一种小型激光跟踪测量系统的研制

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作者 顾超伟 缪东晶 +2 位作者 严利平 刘洋 李建双 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期340-348,共9页

为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最... 为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最大偏差量的增大。通过开展位置敏感探测器的标定实验,完成位置敏感探测器的线性区间与偏差比例系数的测量,为跟踪控制算法开发提供了关键参数。进行了跟踪控制模块的设计,并完成跟踪控制算法的开发,实现系统的快速跟踪测量。开发了系统三维可视化测量软件,实现用户对系统与目标的空间位置及运动状态的实时掌控。实验结果表明,系统的跟踪稳定性与位移分辨力分别为20μm和40μm,系统的跟踪速度最高可达480 mm/s,加速度最高可达506 mm/s^(2),跟踪距离范围不小于70 m,具有三维坐标测量与三维可视化功能,与现有跟踪仪相比具有体积、重量以及测角范围上的优势,具有良好的跟踪性能与应用前景。 展开更多

关键词 几何量计量 激光跟踪 三维坐标测量 三维可视化 跟踪控制 标定 大尺寸测量

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磁悬浮式纳米级微动工作台的理论分析与建模研究 被引量：9

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作者 陈本永 雷勇 +3 位作者 李延宝 张丽琼 王俊茹 冯平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1125-1128,共4页

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台,从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析,建立了磁悬浮式微运动的... 磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台,从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析,建立了磁悬浮式微运动的电磁驱动模型,用Matlab对磁悬浮式微动工作台的运动控制进行了仿真研究,结果表明,设计的磁悬浮式微动工作台能达到纳米级的微运动。本文的研究成果为磁悬浮式微动工作台的设计及其控制提供了理论基础。 展开更多

关键词 磁悬浮 微动工作台 理论分析 仿真研究 Halbach磁阵列

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激光频率(波长)测量技术研究现状及发展 被引量：10

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作者 陈本永 杨万福 严利平 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期1-3,共3页

介绍了激光频率及波长的测量方法和当前发展动态,指出了每种测量方法的测量原理及测量不确定度,比较了各种测量方法的优缺点。提出了一种新的基于激光频率(波长)测量方法,该方法具有结构简单、易于实现、高精度等优点。

关键词 光频测量 波长计 虚合成波长

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基于HSPMI的激光干涉位移校准系统的构建及实验研究 被引量：5

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作者 李庆贤 高思田 +3 位作者 李伟 施玉书 卢明臻 陈本永 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期519-523,共5页

基于高稳定性平面镜干涉仪（HSPMI）构建了一套激光干涉纳米位移校准系统。描述了该系统的组成，设计了基于VME总线的数字信号处理计算机软件程序，对影响系统测量不确定度的各类误差进行了分析，得出该校准系统测量不确定度为2．93nm... 基于高稳定性平面镜干涉仪（HSPMI）构建了一套激光干涉纳米位移校准系统。描述了该系统的组成，设计了基于VME总线的数字信号处理计算机软件程序，对影响系统测量不确定度的各类误差进行了分析，得出该校准系统测量不确定度为2．93nm。分别对系统稳定性和纳米级位移测试进行了实验，验证了构建系统的有效性和实用性。 展开更多

关键词 计量学 纳米位移 激光干涉 高稳定性平面镜干涉仪 误差分析

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基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量误差分析与补偿 被引量：6

5

作者 杨晔 严利平 +1 位作者 陈本永 楼盈天 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期48-55,共8页

为了解决基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量中透光窗片倾斜和真空腔内残余气压对测量精度的影响,本文分析了真空腔拉伸过程中透光窗片倾斜引入的误差,并提出了透光窗片倾斜误差检测和补偿方法,同时研究了真空腔内残余气压的... 为了解决基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量中透光窗片倾斜和真空腔内残余气压对测量精度的影响,本文分析了真空腔拉伸过程中透光窗片倾斜引入的误差,并提出了透光窗片倾斜误差检测和补偿方法,同时研究了真空腔内残余气压的测量和补偿方法。为了验证所提出方法的可行性,搭建了基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量系统,测量结果与Edlén公式结果进行对比。实验结果显示,本系统测量结果与Edlén公式结果具有较好的一致性,在2.2 h和20 min内,两者之间偏差的标准偏差分别为2.34×10^(-8)和2.89×10^(-8),这表明本文所提出的空气折射率测量误差补偿方法是可行和有效的,可应用于激光干涉精密位移测量中空气折射率的实时补偿。 展开更多

