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高精度激光三角位移传感器的技术现状 被引量：97
1
作者 冯俊艳 冯其波 匡萃方 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第3期33-36,共4页
　三角测量法是一种传统的位移测量方法。随着激光器、光电探测器和计算机的发展,三角测量法有了很多新的进展和应用。对激光三角位移测量系统进行概述和讨论。根据光线的不同入射方式激光三角位移传感器主要分为两种:直入射式和斜入射... 　三角测量法是一种传统的位移测量方法。随着激光器、光电探测器和计算机的发展,三角测量法有了很多新的进展和应用。对激光三角位移测量系统进行概述和讨论。根据光线的不同入射方式激光三角位移传感器主要分为两种:直入射式和斜入射式。分别介绍了这两种方法的测量原理,并对它们各自的特点进行了比较。最后阐述了高精度激光三角位移传感器的应用方向及发展趋势。 展开更多
关键词 三角测量法 高精度激光位移传感器 光电探测器 非接触测量
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表面粗糙度测量方法综述 被引量：83
2
作者 刘斌 冯其波 匡萃方 《光学仪器》 2004年第5期54-58,共5页
表面粗糙度是机械加工中描述表面微观形貌非常重要的一个参数,表面粗糙度测量技术是现代精密测试计量技术的一个重要组成部分。综述了接触式和非接触式两类测量方法,着重介绍了非接触式测量中的几种测量方法的测量原理及其优缺点。
关键词 表面粗糙度测量 非接触式测量 机械加工 测量原理 精密 计量技术 参数 表面微观形貌 测量方法 描述
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四象限探测器用作激光准直的特性分析 被引量：35
3
作者 匡萃方 冯其波 +1 位作者 冯俊艳 刘斌 《光学技术》 CAS CSCD 2004年第4期387-389,共3页
以四象限光电探测器用作激光准直为例,对其探测原理、光电转换特性、影响探测精度的因素进行了理论分析。用数值模拟、实验验证了分析结果,并对影响探测精度的因素进行了深入的探讨,从而为四象限探测器用作激光准直提供了有力的理论依据。
关键词 四象限探测器 激光准直 位敏元件 精度分析
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基于激光准直直线度测量方法的研究 被引量：34
4
作者 匡萃方 冯其波 +2 位作者 陈士谦 刘欣 冯俊艳 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第6期699-701,共3页
介绍了用半导体激光器、单模光纤准直激光束作为测量基准轴线,四象限光电器件作为位置传感器,并由单片机进行数据采集、处理与测量结果显示的直线度准直仪。通过稳定性实验、重复特性实验和双频干涉仪比对实验,验证了本直线度测量系统... 介绍了用半导体激光器、单模光纤准直激光束作为测量基准轴线,四象限光电器件作为位置传感器,并由单片机进行数据采集、处理与测量结果显示的直线度准直仪。通过稳定性实验、重复特性实验和双频干涉仪比对实验,验证了本直线度测量系统的可行性。实验结果表明,测量系统实现的测量精度为(1.0+2×L)μm(L为准直距离,单位为m),测量范围为10m。 展开更多
关键词 直线度测量 激光准直 四象限光电探测器 单模光纤 半导体激光器
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光学三维轮廓测量技术进展 被引量：26
5
作者 李永怀 冯其波 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期143-147,共5页
讨论了测量物体宏观轮廓的常用光学方法:飞行时间法,结构光法,相位法,干涉法,摄影法,比较了各种方法的优缺点,分析了当前的研究热点和发展方向。
关键词 三维测量 光学方法 综述
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数控机床几何误差测量研究现状及趋势 被引量：39
6
作者 杜正春 杨建国 冯其波 《航空制造技术》 2017年第6期34-44,共11页
数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域... 数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域的一个研究热点和重点。首先从测量仪器角度以及测量策略研究角度回顾了数控机床激光干涉测量、激光跟踪测量、空间体积误差测量、球杆仪测量、平面光栅测试、R-Test、标准件测试等主要几何误差综合测量方法,并对热误差、力误差等相关研究做了简要回顾。在此基础上,分析了当前数控机床误差测量面临的主要挑战以及下一步的发展趋势,为国产数控机床误差测量方法与技术发展提供了建议。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 误差测量 误差补偿
