基于CCD的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究

为了将农残检测的胶体金试纸条检测结果数值化，设计了基于线阵CCD的光电检测仪器，用其进行现场检测。仪器设计包括光路和电路部分，其中电路部分使用FIFO芯片进行数据缓存，有效降低了开发成本；采用自动定位插槽的定位装置，用于提高检测目标定位的准确度。实验测定了系统的工作曲线及参数，精度可达1ng／mL，线性范围为1～20ng／mL，符合农残检测范围。

软组织生物力学特性的测量:仪器设计

软组织的生物力学特性是诊断软组织病变的重要依据。本研究设计了一种新的仪器来在线测量软组织的生物力学特性。该仪器通过一个特别设计的集成传感器,获取软组织的应力和应变信息。集成传感器由超声传感器和应变片组成的压力传感器通过串连方式连接而成;对超声回波信号与发射信号进行互相关运算,获取软组织的应变信号,这个过程用FPGA来实现。基于软组织的生物力学模型和所获得的软组织的应力应变信号,提取软组织的特性参数。该仪器对超声回波信号和压力信号数据的采集,处理和显示通过DSP控制来实现;该仪器能测量软组织的不同层的厚度,便于运动检测和健身监测之用。

管道内地磁场特性分析及实验研究

将油气管道理想化为无限长的磁性材料圆柱腔,根据静磁场理论中的磁通连续性原理,分析了管道对地磁场不同方向分量的屏蔽系数,推导出油气管道内剩余地磁场强度与管道走向之间的关系,建立了管道内三轴磁传感器采集数据的数学模型,通过大量现场实验数据验证本模型。在管道走向检测领域具有重要意义,研究成果具有广阔的应用前景。

六自由度测试系统

本文所描述的测试系统基于激光全息分光技术和激光干涉测长技术，同时测定目标物体六个自由度的偏差。采用激光漂移补偿技术建立了稳定的激光束基准，采用磁光调制技术减小光强不稳定等因素对滚转角测量精度的影响，实现了多自由度较高精度的准直。实验表明，在激光光源距靶标１ｍ时，该系统σ重复性误差：线位移小于４μｍ，角位移小于４″，整个系统结构简单，测量效率高。

衍射法细丝直径的精密测量

分析了激光衍射法测量细丝直径技术中影响精度的几个主要因素，研究了一种微弱衍射条纹的精密处理及识别技术，有效地提高了测量精度。实测结果表明，文中讨论的技术能在１０～５０μｍ的范围内实现正负０．１μｍ的重复精度，分辨力优于０．０１μｍ。

测量地表声阻抗率的实验研究

建立一个声波能量从空气中耦合到地下的实验系统模型。采用音响作为能量源发射扫频的正弦波声信号穿透到地下土壤;用声级计和地震检波器串分别测得地表的声压级和震动速度,画出二者比值即地面声阻抗率的变化曲线,以此分析声/地震波耦合的效率及其影响因素。在给定音响喇叭相对被测地面高度的情况下,地表声阻抗率在73到90Hz这个范围附近出现了极小值。现场实验证明,该系统能有效完成测量任务,可用于地下浅层埋藏物探测的实验室研究。

基于SEM纳米切削装置的设计与实验

针对目前纳米切削机理研究方法中切削过程无法在线高分辨力观测等瓶颈问题,设计并搭建了一套集成于扫描电子显微镜高真空条件下的纳米切削实验装置,开展了该实验装置的运动精度分析、典型单晶材料纳米切削在线观测等研究.该装置在切削及切深方向均能实现7,μm的位移输出,闭环分辨力为0.6,nm.通过白光干涉仪对纳米切削台阶加工结果的测量,分析装置运动精度,实现了切深分别为59.3,nm、115.1,nm和161.2,nm的台阶结构加工.利用直线刃金刚石刀具对单晶铜和单晶硅材料进行了纳米切削实验,实验结果表明所研制的纳米切削装置能够实现纳米尺度材料去除的在线高分辨力观测.

转台离心机动态半径测试方法的研究

精确测量离心机动态半径长度是离心机研制工作的关键和难点。根据动态测试理论要求与离心机的实际情况,提出了一种对线加速度模拟转台离心机动态半径进行测量的新方法。该方法选择了两个电容传感器,一个测量径向变化,一个测量轴向变化,组成双通道测量系统。介绍了该系统的数据采集与传输方法,论证了动态测试原理及其实验过程。实验结果证明,该系统对于动态测量范围可达到200μm,动态重复测量误差达到±0.5μm。此法可推广应用到其它类似的动态测试系统中。

基于计算机视觉的MEMS测试系统

根据MEMS测试的要求 ,设计并实现了一种基于计算机视觉的MEMS测试系统。该系统是一个典型的光、机、电、算集成的MEMS测试系统 ,已应用于MEMS微结构几何尺寸和动态特性等的测量。因采用了亚像元定位技术 ,系统具有较高的测量精度。应用表明该系统具有较好的灵活性和扩充性 ,测量速度快 ,测试简便 。

测试电容传声器声压灵敏度校准方法的研究

通过对测试电容传声器声压灵敏度耦合腔比较法校准和静电激发器法校准的深入研究 ,提出了简单、快速地进行测试电容传声器声压灵敏度校准的有效方法 .由校准总不确定度的分析可知 ,这些方法能满足许多实际应用的需要 .

