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音叉光纤一体式三维谐振测头优化研究 预览
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作者 丁鹏翔 章文 +2 位作者 陈丽娟 黄强先 《计测技术》 2019年第2期18-21,共4页
音叉光纤一体式三维谐振测头是一种应用于微纳米三坐标测量机的新型测头,由石音音叉与光纤测杆测球组成。为了保持测头的振动稳定性与测量准确性,测杆的长度被限制在1mm以内,导致其测量较大深宽比微结构的能力受限。为了在保障测头测量... 音叉光纤一体式三维谐振测头是一种应用于微纳米三坐标测量机的新型测头,由石音音叉与光纤测杆测球组成。为了保持测头的振动稳定性与测量准确性,测杆的长度被限制在1mm以内,导致其测量较大深宽比微结构的能力受限。为了在保障测头测量性能的同时,进一步提高测头的测量能力,对测头进行了优化改良,并进行了性能测试实验。 展开更多
关键词 谐振测头 石英音叉 测头优化 测杆长度
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二维工作台角度误差实时补偿研究 预览
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作者 张芮 黄强先 +3 位作者 伍婷婷 张连生 陈丽娟 《中国测试》 北大核心 2018年第8期102-106,共5页
为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响,提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置,基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构,通... 为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响,提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置,基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构,通过软件控制微动台中压电陶瓷的输入电压,达到补偿工作台角度误差的目的。实验结果表明:二维工作台在50 mm的运动范围内,角度误差实时补偿后,向X方向运动的角度基本可以控制在±3″内,向Y方向运动的角度基本可以控制在±2″内。该方法能够实现对二维工作台角度误差的实时补偿,对提高工作台的定位精度有参考价值。 展开更多
关键词 二维工作台 角度误差 压电陶瓷致动器 角度补偿
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基于支持向量机的微纳米三维测量探头解耦 预览
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作者 刘丽颖 李瑞君 《合肥工业大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第12期1606-1610,1628共6页
文章针对自主研制的三维微纳米测量探头存在的三轴耦合问题,分析了耦合误差产生的原因,研究了基于支持向量回归机(support vector regression,SVR)中ν-SVR算法的解耦方法,并利用Libsvm软件实现了该方法,得出了解耦模型;采用探头的同一... 文章针对自主研制的三维微纳米测量探头存在的三轴耦合问题,分析了耦合误差产生的原因,研究了基于支持向量回归机(support vector regression,SVR)中ν-SVR算法的解耦方法,并利用Libsvm软件实现了该方法,得出了解耦模型;采用探头的同一组实测数据,将SVR解耦得到的模型误差与常用的多元线性回归、泰勒展开式、神经网络3种解耦方法的模型误差进行了比较。结果表明,用SVR解耦方法得到的探头三维方向的模型误差平方和明显较小,该方法能够显著提高三维测量探头的测量精度。 展开更多
关键词 微纳米三维测量探头 解耦 校正 支持向量回归机(SVR)
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高精度微孔测量探头 预览
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作者 李瑞君 许鹏 +2 位作者 唐帅涛 范光照 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期598-604,共7页
对高精度探头的研究和发展进行了叙述,介绍了所研制的一款由一个二维角度传感器、一个弹性机构和一个自制的微球形钨探针组成的微孔测量探头。对探头的刚度和重复性分别进行了仿真验证和实验测试,结果表明:该探头在三维方向上的刚度均... 对高精度探头的研究和发展进行了叙述,介绍了所研制的一款由一个二维角度传感器、一个弹性机构和一个自制的微球形钨探针组成的微孔测量探头。对探头的刚度和重复性分别进行了仿真验证和实验测试,结果表明:该探头在三维方向上的刚度均小于0.4 m N/μm,重复性均优于20 nm(k=2)。最后利用该探头对一个直径为420μm的微孔进行了实际测量,测量结果验证了该探头的实用性。 展开更多
