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基于对称布局激光位移传感器的复杂光机结构低温形变测量方法
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作者 唐晓 杨宝玉 +3 位作者 吴亦农 单成栋 李杰 李玉涵 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期219-227,共9页
辐射制冷器的复杂光机结构从常温装调工况到低温工况时出现热变形,造成探测器和透镜组件位置发生相对变化,从而影响探测器成像。在光路装调前应通过计算和测量得到该低温形变值。针对真空低温环境下复杂结构内微小位移测量的困难,设计... 辐射制冷器的复杂光机结构从常温装调工况到低温工况时出现热变形,造成探测器和透镜组件位置发生相对变化,从而影响探测器成像。在光路装调前应通过计算和测量得到该低温形变值。针对真空低温环境下复杂结构内微小位移测量的困难,设计了一种使用被测工装的激光位移传感器测量方案。该方案对称布置多个激光位移传感器,测量安装在复杂结构上的被测工装,间接测量了辐射制冷器上探测器和透镜组件从常温到低温的位移,计算得到低温形变测量值。之后在W型辐射制冷器的低温形变测量试验中,通过维持传感器温度控制了随机误差,对称布置传感器得到两侧数据,减小了系统误差对平均测量值的影响,并分析了测量结果的误差来源。试验结果表明,测量得到约50μm的低温形变值,该测量方法经误差传递得到的测量误差为10μm数量级,与计算值的相对误差在20%左右。相比需低温标定的测量方法,该测量方法提高了辐冷器低温形变值测量精度,相对误差与真空环境下全场测量案例的相对误差接近,得到的低温形变测量值可以指导光学校正前的室温装调。 展开更多
关键词 辐射制冷器 激光位移传感器 热变形 复杂光机结构
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激光位移传感器工作温度条件下的校准
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作者 王景凡 毛斌 +3 位作者 刘辉 黄璐琦 冯斐 何灵芝 《中国测试》 北大核心 2025年第2期127-131,共5页
激光位移传感器的输出受环境温度的影响,而在其使用过程中,存在工作温度偏离校准温度的情况。为探究激光位移传感器在工作温度条件下的校准方法,利用恒温箱模拟传感器的工作温度,用激光干涉仪作为测量标准,设计校准装置。基于该装置,对... 激光位移传感器的输出受环境温度的影响,而在其使用过程中,存在工作温度偏离校准温度的情况。为探究激光位移传感器在工作温度条件下的校准方法,利用恒温箱模拟传感器的工作温度,用激光干涉仪作为测量标准,设计校准装置。基于该装置,对同一激光位移传感器分别在实验室温度20℃与模拟工作温度(5~45℃)下开展校准试验,结果表明该方法可以跟踪不同温度下的传感器输出,试验结果线性度可达0.2%。分别用线膨胀系数较低的石英玻璃与微晶陶瓷材料作为校准装置位移传递的主要部件,并对同一激光位移传感器进行对比试验,结果表明基于微晶陶瓷材料的校准装置具有更好的时间稳定性。 展开更多
关键词 计量学 激光位移传感器 位移校准装置 温度条件
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激光位移传感器在自由曲面测量中的应用 被引量:68
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作者 李兵 孙彬 +1 位作者 陈磊 魏翔 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1939-1947,共9页
以点激光位移传感器(HL-C211BE)为对象,研究它在自由曲面测量中的应用。针对激光位移传感器因测点倾角代入的测量误差,提出了一个可以量化的倾角误差模型。基于直射式点激光三角法原理,分析了激光光路的几何关系,从会聚光斑光能质心发... 以点激光位移传感器(HL-C211BE)为对象,研究它在自由曲面测量中的应用。针对激光位移传感器因测点倾角代入的测量误差,提出了一个可以量化的倾角误差模型。基于直射式点激光三角法原理,分析了激光光路的几何关系,从会聚光斑光能质心发生的偏移推导出倾角误差模型。随后,用高精度激光干涉仪和正弦规对激光位移传感器进行校对实验,并用误差模型对测量结果进行补偿。结果显示,补偿后激光位移传感器的测量精度得到明显提高。对一非球面凸透镜进行了实验测量,得到了自由曲面测点倾角的计算方法,并用倾角误差模型修正了测量数据。实验结果表明,量化的倾角误差模型可以将激光位移传感器的测量误差控制到小于10μm,满足激光位移传感器在自由曲面测量中应用的要求。 展开更多
关键词 激光位移传感器 自由曲面测量 非接触测量 三角法测量 误差补偿
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基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定 被引量:20
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作者 毕超 房建国 +2 位作者 刘京亮 刘勇 李成玮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期678-685,共8页
