RENISHAW测量系统在新产品开发中的应用

本文简介了ＭＡＮＤＥＬＬＩ加工中心机床中配置的ＲＥＮＩＳＨＡＷ测量系统的基本功能及其在加工中对夹具和工件进行检测的应用。

一种应用于大尺寸测量系统的坐标系自动标定方法

针对现有方法在标定过程中过于繁琐的问题,提出了一种应用于大尺寸测量系统的坐标系全自动标定方法。该方法通过固定两个在测量单元局部坐标系已知坐标的测量节点作为标记靶,测量单元之间相互测量彼此的标记靶获得标记靶上的测量点在不同坐标系下的坐标值,利用这些坐标值建立三维几何约束,从而自动标定不同坐标系之间的坐标转换关系。借助于精密激光定位系统平台进行实验验证,结果表明,所提方法可以实现测量单元局部坐标系之间的自动标定,降低了坐标系标定过程中的人工成本。在距离测量单元布站区域约2 m,大小为5 000 mm×5 000 mm×500 mm的测量空间中长度测量的精度在0.46 mm/m以内,测试点三维坐标测量的标准偏差在0.026 mm以内,可以满足绝大部分工业测量的需求。该方法极大的提高了系统的标定效率,有望为具有自动标定功能的大尺寸测量设备的产品化提供新的理论基础。

多尺度直线位移测量实验系统的开发与应用——以“机械工程测试技术”课程为例

为促进国家级一流本科课程“机械工程测试技术”的建设,开发了一套多尺度直线位移测量实验系统,包括直线位移台、采集控制器、测量分析软件。直线位移台通过步进电机带动丝杠移动检测板改变被测位移,设计了专用的传感器安装支架,可安装多种位移传感器。设计了采集控制器,实现电机控制、数据采集、供电等功能。基于LabVIEW软件开发了位移测量分析软件,可以进行多种位移传感器的灵敏度分析和信号采集分析。该实验系统已用于实验教学,且教学效果良好,可以锻炼学生分析和解决复杂测试问题的能力。

综合物性测量系统数据记录程序对磁测量影响的研究

综合物性测量系统配套的MultiVu测试软件自带一款数据记录程序“Data Logger”,能在后台记录设备的工作参数.可以与磁测量工作同时进行,有助于测试人员掌握设备工作状态,确保测试准确,方便统计机时.但试验发现,程序在工作过程中会因记录数据量增多和采样间隔减小等原因,占用过多的硬件资源,甚至会导致磁测量的数据丢点和曲线波动.对照技术文档进行分析,产生影响的不是计算机原因,而是综合物性测试系统的Model 6000控制模块的处理能力存在瓶颈.因此,在使用数据记录程序时,需要合理选择记录数据量和采样间隔等参数,保证测试结果的数据质量.

空间视觉测量相机地面检测及显示系统

为了给空间视觉测量相机的研制提供测试环境,充分测试空间视觉测量相机的功能及性能,基于相机的工作特点和实际测试需求,设计了空间视觉测量相机的地面检测及显示系统。地面检测及显示系统由一台高性能计算机、一台图像接收设备、图像显示软件和通信软件组成,适用于空间视觉测量相机单机、环境试验等多种情况测试。通信软件采取分布式设计,分为1个中心服务器软件、4个客户端软件;软件采用MFC架构,多线程方式运行,软件间采取TCP/IP协议进行通信。其中中心服务器软件负责与相机之间进行通信,通信协议为RS422;4个客户端软件分别实现对相机的指令控制、遥测数据的显示及监测、自动运行及在轨更新功能验证。经过多次单机测试及超过400 h的环境试验测试,空间视觉测量相机地面检测及显示系统运行稳定,对相机的各项功能及性能均能实现测试覆盖,能够满足相机研制过程中的各项测试及试验需求,提高了相机研制的测试效率。

中文版炎症性肠病残疾测量工具测量特征的系统评价

目的系统评价中文版炎症性肠病残疾测量工具的测量学特性及方法学质量。方法本研究系统检索PubMed、Web of Science数据库及中国知网、万方数据库、维普数据库中与炎症性肠病患者残疾测量工具测量学特性评价相关的研究,检索时限为建库至2023年9月12日。依据健康测量工具遴选标准(COSMIN)要求,由2名研究者独立进行文献筛选和资料提取。采用COSMIN偏倚风险清单及质量标准评定工具的测量学特性并形成最终推荐意见。结果本研究共纳入5篇文献,涉及4种中文版炎症性肠病残疾测量工具。纳入研究均未完整报告COSMIN方法学质量推荐的共10项测量特性,最终纳入的研究工具均为B级或C级推荐。结论推荐临床可暂时使用中文版炎症性肠病残疾指数、汉化版炎症性肠病患者疾病负担程度量表评估炎症性肠病患者的残疾情况,但其测量学特性尚需进一步验证。