关键词 激光干涉 空气折射率测量 长度可变真空腔 Edlén公式 误差补偿

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多自由度测量技术研究现状及发展趋势 被引量：6

6

作者 钟挺 陈本永 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期10-12,共3页

介绍了用于实时多自由度测量的测量方法和当前的发展动态,给出了每种测试技术的测试原理和应用场合,比较各种技术的优缺点和适用范围。提出了一种新颖的基于激光外差干涉的多自由度测量方法,该方法有很高的精度和测量范围。

关键词 多自由度 外差干涉 测量技术

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高精度空气折射率测量系统设计与实现 被引量：10

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作者 闵帅博 严利平 +3 位作者 崔建军 王冬 束红林 陈恺 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第11期1332-1338,共7页

针对商用空气折射率测量装置受到传感器采集性能和解算公式准确度的影响使得实际测量精度较低的问题,基于便携式多环境参数采集装置,设计了一套空气折射率测量系统,采集环境中的温湿度、大气压强状态信息,对3种折射率间接测量公式进行... 针对商用空气折射率测量装置受到传感器采集性能和解算公式准确度的影响使得实际测量精度较低的问题,基于便携式多环境参数采集装置,设计了一套空气折射率测量系统,采集环境中的温湿度、大气压强状态信息,对3种折射率间接测量公式进行误差分析,并和商用环境补偿器进行性能对比。实验结果表明:在压强为100.17~100.21 kPa,温度为21.1~21.9℃,湿度为45.9~58.0%RH的实验条件下,该测量系统的测量偏差比商用环境补偿器低2.69×10^-7。 展开更多

关键词 计量学 空气折射率 多环境参数 便携式采集装置 环境补偿器 测量系统 实时分析

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用于微位移测量的迈克尔逊激光干涉仪综述 被引量：30

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作者 王冬 崔建军 +2 位作者 张福民 闵帅博 陈恺 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-8,共8页

迈克尔逊干涉术测量微位移可实现纳米甚至更高的分辨力,并且具备能直接溯源至激光波长等诸多优点,是目前微位移测量的重要技术手段。以限制迈克尔逊干涉仪品质提高的非线性误差为主要切入点,对目前各种基于迈克尔逊干涉原理的激光干涉... 迈克尔逊干涉术测量微位移可实现纳米甚至更高的分辨力,并且具备能直接溯源至激光波长等诸多优点,是目前微位移测量的重要技术手段。以限制迈克尔逊干涉仪品质提高的非线性误差为主要切入点,对目前各种基于迈克尔逊干涉原理的激光干涉技术进行了分类介绍,主要讨论了微位移测量中实现高精度和高分辨率的干涉测量技术,最后展望了激光干涉法测量微位移的近期发展趋势。 展开更多

关键词 计量学 微位移测量 迈克尔逊激光干涉仪 激光干涉技术 干涉仪非线性

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基于轻量级并行编程的微位移测量系统设计研究

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作者 闵帅博 崔建军 +3 位作者 严利平 王冬 束红林 陈恺 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第9期1-7,34,共8页

拍频式法-珀干涉微位移测量具有溯源到时间频率的特性,在测量过程中对于频率变化量的实时测量的要求很高。传统的串行数据采集方式实时性较差,间接地降低了测量结果的精度。针对此问题,将轻量级并行编程技术应用到微位移测量系统中,提... 拍频式法-珀干涉微位移测量具有溯源到时间频率的特性,在测量过程中对于频率变化量的实时测量的要求很高。传统的串行数据采集方式实时性较差,间接地降低了测量结果的精度。针对此问题,将轻量级并行编程技术应用到微位移测量系统中,提高测量数据的实时采集速率。在此基础上设计一种寻峰算法来提高微位移测量中透射光强在峰值处的稳定性。实验结果表明,优化后的测量软件的运行效率得到显著提升,软件实现的寻峰算法在50次寻峰过程中的全局误差保持在6 mV左右,局部误差保持在2~3 mV,该算法可以满足后续位移解调的光强峰值稳定性需求。 展开更多

关键词 法-珀干涉测量 微位移测量 并行编程 寻峰算法

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精密磁悬浮工作平台的力特性分析 被引量：20

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作者 郭亮 陈本永 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第21期118-122,共5页

构建了一种新型磁悬浮工作平台结构,该平台结构利用永磁直线电机提供水平洛仑兹力,利用电磁铁提供垂直电磁吸力,悬浮和驱动部分相互独立,避免了两者间的耦合问题,具有出力大、运动范围广、定位精密的特点。为了研究磁场饱和、纵向边端... 构建了一种新型磁悬浮工作平台结构,该平台结构利用永磁直线电机提供水平洛仑兹力,利用电磁铁提供垂直电磁吸力,悬浮和驱动部分相互独立,避免了两者间的耦合问题,具有出力大、运动范围广、定位精密的特点。为了研究磁场饱和、纵向边端效应和倾斜角度等因素对磁场的影响,基于有限元数值方法建立了该平台的数学模型,并在模型的基础上对该平台的力特性进行了详细分析,获得了推力和悬浮力与气隙高度、电流和倾斜角度间的变化对应关系。分析结果表明该平台的电磁力具有较好的线性度,降低了控制的复杂度。 展开更多