搭建了非接触式的三坐标测量系统以便精密测量三维型面。将激光位移传感器通过具有两个回转轴的回转体安装在测量机的Z轴上,从而可根据待测表面的形状来调整传感器的方位。为了使传感器在各个方位上实现测量功能,提出了基于球形目标的... 搭建了非接触式的三坐标测量系统以便精密测量三维型面。将激光位移传感器通过具有两个回转轴的回转体安装在测量机的Z轴上,从而可根据待测表面的形状来调整传感器的方位。为了使传感器在各个方位上实现测量功能,提出了基于球形目标的光束方向标定方法,并详细阐述了其数学原理。标定时,驱动测量机使传感器分别沿测量机的X,Y和Z轴做等间距步进,根据步长和激光束长度的变化建立方程组求解出激光束所在直线的单位方向向量。最后,多次测量尺寸参数已知的六面体标准块规,检验了该测量系统的重复性。结果显示,该系统的测量不确定度为0.048mm;测量另一直径已知的被测球时,传感器在各个方位上的误差小于0.05mm,表明所提出的标定方法使测量系统达到了逆向工程的使用要求。得到的数据表明,本文所提出的方法有较高的标定精度和较好的重复性,为实现三维型面的快速扫描测量奠定了基础。 展开更多
关键词 激光位移传感器 光束方向 非接触测量 三维型面测量 三坐标测量机 标定
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基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测 被引量:15
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作者 洪波 尹力 +1 位作者 李毅 李湘文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期3013-3016,3023,共5页
针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对... 针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 激光位移传感器 角焊缝 位姿检测 坡口间隙 定位焊缝
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集成激光位移传感器和编码器的曲面仿形测头研究 被引量:12
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作者 袁江 邱自学 邵建新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2488-2493,共6页
为实现对大量程自由曲面的高精度仿形测量,提出了一种利用闭环运动控制技术集成激光位移器和线性编码器的新方法。采用线性编码器和精密线性机构以及运动控制卡组成Z向位移量伺服随动系统,步进电机自动调整激光位移传感器位置使其工作... 为实现对大量程自由曲面的高精度仿形测量,提出了一种利用闭环运动控制技术集成激光位移器和线性编码器的新方法。采用线性编码器和精密线性机构以及运动控制卡组成Z向位移量伺服随动系统,步进电机自动调整激光位移传感器位置使其工作在中心范围(95~105mm)内,线性机构位移量可由线性编码器测量得到,自由曲面的起伏变化可通过激光位移传感器和线性编码器的输出而得到。与激光位移传感器进行了线性度、示值误差以及重复性等精度参数对比实验,结果表明系统在扩大测量范围的同时具备较高的测量精度。 展开更多
关键词 自由曲面 激光位移传感器 线性编码器 测量精度
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基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别 被引量:5
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作者 尹力 洪波 +2 位作者 李湘文 李毅 唐明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期60-64,共5页
针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础... 针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础上,利用各谐波分量之间线性空间关系,提出了大梁焊缝偏差解算方法,消除了坡口角度和工件偏转等非偏差因素对偏差检测的干扰.对某集装箱大梁纵缝进行焊缝偏差识别试验.结果表明,该方法对坡口间隙和定位焊缝具有良好的抗干扰能力,为大梁自动焊偏差识别提供一种新的理论和实践参考. 展开更多
关键词 激光位移传感器 焊缝偏差识别 大梁自动焊 坡口间隙 定位焊缝
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透镜形式对激光位移传感器精度影响的研究 被引量:5
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作者 来新民 王以忠 +1 位作者 张大卫 曾子平 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第1期81-84,共4页
在试验研究基础上,分析了物镜形式对激光位移传感器测量精度的影响,讨论了图象处理的阈值确定方法.采用3σ准则和样本平均降低了光源不稳定对精确度的影响.认为在采用三次样条拟合定标曲线的前提下,可用单片透镜代替非球面透镜.