关键词 计量学 探头 微孔 刚度 重复性
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CMM在产品检验中的不确定度分析与合格性判定 预览 被引量:2
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作者 陈晓怀 姜瑞 +3 位作者 王汉斌 徐磊 银宝 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期51-55,共5页
采用测量系统分析方法,基于量值特性指标对三坐标测量机在产品检验中的不确定度进行评定。以测量不确定度作为产品检验的质量指标,结合产品设计精度,建立产品合格判定的误判率与产品设计公差、产品检验结果估计值和不确定度的数学模... 采用测量系统分析方法,基于量值特性指标对三坐标测量机在产品检验中的不确定度进行评定。以测量不确定度作为产品检验的质量指标,结合产品设计精度,建立产品合格判定的误判率与产品设计公差、产品检验结果估计值和不确定度的数学模型。通过三坐标测量机对零件进行产品检验实验,对测量系统的量值特性给出合理评价,在产品检验不确定度评定基础上对产品的合格性做出判定,并计算可能存在的误判率,以验证理论方法的可行性与可操作性。 展开更多
关键词 计量学 产品检验 测量不确定度 三坐标测量机 合格判定 误判率
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基于贝叶斯信息融合的测量不确定度评定与实时更新 预览 被引量:4
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作者 姜瑞 陈晓怀 +4 位作者 王汉斌 肖颖 徐磊 银宝 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期123-126,共4页
基于贝叶斯信息融合与统计推断原理,建立不确定度动态评定模型,对测量不确定度进行实时更新。引入最大熵原理和爬山搜索优化算法,确定先验分布概率密度函数及样本信息似然函数,结合贝叶斯公式求出后验分布概率密度函数,实现不确定... 基于贝叶斯信息融合与统计推断原理,建立不确定度动态评定模型,对测量不确定度进行实时更新。引入最大熵原理和爬山搜索优化算法,确定先验分布概率密度函数及样本信息似然函数,结合贝叶斯公式求出后验分布概率密度函数,实现不确定度的优化估计。仿真及实例分析表明,基于贝叶斯和最大熵方法评定及更新的测量不确定度更加接近理论值。 展开更多
关键词 计量学 不确定度评定 贝叶斯 信息融合 最大熵原理 爬山算法
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测量不确定度引起的抽样检验误判率计算 预览
7
作者 王汉斌 陈晓怀 +2 位作者 李红莉 银宝 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期829-834,共6页
为合理配置测量资源,提高产品检验结果的可靠性,对抽样检验中测量不确定度引起的误判风险进行了量化评估。分析了抽样检验中可能存在的各种风险,重点对测量不确定度的影响进行了讨论;分别针对检验前误判率预估和检验结果误判率计算... 为合理配置测量资源,提高产品检验结果的可靠性,对抽样检验中测量不确定度引起的误判风险进行了量化评估。分析了抽样检验中可能存在的各种风险,重点对测量不确定度的影响进行了讨论;分别针对检验前误判率预估和检验结果误判率计算两种应用情况,提出了误判率计算公式;以产品尺寸合格性检验为例,进行了误判率计算和分析。结果表明,抽样检验误接收和误拒收概率均随测量不确定度的增大而增大,产品检验前应根据可接受误判率合理选择测量方法;对具体产品批的合格性判定结果,应同时计算对应的误判率,以保证产品检验结果的可靠性。 展开更多
关键词 抽样检验 合格判定 测量不确定度 误判率
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基于PLC的温室自动监控系统设计 预览 被引量:2
8
作者 王宏涛 李红莉 +1 位作者 陈晓怀 《实验室研究与探索》 北大核心 2017年第5期21-23,71共4页
有效控制温室温湿度环境是温室业研究的重要课题之一,以西门子S7-200系列小型PLC作为控制器,组建温室自动监控系统,可实时采集控制温室的温湿度,并利用串行口通信实现与上位PC机的信息交互,用户可通过上位机监控软件监测温湿度信息,并... 有效控制温室温湿度环境是温室业研究的重要课题之一,以西门子S7-200系列小型PLC作为控制器,组建温室自动监控系统,可实时采集控制温室的温湿度,并利用串行口通信实现与上位PC机的信息交互,用户可通过上位机监控软件监测温湿度信息,并可选择手动或自动两种控制模式实现温湿度调节控制。通过试验,该系统实现了温室温湿度信息的采集、显示与预警,并能够可靠实现温湿度控制;上位机监控软件界面友好,操作方便,能够保存采集的温湿度信息,方便用户进行数据分析。该设计对于温室环境自动监控以及PLC实践教学具有一定实际意义和应用价值。 展开更多
