透镜-反射镜式测量镜对干涉微位移测量的影响

采用基于透镜-反射镜式逆反射光路的干涉仪进行微位移测量时,被测位移会引起测量光束的波面变化。本文对这种波面变化和其对位移测量结果的影响进行了分析,推导出了波面变化引起的位移测量误差与透镜的焦距/有效孔径之比和位移的近似关系。对合理使用基于透镜-反射镜的逆反射方法,发挥其在干涉微位移测量中的优势,避免其不足,具有指导作用。     

介绍一种杠杆千分尺专用测力计

概述杠杆干分尺是一种带有精密杠杆齿轮传动机构的指示式测微量具。其结构由微分头和杠杆测微机构组成。测力装置不用棘轮，由螺旋弹簧保持洲力稳定．通过杠杆测微机构把测砧位移量放大并由表盘指针指示。其用途与外径千分尺相同．但测量准确度较高，是工厂常用的量具之一。与三计结合使用时，可测呈螺纹塞规的中径尺寸。当用同一付三针，对同一被测件由不同的打忏丁分尺测量螺纹塞观中径值时一发现测量结果最多相差3Urn。经分析，原因之一是测力产生的测量误差。虽然检定规程规定杠杆千分尺的测力要用测力计检，但由于没有检查杠杆千分尺…     

基于非接触测量技术的低速风洞连续扫描试验技术研究

基于Optotrak非接触光学测量系统,建立了风洞试验模型三维姿态角测量方法,实现了模型姿态角的高精度、实时、外触发时钟同步测量。基于该方法测量模型三维实时姿态角,在FL-14低速风洞开展了张线尾撑下YF-16飞机1∶9标模纵、横向连续扫描测力试验。试验结果表明,在0.3°/s的扫描速率下,连续扫描与步进试验数据比对一致性好,各气动分量同期重复性达到国军标合格或先进指标。连续扫描试验获得了更为详尽完整的气动特性信息,同时显著提升了试验效率。     

微推力与冲击力关系的实验研究

微型推进器固定在测试台架上进行微推力的直接测量,常会受到推进器工质导管等引线的干扰而造成较大的测量误差,甚至无法测量。为此提出用推进器喷嘴对准测力探头喷射,通过测量冲击力来间接获得微推力的思路,研究了微型冷气推进器产生的冲击力与微推力之间的关系。发现采用冲击力测量时,只要测力探头面积足够大,冲击力随着喷嘴与测力探头之间距离变化的曲线会出现一个高平台区,在此区域内所测得的冲击力大小变化不大,而且与真正微推力的大小几乎相等。     

光学坐标测量机在叶片型线测量中的应用

为了高效精确地完成叶片不同截面上型线的测量,应用激光三角法测头、测头座以及三坐标测量机框架等搭建了非接触式的光学坐标测量机,可以实现叶片型线的快速扫描测量。在测量过程中,将激光测头通过PH10M测头座安装在三坐标测量机的Z轴上,并通过测头外参数标定技术与坐标系转化技术等将激光测头的一维距离值转化为被测点的三维坐标值,进而实现被测叶片型线三维点云的创建。最后,应用所搭建的光学坐标测量机对金属球的直径和叶片的截面型线进行扫描测量实验,能够满足使用需求。     

基于光学扫描的叶片截面测量技术研究

航空发动机叶片型面数据的快速精确获取是提高叶片加工质量、保证整机工作性能和使用寿命的关键环节。为实现叶片等空间复杂曲面零件的几何形状和尺寸信息的高精、高效测量,基于非接触式的光学扫描测量系统,开展了其在叶片截面参数检测中的应用研究。该光学扫描测量系统以传统的三坐标测量机为系统平台,配备基于环形激光三角法测量原理的新型激光扫描测头,结合专用的叶片测量软件,实现叶身指定截面的几何参数测量与评价,因而可以作为一个技术领先的用于快速精确测量叶片和质量控制的解决方案。为验证该光学扫描测量系统在叶片型面扫描测量中的应用效果,以一个大扭曲风扇叶片作为被测对象,对其5个截面进行扫描测量,通过模型匹配获得了该叶片的每个截面上的轮廓度误差、形心位置度误差和弦线转角误差等,充分体现出了该测量系统的有效性和实用性。     