复合材料超声直线电机振动体表面微振动的测试研究

针对新型复合材料超声直线微电机CFRP(CarbonFiberReinforcedPlastic)振动体的振动模态 ,建立了测试振动体表面微振幅和固有频率的光机电系统 ,设计了求解最大多普勒频移的快速搜索算法 ,分析了误差产生的机理 。

液晶显示模块测试系统

本文介绍了基于LPC2214的手机用液晶显示模块的测试系统,该系统设计了可编程电源和电流测量功能块,从而实现对各种液晶模块的测量和控制。实践表明该系统可靠性高、精度高且易于实现。

MEMS测试系统的研究现状与面临的挑战

高性能的测试系统对MEMS的研究和开发具有重大的现实意义.本文结合MEMS共性特性的测试需求,通过讨论部分典型的MEMS测试系统,阐述了MEMS测试系统的研究现状,分析了构建MEMS测试系统所需的若干关键技术,提出了目前MEMS测试领域面临的一些主要挑战.

小型精密谐波转台角度定位精度标定与补偿

为了解决应用于关节型三维激光传感器的小型谐波转台角度定位精度标定的问题,提出了一种基于Renishaw双频激光干涉仪的单自由度小型谐波转台旋转角度测量和补偿方法。首先依据干涉仪角度测量原理和光路调节方法,建立了测量光路系统,分析了回转台装配误差对角度测量精度的影响并进行了有效调整,而后提出了小型谐波转台360°范围角度标定的实验方案,最后通过曲线拟合的方法分析了转台转角误差的测量数据,总结转台转角误差随位置改变的变化规律,并将误差补偿函数嵌入控制器中,对转台的每次运动进行实时有效补偿。实验结果表明使用该标定补偿方法能够将小型谐波转台的定位精度提高85%以上,补偿后的定位误差小于10″。采用该方法能够对小型谐波转台进行小间隔360°标定,标定后转台满足激光传感器空间精确定位的要求。

基于频闪成像技术的MAV气动外形三维视觉测试(英文)

在目前的实验条件下虽已掌握了大量的气动外形测试数据和分析结果,但这些实验都是基于高速影像设备来完成物体运动记录的.为此,提出了一种基于频闪成像探测技术的柔性气动外形三维视觉检测方法,基于此方法,能够在不具备高速影像设备的条件下获取微小型飞行器(MAV)柔性气动外形的连续图像数据,使用尺度不变特征转换(SIFT)方法提取出描述表面纹理特性的特征点,在频闪图像中的各个不同位置依次进行搜索、匹配,找出特征点的同名点.为了提高跟踪精度,使用了RANSAC方法对误匹配对进行消降.实验结果表明,该方法不仅能实现柔性外形的形态学变化检测,而且能建立一幅频闪图像中不同位置上提取出的特征点之间的关系,从而计算出气动外形上特征点的运动轨迹.整个实验框架是基于双目立体视觉测量原理来满足检测与跟踪的高精度及可视性的.

多媒体课件的设计制作与教学实验的研究

介绍使用3DS MAX和Flash MX制作电子皮带秤多媒体课件的方法。该课件最终做成的三个flash文件分别展示了电子皮带秤的仪器外观、结构和测量过程,促进了教学的互动。

数字光栅测振传感器性能分析与测试

为完善光栅测振传感器的性能,将光栅莫尔条纹技术应用到振动测量,在完成光栅测振传感器原理性实验的基础上,进行了理论分析,并就其特性进行了实验研究.通过构建高精度光栅传感器测试系统,对传感器的静动态特性进行深入研究,并建立了动态模型.实验证明,光栅测振传感器分辨力可达0.025μm,动态频率误差小于1.5%,振幅误差小于3.8%.

基于SEM的原位纳米切削实验研究

利用自主研制的纳米切削装置,对单晶铜材料开展了基于SEM在线观测的原位纳米切削实验.分析了纳米尺度切削深度为10~200,nm时的切屑形态以及材料去除机制.研究了金刚石刀具刃口半径以及切削速度对切屑变形系数的影响.结果表明,随着纳米尺度切削深度的减小,切屑变形系数逐渐增大,且当切削深度小于刀具刃口半径时,切屑变形系数急剧增大.此外,刃口半径和切削速度对切屑变形系数也有着重要的影响.刃口半径越大,切屑变形系数越大,而切削速度越快,切屑变形系数越小.

SMT中BGA芯片管脚共面性在线测试方法的研究

以 BGA芯片为例 ,成功地将激光线结构光传感器用于表面安装技术中管脚共面性在线测量 .提出并研制了测量实验系统 ,建立了测量系统数学模型 .提出了以接触面为基准平面的管脚共面性评价方法 ,并对测量系统的动态误差进行了实时修正 .为实现在线测试提供了方法和理论依据 .

柔性电容式触觉传感器的研究与实验

类似"人工皮肤"的触觉传感器在人工智能、医疗器械等领域有着广泛的应用。利用柔性电路板加工工艺设计了一种基于分布电容的触觉传感器,并分析了其工作原理。设计的触觉传感器主要由3层膜结构压制而成,包括上层电极层、中间间隔层和下层电极层,并在每一触元上表面粘贴一硅胶触点以增大灵敏度。针对柔性电路板的不同形式和间隔层不同厚度,加工了9种不同参数的触觉传感器,并对这9种传感器进行了量程、灵敏度、线性度等实验对比。实验证明,通过这2个参数的选择可以获得不同量程和灵敏度的触觉传感器,可根据实际应用场合选择具体参数以满足应用需求。同时阵列扫描实验证明设计的触觉传感器可以获得其表面的受力情况,并可以将触觉力在上位机上可视化的显示出来。