关键词 温湿度控制 可编程逻辑控制器 串口通信 实践教学
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融合生产信息的产品检验不确定度评定 预览 被引量:3
9
作者 王汉斌 陈晓怀 +2 位作者 钟伟红 李红莉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期164-167,共4页
为合理减小测量不确定度对产品合格判定的影响,研究融合生产信息的产品检验不确定度评定。建立融合加工信息和测量信息的贝叶斯信息融合模型,基于被测参数后验分布对测量结果及其不确定度进行重新估计,依据信息融合后的结果进行产品... 为合理减小测量不确定度对产品合格判定的影响,研究融合生产信息的产品检验不确定度评定。建立融合加工信息和测量信息的贝叶斯信息融合模型,基于被测参数后验分布对测量结果及其不确定度进行重新估计,依据信息融合后的结果进行产品合格判定;提出利用质量控制信息计算贝叶斯先验参数的方法。仿真实验和实例分析结果表明,在产品检验不确定度评定中融入生产信息,可有效扩大产品检验合格区,合理减小合格判定的工作量。 展开更多
关键词 计量学 产品检验 贝叶斯信息融合 测量不确定度 质量控制
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坐标测量机孔径测量的不确定度评定模型研究 预览 被引量:4
10
作者 徐磊 陈晓怀 +3 位作者 银宝 姜瑞 王汉斌 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第1期26-30,共5页
以坐标测量机测量孔径为例,阐述测量过程中影响测量结果的不确定度来源,根据测量模型建立孔径测量的GUM法不确定度评定模型;利用对坐标测量机的测量系统量值特性指标分析的方法 ,给出基于量值特性分析法的各标准不确定度分量的评定模型... 以坐标测量机测量孔径为例,阐述测量过程中影响测量结果的不确定度来源,根据测量模型建立孔径测量的GUM法不确定度评定模型;利用对坐标测量机的测量系统量值特性指标分析的方法 ,给出基于量值特性分析法的各标准不确定度分量的评定模型。通过对汽车空调压缩机后缸体的孔径测量,比较两种方法评定的扩展不确定度。实例分析可以看出:对于坐标测量机复杂的非线性测量模型,GUM法在计算灵敏系数时,运算量较大且获得的是近似结果,因此其可操作性不强;量值特性分析法通过对测量系统整体的分析,基于大量的实验数据对测量结果进行测量不确定度评定,其流程和操作性更为便捷、有效。 展开更多
关键词 计量学 不确定度评定 孔径测量 坐标测量机
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基于新一代GPS的产品检验符合性不确定度评定 预览 被引量:2
11
作者 王汉斌 陈晓怀 +2 位作者 银宝 姜瑞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第24期194-200,共7页
新一代产品几何技术规范将测量不确定度的概念拓展至符合性不确定度,但并未给出相对应的评定方法。为全面估计产品检验中测量结果与产品规范所有可能的差异,基于新一代产品几何技术规范,研究产品检验符合性不确定度评定。基于产品几何... 新一代产品几何技术规范将测量不确定度的概念拓展至符合性不确定度,但并未给出相对应的评定方法。为全面估计产品检验中测量结果与产品规范所有可能的差异,基于新一代产品几何技术规范,研究产品检验符合性不确定度评定。基于产品几何技术规范定义,提出规范不确定度、方法不确定度、符合性不确定度的评定方法;借助不确定度的黑箱模型,通过测量结果统计学量值特性指标,评定执行不确定度。以产品圆度检验为例,研究符合性不确定度评定操作过程,基于符合性不确定度划分产品检验的合格区间。实例分析结果表明,规范不确定度和方法不确定度的量值与执行不确定度相当,不可忽略;由于符合性不确定度包含测量结果与图纸规范所有可能的不一致性,基于符合性不确定度进行产品合格判定更为可靠。 展开更多
关键词 产品几何技术规范 符合性不确定度 黑箱模型 产品合格判定
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接触触发式三维微纳米探头 预览
12
作者 李瑞君 李心愿 +2 位作者 向萌 范光照 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-6,共6页
为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍... 为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍了探头的结构和原理,建立了探头的灵敏度模型和刚度模型,用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度、感测范围、灵敏度、稳定性及触发重复性等性能指标进行了测试。实验结果表明:探头的刚度在三轴方向基本相同,约为1 m N/μm;允许触碰范围超过12μm;灵敏度大于0.5 m V/nm;在恒温环境(20±0.025)℃下,1.3 h内的位移漂移量约为20 nm;触发测量重复性小于40 nm(K=2)。该探头具有精度高、测力小、体积小、成本低、装调方便等优点,可被用于微纳米三坐标测量机。 展开更多
