游标卡尺测量误差的解决方法

游标卡尺测量误差的解决方法

一、游标卡尺测量误差的解决方法(论文文献综述)

王国星,程泽,臧梓轶,胡亚航,董上,姚迪[1](2021)在《一种用于检测太阳翼铰链锁定深度的测量装置设计》文中指出传统的太阳翼锁紧深度测量方法为利用游标卡尺伸入铰链锁定槽内部测量。操作时卡尺极容易出现倾斜,导致测量数据不稳定,引入人为测量误差较大。在分析操作现状后,设计出了铰链深度专用测量装置。该装置提供了比传统卡尺更大的测量接触面,增加手持测量过程稳定性,避免了因测量基准与被测基准未贴实而产生的测量误差。经多个太阳翼型号验证,测量数据稳定。该方法不仅适用于刚性吊挂展开式太阳翼铰链深度测量,还可以用于大型舱段凹槽或其他狭窄空间部位的测量,具有较强的推广性和实用性。

丁志超[2](2021)在《光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究》文中研究表明光学传感器因其结构简单、响应速度快、设计灵活及抗电磁干扰等优点,在推动新一代物联网和智能传感技术的发展中起着举足轻重的作用。同时这些新兴技术的发展也对光学传感的相关性能和技术提出了更高要求。本学位论文从提升传感器的性能参数方面入手提出了三种传感系统,即具有三段高双折射光纤(HBFs)的高双折射光纤环镜(HiBi-FLM)传感器、高双折射光纤环镜结合光纤布拉格光栅(FBG)传感器、基于游标效应的级联高双折射光纤环镜传感器,每个传感系统都涉及到新的传感机制。此外,论文还提出了两种基于边缘滤波的、用于光纤光栅传感器波长解调的方法,分别是基于高双折射光纤环镜的FBG波长解调系统、基于致密阵列宽带锯齿波(JAWS)滤波器的FBG波长解调系统,两个波长解调系统都涉及到新的波长解调方法。论文主体内容的每一章都围绕一种传感系统或波长解调系统展开,从理论与实验两方面分别介绍了系统原理、关键器件设计与实现及系统的性能参数,取得的主要研究成果及创新点如下:1.提出并搭建了结合三段高双折射光纤(HBFs)的高双折射光纤环镜传感系统。设计了一种结合三段高双折射光纤的高双折射光纤环镜传感器,使用琼斯矩阵推导了具有任意段HBF的HiBi-FLM透射谱表达式,通过将三段HBFs式HiBi-FLM的透射谱表达式对温度、应变进行微分得到透射谱中谐振谷的温度、应变灵敏度表达式,仿真了结合三段HBFs的HiBi-FLM的透射谱,仿真结果与实验测量基本吻合。实验证明了此传感器的温度与应变区分能力,所提出传感器的温度和应变测量分辨率分别为±0.3℃、±12με。2.提出并搭建了结合一段HBF和一个FBG的HiBi-FLM传感系统。由于HiBiFLM透射谱中谐振谷和FBG谐振峰的温度、应变灵敏度不同,因此可通过将测量目标谐振谷和FBG谐振峰的温度、应变灵敏度构成传感系数矩阵。使用提出的传感器进行温度、应变同时测量时,只需测出目标谐振谷和FBG谐振峰的波长漂移,再结合传感系数矩阵,可解耦温度和应变变化分别对波长漂移的影响,得出环境温度和应变的变化量。实验测量了所提出传感结构的温度、应变响应特性,传感器的温度、应变测量分辨率分别被实验测量为±0.5℃和±22με。3.提出并搭建了基于级联HiBi-FLM的具有游标效应的高灵敏度温度传感系统。由于HiBi-FLM透射谱具有周期性,因此可将其看作光学刻度尺,通过级联两个分度值略微不同的光学刻度尺,可在级联输出中形成游标光谱,从而放大单个HiBi-FLM透射谱的周期,当单个HiBi-FLM的透射谱发生小的漂移时,级联结构的游标谱将向相应方向发生一个放大倍数的漂移,从而实现测量灵敏度和分辨率的放大。理论阐述和仿真了基于级联光纤干涉仪的光学游标效应的具体实现过程,给出了游标效应放大倍数的计算公式并推导了级联干涉仪透射谱的方程。提出使用洛伦兹拟合算法和高斯拟合算法来拟合游标谱的包络,恢复了目标包络峰值,从而实现对级联结构游标谱移的精确标定。实验制作了级联HiBi-FLM传感器,测量了所制作传感器的温度特性,实验结果表明级联结构透射谱波长漂移灵敏度是单个HiBi-FLM的M倍,M与理论预测值基本一致。提出通过减小两个干涉仪的自由光谱范围(FSR)之差可进一步提升级联结构的灵敏度和分辨率,实验制作了FSR之差更小的两个HiBiFLMs,并测量了单个和级联HiBi-FLM结构的温度响应特性,实现了级联结构温度灵敏度、分辨率的更大倍数放大。4.提出并搭建了基于交叉HiBi-FLMs的FBG波长快速解调系统。阐述了基于边缘滤波器的波长解调系统的众多优点,提出可将两个HiBi-FLMs透射谱中周期性的上升沿(或下降沿)用作边缘滤波器来解调FBG的谐振波长,两个信道的解调结果取对数再相减是FBG谐振波长的一次函数,从而实现对FBG环境参量的线性映射。实验制作了满足实验需要的具有特定FSRs的两个HiBiFLM,在系统设计中使用波分复用和时分复用技术实现对多路传感信号的同时解调,从而实现同时对多点振动情况进行动态监测并重建了铁管振幅的幅度谱。所提出波长解调系统具有结构简单、成本低、设计灵活、解调速度快等优点,其有望在超快动态现象监测、地震监测和高分辨率传感领域得到广泛应用。5.提出并搭建了基于致密阵列宽带锯齿(JAWS)滤波器的FBG波长解调系统。使用菲涅尔衍射分析方法推导了有限反射虚像相位阵列(FRVIA)的谱色散公式,并仿真了FRVIA的色散谱和基于FRIVA的JAWS滤波器的光谱。实验制作了基于FRVIA的JAWS滤波器,测量的JAWS滤波器的光谱与仿真结果基本一致。使用搭建的JAWS滤波器实现了对三路FBGs信号的实时动态解调,监测到了铁管振幅的实时动态变化,并计算了应变波在铁管中的传播速度。推导了采集到的电压数据和铁管振幅之间的映射关系。所提出的波长解调系统可实现对变化频率小于等于200 k Hz的FBG环境参量信号的探测与解调,它具有解调速度快、抗电磁干扰、使用灵活、成本低等优点,其有望在分子动力学传感和航空航天诊断等超快动态现象监测、高速通信、超快超高分辨率传感、结构健康监测、医疗等领域得到广泛应用。

