强流脉冲束流位置探测器标定技术

电子直线感应加速器性能提升对束流探测器提出了高精度测量要求,由此不仅要求高精度的探测器设计装配技术,而且也要求探测器的准确标定。从强流脉冲束流位置探测器测量原理出发,从理论和实验两方面开展强流脉冲束流位置探测器标定技术研究。在理论上采用解析方法,分析了不同的计算处理方法和标定方法的标定效果,提出了特征平面标定,在建立的位置标定系统上,对用于多脉冲电子直线感应加速器的No.23电阻环进行了标定实验研究,实验结果验证了理论分析结果,根据理论和实验研究结果,确定了强流脉冲束流位置探测器标定方法。

位置探测器与加速度计结合的测振方法

非接触式的振动测量方法具有非侵入和易布置的优点,在实际的工业生产和科研实验中有广泛的应用,但目前的非接触测量方式对测量装置自身受环境冲击振动产生的影响考虑较少。文中提出了一种振动自补偿的低成本的测振方法,采用位置探测器测量振动信号,并利用MEMS加速度计测量测振系统自身振动用于补偿。搭建实验系统对该方法进行了验证。实验结果表明:基于位置探测器的方法能够测量待测物体与测振系统间的振动,而MEMS加速度计能够测量环境引起的测振系统自身振动。经补偿后,环境振动冲击对使用位置探测器方法得到的振动测量结果的影响显著减弱。

基于局域最大值法单木位置探测的适宜模型研究

以凉水自然保护区为研究区域,基于机载激光雷达数据,采用动态窗口局部最大值法对郁闭度较高的针叶林进行单木位置自动提取。采用树冠高度模型(CHM)和树冠最大模型(CMM)配合两种动态窗口,即树高-树冠大小回归方程和该方程的95%预测下限来探测树冠顶点,用探测百分比、1∶1对应关系的单木个数、生产者精度和用户精度进行了精度评价。结果表明:利用CMM能够抑制树冠内部枝杈产生的错判现象;利用树高-树冠大小回归方程95%的预测下限做动态窗口,能够有效防止在局部最大值方法中产生的小树漏测现象。因此,利用CMM和95%的预测下限做动态窗口的局域最大值法有利于提高单木位置探测的精度,为密林中自动地探测单木位置提供依据。

传力杆位置探测与传荷能力影响分析

对分别采用支架法和DBI法施工的水泥混凝土路面传力杆空间位置的现场探测表明:传力杆的支架法施工质量要优于DBI法施工质量,同时得到了路面施工结束后的传力杆空间位置偏差的范围和主要规律。继而通过三维有限元模型,分析了传力杆不同偏差情况下,水泥混凝土路面板内应力分布和传力杆偏差所造成的路面主要破坏形式。并通过室内疲劳试验,评价了传力杆不同偏差情况下(水平面内和垂直面内0°,5°,10°,15°)的接缝传荷能力衰减规律。最后对疲劳试验后的试件进行逐级加载,估算了传力杆的松动量,验证了接缝传荷能力下降的原因。

基于PSD的强背景下光点位置探测技术研究

目前基于PSD的光电探测应用大多是以激光入射,有效信号远强于背景,为了满足更大的测量需求,本文提出了一种基于PSD的强背景下探测闪光点空间位置的方法。设计了预处理电路将PSD产生的微弱电流信号转换为电压信号并经过高速AD转换为数字信号,分析了背景信号对PSD测量结果的影响,提出了在软件中减去背景和暗电流以提取有效信号并对其进行精确计算的方法。用LED做闪光点在不同室外背景下进行了相关实验,结果表明:该方法可以实现200kHz的高速测量,有效去除了不同背景和暗电流的影响,强背景下测量线性误差在1.2%以内。

基于BEPCⅡ的数字束流位置探测器信号处理算法的FPGA实现

数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总体设计和实现方案;其次介绍了数字BPM算法各功能模块的设计原理及其在FPGA中的具体实现方法;最后在输入信号频率499.8MHz、强度-10dBm、BPM探头灵敏度系数23的条件下进行了实验室测试。实验结果显示:逐圈位置分辨达2.96μm,快响应位置分辨达0.65μm,闭轨位置分辨达0.33μm,验证了本算法在束流位置测量中具有良好性能。

