基于三维光电传感器的接触式探头优化设计

文章设计了一种适用于微纳米三坐标测量机(coordinate measuring machine,CMM)的光学接触式探头,介绍了该探头的结构和原理,并建立了探头的灵敏度模型;依据三维方向等刚度和等灵敏度的原则,得出了探头结构的最优参数;对探头刚度进行仿真验证,并对探头在三维方向上的灵敏度和重复性进行了测试。实验结果表明,探头在三维方向灵敏度约为0.26V/μm,灵敏度近似相等且线性度良好,重复性优于14nm。

基于遗传算法和Elman神经网络的接触式探头动态特性补偿

动态特性不理想是接触式探头系统动态测量误差的重要来源,严重制约探头测量速度和精度的提升。提出一种基于遗传算法优化Elman神经网络的探头动态特性补偿方法。针对微纳米接触式探头,采用遗传算法优化Elman神经网络的方法对其动态响应输出信号进行了补偿,使用自适应递推最小二乘方法辨识出补偿前后的探头系统动态模型。探头系统的动态测量不确定度由补偿前的77.8 nm减小至12.1 nm。遗传算法具有较好的全局搜索能力,克服了Elman神经网络容易陷入局部极值的缺陷,该动态补偿方法具有较快的网络训练速度和较高的动态补偿精度。仿真分析及不确定度评定结果都验证了该方法的有效性。

非接触式管道通径检测器

管道通径检测器是用来准确定位油气管道变形位置及变形量的重要装置。针对传统的接触式通径检测器探头易磨损、通过性能差等缺陷,提出一种基于非接触式大位移多通道电涡流检测技术的新型管道通径检测器。文中重点介绍该通径检测器的工作原理、结构及工作过程。研发的样机在DN159 mm管道中进行的拖拉试验结果表明:该检测器整体性能达到设计指标,能够在一定程度上取代接触式通径检测器。

用于纳米三坐标机的非接触式触发探头的研制

在进行微米级测量时,纳米三坐标机常用的接触式探头会损伤软的或脆的待测品。该文研制了一种用蓝光DVD读取头作为传感器的非接触式触发探头。该探头的测量原理是当待测样品位于探头聚焦面时,聚焦误差信号返回值为零。将该探头安装于三维纳米平台上实验,结果显示触发分辨率达1nm,标准差约12nm。

非接触式管道通径检测器

管道通径检测器是用来准确定位油气管道变形位置及变形量的重要手段之一。针对传统的接触式通径检测器探头易磨损、通过性能差等缺陷,本文提出一种基于非接触式大位移多通道电涡流检测技术的新型管道通径检测器。本文重点介绍该新型通径检测器的工作原理、结构及工作过程。研发的原理样机在DN159 mm管道中进行的拖拉试验结果表明,该检测器整体性能达到设计指标,能够在一定程度上取代接触式通径检测器。