黄少染[3](2021)在《摄影测量法在红黏土变形特性研究中的应用》文中指出传统三轴试验变形测量方法由于端部效应存在局限性,而对于基于图像测量的三轴试验方法,压力室的变形及光线折射问题影响着试验精度。为克服这些局限与不足,本文将摄影测量技术应用到桂林饱和重塑红黏土的三轴试验中,分析土样在不同围压、不同试验阶段下的径向、轴向、局部和整体体积变形特性。具体研究结果如下:(1)利用针孔相机模型对单镜头相机(Iphone6手机)进行参数校准,结果表明其符合新型摄影测量法对摄像工具的要求,并且使得试验操作更加灵活;总结前人关于新型摄影测量法的计算过程,利用编程软件Matlab编写一系列的程序以解决该方法密集计算的难题,可见开发一整套用于图像处理和计算过程的软件包是很有必要的。(2)通过在空气中对印有RAD标记点的A4纸使用游标卡尺和摄影测量技术进行距离测量,发现两者间测量误差很小,绝对误差值在0.011mm以内;使用一个硬圆柱塑料瓶作为三轴试样模型,对其在压力室内外使用新型摄影测量法测量标记点的列向高度,以空气中模型标记点列向高度的游标卡尺测量值作为真值,模型在压力室内的平均测量误差是0.133mm,而在压力室外的测量误差相对更小,表明新型摄影测量法的测量精度较高,将其用于三轴试验的试样体积测量完全可行。(3)对桂林饱和重塑红黏土进行不固结不排水三轴试验,利用新型摄影测量法进行土样三维模型的重建,分析在不同围压、不同试验阶段下土样轴向、径向、局部和整体体积的应变。对土样的轴向变形进行分析,土样中部鼓胀部分压缩增量明显,而端部土体受约束变形不明显;分析了土样的径向变形特性,发现其变形规律与轴向变形类似,中部膨胀增量明显而端部变形不均匀;从土样在不同围压下的局部体积变形分析得出,土样在试验过程中出现胀缩现象,端部约束对土样变形影响很大;最后总结了土样总体体积变形规律,土样总体表现为膨胀,但在不同试验阶段下的变形规律不一致,需要综合土样在径向、轴向和局部变形的特性分析。总的来说,土样变形受端部约束影响很大,表现为不均匀变形,土样在整个试验过程的变形规律不一致,然其变形分析结果符合土样的变形特性,新型摄影测量法为土样局部和整体体积的不均匀变形测量提供了一个很好的解决方法,但还需要进行更多的试验以总结规律。(4)通过对标记点识别的误差分析可知,标记点坐标越精确,所获得的三维模型越接近于土样的真实形状,并提出了减少误差提高精度的方法。

刘纯斐[4](2021)在《实时再生模拟器与高精度时间间隔测量的研究与实现》文中研究说明卫星导航产业正随着科技的腾飞而迅速发展,作为卫星导航产业中必不可少的定位授时终端—GPS接收机的需求日益增加。如何科学有效地验证GPS接收机的性能也逐渐成为导航产业的热门问题。GPS模拟器能够有效帮助GPS接收机进行验证仿真,是分析GPS接收机性能的重要工具,所以对于GPS模拟器的研究与实现具有较大的工程意义。本文通过FPGA+ARM平台进行GPS L1频点的实时再生模拟器设计,完成对GPS L1信号的再生和时间同步两大功能,主要的研究内容如下:1)根据GPS ICD文件规定,深入研究了GPS L1的信号体制,对GPS接收部分的数字基带信号处理进行理论分析与代码实现,完成对GPS卫星信号的捕获跟踪,实时提取当前卫星信号的载波、C/A码和导航电文,并解算出定位结果。在GPS接收部分的基础上设计了GPS L1频点的再生式模拟器,利用DDS技术实时生成载波和C/A码,同ARM提取出来的导航电文进行调制,最终实现GPS L1信号的再生。测试结果表明,本文设计的系统可以正常对GPS信号进行捕获跟踪和信号再生,解算出的定位精度优于3m,再生式模拟器生成的模拟再生信号定位精度优于5m。2)针对本地秒脉冲和标准秒脉冲时间间隔的测量需求,先利用FPGA内部的进位结构完成延迟单元内插,测量小于系统时钟的时间间隔。再与脉冲计数法相结合,解决延迟单元内插法测量量程较小的问题。最后使用非线性校准的码密度测试,解决延迟内插法中延迟单元大小不均的问题。经实际测试表明,该方法能够实现对本地秒脉冲和标准秒脉冲时间间隔的高精度测量,提供时间同步所需要的稳定高精度时间间隔测量数值。3)使用高精度时间间隔测量技术和晶振驯服技术结合的方法,实现了利用标准秒脉冲信号对本地的时钟源驯服控制,完成本地时钟源与GPS卫星时钟的时间同步。利用FPGA将时间间隔输出值实时转换为压控值,再通过DAC7512将压控值转化为压控电压对本地晶振进行控制。实验结果表明,使用该方法得到的同步秒脉冲与标准秒脉冲相比,精度优于700ps,且本地晶振能够长期保持稳定状态。