全自动布氏压痕测量系统校准方法研究

以创新驱动和质量为先,加强量传溯源技术和方法研究,是我国计量发展规划的重要内容。开展全自动布氏压痕测量系统校准方法研究,解决其系统校准问题,满足力学性能试验中布氏硬度的检测技术要求,制定校准规范,实现全自动布氏压痕测量系统溯源,为国防工业、民用机械行业力学性能试验提供成功经验,发挥重要作用。

基于数字化测量技术工装杯锥系统研究

为了提高飞机大部件的生产制造效率,采用模块化的工装设计方案,保证了产品装配的灵活性。通过对产品制造的技术需求进行分析,确定了以杯锥系统作为工装模块化机构的一部分,设计其上下结构的杯锥定位方式,并通过FEMA分析,满足工装设计标准。同时基于激光跟踪仪数字化测量技术,介绍实际坐标系与理论坐标系拟合转化过程,分析其测量数据,确定偏差来源。利用跟踪仪自重水平仪建立大地坐标系,对杯锥系统的机械结构进行水平测量与调整,保证工装重心的稳定性。最后验证杯锥系统的重复定位精度,符合技术要求。采用模块化的工装杯锥系统方案,满足工装的高精度使用要求,提高最终产品的制造精度,节约成本,缩短制造周期。

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明:所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。

露天潜孔钻机随钻测量系统研发与应用研究

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统组成,可实现对钻进时间、钻进深度、钻进速度、钻杆轴压、回转力矩、回转速度、冲击风压和冲击风量等参数的实时准确测量、采集、计算、存储、显示和远程传输。结合某石灰岩矿钻孔数据,提出了一种反映岩性变化的数据整合方法,并借助钻孔成像试验分析了随钻测量技术在岩体结构面识别中的可行性。结果表明钻进速度和回转力矩对岩体结构响应最为灵敏,冲击风量和冲击风压在钻凿含孔洞的破碎岩体时表现突出,而钻杆轴压和回转速度在岩体结构识别中作用较小。研究成果在潜孔钻机随钻测量系统研发和随钻岩性识别等方面具有重要的理论意义和应用价值。

基于小型无人机的航磁测量系统研发及试验应用

高精度磁力仪是观测地磁场的基本仪器,也是开展高精度磁法测量的核心装备,广泛应用于放射性矿产勘查、多金属矿产勘查以及基础地质调查等领域。为实现在无人机平台上搭载高精度磁力仪开展航空磁测,满足铀资源及多金属等综合矿产勘查的需求,提高空白区和低工作程度区铀资源勘查效率,提出了一种基于FPGA芯片和STM32单片机的高精度磁数据采集系统设计方案,突破了高精度测频和数据采集系统小型化等关键技术,实现了设备小型化和低功耗。通过设计整形电路和FPGA内部基于多通道时间内插法的测频算法,实现了拉莫尔频率的高精度测量,进而得到了高精度的磁场数据;通过设计信号分压电路和24位A/D转换电路实现了磁通门三分量数据的高精度采集。基于STM32单片机实现对磁总场、三分量及辅助测量数据的采集和存储。经测试,该数据采集系统可实现15000~105000 nT磁总场数据和-100000~100000 nT三分量数据的采集。设计了小型集成化的磁数据采集系统机箱,对数据采集板、电源板和数据接口进行了系统集成,该系统和国外商业化产品相比,体积减小了45%,重量减小了71%,功耗降低了51%。在黑龙江某地区开展了试验飞行,磁静态噪声为0.004 nT,航磁动态噪声一级资料占比95.88%,数据质量可靠,满足基于小载荷无人机平台开展高精度磁测的需求,可为今后开展高精度磁测提供技术装备。

运载火箭测量系统综合化设计与实现

针对运载火箭传统测量系统设备功能单一、工作体制固化、体系架构封闭等问题,通过对系统技术特点、技术迭代过程和局限性的分析,基于运载火箭平台约束条件,提出一种适合当前应用的基于综合电子的开放式系统架构;其次,完成了基于该架构的综合射频终端研制,实现了小型化、轻质化、低功耗、可灵活扩展的综合化测量系统。所设计系统能够满足总体应用需求,在航天领域具有广泛的应用前景。

基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10 Hz~5 kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该测量技术的有效性。

面向光轴指向测量系统的光斑质心高精度实时解算方法

针对遥感卫星相机光轴指向测量系统的CMOS图像传感器易受空间环境影响,导致图像缺陷,进而影响光斑质心解算精度的问题,本文提出了一种高精度的光斑质心实时解算方法。仿真分析结果表明该方法能够准确地追踪图像中光斑位置的变化,从而验证了其分步解算策略的可行性。分别采用分步法、OTSU质心法和高斯拟合法对测量系统所采集的图像进行光斑质心的实时解算。实验结果显示,分步法的实时性好,光斑识别成功率最高,质心解算平均偏差和标准差最小,分别为0.026和0.029 pixels。该方法可以为光轴指向测量系统提供可靠的数据支撑。

