发展前途的光学测角技术。对圆光栅测角法、激光干涉测角法和环形激光测角法分别进行了详细的介绍 ,给出了每种方法的测量原理和应用场合 。

基于面阵CCD的激光角度测量系统的研究

介绍了一种以激光作光源，采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现激光角度测量的方法，给出了系统构成和测量原理，并对系统可达精度及其影响因素进行了分析。结果表明，系统在50-200m的测量距离和±5°的测量角度内时，测量精度可以达到0．05mrad，满足了隧道盾构施工中对盾构机方位角的高精度测量要求。

CCD技术在非接触式角度测量中的应用

对采用 CCD非接触式角度测量法测量机、船之间的方位关系进行了研究。对达到的精度以及采用统计学的原理对该方法的误差分析有详细的理论推导及公式证明。就实际的应用环境 ,对采用

激光自混合干涉角度测量参数优化及旋转方向判别

对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分析了实验参数给角度测量带来的误差影响并进行了模拟仿真,提出了利用该非线性关系判别反射体旋转方向的方法。最后,进行了激光自混合干涉角度测量实验并给出若干个实验参数条件下分别得到的角度测量结果。实验结果表明,实验参数优化后,角度测量误差大幅减少;在最优情况下,比未优化方法的测量精度提升了一个数量级,可达10-5 rad,证明了提出的实验参数优化方法和反射体旋转方向判别方法的有效性。实验结果还显示,使用提出的方法在提高测量范围的同时仍能进行高精度的角度测量,从而进一步拓宽了基于反射体旋转引起的激光自混合干涉效应的应用范围。

小角度测量的光学方法及应用

光学测角法是高精度动态角度测量的一种有效的解决途径.对目前发展较快的几种小角度测量的光学方法———圆光栅测角法、光学内反射小角度测量法和激光干涉测角法进行了介绍.对光学测角法在舰船甲板变形测量中的应用进行了详细的阐述.

基于互相关分析的激光自准直小角度测量技术(英文)

应用光学自准直原理,选用激光二极管(LD)为光源,位置敏感探测器(PSD)为光电探测器,构建了一种基于互相关分析的激光自准直小角度测量系统.为了提高小角度测量精度,该系统对光源进行正弦调制,利用互相关分析解调出待测小角度信息.根据互相关分析理论,设计了信号处理系统,对影响系统精度的主要因素进行了分析.实现了测量样机,并进行了性能测试实验.实验表明,互相关解调系统有效地抑制了噪声的影响,样机具有较高的二维小角度测量精度和示值稳定性,在±150″范围内,最大非线性误差为0.6″,重复性误差为0.2″,漂移为0.4″/4h.