位移测量

摘要： 面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅编码器位移测量系统的相位卡的细分率为4096,测量分辨率为x50 pm/z25 pm。实验结果表明:该平面光栅位移测量系统可实现x向和z向位移的同时测量,z向运动行程为±1 mm,满足光刻机双工件台的垂向调焦需求;Rx/Ry/Rz单轴转动或三轴联合转动极限转角为±1.5 mrad时,交流信号质量仍然满足测量要求,光刻机双工件台的Rx/Ry/Rz的调平转动满足需求。所设计的平面光栅编码器位移测量系统能够实现光刻机双工件台相应的测量功能且具有较高的性能指标。

摘要： 轨道结构作为高速列车行车的基础,必须保证其良好的在役服役性能,有效地实现无砟道床板间位移测量是实现铁路无砟轨道结构服役状态保持的重要措施。针对无砟道床板非接触式位移测量中感兴趣区域(Region of interest,ROI)自动提取问题展开研究,提出一种基于Faster R-CNN(Faster Regions with CNN)的ROI区域自动提取方法,阐明无砟道床板间位移机器视觉测量原理和实现方法的计算流程。基于Keras图像数据增强模型进行无砟道床板间位移目标库的增加,建立人工标靶数据集。通过CNN中卷积层对测量数据进行特征映射图提取,计算映射图中每个特征点的标靶概率,通过分类和边框回归,精确标记图像中的人工标靶。通过安装某250 km/h的双块式无砟轨道线路的典型测点进行Faster R-CNN算法的准确性和有效性验证。研究结果表明:道床板ROI自动提取算法的召回率为99.16%,准确率为98.91%,可以有效满足无砟道床板间位移测量中精度和准确率的要求;与其他的常用YOLO v3,SSD和Fast R-CNN等ROI算法相比,Faster R-CNN方法的计算效率较好、准确率最高,虽然计算效率上略有不足,但可满足铁路轨道状态实际监测的需求。建议在无砟轨道位移非接触式测量中采用基于Faster R-CNN的ROI自动提取方法,以有效地监测铁路基础设施服役状态。

摘要： 基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验;结果表明:姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1 μm;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系;干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度;研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。

摘要： 恶劣环境下的低质图像会严重影响基于视觉的位移测量效果。图像超分辨率重建有望能改善图像质量、突出目标特征以提高测量精度和可靠性,进而应用于视觉测量场景。故提出了一种关注细节特征的图像超分辨率重建算法,该算法设计了一个角点增强支路,并通过角点损失函数进行约束实现对角点信息的增强,此外增加边缘损失函数提升边缘的重建效果。实验结果表明,该算法在客观评价指标上表现优异,视觉效果上取得了更加清晰的纹理细节,设计的验证实验证明,该算法重建的边缘与角点更加准确,对目标定位有一定帮助,适用于视觉测量应用场景。

摘要： 海上单桩基础风机塔的晃动位移是其安全监测与评估的重要参量,但是目前还没有较成熟的精确自动化监测方法。为此提出一种新的监测方法,首先基于动态高精度倾角仪测挠法得出其0~0.2 Hz范围内的准静态挠度曲线,然后利用低频振动位移传感器直接测量出其0.2 Hz~10 Hz范围内的周期性振动位移信号,最后把两种信号同步叠加成为塔筒观测高程的晃动位移时程曲线。模型测试实验表明此方法的测量精度可达到毫米级别。基于实测数据,对2座单桩风机塔筒在机仓对风向偏航时的晃动位移特性、台风作用下的晃动位移特性、正常工作及停机状态时晃动位移特性进行了详细的分析。分析结果表明:此方法可精确测量和分析出此类型塔筒的晃动位移频谱特性、幅值特性。

摘要： 计算电容是电学阻抗单位复现的基准装置,是电容、电感和交流电阻的溯源依据。它是电磁计量领域内除量子电压、量子电阻基准之外准确度最高的装置。计算电容装置实现微小电容值(0.2至0.6 pF)精确测量的关键在于对其屏蔽电极位移的高准确度测量。从计算电容屏蔽电极位移测量的基本原理出发,系统分析了屏蔽电极位移测量结果的影响因素,具体包含Fabry-Perot干涉仪的锁定、稳频激光波长的实时校准、残余气体折射率影响、测量余弦误差以及Gouy相位修正,结合计算电容测量结果的复现性,得到屏蔽电极位移测量的相对标准不确定度为4.7×10^(-9)。