吴浩杰[5](2021)在《基于图像测量的三轴土样变形特性研究》文中认为土工三轴试验是测试土体强度、应力应变特性的重要手段,由于端部约束、端部接触问题的影响,常规土工三轴试验难以准确反映出土样的实际应力应变特征。本文将基于图像的三维重建技术运用到土工三轴试验中,通过基于图像的三维重建技术对三轴土样的变形进行非接触式三维测量,为实现土样变形的准确测量寻求一种新的测量方法。具体研究结果如下:(1)探讨了基于图像的三维重建技术的基本原理,将图像测量技术运用到土工三轴试验中时,空气、有机玻璃压力室、水造成的折射效应会引起图像测量的误差。总结了常见的折射校正方法,建立了基于光线追踪的三维折射模型修正折射误差,通过消除折射后的土样三维模型提取土样的变形信息。(2)通过空气中的精度验证试验以及三轴试验的模拟试验对图像测量技术在三轴试验中的测量精度进行探讨,并对影响测量精度的因素展开讨论。试验结果表明:图像测量技术在空气中的测量精度为0.02 mm;利用基于光线追踪的三维折射模型能有效地减小折射造成的图像测量误差,修正后的轴向测量平均误差为0.144 mm,径向测量平均误差为0.140 mm,满足三轴试验要求。相机成像误差、三维折射校正误差是造成测量误差的主要影响因素,通过相机校正、补光处理、优化三维折射校正模型等措施以大大的提高图像测量技术在土工三轴试验中的测量精度。(3)在不固结不排水三轴剪切试验中同时运用常规测量方法和图像测量方法对土样的轴向变形和径向变形进行测量,对两种测量方法的分析对比表明:常规测量方法测量得到整体变形不能很好的反映出土样的实际变形,借助基于图像的三维重建技术构建土样的三维模型,提取土样的变形信息,更真实的反映出土样的不均匀变形,获取土样更真实的应力-应变特征。(4)通过图像测量的三维重建技术追踪三轴土样的剪切破坏过程,试验结果表明:土样的剪切破坏由土样的局部应变发展演化,最终形成具有一定方向和宽度、贯穿土样的不均匀变形带。利用图像测量技术对土样的局部变形进行测量,克服了常规三轴试验难以实现的土样局部变形测量,为土样的局部化研究提供一种新的测量手段。

苗林壮[6](2020)在《回转类零件加工误差分析与快速测量技术研究》文中研究指明回转类零件是机械领域中最基本、应用最广泛的一类零件,回转类零件的加工精度直接影响机械产品的性能以及使用的稳定性、可靠性。揭示回转类零件加工误差的产生机理,探究误差传递规律对误差控制、提升产品质量具有重要意义。测量是误差识别和精度评价的基础,针对回转零件,存在大量高效、精准测量技术与测试手段,但大都是在实验室条件下使用,如何实现加工现场环境下的高效、精准、便捷测量是提升回转体零件制造精度与加工效率的重要保障。以回转类机械零件为研究主体,通过分析回转类零件的结构特征和加工工艺流程,揭示回转类零件加工误差的产生机理,进而研究工序间加工误差的传递与累积特性,分别从单工序和多工序两方面对加工误差的传递特性进行数学建模并验证;分析测量误差的形成机制,揭示加工误差和测量误差的耦合机制。面向生产现场对快速、精准、便捷测量的需求,对现有生产现场机械测量技术进行总结分类,在基准转换、比较测量等机械测量技术理论基础上研究测量基准快速定位、测量数据快速读取的基本原理和方法,研究快速测量回转类零件内径尺寸、快速测量锥齿轮齿坯顶锥高度、快速测量锥齿轮齿圈跳动等测试原理,开发测试工具系统,建立标准化测试规程,进而实现工程化应用验证。基于不同加工误差形式,综合运用快速定位、比较测量、基准转移等方法,进行了快速测量工具的研发设计。给出了“盘孔位置度快速测量”及“圆柱齿轮齿跳快速测量”两种快速测量方法的设计与应用实例。以盘孔位置度快速测量装置为例,对快速测量方法与传统测量方法进行对比研究,获得不同测量方法的技术优势。为验证快速测量方法的可靠性,以盘孔位置度快速测量方法为例,借助计算机软件AutoCAD进行了二维平面坐标内位置关系模拟测量验证。进而设计三组测量试验进行实测验证,对所设计的盘孔位置度测量工具的测量可信度和测量不确定度进行了研究,通过实际测量验证及试验数据分析,证明盘孔位置度快速测量方法是可行的。研究表明这一测量技术的应用将有效解决实际生产制造中盘孔位置度难以执行工序自检的问题。

罗宏伟,周帅,马凌志,项舰,罗捷[7](2020)在《现代元器件尺寸测量方法》文中提出尺寸测量是评估元器件的结构是否满足设计要求及安装匹配性的重要手段。介绍了现代元器件尺寸测量的主要方法及测量原理,包括接触式三坐标测量、激光三角测量及激光共聚焦测量等新技术。针对现代元器件测量难点,对不同测量方法的适用范围及局限性进行了论述,并总结了现代元器件尺寸测量仍需要解决的一些典型问题。