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背景光对四象限探测器干扰的研究 被引量：23
7
作者 匡萃方 冯其波 刘斌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期493-495,共3页
给出了四象限探测器 (QD)光电探测原理 ,从理论上详细分析了背景光干扰下对位置探测精度的影响 ,得出位置误差与测量位置存在线性关系、与信噪比几乎存在反比关系 ,并用实验验证了分析结果。最后提出了减小背景光影响的几种措施。
关键词 四象限探测器 背景光 误差分析 位置测量 位置误差
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用矢量方法分析角锥棱镜的反射特性 被引量：22
8
作者 匡萃方 冯其波 刘欣 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第2期25-27,50,共4页
从现代光学角度出发 ,利用反射、折射定律的矢量表达式 ,详细分析了理想角锥棱镜对光的反射特性以及角锥棱镜存在直角误差时对其光路的影响 ,并用大量公式进行了理论推导和论证。同时指出要在高精度测量过程中提高检测精度 ,任何一个角... 从现代光学角度出发 ,利用反射、折射定律的矢量表达式 ,详细分析了理想角锥棱镜对光的反射特性以及角锥棱镜存在直角误差时对其光路的影响 ,并用大量公式进行了理论推导和论证。同时指出要在高精度测量过程中提高检测精度 ,任何一个角度误差都不能忽略。该分析结果对实际工作中应用角锥棱镜作为逆向反射器所造成的误差的修正具有指导意义。 展开更多
关键词 角锥棱镜 反射定律 折射定律 矢量表达
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数控机床空间几何误差测量研究进展 被引量：28
9
作者 杨婧 冯其波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1901-1911,共11页
数控机床是衡量国家制造装配业水平的重要标志,数控机床的加工精度是反映其性能和水平的一个关键指标。误差补偿是提高数控机床加工精度的一个主要途径和发展趋势,数控机床空间误差快速、精确测量是进行误差补偿、提高数控机床精度的前... 数控机床是衡量国家制造装配业水平的重要标志,数控机床的加工精度是反映其性能和水平的一个关键指标。误差补偿是提高数控机床加工精度的一个主要途径和发展趋势,数控机床空间误差快速、精确测量是进行误差补偿、提高数控机床精度的前提与关键。如何快速准确测量数控机床各种误差成为国内外测量域的一个研究热点和重点,出现了很多不同类型的测量方法和仪器。按测量仪方法及仪器与测量策略这两条主线,对现有数控机床空间几何误差测量方法进行较全面介绍,分析了各种方法的优缺点,讨论了其发展趋势。 展开更多
关键词 空间几何误差 误差补偿 激光测量 数控机床
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鲁棒实时钢轨表面擦伤检测算法研究 被引量：26
10
作者 任盛伟 李清勇 +3 位作者 许贵阳 韩强 罗四维 冯其波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期25-29,共5页
应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰... 应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰度对比图,并基于最大熵原理进行二值化处理,分割出可疑擦伤区域;然后根据经验知识判定钢轨表面的可疑擦伤。实验验证表明:新算法的检测性能高,平均准确率为90.7%,平均漏检率为3.95%;检测速度快,平均检测时间不超过40 ms。 展开更多
关键词 钢轨表面擦伤 检测 对比度感知 最大熵原理 算法
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车轮踏面擦伤动态定量测量新方法 被引量：21
11
作者 冯其波 赵雁 崔建英 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期120-122,共3页
车轮踏面擦伤是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量其大小是高速和重载列车发展中必须首先要解决的关键测量问题。提出一种新的车轮擦伤动态测量方法，不仅能实现对踏面擦伤和磨损的定量测量，同时能克服已有技术测量不能定... 车轮踏面擦伤是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量其大小是高速和重载列车发展中必须首先要解决的关键测量问题。提出一种新的车轮擦伤动态测量方法，不仅能实现对踏面擦伤和磨损的定量测量，同时能克服已有技术测量不能定量、测量结果受外界很多因素影响的缺点。测量系统主要由平行四边形机构、传感器、数据采集与处理等部分组成。现场试验表明：当列车速度低于１５　ｋｍ·ｈ－１，系统的测量误差小于０．２　ｍｍ。 展开更多