摘要： 针对高速、高精度数据采集的实际需求,开发了基于主、从单片机及PC上位机组成的线性位移测量系统。提出了从单片机完成数据采集、从单片机与主单片机采用并行数据传输、主单片机对采集数据显示及向上位机PC串口发送数据硬件实施方案。软件上把读数头输出的信号(脉冲电信号)采用软件细分、辨向、计数、信号处理等环节,最终转换成实际的线性位移值显示出来,并传至PC上位机进行存储、显示等软件编程思路。采用主、从式硬件结构,目的在于避免数据显示、处理等其它任务对采样速度的影响及采集数据的丢失现象,提高了系统数据采集的实时性。

摘要： 现代工业测量直线位移对精度的要求越来越高,但是传统的直线位移测量装置操作困难、价格高、精度低,然而光电旋转编码器操作简单、价格合理、体积小、精度高,所以选用光电旋转编码器作为位移测量的核心器件。以测量直线位移为目标,把光电旋转编码器作为系统的测量位移器件,把STC89C52单片机作为系统的控制核心,设计了一个位移测量系统。通过直流电机、齿轮、皮带模拟了工业大型设备的机械位移运动,具有体积小、精度高等特点。通过增量型编码器获取皮带位移量,并实时传送数据给单片机进行处理,然后通过液晶显示当前的位移量。如果位移超过了预先设定的几个阈值,则会产生不同程度的报警,用户可以根据实际需求修改报警值。报警值具有防掉电数据丢失的功能,操作人员可以根据液晶屏上显示的数据判断是否需要停止运行电机。通过光电编码器的高精度测量,能有效地减少位移测量的误差,从而大大提高了操作的准确性。

摘要： 随着数码相机的成本降低和普及,基于计算机视觉的非接触式结构健康监测技术越来越受到重视.传统的接触式测量仪器可能导致轻质结构上的质量负荷,并且在大型土木结构上安装和维护成本高且耗时,特别是对于长期应用.作为一种替代的非接触方法,使用数码相机的计算机视觉方法成本相对较低、灵活.针对传统光流方法在微小位移测量精度和稳定性不足的问题,本文提出了一种改进的基于相位的光流法来计算结构的振动位移.在这种方法中,通过引入基于相位的视频运动放大方法中构造的部分复数可操纵滤波器,与视频序列图像的卷积得到结构的局部空间相位信息.接着通过基于相位的光流法计算结构振动的像素位移.最后通过降噪处理和比例因子法将像素位移转换为真实位移.实验室简支梁振动实验结果证明,本文的方法相比于其他光流方法在微小位移计算上具有更高的精确度和稳定性.

摘要： 针对现有基于结构物表面纹理特征跟踪的支座振动位移测量算法易受光照、背景杂波、运动模糊等因素干扰的问题,提出一种基于线特征跟踪的铁路桥梁支座振动位移测量方法。利用大津法与连通体分析法获取感兴趣目标,并基于感兴趣目标确定线跟踪区域,提高支座位移计算效率;利用一种直线鲁棒检测算子,快速提取桥梁支座振动过程中线跟踪区域中的线目标坐标变化;采用一种多帧数据融合滤波器,对桥梁支座振动位移数据进行后处理,从而实现对桥梁支座振动位移的精准计算。将该测量方法应用于实际搭建的桥梁支座振动位移监测系统中,应用结果表明,该方法在测量精度上取得较好结果,满足桥梁结构健康监测需求。

摘要： 数字图像相关(DIC)方法作为一种非接触式位移测量方法被广泛应用.本文设计了位移实验和应变实验来验证DIC方法在小区域内以及应变测试中的可靠性.用细砂颗粒和喷漆两种方法在宽度仅为2mm的纸条内制作散斑,对传统的喷漆方法适当改进,获得了小区域内的高质量散斑.在位移实验中,通过一台CCD相机拍摄纸条平移过程中的图像,利用2D-DIC分析软件GOM Correlate2016对照片进行分析,发现测得的位移场与手动调节的位移具有较高一致性.应变实验中,通过拍摄试样在拉伸过程中表面的变形图像,再结合GOM Correlate和应变计算方法得到了试样表面的位移场和应变场,和传统引伸计测得结果一致.实验结果表明,DIC方法在小区域内以及应变测试中的结果都是可靠的.

