高精度激光三角位移传感器的技术现状 被引量：98

1

作者 冯俊艳 冯其波 匡萃方 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第3期33-36,共4页

　三角测量法是一种传统的位移测量方法。随着激光器、光电探测器和计算机的发展,三角测量法有了很多新的进展和应用。对激光三角位移测量系统进行概述和讨论。根据光线的不同入射方式激光三角位移传感器主要分为两种:直入射式和斜入射... 　三角测量法是一种传统的位移测量方法。随着激光器、光电探测器和计算机的发展,三角测量法有了很多新的进展和应用。对激光三角位移测量系统进行概述和讨论。根据光线的不同入射方式激光三角位移传感器主要分为两种:直入射式和斜入射式。分别介绍了这两种方法的测量原理,并对它们各自的特点进行了比较。最后阐述了高精度激光三角位移传感器的应用方向及发展趋势。 展开更多

关键词 三角测量法 高精度激光位移传感器 光电探测器 非接触测量

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基于多传感器信息融合的无轨胶轮车井下高精度建图研究

2

作者 李星 陈湘源 张伟 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期126-134,共9页

针对煤矿巷道多岔路、底板起伏不平的行驶工况,以德塔WLR-5BA型无轨胶轮车为研究对象,提出了一种激光雷达与毫米波雷达数据信息融合算法(LIDAR-MMWR-DFA),结合自适应路面起伏的点云分割算法以及点云聚类分析法,以实现巷道高精度建图及L... 针对煤矿巷道多岔路、底板起伏不平的行驶工况,以德塔WLR-5BA型无轨胶轮车为研究对象,提出了一种激光雷达与毫米波雷达数据信息融合算法(LIDAR-MMWR-DFA),结合自适应路面起伏的点云分割算法以及点云聚类分析法,以实现巷道高精度建图及L3级别的无人驾驶。同时为了验证LIDAR-MMWR-DFA算法的有效性,以郭家湾煤矿辅运巷为行驶场景进行工业性试验,并与传统算法进行对比试验。试验结果表明:在下坡、岔路、调头等工况下,巷道建图三维点云坐标平均误差为0.070~0.408 m,与井下常用的传统LOAM算法相比拥有更小误差,并显著提升了煤矿井下复杂环境(多岔路、起伏路面)的三维建图精度,为L3+无人驾驶提供了技术支撑。 展开更多

关键词 信息融合技术 无轨胶轮车 高精度建图 巷道感知 激光雷达 多传感器

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基于轴向电涡流效应的高精度长位移传感器 被引量：1

3

作者 徐笠杰 王艳林 陈青山 《电子测量技术》 北大核心 2024年第6期131-136,共6页

为了实现大行程精密光学调焦组件的高精度实时检测,研究基于轴向电涡流效应的高精度长位移传感器。建立了长位移电涡流探头仿真模型进行线性度测试,搭建电涡流传感器测试系统进行精度实验,并将长位移电涡流传感器接入精密光学调焦组件... 为了实现大行程精密光学调焦组件的高精度实时检测,研究基于轴向电涡流效应的高精度长位移传感器。建立了长位移电涡流探头仿真模型进行线性度测试,搭建电涡流传感器测试系统进行精度实验,并将长位移电涡流传感器接入精密光学调焦组件。实验结果表明:在可测量位移达到24 mm的同时,线性度优于1%,分辨率优于0.5μm,精度优于1μm,高精度长位移电涡流传感器符合精密光学调焦组件的需求。 展开更多

关键词 电涡流传感器 轴向电涡流效应 精密光学调焦组件 长位移 高精度

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改进的Sage-Husa算法在提高激光位移传感器精度中的应用 被引量：7

4

作者 梁俊元 游林儒 +1 位作者 文小琴 汪兆栋 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第31期115-119,共5页

激光三角法测距位移传感器因其具有非接触测量、测量速度快等特点,所以在测量与检测领域有广泛的应用。为了提高激光位移传感器的测量精度,从传感器测距原理入手分析影响系统测量精度的诸多因素,提出一种避免死循环的Sage-Husa滤波算法... 激光三角法测距位移传感器因其具有非接触测量、测量速度快等特点,所以在测量与检测领域有广泛的应用。为了提高激光位移传感器的测量精度,从传感器测距原理入手分析影响系统测量精度的诸多因素,提出一种避免死循环的Sage-Husa滤波算法提高测量精度。最后结合LS—100CP型激光位移传感器与MATLAB进行实验仿真,同时与常规的Kalman滤波算法相比较,得出改进的Sage-Husa滤波算法精度较高且在激光三角法测量中的应用切实可行,有较好的实用价值。 展开更多