BEPCⅡ束流位置探测器的CST计算

束流位置探测器是最重要的束流测量部件之一,在北京正负电子对撞机二期(Beijing Electron Positron Collider II,BEPCII)的直线段、传输段和储存环上分布着包括纽扣型、条带型在内的多个束流位置探测器(Beam Position Monitor,BPM)。本文利用CST(Computer Simulation Technology)软件的微波工作室和粒子工作室对BEPCII上的BPM相关参数进行了计算,其中包括BPM的信号强度、水平方向和垂直方向的灵敏度、纵向转移阻抗以及电极间的耦合参数等,比较了理论计算结果与实验测量结果之间的差别,计算了直线段条带型BPM的信号与频谱。这些工作是对现有BPM性质的深入了解,而相关计算方法对新机器如高能光源和环形正负电子对撞机上BPM的设计具有重要指导意义,为分析新建加速器的BPM相关问题提供了理论依据。

光电位置探测器的环境光补偿方法的研究

介绍了二维连续分布式光电位置探测器（ＰＳＤ）的工作原理；提出了用具有相同性能参数的ＰＳＤ作为补偿器的补偿方法。以ＰＳＤ为补偿器，配以合理的运算电路，基本消除了背景光和环境温度的影响，增加了它的实用性。

用于粒子加速器位置监测的静力水准系统与线位置探测器的比对研究

本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS测量精度的主要因素,通过温度补偿,可得到较为精确的结果;湿度变化改变张紧线的下垂量,从而影响WPS的测量精度。在环境稳定的情况下,WPS与HLS对同一点的测量结果差值的均方根误差最大为0.003 37mm,在误差允许范围内,因此两者可组合使用。

位置探测器PSD应用于三维坐标测量的理论研究

提出了一种应用位置探测器 PSD进行三维坐标测量的新技术 ,介绍了由三套 PSD对空间发光点交汇成像而构成的三坐标测量系统。阐述了该系统的测量原理及测量精度分析。该系统具有结构简单、应用方便、自动化程度高、测量精度高、适用范围广等重要特点 ,可有效地应用于机械制造、机器人及汽车检测。

多编码棒磁敏式控制棒位置探测器

提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置探测器—多编码棒磁敏式控制棒位置探测器。对于实现N个测点的棒位探测器而言,它由一个开关组件与和一根芯棒组成。开关组件内设置了k个磁性开关并在同一平面上环向均布。非导磁芯棒四周镶嵌了k排永磁铁并按一定的规律布置。在芯棒随控制棒加长杆在开关组件中心孔内上下运动时,永磁铁经过磁性开关将使之闭合;反之,开关断开。通过拾取与磁性开关相串联的电阻上的输出信号并进行相应的处理即可判断控制棒的堆内位置。

侧扫声纳在水下坡脚线位置探测中的精度分析

根据国家海洋局印发的《海籍调查规范》,填海工程用海范围算至填海边坡水下坡脚线。在填海工程竣工验收中,水下坡脚线主要使用侧扫声纳获取。通过对侧扫声纳探测水下坡脚线位置的误差来源进行分析,提出了一系列提高侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度的措施,并将其应用到实际工作中,对侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度进行了验证。结果表明,侧扫声纳在填海工程水下坡脚线探测中的位置精度满足《海籍调查规范》中水下坡脚线平面位置精度要求。

基于束流位置探测器的束团长度测量

分析了驱动电子束团的频域特性,研究了基于该特性进行长度测量的理论基础;使用三维模拟软件对束流位置探测器(BPM)进行建模,用模拟的方法对传输阻抗进行了数值计算;对不同长度的束团进行了测量和计算,并且分析了束团位置在真空管道中偏移对束团长度测量的影响。由测量结果可见,电子束团长度在10～100ps(3～30mm)时,测量误差均小于2%,满足中国工程物理研究院高平均功率自由电子激光太赫兹实验测量的使用要求。

强流脉冲束流位置探测器标定装置物理设计

从强流脉冲电子直线感应加速器电子束流位置探测器测量原理出发,进行了标定装置物理设计,确定标定装置采用同轴结构,对束流探测器位置测量精度和测量范围、偏心同轴线对位置标定结果的影响进行了理论分析,并根据分析结果确定同轴结构内外导体相对位置调节范围、同轴线长度和特性阻抗。电路模拟和实验测量结果验证了在非匹配传输条件下可以得到满足位置标定要求的快脉冲信号波形。