孙亮[8](2020)在《基于机器视觉的大直径PE管材直径测量系统》文中研究说明大直径PE管材,即聚乙烯管材,由于其优秀的耐腐蚀性、可回收性、耐低温性,大型PE管材被广泛的应用于城市供水系统、工业供水系统和森林灌溉系统中。国家标准规定,大于500mm的直径称为大直径[1],随着城市供水系统和工业供水、森林灌溉系统对大直径PE管材的需求量增大,管材的生产效率日益增高,同时,也对管材直径的测量精度和测量效率提出了更高的要求,传统的接触式测量方法的测量效率较低,测量结果容易受个人经验影响,测量结果不稳定。机器视觉的发展迎合了大直径管材的直径测量需求,这种非接触式的测量方式能够更精确且高效的对管材的直径进行测量,且机器视觉的测量方法不会对管材表面造成任何损伤。目前国内利用机器视觉测量圆柱体零件直径的方法多数需要利用参考物,计算图像中每个像素代表的实际物体长度,这就需要保证CCD相机与待测工件具有精确且固定的几何位置关系,需要相应的夹持装置来固定待测工件,测量过程中将夹持装置的生产误差、参考物的生产误差和待测件的安装误差引入了测量结果中,且大直径圆柱工件由于其体积较大,安装和固定的难度较大,造成直径测量的难度增大。为此,本论文设计了一种基于机器视觉的大直径PE管材直径测量系统,消除了机器视觉测量过程中参考物的生产误差、夹持装置的生产误差和待测件的安装误差对测量精度的影响,解决了由于大直径工件体积较大造成的测量难度大的问题,实现了大直径PE管材直径的在线测量。(1)本文详细的介绍了相机的成像原理和张正友相机标定法,利用matlab中的张正友相机标定工具箱完成了相机内部参数的标定和相机的位姿标定,根据所测管材直径范围进行了相机镜头、CCD相机传感器的硬件选型。(2)本文选择在管材生产完成后的管材运输过程中对其直径进行实时的测量,利用相机成像的小孔成像模型计算管材直径,并建立了相应的数学模型,在图像处理方面,根据管材的图像特点,在二值图像的基础上提出了一种基于邻域灰度值差异的边缘检测法,经过实验验证,此方法可以精确有效的检测二值化图像中管材的边缘。(3)利用退火算法对光源的安装角进行了优化,以载物台光源照度分布方差为目标函数对载物台平面的照度分布的均匀性进行了优化,分析了罚函数中的参数:载物台各点照度最大值与中心点照度的差值a对优化结果的影响,选择最佳的a值对安装角进行优化,实现了载物台光照度的均匀分布。(4)搭建了实验平台,进行数据的采集,以大型外径千分尺的测量值为标准,计算了机器视觉系统的测量偏差,并对测量误差进行了分析。实验结果证明,本系统可以精确的测量管材直径,测量误差小于0.5mm,实现了管材直径的在线测量,系统可以全面的掌握管材直径在其轴向方向的分布情况。(5)利用MATLAB软件建立了GUI人机互动界面,使系统的操作和使用更加简洁,操作者在GUI界面中可以控制测量系统的检测开始和检测结束,并以折线图的形式实时输出管材不同位置的直径,操作者可以实时监控管材不同位置的直径大小。

王国辉[9](2020)在《基于FPGA高精度TDC的激光测距系统研究》文中研究指明激光测距技术是随着时代进步而发展的一种精密测量技术,因其具有工作距离远、抗干扰能力强而广泛应用于军事、民用、航空航天等领域。本文针对激光测距系统测量精度的影响因素作了全面分析,包括系统探测效率不高、结构复杂以及时间间隔测量精度不高等问题,从而提高测距系统测距精度、简化系统电路结构并且改善系统稳定性。论文在分析了解了几种常用的激光测距方式及相应的优缺点后,选择简易的脉冲法,根据激光测距过程设计了系统总体结构并利用FPGA控制模块完成对系统内部各工作单元的协调控制。根据测距系统的性能要求分别制定了激光发射单元、激光接收单元以及FPGA时序控制模块的具体设计方案。本文首先分析了脉冲测距系统功率,选用波长1064nm的调Q激光器并设计其驱动电路。其次,针对激光测距系统在动态范围内测量时,工作在线性模式的光电探测器探测效率不高、响应度低以及外围控制电路复杂的缺陷,利用工作于盖革模式下高灵敏度的多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)作为探测器进行回波光子信号累加输出实现光电转换。根据MPPC的工作特性设计信号放大电路、时刻鉴别电路与脉冲整形电路,实现了非合作目标的光子级激光接收单元的设计。针对时间数字转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)测量分辨率低、并行测量通道少的缺点,本文结合系统应用需求,基于FPGA平台设计了高精度时间间隔测量方案。深入研究多种常用时间间隔测量方法后,采用严格延迟链的测量方法完成对激光飞行时间的精确测量,实现TDC模块的集成化设计,减小了电路系统复杂度及功耗。本文提出的TDC设计方案可以实现16通道的高精度计时,并且灵活性高,可以根据测距系统的性能需求,扩展其动态测量范围,从而增加激光测距系统的工作距离。搭建激光测距实验平台,采用高速示波器对系统内部的发射单元与接收单元电路进行测试,并在不同工作距离下完成系统的整体测试。理论分析与实验结果表明,该测距系统具备16通道并行测量能力,实现不同距离目标探测同时测距精度优于±30cm,论证了本文所设计的系统可以达到预期效果。