关键词 Sage-Husa算法 激光位移传感器 KALMAN滤波 测量精度

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利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法 被引量：2

5

作者 梁晓梅 孙荣 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第3期232-236,共5页

为了提高圆柱齿轮的加工生产质量,提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集,结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标,构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系,利用线... 为了提高圆柱齿轮的加工生产质量,提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集,结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标,构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系,利用线结构光视觉技术实现对圆柱齿轮的测量轴直径求解,根据发射的激光形状分析圆柱齿轮光条图像的特征点,通过编码技术对光条进行跟踪,检测光条特征点并计算侧头相对于齿轮轴心线的最大变动量,根据圆柱齿轮表面的光栅图实现高精度测量。测试结果表明,该方法进行圆柱齿轮齿距测量的偏差较低,精度较好,能够实现对圆柱齿轮齿距的非接触式高精度测量。 展开更多

关键词 激光位移传感器 高精度 测量 圆柱齿轮 齿距

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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

6

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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基于高精度位移传感器的机床主轴热变形实时测量 被引量：8

7

作者 曹永洁 傅建中 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第12期42-44,47,共4页

文章研究了高精度位移传感器在数控机床主轴热变形测量中的应用。考虑到数控机床主轴热变形在热误差研究中的重要性,文中利用基恩士公司生产的高精度CCD激光位移传感器和涡电流位移传感器,对数控机床主轴的热变形进行了实时测量。实验... 文章研究了高精度位移传感器在数控机床主轴热变形测量中的应用。考虑到数控机床主轴热变形在热误差研究中的重要性,文中利用基恩士公司生产的高精度CCD激光位移传感器和涡电流位移传感器,对数控机床主轴的热变形进行了实时测量。实验结果表明,所测立式铣床主轴热变形沿Y轴方向最大,在主轴转速5000 r/m in的条件下,约为41μm。 展开更多

关键词 高精度位移传感器 机床 热变形 实时测量

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小型化高精度绝对式时栅角位移传感器 被引量：1

8

作者 彭凯 樊星辰 +1 位作者 陈自然 冯济琴 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期9-16,共8页

针对机器人关节臂、关节臂式测量机等设备中所用绝对式角位移传感器面临的高精度和小体积之间的矛盾，研制了一种基于电场式时栅传感技术的绝对式、高精度、小型化角位移传感器。采用内圈单对极粗测结合外圈多对极精测的方式，实现绝对... 针对机器人关节臂、关节臂式测量机等设备中所用绝对式角位移传感器面临的高精度和小体积之间的矛盾，研制了一种基于电场式时栅传感技术的绝对式、高精度、小型化角位移传感器。采用内圈单对极粗测结合外圈多对极精测的方式，实现绝对定位功能；采用单排差动传感结构能有效抑制共模干扰的优点，保证测量精度；采用传感电极和电路元件的集成化设计，实现了小型化。使用PCB工艺制作了外径为φ=45mm的传感器样机，通过实验分析表明，内外两圈之间的交叉串扰导致了对极内的一次谐波误差。在此基础上提出增大两圈间隙和布置中间屏蔽地的优化方案，使最终测量精度达到了±5．5″。该传感器在具备低功耗、低成本、小体积等特点的同时，拥有巨大的产品化潜力。 展开更多

关键词 小型化 高精度 绝对式 时栅 角位移传感器

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高精度弓型光纤光栅微位移传感器 被引量：13

9

作者 谭跃刚 陈宇佳 +2 位作者 李瑞亚 毛健 刘芹 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期556-564,共9页