关键词 位移测量仪表 微纳米三坐标测量机 接触触发式探头 弹性机构 测微力计
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接触测量中的微探球力变形研究 预览 被引量:3
13
作者 李志渤 黄强先 +2 位作者 赵剑 尤焕杰 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第14期1926-1929,共4页
随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了... 随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高,测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论,构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型,给出了最大允许测力估计方法和力变形计算方法。以现有的3种微纳米三坐标测量机微探球为参考,分别估计了允许最大测力及引起的力变形。结果表明,对于纳米量级测量不确定要求,接触式测量中微探球的受力变形误差是不可忽略的。 展开更多
关键词 微探球 力变形 微纳米测量 接触测量
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一种基于DVD读取头的非接触触发探头 预览 被引量:3
14
作者 高伟 陈晓怀 +1 位作者 李瑞君 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期30-33,共4页
提出了一种基于DVD读取头原理的非接触光学聚焦探头,该探头由商用DVD读取头改装而成,已经完成其设计与制作。实验结果表明探头分辨率优于2nm,测量重复性可达20nm,目前已应用于纳米三坐标测量机上。
关键词 计量学 DVD光学读取头 非接触探头 纳米三坐标测量机
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动态AFM悬臂的高阶谐振特性研究及实验 预览 被引量:3
15
作者 黄强先 袁丹 +2 位作者 尤焕杰 赵阳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2647-2652,共6页
为了提高动态原子力显微镜(AFM)的灵敏度、分辨率、扫描速度等,基于硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出一种利用硅悬臂高阶谐振而进行扫描测量的高阶谐振表面测量方法,并对相应动态AFM悬臂的高阶谐振特性进行了理论和实验研究... 为了提高动态原子力显微镜(AFM)的灵敏度、分辨率、扫描速度等,基于硅悬臂器件具有多阶谐振模态的特性,提出一种利用硅悬臂高阶谐振而进行扫描测量的高阶谐振表面测量方法,并对相应动态AFM悬臂的高阶谐振特性进行了理论和实验研究。分析了高阶谐振悬臂的工作原理,给出了悬臂的振动方程和振型函数,从理论上证明了高阶谐振悬臂较其初级谐振模式具有更高灵敏度和更高空间分辨率;由于频率的提高,悬臂的动态测量性能明显改善。基于自制的轻敲式AFM,通过实验证实了高阶谐振现象的存在;实验测得的一阶二阶谐振悬臂的灵敏度,空间分辨率和最小可探测力梯度分别为8V/μm,17V/μm;1.33nm,0.47nm;1.80×10^-7N/m,0.54×10^-7N/m,实验结果与理论分析结论一致;通过二阶谐振扫描获得了光栅试样表面轮廓图,证明了该高阶谐振特性研究的正确性及利用高阶谐振特性进行扫描测量的可行性。 展开更多
关键词 硅悬臂 高阶谐振 动态AFM 最小可探测力梯度
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石英音叉三维谐振触发定位系统 预览
16
作者 余惠娟 黄强先 +2 位作者 李志渤 史科迪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2351-2357,共7页
为实现对微器件等三维测量时在三维方向上任意单点的高精度触发定位,提出一种新型三维谐振触发定位系统。以石英音叉作为微力传感器,与一体式光纤微测杆测球相结合,利用其谐振参数(谐振振幅、谐振频率/谐振相位)对微力的高敏感性... 为实现对微器件等三维测量时在三维方向上任意单点的高精度触发定位,提出一种新型三维谐振触发定位系统。以石英音叉作为微力传感器,与一体式光纤微测杆测球相结合,利用其谐振参数(谐振振幅、谐振频率/谐振相位)对微力的高敏感性构建三维谐振触发测头。将该测头与三维纳米定位台、反馈控制模块、信号处理电路结合,分别构成完整的振幅反馈和相位反馈三维谐振触发定位系统。工作时驱动石英音叉测头处于谐振状态,检测顶端测球与试样表面接触微力引起的振幅变化或频率变化。测头顶端测球与试样表面在z向以轻敲模式接触,在X、Y,向以摩擦模式接触。实验结果显示:系统在x、y、z3个方向的触发分辨力分别达到0.17nm、0.20nm、0.18nm;三维重复性误差分别达到37.0nm、70.6nm、41.0nm。实验结果验证了提m的三维谐振触发定位系统纳米量级精确定位的可行性和有效性。 展开更多