基于位置探测器的激光跟踪系统设计

针对位置探测器在测量时,容易出现所得跟踪目标精度较低、很难实时反馈出被测对象的空间坐标信息等问题,提出基于位置探测器的激光跟踪系统设计方案。首先对四象限探测器角位置测量精度实施分析,根据探测器的光斑位置实际偏差获取主要噪声源,然后设计激光跟踪系统检测光斑位置,并通过低通滤波对信号放大处理,能够大幅降低噪声,提高信号的信噪比,最后运用补偿控制函数优化跟踪处理单元,根据四象限探测器检测目标位置,充分结合角速率和角位置信息,利用PID控制算法实现视轴稳定与目标跟踪。实验结果表明:本文跟踪系统能够减少运算复杂度、跟踪目标精度较高、跟踪误差较小,具有较高实用性和显著优越性。

基于激光雷达的运动目标位置探测研究

运动目标位置探测是当前研究的热点问题,针对当前运动目标位置探测方法存在的精度低、速度慢等不足,以获得理想的运动目标位置探测结果为目标,提出基于激光雷达的运动目标位置探测方法。首先运动目标位置探测原理进行分析,找到运动目标位置探测结果不理想的因素,然后采用激光雷达得到运动目标的仰角与方位角,建立构建目标运动方程,然后引入机器学习算法建立运动目标位置探测模型,实现运动目标位置探测,最后进行了运动目标位置探测仿真实验,结果表明,本文方法的运动目标位置探测精度高,运动目标位置探测误差小于对比方法,而且运动目标位置探测时间短,加快了运动目标位置探测速度。

复杂多向转动液压并联机构位置探测系统优化设计

多向转动液压并联机构广泛应用于复杂的机械工业场景中,其位置探测系统需要实时高精度的获取位置信息。针对多向转动液压驱动并联机构具有极强的机械耦合性,复杂工况下位置探测精度误差大的问题,在多向转动液压并联机构运动学模型基础上,通过对有源敏感器件的信息特征分析,构建了全维动态观测器来实时观测该系统的实时状态,进一步对多向转动液压驱动并联机构位置探测系统模型进行重构,利用最小方差自校正和自适应PID控制方法减小位置探测误差,构建了位置探测系统的实验平台,实验结果表明,采用双重控制方法能够快速的提高位置探测系统的位置探测精度,实现整个系统的强鲁棒性。

PSD光电位置探测器在炮口自动校正系统的应用

炮口校正作为坦克火控系统中一个涵待解决的问题一直受到大家的关注.由于一直找不到理想的探测器,使研究工作一度停滞.该文采用的PSD探测器有位置分辨率高、光谱相应宽、响应速度快、位置和光强同时测量等特点,可以满足炮口校正的动、静态要求,实现火控系统对身管变形的修正,使研究工作向实用阶段发展.

边界元法计算束流位置探测器的灵敏度系数

为满足高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)束流位置测量的需求,研制了各种类型的束流位置探测器(Beam Position Monitor,BPM)。位置灵敏度系数是BPM的一项重要参数,通过它可以精确计算束流的位置。使用边界元法计算束流位置探测器的灵敏度系数,适用于在无法使用天线模拟束流进行实际测量和有限元软件进行模拟的场合。以HEPS储存环BPM的参数为例,首先用边界元法分析计算了具有圆形横截面的BPM的位置灵敏度系数,在此基础上,分析了椭圆形(HEPS增强器)与八边形(BEPCⅡ储存环)管道的系数。将该方法应用于BPM的设计与分析中,确定了高能光源增强器BPM纽扣电极的方位角和北京正负电子对撞机BPM的纽扣电极间距。此外,计算了上述BPM的位置灵敏度系数分布Mapping图。圆形管道BPM的位置灵敏度系数结果与解析值接近,相对误差在1%左右,椭圆形与八边形管道BPM的计算结果与实际测量结果的偏差都在2%左右,证明了边界元法计算束流位置探测器的位置灵敏度系数是一种可靠的方法,可用于BPM的设计与相关问题的分析。

0．1级准确度电测量指示仪表用表针位置探测器

０．１级准确度电测量指示仪表用表针位置探测器卢全昌（武汉工学院）０引言按国标ＧＢ一７７６一７６，电测量指示仪表最高准确度等级是０．１级，其基本误差为０．１％。欲实现此种仪表的自动化生产，如自动划表盘分度尺，关键是要有足够准确度的表针位置探测器。为此，...