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最新刊期
2004 年 第 6 期
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利用曲面计算全息图进行非球面检测
摘要：研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测.分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计.利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm的曲面基底上制作出了计算全息图,并对金刚石车床车削的凸面非球面进行了检测.利用两步测量法解决了凸非球面的中心部位难以检测的难题,同时利用旋转相减法消除了调节误差,非球面的面形精度为234nm(P-V),与金刚石车床的精度相符.关键词：激光直写;非球面检测;计算全息图- 65
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发布时间：2020-08-12 -
数字化白光扫描干涉仪的研究
摘要：研究并设计实现了微形貌测量白光扫描干涉仪系统和光纤偏振耦合点监测白光扫描干涉仪系统.前者采用Mirau相移干涉形式,用压电陶瓷传感器PZT作移项器,主要用于微形貌测量,精度可达nm量级.后者采用光路补偿白光Michelson干涉形式,用格兰棱镜对偏振态进行调整控制,用移动参考臂来补偿由于耦合点所造成的光程差,光纤寄生偏振耦合测试仪的空间分辨率达到50mm,测量范围达到1km,探测灵敏度不小于-80dB(耦合模式与主模式的功率比).关键词：白光干涉仪;扫描模式;微形貌测量;偏振耦合点位置测量- 60
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发布时间：2020-08-12 -
红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法
摘要：根据硬脆性材料的延性域加工机理和面形误差补偿加工方法,研究了圆弧形和平头形刀具的单点金刚石延性域切削方法,在加工中直接获得了镜面切除面;并利用数控技术进行误差补偿,克服了因加工试验、刀具磨损、机械振动、热变形等造成的加工误差导致的非球面的面形精度降低和表面粗糙度恶化.并将该方法用于采用圆弧形刀具对红外线聚光的φ70mm非球面锗透镜进行单点金刚石切削实验中.试验结果表明面形误差补偿加工方法可以进一步消除加工误差,将非球面的面形精度PV值从微米级(1.23μm)提高到亚微米级(0.36μm)的程度,表面粗糙度Ra从亚微米级(0.27μm)改善到超亚微米级(0.04μm)的范围.关键词：非球面;硬脆性材料;面形精度;误差补偿- 37
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发布时间：2020-08-12 -
光纤端面研磨加工机理研究
摘要：给出了研磨光纤时的材料去除机理,选用粒度为微米及亚微米级的金刚石磨料砂纸,在研磨压力为0.48Mpa时,在KE-OFP-12型光纤连接器研磨机上对光纤端面进行了研磨实验.结果表明:光纤研磨加工的材料去除存在脆性断裂、半脆性半延性、延性等3种模式.材料去除模式主要取决于磨料的平均粒度,磨料粒度为3μm时,为脆性断裂到延性研磨的临界转换点.并从理论上对结果进行了分析,光纤以延性模式研磨加工时,光纤表面粗糙度Ra可达到纳米级,其表面看不到任何划痕,而光纤以脆性断裂模式研磨加工时,其表面粗糙度只能达到亚微米级,证明材料以延性模式去除是提高光纤表面质量的有效方法.关键词：光纤研磨;脆延转变;延性去除;表面粗糙度- 62
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发布时间：2020-08-12 -
使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计
摘要：建立了一台使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计,并给出了使用该反射率计测量软X射线多层膜反射率的方法.与金属靶等离子体光源相比,由于使用了气体靶等离子体光源,该反射率计具有低碎屑、可长期连续运行等优点.针对单色仪的二级光谱对反射率测量结果产生的影响,提出了修正方法.并用此方法对实测的工作波长为17.1nm软X射线多层膜的反射率曲线进行了修正.关键词：软X射线反射率计;多层膜;激光等离子体;气体靶- 47
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发布时间：2020-08-12 -
计数型激光测速仪信号处理器及其应用研究