关键词 擦伤 磨损 动态测量 轮对 列车 车轮踏面
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激光参数及激光超声探测方法对超声信号影响 被引量：23
12
作者 宋燕星 王晶 +1 位作者 冯其波 陈士谦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1433-1437,共5页
文中通过激光超声激发过程理论模型,获得激光超声信号的波形特点,并分析相关参数对激发超声信号的影响。应用两种不同的激光超声探测方法对激光超声信号进行探测,即分别采用超声探头和基于双波混合干涉的光学探测方式搭建两种实验装置... 文中通过激光超声激发过程理论模型,获得激光超声信号的波形特点,并分析相关参数对激发超声信号的影响。应用两种不同的激光超声探测方法对激光超声信号进行探测,即分别采用超声探头和基于双波混合干涉的光学探测方式搭建两种实验装置。实验针对入射激光参数对激发超声信号的影响及两种探测方法获得激光超声信号的特点进行分析。通过实验验证了理论分析结果,得出入射激光参数会影响激发超声的幅度,而基于双波混合干涉的光学探测方式可以获得更为完整的超声波形信息。 展开更多
关键词 激光超声 脉冲激光 双波混合干涉 光学探测
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基于多准直光的六自由度测量方法 被引量：18
13
作者 吕勇 冯其波 +2 位作者 刘立双 耿蕊 吴思进 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3597-3602,共6页
提出了一种利用三个CCD探测三路准直光束位置以实现被测物六自由度测量的方法。测量系统包括两部分:一个反射镜和通过连接杆连接的两个CCD为移动部分,固接在被测物上;固定部分的光源、光开关和三个光学准直器产生三路准直光束。其中两... 提出了一种利用三个CCD探测三路准直光束位置以实现被测物六自由度测量的方法。测量系统包括两部分:一个反射镜和通过连接杆连接的两个CCD为移动部分,固接在被测物上;固定部分的光源、光开关和三个光学准直器产生三路准直光束。其中两路分别投射到两个CCD上,第三路经移动部分的反射镜反射回并由第三个CCD探测。被测物发生六自由度变化时,移动部分同步变化,三个CCD探测的光斑位置也随之变化,通过特定算法可解算出被测物六自由度运动。构建了一个可以表征六自由度测量特性的四自由度测量系统。测量结果表明:在相应测量范围内,与双频激光干涉仪或光电自准直仪测量值相比,系统偏摆角最大差值为1.27″,滚转角最大偏差为1.03″,两个平动位移最大偏差均小于1μm。 展开更多
关键词 测量 六自由度 准直光
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基于半导体激光光纤组件的激光准直仪 被引量：12
14
作者 冯其波 刘依真 +1 位作者 张斌 崔建英 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期28-31,共4页
介绍一种基于半导体激光光纤组件的激光准直仪 ,讨论了使用角锥棱镜作为活动靶镜的测量原理 ,给出了准直仪的软硬件设计方案。通过各种实验表明 ,本准直仪可直接应用于工业测量。
关键词 光纤 准直仪 激光准直 半导体激光 角锥棱镜 软硬件设计 直接 实验 活动
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一种共路补偿激光漂移的直线度测量方法 被引量：11
15
作者 匡萃方 冯其波 +1 位作者 刘斌 张斌 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期32-34,38,共4页
在激光基准长距离、高精度直线度测量中,空气扰动是影响其测量精度的一个主要因素。提出了一种简单的共路补偿空气扰动造成激光漂移的方法。角锥棱镜作为位置敏感器,四象限探测器探测角锥棱镜逆向反射光所携带的直线度误差,二维PSD和透... 在激光基准长距离、高精度直线度测量中,空气扰动是影响其测量精度的一个主要因素。提出了一种简单的共路补偿空气扰动造成激光漂移的方法。角锥棱镜作为位置敏感器,四象限探测器探测角锥棱镜逆向反射光所携带的直线度误差,二维PSD和透镜用来监测空气扰动所带来的角度漂移。实验结果表明,通过补偿后,空气扰动所带来附加位置误差可以减少大约75%。 展开更多
关键词 直线度测量 共路补偿 角度漂移 空气扰动
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一种激光扫描自动测量轮对几何参数的方法 被引量：17
16
作者 高岩 邵双运 冯其波 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期176-181,共6页