为了测量控机床结构件、微加工工作台的微小变形量,设计了一种高精度弓型光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。将光纤布拉格光栅的栅区部分粘贴在弓型上下壁处,当弓形件发生变形时,可测出上下壁的应变值,从而测得位移值并进行温度解耦。... 为了测量控机床结构件、微加工工作台的微小变形量,设计了一种高精度弓型光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。将光纤布拉格光栅的栅区部分粘贴在弓型上下壁处,当弓形件发生变形时,可测出上下壁的应变值,从而测得位移值并进行温度解耦。实验结果表明,在量程为1mm时,传感器的灵敏度为2.02pm/μm,线性相关系数为0.998 3,实验的迟滞误差为4.08%,重复性误差为4.08%。在温度补偿实验中可以看出,当温度上升1℃,波长漂移量不到1pm。类似于弓型结构衍生出一种半弓型结构的位移传感器。两类传感器相比,弓型传感器的温度灵敏度比半弓型传感器小0.001 5pm/μm,温度补偿效果更好;但半弓型传感器的线性度为0.4%,线性度比弓型传感器好。两种传感器均满足测量值稳定可靠、精度高、抗电磁干扰能力强,温度不敏感等要求。 展开更多

关键词 光纤传感 光纤光栅 微位移传感器 高精度 温度补偿

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高精度位移传感器测量 被引量：1

10

作者 裴丽梅 许婕 +2 位作者 苏永昌 郑庆国 王自军 《计量学报》 CSCD 北大核心 2006年第z1期200-202,共3页

利用高精度的F-P激光干涉仪,研制了一套用于高精度位移传感器的校准装置,可以校准示值误差为十几个纳米到几十个纳米的高精度位移传感器.测量原理是利用F-P激光干涉仪的灵敏度高、测量精度高等特点,将干涉仪和被测传感器同时测量放置在... 利用高精度的F-P激光干涉仪,研制了一套用于高精度位移传感器的校准装置,可以校准示值误差为十几个纳米到几十个纳米的高精度位移传感器.测量原理是利用F-P激光干涉仪的灵敏度高、测量精度高等特点,将干涉仪和被测传感器同时测量放置在精密位移工作台上,通过比较激光干涉仪移动镜的位移量和被测传感器的位移量间的差异,得出被测传感器的线性,整个测量过程完全由计算机控制.该系统测量范围为0～25mm,测量不确定度为6 nm+l/2 nm(k=1). 展开更多

关键词 计量学 位移传感器 法布里-珀罗干涉仪 高精度测量

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具有温度补偿的高精度FBG微位移传感器的设计、制作及性能研究 被引量：10

11

作者 陈振威 陈焕权 +3 位作者 史雯慧 李建宇 郑加金 韦玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期116-124,共9页

为克服现有光纤布拉格光栅传感器设计结构复杂、温补误差大等缺陷,设计并制作了一种基于弹簧与滑块相结合的结构简单且高精度光纤布拉格光栅位移传感器,在一根光纤上获得温度补偿的同时,实现了高精度微位移测量,极大的减小了空间占用。... 为克服现有光纤布拉格光栅传感器设计结构复杂、温补误差大等缺陷,设计并制作了一种基于弹簧与滑块相结合的结构简单且高精度光纤布拉格光栅位移传感器,在一根光纤上获得温度补偿的同时,实现了高精度微位移测量,极大的减小了空间占用。实验结果表明:该传感器具有优良的微位移测量能力,灵敏度为145.08 pm/mm,精度为1.43%,量程为10 mm;静态综合相对误差为2.88%,整体的线性度、重复性和迟滞性误差较小。比较铝合金衬底、石英衬底和无衬底的温补效果,发现石英衬底的传感器温度补偿效果更佳,其延迟时间从6.8 min下降到4.3 min,最大温度补偿误差从44 pm减少至40 pm。最终采用石英玻璃作为衬底制成的传感器温度灵敏度为6.34 pm/℃,温补误差为0.26%。本文研制的传感器有望用于机械装备和土木工程等高精度结构位移的在线监测。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 位移传感器 高精度 温度补偿

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高精度绝对式差极角位移传感器 被引量：4

12

作者 张辉 刘小康 +3 位作者 彭凯 蒲红吉 于治成 徐天慧 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第5期27-33,共7页

