一种基于灰度向量匹配的平面绝对位移测量方法

对于平面位移的测量,传统方法需要采用特殊机构将其分解为两个线性位移和一个角位移分别测量,因而测量系统复杂。随着数字图像处理技术的不断发展,采用该技术进行位移的测量已经成为现代测量技术发展的新方向。本文提出了一种新的基于图像处理的平面位移测量方法。该方法采用事先通过标定的图像,对自然标志(特征点)的提取和基于灰度向量匹配来完成绝对位移的测量。最后经实验验证了该原理的可行性。

绝对位移测量在隧道监控量测中的应用分析

分析隧道工程监控量测中绝对位移测量方法的运用,分别介绍现场两种测量方法,了解绝对位移测量在其中的运用流程,探讨绝对位移测量的应用方案,了解各个环节注意要点,最后得出启示,为今后隧道监控量测工作积累经验。

一种仅用单相绕组的新型绝对式角位移传感器

绕组结构是影响旋转变压器精度的关键因素之一,而VR旋转变压器的感应绕组和励磁绕组之间存在寄生电容,容易干扰信号。针对上述问题,在VR旋转变压器的基础上,设计了一种仅有单相绕组的定子和叶片形转子,结合电桥测量及自感原理的新型绝对式角位移传感器。通过切换电路改变绕线方式,实现精机和粗机绕线的切换,进而实现传感器的绝对测量。采用有限元仿真验证了分析的可行性,得到传感器精机和粗机结构仿真误差峰峰值分别为55.8″和5291″。搭建实验平台,设计传感器样机并进行测试,验证了所提出的传感器结构设计的有效性,在0~360°的采样范围内误差峰峰值约为0.104°。

一种分时复用的绝对式纳米时栅位移传感器设计

现代高端装备制造对精密位移检测技术提出了绝对位置测量、高精度和大量程的需求,针对绝对式位移量程与编码的矛盾,提出了一种基于分时复用方法的绝对式纳米时栅位移传感器。采用单列式时栅位移传感器作为绝对式传感器的精测部分,记为传感器A。为了实现绝对位移测量,增加一个周期数比传感器A少且互为质数的对射增量式时栅位移传感器,记为传感器B。利用传感器A与传感器B输出行波的相位值,通过查找表和定位计算实现绝对位移测量。提出了一种分时复用的方法,通过分时间段为传感器A与传感器B提供激励信号,可以有效降低传感器功耗。此外,传感器A与传感器B的感应电极在内部用引线连接,共用1组感应信号处理接口,减少了1组感应信号处理器件,节约了电路空间。采用多层PCB工艺制造了传感样机,搭建了实验平台并对样机性能进行测试。最终实验结果表明:在450 mm范围内,非线性测量误差达到±3μm。

基于差极结构的绝对式直线时栅位移传感器研究及测量误差特性分析

针对传统绝对式位移传感器复杂编码和严苛光刻加工的难题,提出了一种“精机定位+精机测量”的差极结构绝对式时栅位移测量新方法。传感器定尺分为两列对极数相差1的激励绕组,每列激励绕组由空间正交排布的正/余弦绕组构成。通过施加正交激励电流,采用动尺正弦形感应绕组拾取时变磁场,得到两路行波信号。通过信号解耦以精机定位和精机测量的组合测量方式实现绝对位移测量。重点开展了安装高度和安装误差对测量精度的影响分析。实验结果表明安装偏角会导致对极内直流电平和二次谐波误差明显增大,修正后传感器在量程90 mm的范围内,测量精度为±1.2μm,分辨力为0.1μm。

基于分时方法的高精度反射绝对式纳米时栅位移传感器设计

本文提出了一种反射绝对式纳米时栅位移传感器的传感方法。采用反射单列式传感器作为反射绝对式传感器的精密测量部分,记为传感器A。为了实现绝对位移测量,设计了一个与传感器A相差一个周期的反射单列式传感器,记为传感器B,利用传感器A与传感器B相位作差实现绝对位移测量。采用标准印刷电路板技术制作了传感器样机,搭建了实验平台,进行了实验测试。测试结果表明,激励电极引线方式对接收电极带来干扰,从而造成一次谐波误差。为了抑制误差,提出了交叉反射结构和分时方法,交叉反射结构将感应电极与另一端的反射电极引线相连,增大激励电极和接收电极的距离,分时方法通过不同时间段对传感器A和传感器B施加激励信号,并把不工作的电极接地。实验表明该结构和方法相互配合有效的抑制了干扰,最终在400 mm范围内,补偿后实现了±300 nm的测量精度。