关键词 激光位移传感器 CCD 位移传感器 透镜 精度
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神经网络在激光位移传感器误差补偿中的应用 被引量:6
9
作者 来新民 曾子平 +2 位作者 黄田 林忠钦 王以忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第8期899-902,共4页
为降低入射角对激光位移传感器测量精度的影响, 提出一种新型的误差补偿方法:先采用 B P 神经网络实现测量误差与法矢章动角和进动角的映射关系, 再借助于该映射进行误差补偿。实验结果表明所提出的误差补偿方法可有效地提高激光... 为降低入射角对激光位移传感器测量精度的影响, 提出一种新型的误差补偿方法:先采用 B P 神经网络实现测量误差与法矢章动角和进动角的映射关系, 再借助于该映射进行误差补偿。实验结果表明所提出的误差补偿方法可有效地提高激光位移传感器的测量精度。在此基础上, 进一步提出了自由曲面测量误差的补偿方法。 展开更多
关键词 激光位移传感器 神经网络 BP算法 误差补偿
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一种量化的激光位移传感器倾角误差补偿模型 被引量:39
10
作者 孙彬 李兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期996-1004,共9页
激光位移传感器具有非接触、测量范围大、测量效率高等优点,广泛应用于精密检测领域。然而,倾角误差是影响激光位移传感器测量精度的主要因素之一,为了提高激光位移传感器的测量精度,有必要对其进行分析研究,推导出能够在工程中应用的... 激光位移传感器具有非接触、测量范围大、测量效率高等优点,广泛应用于精密检测领域。然而,倾角误差是影响激光位移传感器测量精度的主要因素之一,为了提高激光位移传感器的测量精度,有必要对其进行分析研究,推导出能够在工程中应用的可量化的倾角误差补偿模型。首先从激光三角法测量原理开始,深入分析了激光光束的光路和光强损失的原因,然后根据光路的几何特征建立了物像方程,从倾角误差机理推导出一种可量化的误差模型,最后用激光干涉仪和正弦规在四坐标测量仪上。对激光位移传感器进行了倾角误差实验,把测量得到的数据经误差模型修正后,可以将传感器的测量精度控制在10μm以内。结果表明,所提出的倾角误差模型准确有效,在对复杂曲面的测量应用中,具有一定的使用和推广价值。 展开更多
关键词 误差补偿 三角法测量原理 激光位移传感器 激光干涉仪
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集成激光位移传感器与线性编码器的自由曲面测量方法及系统 被引量:5
11
作者 王菽芳 邱自学 +2 位作者 袁江 邵建新 吴静雅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第7期4-6,9,共4页
利用激光位移传感器在小测量范围内精度高和线性编码器大量程高精度、动态测量的特点,研究开发了一种大量程自由曲面非接触测量系统。分析了激光位移传感器和线性编码器的测量原理和特点,并对其进行了相关实验标定。以LabVIEW为系统软... 利用激光位移传感器在小测量范围内精度高和线性编码器大量程高精度、动态测量的特点,研究开发了一种大量程自由曲面非接触测量系统。分析了激光位移传感器和线性编码器的测量原理和特点,并对其进行了相关实验标定。以LabVIEW为系统软件平台,采用改进多项式自动跟踪算法对一球体截面进行了测量。实验结果表明:该系统测量稳定可靠,可对测量倾角≤±45°的自由曲面进行高精度测量。 展开更多
关键词 自由曲面 非接触测量 激光位移传感器 线性编码器 LABVIEW
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激光位移传感器在角度测量中的应用 被引量:11
12
作者 朱万彬 钟俊 莫仁芸 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第6期131-133,共3页
激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性,可应用在很多方面,将其用在测量工件的角度上能够实现角度的高精度测量。通过步进电机带动激光位移传感器扫描二面角的2个面,然后对测量的数据采用Matlab程序做最小二乘拟合,得到二... 激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性,可应用在很多方面,将其用在测量工件的角度上能够实现角度的高精度测量。通过步进电机带动激光位移传感器扫描二面角的2个面,然后对测量的数据采用Matlab程序做最小二乘拟合,得到二面角两边的斜率,从而求出角度。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,导轨和步进电机重复定位精度高于3μm,则测量角度的精度高于1″。 展开更多
