光栅技术在纳米测量中的应用

本文提出一种以全息衍射光栅为传感元件的光栅技术。文中给出了它的测量原理与特点，介绍了所开发的宽动态、微位移、高精度传感系统。动态范围６ｍｍ，分辨率０．１ｎｍ；稳定性连续工作４小时，示值变动量小于０．５％。

基于层次分析法的水生植物景观评价

本文基于层次分析法,从植物适应性、观赏价值、生态价值和种植养护难度4个方面,构建水生植物景观综合评价体系,确定包含植物成活情况、观赏特性多样性和水体净化能力在内的15项评价因子,并采用该体系对研究区荷花等常见水生植物进行景观综合评价,筛选出优等级(Ⅰ级)景观评价植物6种、良等级(Ⅱ级)景观评价植物29种、一般等级(Ⅲ级)景观评价植物2种。结果表明,荷花、黄菖蒲、睡莲、芦竹、雨久花和梭鱼草等物种具有较好的环境适应性,较高的观赏和生态价值,种植和养护难度较低,具有推广价值;德国鸢尾和喜旱莲子草等物种在某些方面存在一定缺陷,限制了其在水生植物景观中的运用。同时,沉水植物因具有优良的水生态功能,在水生植物景观配置中须加以重视,外来入侵植物黄菖蒲、伊乐藻、粉绿狐尾藻、凤眼莲和喜旱莲子草等在实际应用中也应充分考虑其生态安全性等因素。

全息光栅干涉法测量曲面形貌的理论研究

基于光栅原理，提出一种可用于任意曲面形貌测量的全息光栅干涉的新方法，给出了光学原理实验系统，系统中采用氦氖激光为光源，反射型柱面全息衍射光栅为标准器，并用计算机软、硬件对光栅信号进行细分处理．实验表明，系统可获得较宽的动态范围和较高的分辨率，可用于测量曲面形貌．

一种新型触针式曲面形貌测量系统

介绍一种用于曲面形貌特性的测量－分析系统。在触针技术的基础上，采用激光－光栅干涉和散斑干涉条纹微机细分技术并利用计算机图形学原理，解决高精度曲面表面形貌测量问题，讨论了系统工作原理、光电信号处理、软件设计及曲面数据处理模型，给出了初步实验结果。

现代产品几何量技术规范(GPS)国际标准体系

现代产品几何量技术规范(GPS)是国际标准化组织'尺寸与几何技术委员会(ISO/TC213)'基于新一代GPS语言提出的新的国际标准体系,它以计量数学为基础,给出产品功能、技术规范、制造与计量之间的量值传递的数学方法,为产品设计、制造及计量测试人员提供了一个无歧义的信息交流平台。详细研究了新体系的框架、概念及运作方法,给出它的科学基础,提出实际应用的方法。

面向结构光三维测量的相位展开技术综述(特邀)

结构光三维形貌测量方法越来越多地应用于逆向工程、航空航天、生物医学、文物保护等领域。相位展开作为结构光三维测量中的一个关键环节对测量精度、速度和可靠性起着决定性作用。文中综述了相位展开技术的基本原理、国内外研究现状、各类方法的优缺点和未来发展方向。首先根据相位展开计算方法不同,将现有的用于结构光三维形貌测量技术的相位展开技术分为以下四类进行详细的介绍:时间相位展开技术、空间相位展开技术、基于深度学习的相位展开技术和其他相位展开技术;然后详细比较了各种技术的优缺点;最后总结了相位展开技术的特点并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容,研究者们可用于了解各类相位展开技术的原理与进展,进而根据不同方法的特点对比结合应用需求和测量条件选择最有效的相位展开技术,实现三维形貌的精确测量。

曲面表面粗糙度自动测量分析系统（CRAS）

本文介绍了应用柱面全息光栅干涉技术的触针式传感器及实验系统。该系统可用于工程中曲面表面形貌的高精度测量和特性分析。

新一代产品几何技术规范(GPS)研究——概述

产品几何技术规范(GPS)是制造业及相关行业极其重要的基础标准。近年来,ISO为适应工业自动化及信息化的需要,依据新的理论对原GPS标准作了重大修订。实施新一代GPS标准对提高我国产品质量、降低生产成本、缩短新产品开发周期具有重要作用。自本期始,本刊将连载相关文章,供读者参考。

三维表面测量的发展

在过去八年里 ,三维表面测量已经由一个新鲜事物发展成为评估工程表面特性的重要依据 ,并得到广泛应用。表面形貌对于表面特性 ,如摩擦、磨损、润滑、腐蚀、疲劳、涂层等 ,具有举足轻重的影响。为了充分分析和研究表面特性 ,表面测量与评估应按三维考虑。近年来 ,许多世界上著名的学术团体已致力于研究一个系列的三维表面粗糙度标准。

平面度坐标测量的不确定度计算

目前的坐标测量只是给出平面度最小二乘检验的结果,并没有给出检验结果的不确定度。根据平面度最小二乘检验的基本原理和ISO/TS 14253-2给出的不确定度传递公式,提出了一种平面度坐标测量的不确定度的计算方法。该方法的特点是将平面方程的系数看作一个随机向量,通过计算该随机向量的均值和协方差矩阵来确定平面方程和平面度的检验结果及其不确定度。这不仅保证了平面度检验结果的完整性,而且符合新一代产品几何规范(GPS)标准的要求,从而可以提高工件检验的准确性。实验结果表明,根据平面度最小二乘检验的结果及其不确定度,可以根据ISO 14253-1给出的判定原则定量地判定平面是否合格。