摘要：讨论了计数型多普勒信号处理器,着重介绍计数型信号处理器的工作原理,及各主要硬件部分的构成原理和具体结构.其主体部分采用包括集成计数器、存储器、比较器为主的全硬件设计,具有响应快和精度高的特点.通过合理设计闪烁包络检测单元、计数器主体部分和计数有效性判别电路,既增强了处理器的噪声适应能力,进一步提高了仪器的处理速度.并应用于双锥水力旋流器内部流场的研究,证实了零轴向速度包络面将流场分为内外旋流区的特点,得到了包络面为一柱锥联合面及其与旋流器结构参数之间的关系.关键词：激光测速;多普勒信号处理;计数器;旋流器- 38
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发布时间：2020-08-12 -
工业用数控激光切管机研制
摘要：介绍了一种新型金属管材激光切割设备.该机采用激光头轴向移动,由电动卡盘带动工件旋转的方法合成切割轨迹,实现了分段式切割,对不同直径的工件无需更换卡块,并采用辅助空气冷却的切割方法实现了低氧压切割,耗氧量比传统设备节省了2/3.该设备最大单程切割长度1000mm,切割表面粗糙度≤6.3μm,孔位精度为±0.1mm/m,辅助氧气压力≤0.15MPa.关键词：激光切割;管材;电动卡盘;空气冷却- 28
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发布时间：2020-08-12 -
大型天文望远镜高精度摩擦传动的研究
摘要：提出了一种大型天文望远镜高精度摩擦传动的光学检测机构,用来检测主、从动轮旋转轴线的扭转角.并设计了相应的调整机构.利用这套机构使得主、从动轮的扭转夹角控制在30″以内.实验结果表明,在运行过程中没有出现抖动现象.传动系统长时间平稳运行的低速可达0.2″/s,运动位置精度RMS值为0.01″左右.30min内低速可达0.05″/s,位置精度RMS值为0.009″左右.正弦运动幅值30′,最大速度36″/s,最大加速度为0.18″/s2.这些指标满足了LAM OST天文望远镜的技术要求.克服了由于安装等原因导致旋转轴线之间存在扭转角,进而使得天文望远镜所跟踪的目标在视场中出现抖动,甚至严重会漂移出视场的局限,实现了外圆摩擦传动主、从动轮旋转轴线在空间平行的理想位置.关键词：天文望远镜;摩擦传动;传动精度;精度分析- 41
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微热板式气压传感器结构设计与热分析
摘要：给出了采用牺牲层技术制作的微热板式气压传感器的加工工艺和工作原理.分析了微热板各层薄膜厚度、微热板下气隙高度、支撑桥尺寸、微热板面积大小对传感器加工、工作性能的影响,并结合实际工艺条件设计了一种采用不同支撑桥尺寸的传感器结构.理论分析了恒温加热方式下微热板各种传热途径随气压的变化关系;用有限元方法模拟了恒流加热方式下气压对传感器温度分布和温度大小的影响.分析结果显示,气压较高时微热板传热以气体导热为主,而气压较低时以支撑桥导热为主;微热板区域温度分布较均匀,温度大小受气压影响较大;设计的传感器测量范围为10～105Pa,功耗在毫瓦级,且具有尺寸小、热响应快、易与电路集成等优点.关键词：微热板;气压传感器;热分析;有限元- 51
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发布时间：2020-08-12 -
真空微电子压力传感器的研制
摘要：提出了一种带过载保护功能的真空微电子压力传感器.对传感器的压力敏感膜尺寸、阴阳极间距等结构参数进行了分析计算;针对过载保护的问题,在结构上设计了过载保护环,实现了真空微电子压力传感器的过载自保护功能.采用硅的干、湿法结合的腐蚀、氧化锐化和真空键合等工艺技术,成功地研制出传感器实验样品.对传感器实验样品的参数进行了测试分析,其场致发射阴极锥尖阵列密度达24000个/mm2,起始发射电压为0.5～1V,反向电压≥25V,当正向电压为5V时,单尖发射电流为0.2nA,压力灵敏度为0.1μA/KPa.关键词：压力传感器;过载保护;场致发射阴极锥尖阵列;各向异性腐蚀- 90
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发布时间：2020-08-12 -
同步辐射单色器冷却压弯机构
摘要：研究了带有柔性铰链组合体的冷却压弯机构,以用于减少晶体的热变形.给出了晶体热变形的种类及其机理,以及冷却压弯机构的受力分析及机构结构.运用有限元方法对这种机构进行了分析.结果表明:此种机构大大降低了第一晶体的热变形,在承受5N/mm2峰值功率密度条件下,面型误差仅为0.04μrad 3μrad,远远小于同步辐射光束线设计要求.结果还表明:此种机构尤其适用于高热载情况,是解决第三代同步辐射光源关键技术.关键词：同步辐射;柔性铰链;压弯机构;双晶单色器- 34