提出一种激光扫描自动测量轮对几何参数的方法。传统方法将某一特定位置测量的踏面轮廓与标准轮廓进行比较,进而测量出各个参数;该方法采用两个线结构光视觉传感器对轮对进行三维扫描,通过计算机对点云数据进行处理,计算出直径、轮缘厚... 提出一种激光扫描自动测量轮对几何参数的方法。传统方法将某一特定位置测量的踏面轮廓与标准轮廓进行比较,进而测量出各个参数;该方法采用两个线结构光视觉传感器对轮对进行三维扫描,通过计算机对点云数据进行处理,计算出直径、轮缘厚、踏面磨耗以及轮辋宽等参数,对线结构光视觉传感器与轮对的相对位置和姿态没有严格要求,提高了测量精度。实验结果证明了方法的可行性。 展开更多
关键词 激光技术 自动测量 列车车轮 线结构光视觉传感器
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五角棱镜制造角差及抖动对其转向角的影响 被引量：15
17
作者 匡萃方 冯其波 +1 位作者 刘斌 安鑫 《光学技术》 CAS CSCD 2004年第5期616-618,622,共4页
从五角棱镜的原理和特性出发,分析了在理想条件下五角棱镜的转向角不受入射角的影响,详细讨论由于五角棱镜加工角差和相对入射光束抖动对其转向角的影响,给出了相应的精确表达式。其中对于入射光在垂直于入射面抖动的情况,由于不能简单... 从五角棱镜的原理和特性出发,分析了在理想条件下五角棱镜的转向角不受入射角的影响,详细讨论由于五角棱镜加工角差和相对入射光束抖动对其转向角的影响,给出了相应的精确表达式。其中对于入射光在垂直于入射面抖动的情况,由于不能简单从二维几何光学关系分析,而采用了矢量分析方法,得出:当角差δβ=δθ时,入射角抖动对转向角偏差的影响可以忽略,而转向角偏差与制造角差几乎成线性关系。为五角棱镜用于计量测试误差分析提供了理论依据。结论对五角棱镜的制造也有很大理论指导的意义。 展开更多
关键词 五角棱镜 误差分析 转向角
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多自由度误差同时测量中的滚转角测量方法 被引量：15
18
作者 曹睿 张斌 +2 位作者 冯其波 方恒楚 由凤玲 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2344-2348,共5页
提出了一种滚转角误差测量的新方法,该测量方法能够实现与其他自由度误差测量相集成,构成多自由度同时测量系统。系统采用带温控的半导体激光器单模光纤组件作为光源,有效降低了激光器本身的光线漂移,为测量提供高精度高稳定性的基准光... 提出了一种滚转角误差测量的新方法,该测量方法能够实现与其他自由度误差测量相集成,构成多自由度同时测量系统。系统采用带温控的半导体激光器单模光纤组件作为光源,有效降低了激光器本身的光线漂移,为测量提供高精度高稳定性的基准光线;采用特殊棱镜作为测量的敏感单元,通过此棱镜出射光线的直线度测量,间接实现滚转角误差测量。实验过程和数据表明,测量系统具有很好的稳定性和重复性,通过与电子水平仪的对比实验,验证了该方法的可行性,测量精度约为2″。 展开更多
关键词 光学测量 滚转角误差 直线度误差 特殊棱镜 五自由度误差
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路基沉降远程自动监测系统的研发 被引量：15
19
作者 张斌 冯其波 +5 位作者 杨婧 崔建英 陈士谦 刘依真 王连俊 张光宗 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期139-144,共6页
研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用... 研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。 展开更多
关键词 路基沉降监测 无线网络 激光测量 分层沉降 剖面沉降 表面沉降
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角锥棱镜用于激光直线度测量的特性分析 被引量：10
20
作者 匡萃方 冯其波 刘斌 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期282-285,共4页
对角锥棱镜用于激光直线度测量时可使测量精度提高一倍的光学特性进行了分析。分析了角锥棱镜的制造角差、面形误差和测量过程中角锥棱镜的偏摆、俯仰、滚转对直线度测量的影响。用实验验证了分析结果。分析结果为角锥棱镜用作激光直线... 对角锥棱镜用于激光直线度测量时可使测量精度提高一倍的光学特性进行了分析。分析了角锥棱镜的制造角差、面形误差和测量过程中角锥棱镜的偏摆、俯仰、滚转对直线度测量的影响。用实验验证了分析结果。分析结果为角锥棱镜用作激光直线度测量时的误差分析和误差补偿提供了理论依据。 展开更多
关键词 角锥棱镜 直线度测量 误差分析
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