关键词 角度测量 激光位移传感器 最小二乘拟合 精度
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激光位移传感器测量表面粗糙度的实验装置和方法 被引量:6
13
作者 花广如 王进峰 +1 位作者 王洪运 刘彦丰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第8期78-80,共3页
为了实现表面粗糙度的无损测量,设计了一种基于激光位移传感器的粗糙度测量系统。硬件系统由激光位移传感器、X-Y十字滑台,步进电机,驱动器,PLC控制器组成。软件系统由激光位移传感器上位机软件和Matlab程序组成。十字滑台带动被测对象... 为了实现表面粗糙度的无损测量,设计了一种基于激光位移传感器的粗糙度测量系统。硬件系统由激光位移传感器、X-Y十字滑台,步进电机,驱动器,PLC控制器组成。软件系统由激光位移传感器上位机软件和Matlab程序组成。十字滑台带动被测对象沿X轴或Y轴移动,激光位移传感器测量Z向位移数据。上位机软件将采集数据导出后,经由Matlab计算粗糙度值。铝合金平面和塑料件平面测试表明该实验装置和方法有效。 展开更多
关键词 粗糙度 激光位移传感器 MATLAB
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三角法激光位移传感器的参数优化设计与分析 被引量:17
14
作者 严索 李顶根 于召亮 《电子测量技术》 2012年第10期21-24,共4页
根据激光三角位移传感器的工作原理,分析了入射激光与光轴夹角θ,CCD与光轴夹角φ,物方截距磊,焦距厂等光学参数之间的约束关系,进而由粒子群优化算法(PSO)研究约束下的激光位移传感器光学部分的测量精度问题,得出光学参数对光... 根据激光三角位移传感器的工作原理,分析了入射激光与光轴夹角θ,CCD与光轴夹角φ,物方截距磊,焦距厂等光学参数之间的约束关系,进而由粒子群优化算法(PSO)研究约束下的激光位移传感器光学部分的测量精度问题,得出光学参数对光学部分分辨率的影响规律。结果表明:在光学透镜和工作范围确定后,θ和φ越小,测量精度越高。其中,θ和φ合适的取值范围分别为30—60和30~50,磊则由PSO计算得到。依据该优化方法以及分析,对测量范围为±3.5mm的实验系统进行参数优化,结果提高了实验系统光学部分的分辨率,同时改善了测量的线性度。 展开更多
关键词 三角法 激光位移传感器 粒子群优化
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基于激光位移传感器的3维位置测量算法研究 被引量:13
15
作者 龙龙 李宗峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期531-536,共6页
为了实现空间高微重力主动隔振系统反馈控制回路设计,采用6个激光位移传感器对隔振平台上3个正交的定位面的位移进行测量,实现对其3维位置和姿态的解算,并给出了推导过程,通过数值仿真,实验验证了有效性,同时对于解算过程中的误差来源... 为了实现空间高微重力主动隔振系统反馈控制回路设计,采用6个激光位移传感器对隔振平台上3个正交的定位面的位移进行测量,实现对其3维位置和姿态的解算,并给出了推导过程,通过数值仿真,实验验证了有效性,同时对于解算过程中的误差来源与其对解算结果的影响进行了分析,给出了误差影响因素与解算误差之间的关系。结果表明,此3维位置和姿态的解算算法能够准确地解算出隔振平台的3维位置和姿态,且理论解算误差在30μm以内。此研究对基于位移测量的反馈控制回路设计有一定的实用价值和发展前景。 展开更多
关键词 测量与计量 3维位置测量 激光位移传感器 误差分析
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基于激光位移传感器的钻具接头形位尺寸测量系统 被引量:3
16
作者 王元芳 黄志高 戚得众 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第3期55-57,64,共4页
钻具接头形位尺寸测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要技术难题,为此,设计了一种基于激光位移传感器的非接触式自动测量系统。该系统克服了传统的人工检测方法效率低下、检测精度低的缺点,具有稳定可靠的导轨机构和高灵敏度信号处... 钻具接头形位尺寸测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要技术难题,为此,设计了一种基于激光位移传感器的非接触式自动测量系统。该系统克服了传统的人工检测方法效率低下、检测精度低的缺点,具有稳定可靠的导轨机构和高灵敏度信号处理算法等特性。系统采用自适应平滑法进行信号预处理,提出一种基于点特征提取算法准确定位形位尺寸,最后对测量仪器的误差进行综合分析。实验结果表明该仪器具有较高的测量重复性和测量精度,具有很高的应用价值和广泛的应用前景。 展开更多