关键词 磁悬浮 精密工作平台 有限元法 推力 悬浮力

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电磁悬浮式微驱动器的有限元分析研究 被引量：4

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作者 周砚江 潘科荣 +2 位作者 陈军 杨涛 陈本永 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1935-1939,共5页

设计了一种新型的多点峰值磁场相互作用的电磁悬浮式微驱动器,解决了悬浮驱动力与横向力相互耦合的问题,有利于调节悬浮体的运动姿态。通过对悬浮力关于输入电流、气隙高度做单一因素参数化有限元分析和联合参数化有限元分析,得到了微... 设计了一种新型的多点峰值磁场相互作用的电磁悬浮式微驱动器,解决了悬浮驱动力与横向力相互耦合的问题,有利于调节悬浮体的运动姿态。通过对悬浮力关于输入电流、气隙高度做单一因素参数化有限元分析和联合参数化有限元分析,得到了微驱动器有限元特征参数关系曲线。通过实验测试,得到的实验特征参数关系曲线与理论特征参数关系曲线和有限元特征参数关系曲线吻合一致,表明了所设计的微驱动器的可行性。 展开更多

关键词 微驱动器 电磁悬浮 参数化有限元分析 特征参数关系曲线

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磁悬浮式微动工作台驱动方案的设计与实现 被引量：2

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作者 陈本永 陈艇 +1 位作者 张丽琼 张贵珍 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期213-216,共4页

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围高精度的微运动.本文论述了磁悬浮式微动工作台驱动电路的主要性能参数、驱动方案的选择,设计了两种驱动电路,并进行了实验研究,最后根据试验结... 磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围高精度的微运动.本文论述了磁悬浮式微动工作台驱动电路的主要性能参数、驱动方案的选择,设计了两种驱动电路,并进行了实验研究,最后根据试验结果对两种驱动电路进行分析比较,得出了满足该磁悬浮式微动工作台运动要求的驱动方法,为磁悬浮式微动工作台的整体设计及其控制提供了技术支持. 展开更多

关键词 磁悬浮 微动工作台 驱动电路

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一种结合LabVIEW的双层永磁直线电机测试系统 被引量：4

13

作者 郭亮 王吟 《机电工程》 CAS 2013年第1期73-76,共4页

针对解决传统电机测试系统测试耗时长、过程繁琐、精度低等问题,利用圆筒型双层永磁体空心直线发电机的特殊性能,研究开发了一种直线电机的测试系统。对电机运行进行了效率测试实验,测量了电机运动速度、推拉力、电压等信号,并通过数据... 针对解决传统电机测试系统测试耗时长、过程繁琐、精度低等问题,利用圆筒型双层永磁体空心直线发电机的特殊性能,研究开发了一种直线电机的测试系统。对电机运行进行了效率测试实验,测量了电机运动速度、推拉力、电压等信号,并通过数据的采集、传送装置实现了信号的上传;同时,结合LabVIEW的软件开发平台,检测并记录了信号的实时波形,研究了虚拟仪器技术在电机测试系统中的应用。实验结果表明:该待测直线发电机在速度为350 mm/s,加速度为7 000 mm/s2,负载电阻为196Ω时的运行效率为93.01%,研究结果表明,该电机测试系统拥有较高的可行性和测量精度,为新型待测直线发电机测试系统的设计提供了重要依据。 展开更多

关键词 双层永磁直线电机 测试系统 数据采集装置 LABVIEW

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纺织品光学性能测试方法的研究现状与发展趋势 被引量：1

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作者 廖小松 张丽琼 陈本永 《现代纺织技术》 2009年第2期66-68,共3页

介绍了国内外常用的纺织品光学性能测试方法及其研究现状,给出了各测量方法的基本原理和应用情况。提出了一种基于线性渐变滤波器技术的纺织品光学性能测试新方法,其优点是可实现纺织品对宽光谱波段光的反射、透射和吸收性能的综合评价。

关键词 纺织品 光学性能 线性渐变滤波器 测试方法

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基于VC++的纺织品透射性能检测系统设计

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作者 陈本永 韩伟智 +1 位作者 张丽琼 蔡晓晰 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期121-124,128,共5页