黄蓉[10](2020)在《基于多电场耦合的绝对式纳米位移测量技术研究》文中研究表明当前,制造业的迅猛发展得益于精密加工制造技术的支持,而精密位移测量技术及器件作为把控加工质量及反馈位置信息的关键部件得到了广泛应用且越来越受重视。特别是作为制造业装备基础的高端数控机床,在以直线电机作为伺服控制驱动的情况下,绝对位置传感器作为全闭环控制系统的关键部件,对机床的加工精度起着决定性作用。应对机床不仅需要精度高,且还能实现大量程的绝对位置传感器的要求,光栅是目前的最佳选择。然而,由于国外生产光栅的制造商对我国实行技术封锁,而国内制造技术又相对落后,所以被迫长期依赖于进口。面对这一国情,为推动我国制造业的进步,自主创新研发其他绝对位置传感器将变成必然趋势。作者所在实验室长期致力于时栅测量技术及器件的研究。借以时空转换的理论,时栅位移传感器应运而生。前期的研究已经证实时栅对制造精度要求不高且能实现大量程测量。考虑到对射式结构的绝对式位移时栅由于线缆的束缚并不能在对测量行程要求长的机床中充分发挥作用,本文将提出一种在能实现大量程测量的同时保持高精度定位的反射式时栅位移传感器,以增强在机床中的适用性。本文围绕该传感器的设计,做了以下工作:1)首先提出了基于时栅的多电场耦合原理。将具有M个测量周期的第一级传感器的输出的四路正交信号作为具有N个测量周期的第二级传感器的激励信号以组合为具有M+N个测量周期的传感器A,两个传感器的组合增加了周期数,实现了单边出线的反射式结构设计以及分辨率的扩增;2)设计了基于多电场耦合的绝对式位移传感器结构。再一次应用多电场耦合原理将第一级传感器的输出的四路正交信号作为具有N-1个测量周期的第三级传感器的激励信号以组合为具有M+N-1个测量周期的传感器B,传感器A和B形成了差极结构,以类似于游标卡尺测量方式实现了绝对定位;3)建立了经多电场耦合前的第一级传感器和经多电场耦合后的传感器B的测量误差数学模型。同时分析了耦合前后的传感器由于信号幅值不等、相位非正交以及非线性电场的影响所带来的测量误差。在信号幅值不等和相位非正交时,第一级传感器的误差在多电场耦合作用下由原来的一次误差和二次误差变成了与组合传感器周期相关的多次谐波误差,在非线性电场的影响下,第一级传感器的误差是四次误差,经多电场耦合后仍然是四次误差;4)为了验证传感器的周期误差特性,利用PCB工艺制作了M=136,N=5的传感器样机,设计了信号采集与处理的电路,完成了激励信号发生器等设备的选型,并搭建了方便而可靠的位移测量实验平台;5)实验测试与结构优化。通过实验证实了第一级传感器的测量误差以及与经多电场耦合之后传感器B的误差之间的关联。通过实验分析表明经多电场耦合的传感器B的测量误差是各组合级传感器在相同测量范围内的误差的叠加,且主要表现为四次误差。在掌握了经多电场耦合的误差机理后,通过增加第二级传感器和第三级传感器的周期数对传感器的结构进行了优化,对优化为N=M的传感器样机的实验测试结果表明:在200mm范围内达到±200nm定位精度,且分辨率提升了一倍。综上所述,本文基于多电场耦合原理提出了一种相较于同等尺寸时栅其精度和分辨率被扩展的高精度绝对式时栅位移传感器。同时,多电场耦合的时栅结构是反射式的,实现了单边出线,相比于传统的对射式结构传感器,极大的扩大了其在复杂工况下的实用性和可靠性。这一重大研究成果不仅展示了时栅的发展潜力,为后续将时栅位移传感器向产业化发展打下了坚实的基础,还为国内的精密位移测量技术甚至是整个制造业的发展做出了重大贡献。

二、游标卡尺测量误差的解决方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、游标卡尺测量误差的解决方法(论文提纲范文)

(1)一种用于检测太阳翼铰链锁定深度的测量装置设计(论文提纲范文)

1 现状概述
    1.1 太阳翼铰链简介
    1.2 测量难点
2 测量装置设计
    2.1 方案分析
    2.2 结构设计
    2.3 误差分析
3 应用效果
4 结语