摘要： 电磁成形是一种高应变率成形方法,具有提高材料成形极限、减小金属回弹、非接触式施力等优点,但其过程受到多物理场耦合作用,使得分析其成形机理和过程变得十分困难.本工作针对一种最基本的电磁成形过程——电磁胀环实验,利用电磁感应定律设计了一种简单易行、经济、限制少的测位移方法,为高速变形行为研究提供重要的实验数据.基于电磁感应定律的电磁探针PCB板测位移法对于电磁胀环实验具有可行性，是一种可靠、经济、简单易行，不受温度、环境等因素影响的新型高速测量方法，将在电磁成形过程的研究中发挥重要作用。

摘要： 为解决恶劣工况等极端条件和中空狭窄等特殊条件下的精密位移测量难题,提出一种直接利用被测部件的机械等分性(齿轮等分齿、轴承等分钢球、电机等分槽等)而达到计量等分效果的"寄生式时栅"技术.通过本项目,已成功实现带检齿轮、带检蜗轮、带检轴承和带检电机的原理样机,形成"带检测功能的机电功能部件"新体系.

摘要： 针对飞机主操纵系统试验,在铁鸟试验台上设计了专门的机构和传感器,在不影响驾驶员操纵感觉的情况下,对主操纵系统操纵力和位移进行测量和记录.结果表明,加装传感器后实际力和位移输入与传感器输出之间对应关系满足设计要求,操纵系统各部件之间的协调关系得到了验证,传感器故障不影响操纵系统的正常操纵.

摘要： 分子诊断领域的快速发展推动了移液工作站日益广泛的应用.这类自动化工作站通过移液器的位移测量来定位样本的移动位置,进而确保样本处理的准确性和可靠性.尽管大多主流工作站采用光学手段进行移液器的位移测量和定位,但该方法采用的激光器成本较高,体积较大,不适合小型化、低成本的移液工作站的研制及开发.为此,本论文提出了一种采用磁阻传感器结合步进电机的移液定位控制技术,对实验室自动化生物样本处理过程中的样本转移定位问题进行了研究.论文利用磁阻效应设计并实现了一种新型磁阻位置传感器,用来捕获移液器的相对移动距离和位置信息,并以此相对位移信息对步进电机进行反馈控制,实现对移液位移的精确测量.

摘要： 随着机器人技术的发展,机器人在工业、医学、军事领域的应用越来越广泛,机器人已经可以胜任传统工业中人力密集型的工作.目前,机器人学与人工智能科学结合,向着高精度、高速度、高自主方向快速发展,进一步将机器人引入到智慧型的工作中来.此次课题以机械手掌为对象,研究机械手掌如何模仿人手进行钢琴弹奏,研究如何实现水平方向的灵活移动以及如何让远程操作者感受到接触琴键的实践.结合电工电子技术、智能感知方法和运动控制技术,研究的成果对提升特种远程操纵机器人的灵活性有重要意义.在理论研究的基础上进行了实际的硬件设计和搭建,并进行了仿真和实验研究,包括控制电路的仿真和数据采集处理,同步带直线线性模组、力反馈系统的搭建及实验测试,验证了提出方法的可行性.

摘要： 随着机器人技术的发展,机器人在工业、医学、军事领域的应用越来越广泛,机器人已经可以胜任传统工业中人力密集型的工作.目前,机器人学与人工智能科学结合,向着高精度、高速度、高自主方向快速发展,进一步将机器人引入到智慧型的工作中来.此次课题以机械手掌为对象,研究机械手掌如何模仿人手进行钢琴弹奏,研究如何实现水平方向的灵活移动以及如何让远程操作者感受到接触琴键的实践.结合电工电子技术、智能感知方法和运动控制技术,研究的成果对提升特种远程操纵机器人的灵活性有重要意义.在理论研究的基础上进行了实际的硬件设计和搭建,并进行了仿真和实验研究,包括控制电路的仿真和数据采集处理,同步带直线线性模组、力反馈系统的搭建及实验测试,验证了提出方法的可行性.

摘要： 随着机器人技术的发展,机器人在工业、医学、军事领域的应用越来越广泛,机器人已经可以胜任传统工业中人力密集型的工作.目前,机器人学与人工智能科学结合,向着高精度、高速度、高自主方向快速发展,进一步将机器人引入到智慧型的工作中来.此次课题以机械手掌为对象,研究机械手掌如何模仿人手进行钢琴弹奏,研究如何实现水平方向的灵活移动以及如何让远程操作者感受到接触琴键的实践.结合电工电子技术、智能感知方法和运动控制技术,研究的成果对提升特种远程操纵机器人的灵活性有重要意义.在理论研究的基础上进行了实际的硬件设计和搭建,并进行了仿真和实验研究,包括控制电路的仿真和数据采集处理,同步带直线线性模组、力反馈系统的搭建及实验测试,验证了提出方法的可行性.