通过分析表征纺织品在各光谱波段的光学性能、紫外线防护系数、衰减系数等性能指标参数,构建以PCI 9812/10数据采集卡为硬件平台,以Microsoft Access为数据库,基于VC++6.0的纺织品透射性能检测系统。该系统全面表征纺织品对不同光谱波段... 通过分析表征纺织品在各光谱波段的光学性能、紫外线防护系数、衰减系数等性能指标参数,构建以PCI 9812/10数据采集卡为硬件平台,以Microsoft Access为数据库,基于VC++6.0的纺织品透射性能检测系统。该系统全面表征纺织品对不同光谱波段(紫外光/可见光/近红外光)作用下的光学性能,并参照国家纺织品防紫外线评定标准,可用于评价织物的防紫外线特性,为纺织品设计者和使用者提供了技术参考。 展开更多

关键词 纺织品 透射性能 紫外线防护系数 VC++

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基于运动学分析的工业机器人轨迹精度补偿方法 被引量：25

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作者 唐尧 张恩政 +2 位作者 陈本永 陈刚 刘翠苹 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期175-183,共9页

运动轨迹精度是工业机器人重要的性能评价指标,从机器人运动学角度研究工业机器人轨迹精度提高补偿方法。以SR4C六自由度工业机器人为研究对象,基于国标中对机器人轨迹精度的评定标准,提出一种基于运动学分析的工业机器人轨迹精度补偿方... 运动轨迹精度是工业机器人重要的性能评价指标,从机器人运动学角度研究工业机器人轨迹精度提高补偿方法。以SR4C六自由度工业机器人为研究对象,基于国标中对机器人轨迹精度的评定标准,提出一种基于运动学分析的工业机器人轨迹精度补偿方法,并建立了曲线运动轨迹偏差与运动学模型参数误差映射的机器人运动轨迹误差数学模型。在实现激光跟踪仪和机器人坐标系统一的快速有效的坐标系转化方法的基础上,采用改进最小二乘算法选择轨迹偏差最小时的最优运动学参数,对构建的机器人轨迹测试与补偿实验系统进行了轨迹补偿实验,验证了该方法的有效性。结果表明,经该方法补偿后机器人平均位置误差由3.65%提高至0.79%,直线、圆弧轨迹精度分别提高了38.75%、25%。 展开更多

关键词 工业机器人 运动学分析 轨迹误差模型 坐标系转化 轨迹精度

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食物致病菌快速检测系统的设计与实现 被引量：2

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作者 许丽 董文钧 +1 位作者 王学斌 陈本永 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期151-156,共6页

设计了食物致病菌快速检测一体化系统。基于抗原-抗体特异性结合的原理,采用TiO2纳米线束为敏感元件设计微生物免疫传感器,以高集成度芯片AD5933设计阻抗检测电路来通过电化学阻抗谱法测量该传感器中TiO2纳米线束的阻抗变化量,实现了致... 设计了食物致病菌快速检测一体化系统。基于抗原-抗体特异性结合的原理,采用TiO2纳米线束为敏感元件设计微生物免疫传感器,以高集成度芯片AD5933设计阻抗检测电路来通过电化学阻抗谱法测量该传感器中TiO2纳米线束的阻抗变化量,实现了致病菌数量的快速检测。以大肠杆菌为例作为实验样本对检测一体化系统的性能进行测试,实验结果表明该检测一体化系统可以快速检测出食物中存在的大肠杆菌,检测周期约为1 h,系统的检测下限为4.5×102cfu/mL,传感器在扫描频率为1 000 Hz～10 000 Hz之间表现出来的重复性较好。 展开更多

关键词 食品安全 食物致病菌检测 电化学阻抗谱 TiO2纳米线 免疫传感器 AD5933

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基于CPLD的累次双向差动触发器型数字鉴相方法 被引量：1

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作者 邬利挺 严利平 +1 位作者 杨涛 陈本永 《机电工程》 CAS 2009年第1期63-66,共4页

为实现高精度数字鉴相,通过对多种鉴相方法的分析,提出了一种新的累次双向差动触发器型数字鉴相方法,等倍增加了原计数脉冲时间间隔,从而有效提高了测量精度;基于复杂可编程逻辑器件(CPLD),设计了累次双向差动触发器型数字鉴相的实现电... 为实现高精度数字鉴相,通过对多种鉴相方法的分析,提出了一种新的累次双向差动触发器型数字鉴相方法,等倍增加了原计数脉冲时间间隔,从而有效提高了测量精度;基于复杂可编程逻辑器件(CPLD),设计了累次双向差动触发器型数字鉴相的实现电路。试验结果表明,利用该方法能够得到高精度测量值。 展开更多

关键词 数字鉴相 触发器 复杂可编程逻辑器件

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