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发布时间：2020-08-12 -
航空底片测试仪的恒张力数字控制系统研制
摘要：在航空底片测试仪的运动过程中,底片张力的变化对底片的位移和定位精度影响很大,从而导致测试结果的稳定性.在对测试仪传动机构的运动学和动力学分析的基础上,建立了全数字闭环控制模型.为了实现张力的实时采样和控制,采用数字信号处理技术(DSP)控制底片在运动过程中的张力,使张力趋于设定的最佳值.使得测试仪获取稳定的、真实的图像数据,为正确测评航空感光胶片成像质量提供了基础.实验结果表明底片平均移动速度最高可达到23m/min;张力设定范围是Fmin=0N,Fmax=30N;张力变化控制量为ΔF=±0.05N;重复定位精度为±10μm;满足了设计要求.关键词：航空底片;张力;实时控制;DSP- 53
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发布时间：2020-08-12 -
利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸
摘要：研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量.首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘.针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法.使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm.研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量.如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下.关键词：数字图像处理;齿轮测量;最小二乘法;亚像素- 32
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一种基于立体模板的双目视觉传感器现场标定方法
摘要：给出了一种基于立体标定模板的双目视觉摄像机内、外部参数现场标定方法.该方法采用理想小孔模型忽略摄像机镜头的非线性畸变,把透视变换矩阵中的元素作为未知数,在已知一组三维空间特征点坐标及其对应的图像点坐标时,利用线性算法求解出透视变换矩阵中的各个元素,进而得到所需的参数.最后采用立体标定模板对该标定算法进行了实验验证,用标定完成的立体视觉传感器对已知长度进行测量,相对精度达到了0.02%,取得了较为理想的结果.结果表明:该方法由于无需迭代,因此计算速度快,在测量现场只需摆放一次标定模板即可完成标定,可高精度地实现摄像机内、外部参数的现场标定.关键词：立体视觉;摄像机标定;立体模板;坐标测量- 41
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发布时间：2020-08-12 -
数字X光医学影像压缩技术
摘要：针对数字X光影像仪(CR)影像的特点以及CR成像与成像板(IP)密切关系,提出一种基于图像阈值分割,并对分割的不同区域采用不同压缩方法的数字X光(CR)医学影像压缩技术.首先分割出暗背景区,进行中值滤波,然后行程编码,再根据IP板与X光曝光剂量的关系,将感兴趣区12bit像素降低量化级别降低为9.3bit来降低数据量,并采用嵌入式小波变换方法实现近无损压缩.实验结果表明,在高压缩比条件下,感兴趣区仍具有较高的峰值信噪比(PSNR),保征了感兴趣区的图像质量,具有良好的视觉效果.关键词：数字化放射图像;图像压缩;感兴趣区- 59
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发布时间：2020-08-12 -
一种新的探针定位方法
摘要：提出了一种探针定位测量方法.利用探针上的标记点(可用摄像机定位)建立探针坐标系,运用机器视觉中的立体视觉和坐标系变换的原理,由摄像机坐标系下标记点的坐标得到探针尖端的坐标,实现视线被遮挡的手术部位的视觉定位,摆脱了测量精确度的提高对于探针制造工艺的依赖,显著提高了定位精度(将绝对误差值缩小到1mm),并进行了实验研究,结果表明:这种方法在实际定位测量中的良好效果,克服了传统探针的准确度由于制作工艺原因无法提高从而成为手术精进的瓶颈的问题,该方法还可应用于外科手术之外的领域,能够扩展到其他探针定位的工业场合.关键词：探针定位;机器视觉- 52
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发布时间：2020-08-12
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