基于轻量型移动测量系统的地外熔岩管3D探测与地表验证

熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问题,提出一种基于轻量型移动测量系统的熔岩管3D探测方法,利用穿戴式设备实现高效精细的地图构建和三维形态表达,并通过地球熔岩管探测进行验证。首先利用激光扫描高效获取熔岩管内点云,并基于迭代卡尔曼滤波算法生成熔岩管3D点云实时地图。然后结合地面滤波、管道壁提取、法向量估计等点云智能处理方法,实现熔岩管的三维智能化重建,并作形态学分析。选取海南省海口市的仙人洞及七十二洞作为地外熔岩管的模拟场景进行实验,结果表明,所提方法实现了熔岩管3D实时自主测图,生成的点云地图及3D模型相比于已有研究结果更精准、地貌形态细节信息更多,可更好地满足熔岩管的形态分析需求,有望为地外熔岩管探测提供基础。

用于三角测量大数值孔径双远心光学系统设计

测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面,设计用于线激光三角测量仪的大数值孔径双远心Scheimpflug成像光学系统。首先基于三角测量原理和线激光三角测量仪指标分析成像光学系统参数,然后结合像差灵敏度分析以及自由曲面像差特性,确定成像光学系统中自由曲面的位置和数量并进行优化设计。设计得到系统的数值孔径为0.2,成像范围为10 mm×14 mm,调制传递函数(MTF)优于0.6,最大畸变为0.21%,远心度优于0.3°。该系统具有大孔径、成像质量好、畸变小、双远心的特点,能够满足高精度线激光三角测量仪的应用需求。

激光测量技术在油气开采地形测量中的运用——评《地球化学在油气系统中的应用》

随着科技的进步,激光测量技术不仅在油气勘探领域得到广泛应用,还在环境监测、地形测绘等多个领域显示出其独特价值。在油气行业中,激光测量技术不仅提高了资源勘探的效率和准确性,而且有助于更好地规划开采作业,最小化对环境的影响。由(美)M.劳森等著作的《地球化学在油气系统中的应用》一书以Muglad盆地和Bighorm盆地作为案例,展示如何将地球化学测试技术与油气系统研究结合起来,为油气系统分析提供新的视角和方法。

基于FPGA的高精度频率测量系统设计及应用

针对石英晶体微天平(QCM)传感器应用于气体检测需要高精度频率测量,设计了一种基于FPGA的高精度频率测量系统;提出了一种基于锁相环的等精度频率测量方法,降低了频率测量的理论相对误差;设计了频率测量系统整体架构,根据整体架构完成了基于FPGA的高精度频率测量系统硬件电路,设计了一种包括频率测量、通讯、程序固化等模块的嵌入式软件,实现了基于FPGA的高精度频率测量系统的集成,并将其应用于基于QCM的二氧化碳气体浓度检测;实验结果表明,频率系统测量绝对误差不超过0.35 Hz,误差平均值为0.268 Hz,最大相对误差为3.5×10^(-8),频率测量分辨率可以达到0.1 Hz,该系统测量误差较小,稳定性较好,在基于QCM的二氧化碳气体浓度检测中具有较好的应用前景。

三角阵列式组合光幕坐标测量系统的研究

提出一种三角阵列式组合光幕坐标测量系统,以解决传统组合光幕靶在坐标测量中存在稳定性差,结构复杂以及成本高等难题。给出了半光强角为3°的发光元件和探测阵列组成的光幕系统设计方案,分析了系统的元器件选型和光幕搭建中探测阵列的工作原理,推导出了三角阵列式组合光幕弹着点坐标的计算方法。研究结果得出在搭建光幕靶架的长宽为1.1 m时,实际光幕测量范围为1 m×1 m,系统可测量直径大于5.7 mm的弹丸;在仿真与对比分析后表明三角阵列式组合光幕坐标测量系统可行。

基于HeNCORS的测量标志普查管理系统设计与实现

针对测量标志普查过程中存在的数据格式不一致、系统功能单一、定位精度不高等问题,综合利用Java、C#WinForm、地理信息等技术,提出了基于北斗位置服务的测量标志普查方法。基于HeNCORS的差分定位、普查软件桌面端和移动端、信息安全传输策略等关键技术,研发了基于HeNCORS的测量标志普查管理系统(App端和PC端),实现了与全国测量标志管理信息系统所需格式的无缝对接,提高了测量标志普查的效率和精度。实际应用表明,该系统具有成本低、操作便捷、易于规模化推广等优点,可为全省其他地市和县(区)测量标志普查工作提供参考。