大面积非接触测量系统

英国ＵｎｉｓｃａｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司已研制开发出一种可以极高的数据密度进行快速大面积非接触测量的新型ＯＳＰ５００ＬＭ光学表面轮廓测量系统。该系统被设计用于包括模具制造、内盘检测及大型零部件检测的表面数字化等在内的扫描区域为５００ｍｍｘ５００ｍｍ的微米级表面测量中。ＯＳＰ５００ＬＭ采用精密线性马达驱动高精密激光位移装置对被测量的表面进行扫描，在整个被测表面上，每英寸可采集１２００个数据点，数据采集速度为１ｍ／ｓ。这意味着可以每线２５６０００样本点的数据密度标示被测表面轮廓和结构。该系统利用…     

应用双镜头三维LDV／PDPA系统诊断液流模型流动特性方法

在双透镜模式三维激光测速系统的基础上，提出了在测量液体模型时修正入射光聚焦变形的光程角－位移补偿法，此方法使两个人射镜的入射光学在具有多层不同性质介质的模型中保持相变，交通过位移补偿移入射光相交在同一测量平面上，得到了与入射角，介质折射率及坐标架位移有关的补偿公式，利用实时三维ＰＤＰＡ系统对旋转水平水流模型进行了调整和测量，实验结果证明了该方法的原理理正确的，对解决不同折射率介质的液体流场及液固－     

复色差动共焦扫描测量

共焦点扫描测量技术是微光学、微机械、微电子领域中测量三维微细结构、微台阶、微沟槽宽度、深度等结构参数的重要技术手段之一。目前,在传统共焦扫描成像技术基础上已经发展演变出双光子荧     

测微准直望远镜与零距直角头组合后同轴度误差的测定和消除

一、问题的提出测微准直望远镜与零距直角头组合使用时,使光学视线转折90°,用来建立互相垂直的光学视线或与光学视线垂直的光学平面及若干个互相平行的光学平面等,是最常用的方法。使用这一方法时,人们往往只注意到测微准直望远镜与零距直角头的互换使用,而容易忽视测微准直望远镜与零距直角头组合后,产生了新的光轴与机械轴的同轴度误差。该误差有时远大于测微准直望远镜的光轴与机械轴的     

Multi-sensor control for precise assembly of optical components

In order to perform an optical assembly accurately, a multi-sensor control strategy is developed which includes an attitude measurement system, a vision system, a loss measurement system and a force sensor. A 3-DOF attitude measuring method using linear variable differential transformers （LVDT） is designed to adjust the relation of position and attitude between the spher- ical mirror and the resonator. A micro vision feedback system is set up to extract the light beam and the diaphragm, which can achieve the coarse positioning of the spherical mirror in the optical assembly process. A rapid self-correlation method is presented to analyze the spectrum signal for the fine positioning. In order to prevent the damage of the optical components and realize sealing of the resonator, a hybrid force-position control is constructed to control the contact force of the optical components. The experimental results show that the proposed multi-sensor control strategy succeeds in accomplishing the precise assembly of the optical components, which consists of parallel adjustment, macro coarse adjustment, macro approach, micro fine adjustment, micro approach and optical contact. Therefore, the results validate the multi-sensor control strategy.     

微纳米尺度流动实验研究的问题与进展

微纳米实验流体力学研究的流动特征尺度在1mm～1nm范围,处于宏观流动到分子运动的过渡区。连续介质力学与量子力学这两个经典理论的衔接,提出了诸如连续性假设适用性、边界滑移等基本理论问题。同时从微纳米尺度研究界面处液/固/气的耦合,化学、电学性质对流动的影响值得关注。微纳米实验测量仪器融入了力、电等测量手段,要求测量空间精度达到nm量级,力的测量精度达到pN,时间分辨率达到ns。本文围绕连续性假设适用性、边界滑移、微纳米粒子布朗运动及微尺度涡旋测量等问题,介绍了 Micro/Nano PIV、示踪粒子流场显示等技术应用于微纳流场观测的进展与难点。目前微纳米流动测量仍然沿着经典流体力学测量“小型化”的思路开展,而纳尺度的测量期待着新的实验方法与技术的提出。     

激光陀螺超光滑反射镜基片的光学加工和检测技术

讨论了激光陀螺超光滑光学反射镜基片的加工和检测技术,并给出了超光滑光学基片的非接触光学测量仪和原子力显微镜的测试图。还论述了原子力显微镜测试的准确性以及超光滑光学表面的分形特征。     