(2)光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
缩略词
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤传感器概述
        1.2.1 基于高双折射光纤环镜的光纤传感器
        1.2.2 光纤光栅传感器
    1.3 游标效应概述
    1.4 光纤光栅波长解调技术
    1.5 虚像相位阵列
    1.6 本论文结构安排
2.HIBI-FLM及有限反射虚像相位阵列相关理论分析
    2.1 基于干涉效应的HIBI-FLM的理论分析
        2.1.1 HiBi-FLM的传输理论
        2.1.2 基于一段HBF的HiBi-FLM的传输特性
        2.1.3 基于两段HBF的HiBi-FLM传输特性
        2.1.4 包含三段HBF的HiBi-FLM传输特性
    2.2 基于游标效应的光传感器结构理论分析
        2.2.1 游标效应的工作原理
        2.2.2 级联式游标效应
        2.2.3 游标谱谱移的确定方法
        2.2.4 并联式游标效应
    2.3 基于FRVIA的致密阵列宽带锯齿滤波器
    2.4 小结
3.基于HIBI-FLM的温度和应力双参量传感器
    3.1 基于三段HBF的HIBI-FLM的温度和应力双参量传感器
        3.1.1 温度和应力双参量传感原理
        3.1.2 温度和应力双参量传感实验
    3.2 基于HIBI-FLM结合FBG的温度和应变双参量传感器
        3.2.1 基于HiBi-FLM结合FBG的温度-应变双参量传感器结构
        3.2.2 温度和应变传感特性
    3.3 本章小结
4.基于游标效应的高灵敏度HIBI-FLM温度传感器
    4.1 基于级联干涉仪的高灵敏度温度传感器
        4.1.1 级联HiBi-FLMs实现测量灵敏度放大的原理
        4.1.2 温度传感特性
    4.2 级联HIBI-FLMS传感器性能的进一步提升
    4.3 分析与讨论
    4.4 本章总结
5.基于交叉HIBI-FLMS的FBG波长高速解调系统
    5.1 边缘滤波器的波长解调原理
    5.2 解调系统工作原理
    5.3 解调原理及实验
    5.4 讨论
    5.5 小结
6.基于JAWS滤波器的FBG波长解调系统
    6.1 基于低损致密阵列宽带锯齿滤波器的FBG波长高速解调系统
    6.2 基于FRVIA的JAWS滤波器
    6.3 基于JAWS滤波器的波长解调系统及解调实验
    6.4 对所提出波长解调系统的分析
    6.5 小结
7.总结与展望
    7.1 本论文工作总结
    7.2 下一步拟进行的工作
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(3)摄影测量法在红黏土变形特性研究中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 常规三轴试验的局限性
        1.1.2 三轴土样应变测量方法
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要内容
第2章 新型摄影测量法
    2.1 概述
    2.2 相机校准
    2.3 建立试验系统
    2.4 确定压力室方位和形状
    2.5 建立试样三轴模型
        2.5.1 相机的方位
        2.5.2 光线追踪过程
    2.6 体积计算
    2.7 本章小结
第3章 新型摄影测量法校验
    3.1 在空气中摄影测量分析的准确性
    3.2 在试验中摄影测量分析的准确性
    3.3 本章小结
第4章 饱和红黏土的三轴试验
    4.1 引言
    4.2 试验方案及准备
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 饱和红黏土强度特性分析
        4.3.2 饱和红黏土轴向应变分析
        4.3.3 饱和红黏土径向应变分析
        4.3.4 饱和红黏土局部体积应变分析
        4.3.5 饱和红黏土整体体积应变分析
        4.3.6 新型摄影测量法分析
    4.4 本章小结
第5章 试验误差分析
    5.1 测量误差
    5.2 标记点识别误差
    5.3 标记点三维坐标修正误差
    5.4 其他误差
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    附录1 压力室九个参数拟合程序
    附录2 试样标记点光线追踪修正计算程序
    附录3 三维空间点云体积计算程序
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢

(4)实时再生模拟器与高精度时间间隔测量的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 论文研究背景与意义
        §1.1.1 GPS信号模拟器
        §1.1.2 高精度时间间隔测量
    §1.2 国内外研究现状
        §1.2.1 GPS信号模拟器
        §1.2.2 高精度时间间隔测量
    §1.3 论文主要研究内容及章节安排
        §1.3.1 论文主要研究内容
        §1.3.2 论文章节安排
第二章 实时再生模拟器理论与方法
    §2.1 GPS L1 信号体制
        §2.1.1 L1 信号结构
        §2.1.2 C/A码结构
        §2.1.3 数据码结构
    §2.2 再生式GPS信号模拟器基本结构
        §2.2.1 射频前端
        §2.2.2 信号接收基带处理
        §2.2.3 定位解算
        §2.2.4 信号生成基带处理
        §2.2.5 射频后端
    §2.3 时间间隔测量的重要指标
        §2.3.1 精度
        §2.3.2 准确度
        §2.3.3 分辨率
        §2.3.4 量程
        §2.3.5 稳定度
    §2.4 高精度时间间隔测量的方法
        §2.4.1 脉冲计数法
        §2.4.2 电流积分法
        §2.4.3 游标卡尺技术
        §2.4.4 时钟相位内插技术
        §2.4.5 延迟单元内插技术
    §2.5 方法分析和选取
    §2.6 本章小结
第三章 再生式GPS信号模拟器关键技术研究
    §3.1 GPS L1 信号捕获与跟踪
        §3.1.1 信号的捕获
        §3.1.2 信号的跟踪
    §3.2 高精度数字信号生成
        §3.2.1 扩频通信技术
        §3.2.2 直接频率合成技术
    §3.3 多普勒模拟技术
        §3.3.1 载波多普勒模拟技术
        §3.3.2 伪码多普勒模拟技术
    §3.4 本章小结
第四章 高精度时间间隔测量关键技术研究
    §4.1 基于延迟进位链的时间间隔测量技术
        §4.1.1 进位链原理
        §4.1.2 进位链的生成
        §4.1.3 加法器延迟进位链的延时分析
    §4.2 码密度法校准
        §4.2.1 码密度法原理
        §4.2.2 码密度法时延计算方法
    §4.3 基于FPGA的晶振驯服技术
        §4.3.1 晶振驯服的基本原理
        §4.3.2 GPS驯服晶振的压控方法
    §4.4 本章小结
第五章 实时再生模拟器设计与实现
    §5.1 实时再生模拟器总体设计
    §5.2 再生式GPS信号模拟器FPGA软件设计
        §5.2.1 捕获模块
        §5.2.2 跟踪模块
        §5.2.3 数字中频生成模块
        §5.2.4 通信模块
    §5.3 再生式GPS信号模拟器ARM软件设计
        §5.3.1 捕获算法
        §5.3.2 跟踪算法
        §5.3.3 同步电文解调
        §5.3.4 定位解算
    §5.4 基于时间间隔测量的时间同步软件设计
        §5.4.1 秒脉冲生成模块
        §5.4.2 高精度时间间隔测量模块
        §5.4.3 晶振驯服模块
    §5.5 本章小结
第六章 系统平台与性能测试
    §6.1 软硬件开发平台介绍
        §6.1.1 硬件开发平台
        §6.1.2 软件开发平台
    §6.2 性能测试与分析
        §6.2.1 信号再生测试与分析
        §6.2.2 时间同步测试与分析
    §6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    §7.1 论文工作总结
    §7.2 后续工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果