关键词 尺寸测量 钻具接头 光电测量 特征点提取 激光位移传感器
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激光位移传感器误差补偿的仿真分析 被引量:7
17
作者 宁光芳 甘泉 《激光杂志》 北大核心 2016年第4期37-40,共4页
激光位移传感器具有测量速度快、非接触等优势,广泛应用于许多测量与检测领域,为了提高激光位移传感器的测量精度,针对目前测量误差存在的不足,提出一种新型的激光位移传感器误差补偿方法。分析了激光位移传感器的测量原理,找出误差产... 激光位移传感器具有测量速度快、非接触等优势,广泛应用于许多测量与检测领域,为了提高激光位移传感器的测量精度,针对目前测量误差存在的不足,提出一种新型的激光位移传感器误差补偿方法。分析了激光位移传感器的测量原理,找出误差产生的原因,并推导出激光位移传感器的误差模型,然后采用对激光位移传感器测量误差进行修正和补偿,最用Matlab 2014工具箱进行仿真测试。结果表明,本文方法提高了激光位移传感器的测量精度,将激光位移传感器测量误差控制在实际应用的范围之内,具有较高的实际应用价值。 展开更多
关键词 激光位移传感器 误差补偿 回归模型 测量值
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基于二维激光位移传感器和遗传算法的钢轨磨耗动态检测系统 被引量:13
18
作者 杨强 林建辉 +1 位作者 丁建明 农汉彪 《中国铁路》 2012年第6期85-88,共4页
介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行... 介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行拟合,减小了由于车辆振动引入的拟合误差。钢轨磨耗动态检测系统已在国内地铁检测车中得到应用,检测精度满足用户要求。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 二维激光位移传感器 遗传算法 动态检测
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基于线激光位移传感器的孔毛刺高度测量系统 被引量:3
19
作者 邱益 张康宁 梁杰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第6期105-108,共4页
针对现有仪器不能实现对孔全域的毛刺高度及形貌的综合快速测量,设计了基于线激光位移传感器的孔毛刺高度测量系统。首先阐述多重反射引起的杂散光及激光成像面和待测孔表面的倾斜对测量精度的影响,并提出了消除杂散光和校准倾斜的方法... 针对现有仪器不能实现对孔全域的毛刺高度及形貌的综合快速测量,设计了基于线激光位移传感器的孔毛刺高度测量系统。首先阐述多重反射引起的杂散光及激光成像面和待测孔表面的倾斜对测量精度的影响,并提出了消除杂散光和校准倾斜的方法;其次,利用传感器的测量数据开发了计算毛刺高度的算法,并实现了毛刺形貌的可视化。实验结果表明,该系统可以实现钻孔毛刺的精确快速测量,其测量重复度<1μm,准确度通过该系统与三维形貌仪和千分表的对比测试得到了验证。 展开更多
关键词 测量 孔毛刺 形貌 激光位移传感器 非接触式
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激光位移传感器测量目标三维形貌的实验装置 被引量:3
20
作者 王进峰 范孝良 商正 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第11期71-73,共3页
为了测量目标的三维形貌,搭建了一套实验装置,该装置包括实验台、激光位移传感器、可编程控制器PLC、步进电动机及驱动器、十字滑台。首先,通过PLC编程驱动步进电动机旋转,并通过联轴器带动十字滑台沿X、Y轴移动平移,放置在十字滑台的... 为了测量目标的三维形貌,搭建了一套实验装置,该装置包括实验台、激光位移传感器、可编程控制器PLC、步进电动机及驱动器、十字滑台。首先,通过PLC编程驱动步进电动机旋转,并通过联轴器带动十字滑台沿X、Y轴移动平移,放置在十字滑台的被测对象随之移动;然后,利用激光位移传感器测量被测对象Z向位移数据;最后,利用Matlab拟合被测对象的Z向位移数据,获得被测对象的三维形貌。 展开更多
关键词 激光位移传感器 十字滑台 步进电动机 可编程控制器
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