基于拟蒙特卡罗方法的测量不确定度评定

测量不确定度是表征测量结果可靠性的一个重要参数。针对蒙特卡罗方法在测量不确定度评定时存在的收敛速度较慢以及仿真结果不稳定的不足,利用拟蒙特卡罗方法进行测量不确定度的评定。拟蒙特卡罗方法使用拟随机数进行仿真计算。在测量不确定度的评定中,先基于Halton序列产生分布较为均匀的随机数,再利用数学变换转换成服从相应概率分布的随机数进行仿真评定计算。对圆柱体积测量不确定度的模拟评定结果表明,拟蒙特卡罗方法收敛速度快,计算结果较为稳定,可以简单高效地用于测量不确定度的评定。

高斯滤波稳健性能的研究与改进

以表面轮廓信号为例 ,结合图形和参数评估 ,研究了异常信号对高斯滤波性能的影响。引入稳健统计学的思想 ,对高斯滤波进行了稳健处理 ,并比较了几种稳健估计权函数对高斯滤波性能的改进。结果表明 。

基于多重相关特征质量损失函数的公差优化设计

在重点推导了具有多重相关特征产品的质量损失与尺寸公差的函数关系的基础上,提出了多重相关特征产品的公差优化设计方法,建立了基于制造成本-质量损失的公差优化设计的综合模型,建立该模型的目的是寻求制造成本和质量损失之间的平衡,实现旨在提高产品质量和降低成本的公差优化设计。应用实例验证了所提出方法的有效性。

直角坐标系下计算圆柱度误差的一种实用算法

建立了采样数据为直角坐标值、坐标原点可以任意选取、各离散采样点之间也不要求为等角度间隔情况下 ,圆柱度误差评定的最小二乘数学模型。通过精度分析 ,证明该模型具有理论的正确性与实际的可行性。

表面粗糙度的稳健提取方法研究

在讨论现有表面粗糙度高斯滤波方法的优缺点的基础上 ,推导了高斯回归滤波及高斯稳健滤波的卷积算法和快速傅里叶算法过程 ,编写了算法的 C语言代码。对实测数据进行处理的结果表明 ,稳健滤波能很好地克服边界效应并抑制表面上深谷对滤波结果的影响。

表面形貌的Motif评定方法及其发展

Motif方法是一种新的表面形貌评定方法 ,通过设定不同的阈值 ,可以将波度和表面粗糙度分离开来 ,它强调大的轮廓峰和谷对功能的影响 ,在评定中选取了重要的轮廓特征 ,而忽略了不重要的特征。介绍了 2维 Mo-tif的参数和合并条件 ,然后对 3维 Motif方法的定义、评定参数及算法等进行了综述 ,并提出了推广这一评定方法需要注意的问题。

新一代产品几何量技术规范(GPS)标准体系研究

新成立的国际尺寸与产品几何技术委员会(ISO/TC213)提出了新一代GPS标准体系,该标准体系由基础、全局、通用和补充GPS标准组成。新一代GPS标准为产品的设计、制造、检验与评估提供了一套完整的技术规范。分析了新一代产品几何量技术规范(GPS)的系统模型、标准体系、关键技术、目前的研究方向与内容,以及我国新一代GPS标准体系的建立途径。

基于模块化设计的混合图拆卸建模研究

拆卸建模是拆卸序列规划的基础,也是绿色设计的关键.在传统的拆卸序列规划过程中,随着产品零件数目的增加会造成“组合爆炸”问题.为解决该问题,提出了一种基于模块化设计思想的拆卸建模方法.首先,运用图论中有向图和无向图的概念分别表示零、部件之间的约束关系,并将有向图和无向图结合成混合图,建立产品混合图拆卸模型;其次,利用模块化设计中的模块划分原则生成子装配体,通过将模块化设计方法整合入混合图模型中,得到模块化设计的混合图拆卸模型,利用该模型可以有效地解决图论模型中边与顶点产生“组合爆炸”的问题;最后,以模块化设计的计算机主机箱的混合图拆卸建模为例来验证所提出的方法.

基于高斯滤波的稳健工程表面评定方法

分析了高斯滤波在实际工程表面评定中存在的不足 ,引入稳健估计理论 ,提出了一种新的基于高斯滤波的稳健算法 ,消除了表面异常值对高斯滤波效率的影响 ,提高了高斯滤波的稳健性 .实例分析结果表明 ,该方法能可靠地获得评定基准 ,实现表面信息的无失真提取和分析 ,较之于传统高斯滤波 。

空间直线度坐标测量的不确定度计算

根据空间直线度坐标测量的基本原理和新一代GPS(Geometrical Product Specification)标准的不确定度理论,提出了一种空间直线度坐标测量的不确定度的计算方法,从而保证了空间直线度坐标测量结果的完整性和有效性.实验结果表明根据空间直线度坐标测量的结果及其不确定度,可以依据ISO 14253-1给出的判定原则定量地对空间直线度进行评定.