(5)基于图像测量的三轴土样变形特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 接触式三轴土样变形测量手段
        1.2.2 非接触式三轴土样变形测量方法
    1.3 主要存在问题
    1.4 本文研究内容
第2章 基于图像的三维重建技术
    2.1 引言
    2.2 空间物体的三维重构
        2.2.1 单相机成像模型
        2.2.2 双(多)相机成像模型
    2.3 相机检校
    2.4 图像标记识别点
    2.5 本章小结
第3章 基于光线追踪的三维折射模型
    3.1 引言
    3.2 常见的折射校正方法
    3.3 基于光线追踪的三维折射校正模型
        3.3.1 确定折射界面模型
        3.3.2 光线追踪模型
    3.4 基于图像测量的土样的变形测量计算
    3.5 本章小结
第4章 图像测量的精度和误差分析
    4.1 引言
    4.2 图像测量的精度
    4.3 图像测量误差因素分析
        4.3.1 相机成像误差
        4.3.2 三维折射校正误差
    4.4 本章小结
第5章 基于图像测量的红黏土三轴试验
    5.1 引言
    5.2 试验方案
        5.2.1 试验土样
        5.2.2 试验方法
    5.3 试验结果分析
        5.3.1 土样轴向变形分析
        5.3.2 土样径向变形分析
        5.3.3 应力-应变曲线分析
    5.4 本章小结
第6章 三轴土样剪切过程分析
    6.1 引言
    6.2 基于图像测量的土样剪切过程分析
        6.2.1 基于图像测量的局部变形测量
        6.2.2 土样剪切带的形成与演化
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
参考文献
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢

(6)回转类零件加工误差分析与快速测量技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 回转类零件加工与误差分析
        1.2.1 回转类零件加工技术现状
        1.2.2 加工误差的分析方法
    1.3 快速测量技术研究现状
        1.3.1 机械零件测量技术与测量方法分类
        1.3.2 快速测量技术的发展现状
        1.3.3 快速测量技术的发展前景
    1.4 论文研究的意义及内容
        1.4.1 论文研究的目的和意义
        1.4.2 论文主要研究内容
第二章 回转类零件机械加工误差分析
    2.1 机械零件误差来源与特点
        2.1.1 机械加工误差
        2.1.2 测量误差
        2.1.3 加工误差与测量误差的耦合性分析
    2.2 回转类零件常见的误差及应对策略
    2.3 回转类零件加工误差的传递建模
        2.3.1 单工序加工误差模型
        2.3.2 多工序加工误差传递建模
        2.3.3 工序尺寸误差建模
        2.3.4 设备经济加工精度与误差传递的关系
        2.3.5 实例验证
    2.4 本章小结
第三章 快速测量的方法研究及设计实例
    3.1 快速测量的典型方法
        3.1.1 快速定位方法
        3.1.2 基准转移方法
        3.1.3 比较测量方法
    3.2 盘孔位置度快速测量方法及应用
        3.2.1 测量基准的选择
        3.2.2 快速定位设计
        3.2.3 位置度快速测量的实现
    3.3 圆柱齿轮齿跳快速测量方法及应用
        3.3.1 测量基准的选择
        3.3.2 快速定位设计
        3.3.3 齿跳快速测量的实现
    3.4 快速测量与传统测量的对比分析
        3.4.1 快速测量技术的特点
        3.4.2 快速测量与普通测量的优势对比
    3.5 本章小结
第四章 基于试验分析的快速测量可信度与稳定性分析
    4.1 测量对象特征及测量原理分析
        4.1.1 测量对象的特征与技术需求
        4.1.2 测量方法的原理分析
    4.2 快速测量装置制造
        4.2.1 测量装置的总体介绍
        4.2.2 测量装置的优化改进
        4.2.3 测量装置的误差分析
    4.3 快速测量数据可信度研究
        4.3.1 快速测量试验步骤
        4.3.2 测量数据可信度分析
        4.3.3 测量数据不确定度分析
        4.3.4 测量方法的测量效率评价
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况
学位论文评阅及答辩情况表

(7)现代元器件尺寸测量方法(论文提纲范文)

1 引言
2 现代元器件尺寸测量技术
    2.1 接触式三坐标测量系统
    2.2 原子力显微镜测量系统
    2.3 激光三角测量系统
    2.4 激光共聚焦测量系统
    2.5 视觉测量系统
3 典型元器件尺寸测量方法
    3.1 晶体管
    3.2 阻容元件
    3.3 连接器
    3.4 电线电缆
    3.5 微电子器件
4 结论

(8)基于机器视觉的大直径PE管材直径测量系统(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 接触式测量
        1.2.2 非接触测量方法
    1.3 本章小结
第二章 系统测量原理及硬件选型
    2.1 相机成像原理
        2.1.1 相机的4个坐标系
        2.1.2 相机坐标系间的转换关系
    2.2 直径测量系统原理
    2.3 直径测量系统的数学模型
    2.4 直径测量系统的硬件选型及安装
        2.4.1 直径测量系统的硬件安装
        2.4.2 直径测量系统的硬件选型
    2.5 本章小结
第三章 测量系统的标定
    3.1 张正友相机标定法
    3.2 系统相机标定
        3.2.1 相机内部参数标定
        3.2.2 相机位姿标定
    3.3 本章小结
第四章 测量系统的光源优化
    4.1 光源的选择
        4.1.1 LED光源的定义
        4.1.2 光源颜色的选择
    4.2 光源照明方式的选择
    4.3 光源的优化
        4.3.1 光学单位的定义
        4.3.2 模拟退火算法
        4.3.3 目标函数的建立
        4.3.4 目标函数的matlab代码
        4.3.5 光源优化的参数设置
        4.3.6 各点照度值最大值与中心点照度值的差值a对优化结果的影响
    4.4 本章小结
第五章 测量系统的图像处理
    5.1 图像灰度化
        5.1.1 图像灰度化的方法
        5.1.2 图像灰度化效果
    5.2 图像噪声的介绍
        5.2.1 图像噪声的分类
        5.2.2 图像的滤波处理
        5.2.3 中值滤波图像
    5.3 图像分割
    5.4 管材的边缘检测
        5.4.1 邻域灰度差异边缘检测
        5.4.2 管材图像边缘检测
        5.4.3 邻域灰度值差异法边缘检测的Matlab运行代码
    5.5 本章小结
第六章 实验数据及误差分析
    6.1 机器视觉测量结果
    6.2 测量偏差
    6.3 测量值的不确定度
    6.4 误差分析
    6.5 本章小结
第七章 工作总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢
附录 A