针对传统的大尺寸栅式角位移传感器在实现绝对定位的同时难以兼顾高精度测量的问题,在前期研究基础上设计了基于交变电场的大尺寸绝对式角位移传感器。传感器利用单列式传感结构实现高精度测量,设计内、外圈两圈结构在整周内刚好相差一... 针对传统的大尺寸栅式角位移传感器在实现绝对定位的同时难以兼顾高精度测量的问题,在前期研究基础上设计了基于交变电场的大尺寸绝对式角位移传感器。传感器利用单列式传感结构实现高精度测量,设计内、外圈两圈结构在整周内刚好相差一对极以实现绝对定位。研制的传感器样机内径为100 mm、外径为154 mm,经实验测试并分析,其对极内呈现的二次谐波误差是由传感器不圆度所导致,四次谐波误差是因传感器结构缝宽比设计不合理而形成。为此,通过加长定尺极片、缩短动尺极片以削弱二次谐波误差,并设计缝宽比为1∶1以减小四次误差。优化后的传感器整周测量精度达到5″,对极内测量精度达到±1.5″。 展开更多

关键词 高精度 绝对式 差极结构 角位移传感器

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基于激光传感器的高精度运动姿态实时识别 被引量：4

13

作者 陶杰 夏成宇 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第4期76-80,共5页

针对人体运动姿态识别误差大、耗时长的问题,提出基于激光传感器的高精度运动姿态实时识别方法。该方法利用光电探测器测量自混合干涉信号获取敏感元件位移信息;使用线性调制垂直腔面发射激光器提取自混合干涉信号内敏感元件位移调制相... 针对人体运动姿态识别误差大、耗时长的问题,提出基于激光传感器的高精度运动姿态实时识别方法。该方法利用光电探测器测量自混合干涉信号获取敏感元件位移信息;使用线性调制垂直腔面发射激光器提取自混合干涉信号内敏感元件位移调制相位差,重构位移曲线,获取加速度值;通过确定加速度值在敏感元件上的分量获取运动人体的下弯角和旋转角,实现高精度人体运动姿态实时识别。应用分析结果表明,该方法可准确识别出不同运行状态下的人体运动姿态,姿态识别误差较小,识别所需时间较短,经评估指标评价,具有良好运动姿态识别效果。 展开更多

关键词 激光传感器 高精度 运动姿态 实时识别 加速度 敏感元件

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基于激光传感器的高精度电子信号控制器设计 被引量：2

14

作者 赵新丽 韩亚辉 《激光杂志》 北大核心 2017年第3期150-154,共5页

在采用激光传感器阵列进行激光信号采集时,存在电子信号采集不准确、信号处理不完整的问题。提出基于激光传感器的高精度电子信号控制器设计方法,通过描述及分析激光传感器阵列的高精度电子信号控制器整体设计情况及技术指标,对电子信... 在采用激光传感器阵列进行激光信号采集时,存在电子信号采集不准确、信号处理不完整的问题。提出基于激光传感器的高精度电子信号控制器设计方法,通过描述及分析激光传感器阵列的高精度电子信号控制器整体设计情况及技术指标,对电子信号控制器的激光传感基阵进行阻抗匹配滤波检测,并分别设计了控制器的复位电路、时钟电路、AD电路、自动增益控制、输出微调电路。实验中采用Agilent混合示波器实现激光信号的波形显示和信号分析,实验结果表明,采用改进设计的激光传感器电子信号控制器进行激光信号采集、检测、滤波和波束形成处理时,准确性好,信号处理控制精度较高,展示了较好的应用价值。 展开更多

关键词 激光传感器 高精度 电子信号 控制器 阵列

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基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术 被引量：3

15

作者 程倩 胡金萍 《激光杂志》 北大核心 2020年第12期37-40,共4页

传统的三维在线测量技术存在测量偏差大、效率低的问题,因此,提出一种基于多激光传感器的高精度三维在线测量方法。计算多激光传感器测量坐标系空间位姿关系,标定多激光传感器空间姿态,采用最小二乘算法求解三维坐标系转换关系,在此基础... 传统的三维在线测量技术存在测量偏差大、效率低的问题,因此,提出一种基于多激光传感器的高精度三维在线测量方法。计算多激光传感器测量坐标系空间位姿关系,标定多激光传感器空间姿态,采用最小二乘算法求解三维坐标系转换关系,在此基础上,采用最邻近算法获取三维点云数据,由于数据中存在噪声影响,采用高斯滤波的方法去除三维点云数据的噪声,最后利用临近三点连线原则获取点云数据的三角面片,以此完成基于多激光传感器的高精度三维在线测量。实验对比结果表明,此次设计的基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术比传统测量技术偏差小,能够满足高精度三维在线测量需求。 展开更多