功率谱密度(PSD)在评价超精密光学表面中的应用研究

用原子力显微镜对不同工艺下获得的超光滑反射镜基片进行了功率谱密度(PSD)检测,并对结果进行分析,以指导光学元件加工。     

微传感器最新发展

近年来，微传感器受到国际传感技术界的广泛关注，本文介绍十多个微传感器，包括三轴加速度计，单，双轴加速度计片，表面微机械陀螺（角速度传感器），微惯性导航系统，微磁通门传感器，磁阻传感器，纳米皮拉尼压力传感器，微科氏质量流量计，毫米波图像传感器，GPS手表（1cm^3)，二氧化碳传感器和微/超微角位移传感器，文事简要介绍它们的基本结构。敏感机理，特点等，从中可以看出微传感器已成为传感技术中有重要应用前景的组成部分。     

高均匀扫描电机轴面不平行度动态测量方法研究

为了解决高均匀扫描电机转动轴位置未知时与反射镜面不平行度的测量问题，提出了一种动态的光电测量方法；在激光测量光路中，利用扫描电机在位置敏感传感器（PSD）上的扫描曲线，并根据光学成像原理和扫描曲线的外形特征，设计了一个光学实验系统；利用实验方法建立了轴面俯仰角度与扫描曲线形状的关系式，最后对扫描电机轴面不平行度的特性进行了测试分析。实验表明，此种测量方法能够很好地解决动态测量扫描电机轴面不平行度的问题。     

油滴/金属壁面正碰撞的油膜动力学特性

为诠释轴承腔中润滑油滴与腔壁碰撞形成的沉积油膜流动铺展问题,采用流体体积(VOF)方法建立了油滴与金属壁面正碰撞的三维数值分析模型,在试验获得油滴与壁面静态接触角的基础上,通过数值计算,探讨了沉积油膜动态铺展和回缩过程,以及油滴直径和碰撞速度对沉积油膜铺展直径、特征厚度、铺展速度以及碰撞力等油膜动力学特性的影响。结果表明:沉积油膜在最大铺展直径时呈中心微凹的圆盘形状,进入回缩阶段后则蜕变为边缘薄中心厚的圆盘形状;沉积油膜的回缩速度和回缩阶段的碰撞力都非常小,其值接近于0,并保持基本恒定;随着油滴直径的增大,沉积油膜铺展直径、特征厚度、铺展速度以及碰撞力均增大;随着碰撞速度的增大,油膜铺展直径和碰撞力增大,特征厚度却随之减小。与相关试验结果的对比,验证了提出的数值分析模型的可靠性和正确性。      

等臂杠杆式小力值标准装置关键技术研究

为了解决高准确度的小力值传感器和测力仪的校准问题,设计了一套小力值标准装置,其关键技术包括杠杆平衡系统的设计、专用砝码的设计、配平机构的设计等几个方面。这些关键技术保证了本标准装置的准确度,为小力值的计量校准提供了标准保障。     

一种基于动态补偿技术的微小稳态推力还原方法

新型微推力器是未来微纳卫星的生力军,其设计、研制和应用都离不开推力性能测量的工程支撑。在设计和研究阶段,新型微推力器稳态力输出时间与机械式直接测量系统稳态调整时间之间存在匹配问题,无法利用测量系统的稳态响应直接还原推力大小。提出一种基于动态补偿技术的稳态推力还原方法,通过分析稳态力工作时间、稳态力大小与测量系统稳态响应之间的关系,提出了动态补偿器的设计原则和推力还原步骤,并进行了实验验证。研究结果表明：当稳态推力实际工作时间大于测量系统周期的0.25倍,且小于测量系统稳态调整时间时,可利用动态补偿器设计原则建立新的等效测量系统,使最终的输出达到稳态,并利用最终的稳态响应均值还原推力大小。     

基于二维微扫描镜的平视显示系统研究

平视显示系统是一种目前普遍运用于航空器上的飞行辅助器,它能使飞行员不用低头就可以看到仪表上的重要信息.针对传统平视显示系统体积大、生产成本高等不足,提出一种基于二维微扫描镜的平视显示系统.通过对二维微扫描镜的振动频率与平视显示图像的稳定性、分辨率、刷新率之间关系的分析研究,初步实现基于二维微扫描镜的平视显示系统的搭建,并成功完成一个常见标志的成像,证明基于二维微扫描镜的平视显示系统的可行性.