关键词 触发定位 石英音叉 谐振特性 三维谐振触发测头 纳米 三维谐振触发定位系统
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动态测量误差的希尔伯特-黄分解 预览
17
作者 李瑞君 《计测技术》 2012年第3期 17-19,46,共4页
针对傅立叶变换、小波变换等方法在分解动态测量误差时存在的不足,即选用不同的基函数会导致不同的分解结果,提出了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的动态测量误差分解方法。该方法不需要选取基函数,可以自适应地分解动态测量误差信号;对一... 针对傅立叶变换、小波变换等方法在分解动态测量误差时存在的不足,即选用不同的基函数会导致不同的分解结果,提出了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的动态测量误差分解方法。该方法不需要选取基函数,可以自适应地分解动态测量误差信号;对一个混联式动态测量系统建立了全系统误差模型,并用该方法对测量系统的总误差信号进行了分解;与傅立叶变换、小波变换的分解结果相比,希尔伯特-黄变换的分解结果更准确,与测量系统的误差理论模型基本一致。 展开更多
关键词 全系统动态误差模型 误差分解 傅立叶变换 小波变换 希尔伯特-黄变换
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光栅测量系统的误差研究 预览 被引量:25
18
作者 陈晓怀 杜国山 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第3期 187-191,共5页
研究光栅系统的误差构成及其变化规律,对提高光栅测量系统的精度,进行测量系统结构的优化设计均具有重要意义。在全面分析光栅测量系统误差来源的基础上,定量描述了光栅副误差、导轨误差、工作台误差,建立了光栅测量系统总误差模型;研... 研究光栅系统的误差构成及其变化规律,对提高光栅测量系统的精度,进行测量系统结构的优化设计均具有重要意义。在全面分析光栅测量系统误差来源的基础上,定量描述了光栅副误差、导轨误差、工作台误差,建立了光栅测量系统总误差模型;研制了一套激光干涉仪与光栅测量系统实时比对实验装置,实现了光栅测量系统综合误差的分离。通过模型仿真与实验比对,验证了总误差模型的有效性。应用该模型对光栅测量系统进行误差修正,能显著提高光栅系统的精度,使测量不确定度减小了一半。 展开更多
关键词 光栅测量系统 误差建模 误差分离 误差修正
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基于多方法的圆度测量虚拟实验系统研究 预览
19
作者 陈晓峰 杨圣春 +1 位作者 丁苏红 《安徽电气工程职业技术学院学报》 2011年第1期 109-111,共3页
从误差理论与数据处理课程的教学和科研的需要出发,提出了以圆度误差测量为研究对象,结合虚拟仪器技术,开发了一套用多种方法来对圆度误差测量的实验系统。本实验系统采用多种方法对回转类工件进行圆度误差测量,将得到的数据与泰勒圆度... 从误差理论与数据处理课程的教学和科研的需要出发,提出了以圆度误差测量为研究对象,结合虚拟仪器技术,开发了一套用多种方法来对圆度误差测量的实验系统。本实验系统采用多种方法对回转类工件进行圆度误差测量,将得到的数据与泰勒圆度仪测得的圆度误差进行比对,验证了此实验系统的可行性。本实验系统可以明显提高教学成果和科研效率,有利于增强学生的实践能力。 展开更多
关键词 圆度测量 三点法 多步法 LABVIEW
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基于多方法的圆度测量虚拟实验系统研究 预览
20
作者 陈晓峰 杨圣春 +1 位作者 丁苏红 《价值工程》 2011年第11期 37-38,共2页
从《误差理论与数据处理》课程的教学和科研的需要出发,提出了以圆度误差测量为研究对象,结合虚拟仪器技术,开发了一套用多种方法来对圆度误差测量的实验系统。本实验系统采用多种方法对回转类工件进行圆度误差测量,将得到的数据与... 从《误差理论与数据处理》课程的教学和科研的需要出发,提出了以圆度误差测量为研究对象,结合虚拟仪器技术,开发了一套用多种方法来对圆度误差测量的实验系统。本实验系统采用多种方法对回转类工件进行圆度误差测量,将得到的数据与泰勒圆度仪测得的圆度误差进行比对,验证了此实验系统的可行性。本实验系统可以明显提高教学成果和科研效率,有利于增强学生的实践能力。 展开更多
关键词 圆度测量 三点法 多步法 LABVIEW
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