摘要： 随着机器人技术的发展,机器人在工业、医学、军事领域的应用越来越广泛,机器人已经可以胜任传统工业中人力密集型的工作.目前,机器人学与人工智能科学结合,向着高精度、高速度、高自主方向快速发展,进一步将机器人引入到智慧型的工作中来.此次课题以机械手掌为对象,研究机械手掌如何模仿人手进行钢琴弹奏,研究如何实现水平方向的灵活移动以及如何让远程操作者感受到接触琴键的实践.结合电工电子技术、智能感知方法和运动控制技术,研究的成果对提升特种远程操纵机器人的灵活性有重要意义.在理论研究的基础上进行了实际的硬件设计和搭建,并进行了仿真和实验研究,包括控制电路的仿真和数据采集处理,同步带直线线性模组、力反馈系统的搭建及实验测试,验证了提出方法的可行性.

摘要： 随着机器人技术的发展,机器人在工业、医学、军事领域的应用越来越广泛,机器人已经可以胜任传统工业中人力密集型的工作.目前,机器人学与人工智能科学结合,向着高精度、高速度、高自主方向快速发展,进一步将机器人引入到智慧型的工作中来.此次课题以机械手掌为对象,研究机械手掌如何模仿人手进行钢琴弹奏,研究如何实现水平方向的灵活移动以及如何让远程操作者感受到接触琴键的实践.结合电工电子技术、智能感知方法和运动控制技术,研究的成果对提升特种远程操纵机器人的灵活性有重要意义.在理论研究的基础上进行了实际的硬件设计和搭建,并进行了仿真和实验研究,包括控制电路的仿真和数据采集处理,同步带直线线性模组、力反馈系统的搭建及实验测试,验证了提出方法的可行性.

摘要： 本发明公开了光谱特性测量设备、颜色测量设备、平面测量对象质量监控设备、位移测量方法、光谱特性测量方法和颜色测量方法。位移传感器包括：光源单元，其被构造为将具有不同的多个波长的光以倾斜的方向施加于平面测量对象的测量区域；分光镜，其被构造为测量被测量区域反射的光的光谱分布；特征量提取模块，其被构造为提取光谱分布的特征量；以及位移计算模块，其被构造为基于所提取的特征量以及预先获取的位移与特征量之间的关系来计算测量区域的位移。

摘要： 本发明公开了一种读数头和位移测量系统及测量方法。该读数头包括离轴抛物面镜、第一偏振元件、第二偏振元件以及偏振分光元件，入射到该读数头的光经过该离轴抛物面镜后射向光栅尺，并经该光栅尺衍射后产生正一级衍射光和负一级衍射光，该正一级衍射光经过该离轴抛物面镜反射后射向该第一偏振元件并产生第一线偏振光，该负一级衍射光经过该离轴抛物面镜反射后射向该第二偏振元件并产生第二线偏振光，该第一线偏振光和该第二线偏振光在该偏振分光元件相遇。本发明的光只需要经过一次光栅尺即可实现位移测量，提高了读数头传导到信号处理端的光功率，降低探测器的成本。

摘要： 本发明涉及半导体制造设备技术领域，公开一种角位移测量装置及角位移测量方法。其中角位移测量装置用于检测运动台的转动的角位移，第一导轨模组包括第一导轨和第一滑块，第一导轨通过设于运动台外部的固定件固定于运动台上方，第一导轨沿第一方向延伸，第一滑块滑动连接于第一导轨，第一滑块能够沿第一方向运动；第一连接块连接于第一滑块上；第二导轨模组包括第二滑块和第二导轨，第二导轨模组安装于第一连接块上，第二导轨沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相互垂直，第二滑块能够沿第二导轨运动；第二连接块一侧连接于第二滑块，另一侧可转动连接于运动台；位移检测组件用于检测第一连接块沿第一方向的位移量。

摘要： 本发明涉及一种位移测量装置，包括机架、绕线组件、拉线、转动触发件及接近开关，绕线组件转动连接于机架，拉线绕设于绕线组件并与被测工件连接；转动触发件设于绕线组件并可随绕线组件转动；接近开关沿转动触发件的转动方向以预设角度间隔地设置于机架，并可被转动触发件触发产生脉冲。被测工件移动一定位移，并拉动拉线带动绕线组件转动，转动触发件随绕线组件转动，并在转动过程中接通或断开接近开关使其产生脉冲，通过对脉冲信号进行计算，获得被测工件产生的位移。由于本位移测量装置输出信号为脉冲信号，因此其对安装使用环境的抗干扰能力强，使用便利且提高了测量精度。还提供有一种采用如上述的位移测量装置的位移测量方法。