关键词 多激光传感器 高精度 三维 在线 测量 偏差

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高精度电涡流位移传感器 被引量：2

16

作者 龚海飞 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期38-38,共1页

关键词 电涡流位移传感器 高精度 电涡流传感器 精密测量 传感器探头 油膜厚度 铁磁材料 频率响应

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大量程高精度的新型弱光栅位移传感器研究 被引量：2

17

作者 郑勇 余洁 +2 位作者 易兴 刘磊 曾彬 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第4期650-656,共7页

研发高精度、高灵敏度、大量程的传感器对于边坡、隧道、桥梁等工程结构的健康监测具有重要意义。该文基于杠杆原理,将弱光栅粘贴于基片上,并串联弹簧,形成上部传感单元,通过多种结构形式的比选,发现X型带上外拐加直立段为最优主体结构... 研发高精度、高灵敏度、大量程的传感器对于边坡、隧道、桥梁等工程结构的健康监测具有重要意义。该文基于杠杆原理,将弱光栅粘贴于基片上,并串联弹簧,形成上部传感单元,通过多种结构形式的比选,发现X型带上外拐加直立段为最优主体结构。基于上述传感结构,设计了一种构造简单、传力稳定,且具有大量程、高精度、高灵敏度的新型弱光栅位移传感器。从理论上推导了测量位移与弱光栅中心波长变化值的关系,并进行了标定试验和模型试验。结果分析表明,基于该结构的位移传感器可实现的测量范围为0~160 mm,灵敏度为24.4 pm/mm,且位移放大倍数可依据需要调整,由此展示了该传感器在结构大变形监测中的良好性能和广阔应用前景。 展开更多

关键词 位移传感器 弱光栅 变形监测 大量程 高精度

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大量程高精度位移传感器自动校准技术研究 被引量：4

18

作者 宋一罡 解岩 《航空制造技术》 2019年第8期93-97,共5页

基于传统的位移传感器校准存在摩擦、空程等缺陷问题,提出了一种量程为0～3000mm高精度校准方案。该方案以激光干涉仪为基准,直线电机配合气浮导轨为驱动单元,创新型光栅实现闭环控制,使定位精度在3μm/m量级。位移传感器校准时,通过六... 基于传统的位移传感器校准存在摩擦、空程等缺陷问题,提出了一种量程为0～3000mm高精度校准方案。该方案以激光干涉仪为基准,直线电机配合气浮导轨为驱动单元,创新型光栅实现闭环控制,使定位精度在3μm/m量级。位移传感器校准时,通过六个自由度的可调夹具,使位移传感器运动方向与标准测量方向在同一条直线上,可实现阿贝误差的最大化消除。尤其针对特殊的浮子式传感器校准,通过设计专用夹具配合支撑点消除变形的校准方式,解决了测杆在校准过程存在的形变难题。同时,校准装置不确定度的评定和验证,表明该校准方法可行有效。 展开更多

关键词 大量程 高精度 位移传感器 校准 浮子式

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基于光感密度光纤位移传感器的复合材料热膨胀系数高精度测量方法 被引量：1

19

作者 朱绪胜 刘蕾 陈雪梅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第4期113-116,123,共5页

由于具有比强度和比模量高等优点,复合材料结构件在航空航天领域应用日益广泛。在高温、高寒等恶劣的环境下,飞机结构会由于温度变化产生变形和应力,从而导致结构的破坏,因此需要在仿真阶段输入复合材料的热膨胀系数,以预测其可能出现... 由于具有比强度和比模量高等优点,复合材料结构件在航空航天领域应用日益广泛。在高温、高寒等恶劣的环境下,飞机结构会由于温度变化产生变形和应力,从而导致结构的破坏,因此需要在仿真阶段输入复合材料的热膨胀系数,以预测其可能出现的问题。文中提出了一种基于光感密度光纤位移传感器的复合材料热膨胀系数测量方法,首先介绍了其硬件组成及数据采集的软件系统,可以保证试件变形量和温度变化量的高精度同步采集;然后根据该系统数据采集的特点,对热膨胀系数及其不确定度计算进行了分析,并建立了对应的计算模型。最终以某新型碳环氧复合材料试件-100^+100℃温度区间内的热胀系数为例,验证了软硬件平台及计算模型的有效性和可用性。 展开更多

关键词 复合材料 热膨胀系数 光纤位移传感器 热变形 高精度测量 不确定度计算

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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

20

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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