(9)基于FPGA高精度TDC的激光测距系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光电探测器件
        1.2.2 时间数字转换器
    1.3 论文研究内容
第二章 激光测距原理与应用
    2.1 脉冲法激光测距
    2.2 相位法激光测距
    2.3 三角法激光测距
    2.4 脉冲法激光测距与相位法激光测距比较
    2.5 小结
第三章 脉冲激光测距系统方案
    3.1 激光测距系统结构
    3.2 系统功率分析
    3.3 激光发射单元设计
        3.3.1 激光器性能参数分析
        3.3.2 激光器驱动电路设计
    3.4 激光接收单元设计
        3.4.1 单光子探测器选型分析
        3.4.2 MPPC探测原理及主要工作特性研究
        3.4.3 信号放大电路
        3.4.4 时刻鉴别电路
        3.4.5 脉冲整形电路
    3.5 小结
第四章 激光测距计时单元设计
    4.1 FPGA开发流程
    4.2 时间间隔测量方法
        4.2.1 直接计数法
        4.2.2 时间幅度转换法
        4.2.3 游标卡尺法
        4.2.4 抽头延迟链法
        4.2.5 时间间隔测量方法比较
    4.3 基于严格延迟链的计数法
        4.3.1 严格延迟链计数法原理
        4.3.2 严格延迟链计数法的设计
    4.4 TDC方案设计
        4.4.1 信号输入模块
        4.4.2 TDC模块
        4.4.3 上位机软件处理与显示
    4.5 小结
第五章 测距系统功能测试与误差分析
    5.1 系统测试平台设计
        5.1.1 激光控制器设计
        5.1.2 激光测距系统测试实验平台
    5.2 测距系统测试
        5.2.1 激光发射单元性能测试
        5.2.2 激光接收单元性能测试
        5.2.3 激光测距系统测量测试
    5.3 测距系统误差分析
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢

(10)基于多电场耦合的绝对式纳米位移测量技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本文的研究背景、来源和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 绝对式光栅位移传感器
        1.2.2 绝对式的容栅和磁栅
        1.2.3 时栅位移传感器
    1.3 本文主要研究内容
2 时栅传感器工作原理
    2.1 时空转换理论
    2.2 电场式纳米时栅测量原理
        2.2.1 双列式时栅测量原理
        2.2.2 单列式时栅测量原理
    2.3 绝对式纳米时栅测量原理
        2.3.1 多电场耦合的方法
        2.3.2 绝对式测量方法
    2.4 本章小结
3 传感器测量误差分析
    3.1 第一级传感器的周期误差机理
        3.1.1 幅值不等
        3.1.2 相位非正交
        3.1.3 非线性电场影响
    3.2 多电场耦合后的误差机理
        3.2.1 幅值不等
        3.2.2 相位非正交
        3.2.3 非线性电场
    3.3 安装引入误差分析
        3.3.1 y-z平面夹角带来的误差
        3.3.2 x-z平面夹角带来的误差
        3.3.3 x-y平面夹角带来的误差
    3.4 本章小结
4 实验平台搭建
    4.1 设备选型
    4.2 信号采集与处理
    4.3 样机制作与平台搭建
    4.4 本章小结
5 实验研究与结构优化
    5.1 第一级传感器的周期误差特性验证
    5.2 多电场耦合后的周期误差特性验证
    5.3 优化传感器
        5.3.1 优化后周期误差测试
        5.3.2 不同间隙的误差比较
        5.3.3 x-y平面夹角误差比较
        5.3.4 重复性测试
        5.3.5 误差修正
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

四、游标卡尺测量误差的解决方法(论文参考文献)

  • [1]一种用于检测太阳翼铰链锁定深度的测量装置设计[J]. 王国星,程泽,臧梓轶,胡亚航,董上,姚迪. 新技术新工艺, 2021(10)
  • [2]光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究[D]. 丁志超. 北京交通大学, 2021(02)
  • [3]摄影测量法在红黏土变形特性研究中的应用[D]. 黄少染. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [4]实时再生模拟器与高精度时间间隔测量的研究与实现[D]. 刘纯斐. 桂林电子科技大学, 2021(02)
  • [5]基于图像测量的三轴土样变形特性研究[D]. 吴浩杰. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [6]回转类零件加工误差分析与快速测量技术研究[D]. 苗林壮. 山东大学, 2020(02)
  • [7]现代元器件尺寸测量方法[J]. 罗宏伟,周帅,马凌志,项舰,罗捷. 电子与封装, 2020(06)
  • [8]基于机器视觉的大直径PE管材直径测量系统[D]. 孙亮. 太原理工大学, 2020(07)
  • [9]基于FPGA高精度TDC的激光测距系统研究[D]. 王国辉. 长春理工大学, 2020(01)
  • [10]基于多电场耦合的绝对式纳米位移测量技术研究[D]. 黄蓉. 重庆理工大学, 2020(08)

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游标卡尺测量误差的解决方法
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