摘要： 本发明公开了光谱特性测量设备、颜色测量设备、平面测量对象质量监控设备、位移测量方法、光谱特性测量方法和颜色测量方法。位移传感器包括：光源单元，其被构造为将具有不同的多个波长的光以倾斜的方向施加于平面测量对象的测量区域；分光镜，其被构造为测量被测量区域反射的光的光谱分布；特征量提取模块，其被构造为提取光谱分布的特征量；以及位移计算模块，其被构造为基于所提取的特征量以及预先获取的位移与特征量之间的关系来计算测量区域的位移。

摘要： 本申请提供了一种位移测量探头、测量装置及位移测量方法。位移测量探头包括：光束输出组件，用于输出准直的第一高斯光束；光束转换组件，用于将准直的第一高斯光束转换为第一贝塞尔光束并出射至待测物面；成像组件，成像组件包括成像透镜及线阵图像传感器，成像透镜的光轴与第一贝塞尔光束成第一角度，成像透镜用于对第一贝塞尔光束照射在待测物面所形成的亮斑成像，线阵图像传感器与光轴成第二角度设置，用于接收成像透镜对亮斑所成的亮斑图像，亮斑图像用于计算待测物面相对基准面的位移。本申请提供的位移测量探头能以高横向分辨率对具有精细台阶式轮廓的物面进行高纵向分辨率位移测量的同时，增大测量量程。

摘要： 本发明获得一种能够精度良好地测量到测量对象面的距离的位移测量装置、测量系统及位移测量方法。本发明的位移测量装置包括：投光部，产生光；传感器头，对测量对象物照射光，且接收所照射的光中在测量对象物的测量对象面反射的光；以及控制部，基于传感器头所接收的光，算出表示与测量对象面之间的距离的值。控制部是以所算出的值包含在预先设定的数值范围内为条件，将所算出的值作为表示到测量对象面的距离的值进行处理，且基于所算出的值，重新设定数值范围。

摘要： 本发明涉及半导体制造设备技术领域，公开一种角位移测量装置及角位移测量方法。其中角位移测量装置用于检测运动台的转动的角位移，第一导轨模组包括第一导轨和第一滑块，第一导轨通过设于运动台外部的固定件固定于运动台上方，第一导轨沿第一方向延伸，第一滑块滑动连接于第一导轨，第一滑块能够沿第一方向运动；第一连接块连接于第一滑块上；第二导轨模组包括第二滑块和第二导轨，第二导轨模组安装于第一连接块上，第二导轨沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相互垂直，第二滑块能够沿第二导轨运动；第二连接块一侧连接于第二滑块，另一侧可转动连接于运动台；位移检测组件用于检测第一连接块沿第一方向的位移量。

摘要： 本发明公开了一种电涡流传感器的位移测量设备及位移测量方法，所述位移测量设备包括：电涡流传感器，前置器，设置有依次串接的可变电阻和谐振电容，所述谐振电容适于与所述探头电感并联连接；电压采集模块，设置在所述前置器中；控制器，设置有控制端和第一采集端，所述控制端与所述可变电阻连接，所述第一采集端与所述电压采集模块连接；当所述谐振电压的峰峰值电压不在预设范围内时，通过所述控制器调节所述可变电阻的阻值，使所述谐振电压的峰峰值电压在预设范围内。保证了电涡流传感器输出信号的一致性，保证了磁悬浮系统位置检测的准确度，进而提高了磁悬浮轴承控制系统的稳定性，降低了传感器探头与不同前置器匹配带来的输出差异。

摘要： 本实用新型公开了一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置,包括置于基桩正上方的圆筒状混凝土沉井，混凝土沉井下方设置有可竖向方向自由抬升混凝土沉井的加载装置，基桩的上端竖置设置有位移杆，在混凝土沉井上设置有反力梁，位移杆包括内杆与套设在内杆外周的活动环，内杆内部沿其长度方向设置有由磁致伸缩材料构成的波导管，活动环为环状磁铁，内杆的底端固定连接在基桩的上表面，活动环的内径大于内杆的外径，活动环通过螺钉连接在反力梁的上方，活动环随混凝土沉井相对内杆进行上下移动。本实用新型使用特制的位移杆，通过非接触式多点位移测量仪进行基桩位移测试，实现基桩静载检测试验过程中基桩位移的远距离量测。