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《华中科技大学》 2004年
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基于微恒力位移传感器的表面形貌测量系统和二维Motif评定方法

杨练根  
【摘要】:表面形貌测量技术与评定理论一直是当今表面计量学的前沿课题。基于各种探测 原理的表面形貌测量仪器存在着高精度和大量程的矛盾,研制一种高精度、大量程的 表面形貌测量系统有着重大的意义和应用前景。针对表面形貌的测量和评定理论,本 文的主要研究内容及创新如下: 提出和研制了一种适合于工程表面形貌测量的大量程的微恒力位移传感器。该传 感器由电感和音圈电机构成,传感器使用电感作标尺,而音圈电机作为控制测量力和 扩大量程的机构。系统论述了传感器各个组成单元的设计和实现方法,通过理论分析 建立了传感器测量力伺服控制机构的数学模型,分析了测量力控制的稳态误差和稳定 性,设计了 PID 校正网络,并对传感器的动态特性进行了辨识、测试和数字仿真。 提出了一种通过电感传感器提升扩大量程的算法。该算法已用于基于微恒力位移 传感器的大量程表面形貌测量系统,使该测量系统具有 2mm 的测量范围和 0.02μm 的 精度。为适应不同的测量速度和表面形貌变化的要求,系统有 5 个电感传感器提升的 预设阈值。音圈电机的驱动采用 16 位 D/A 转换器,使音圈电机的控制精度提高。系 统采用了新的光栅计数方法,利用光栅的多零位信号,使信号不致丢失,计数更准确 可靠。分析了此测量系统存在的误差以及各项误差的影响,按照 ISO12179:2000 标 准的要求,对测量系统的精度、测量范围、使用性能等进行了实验验证。 提出了一种基于网格和有限差分的二维 Motif 合并算法。分析了二维和三维 Motif 评定方法的发展现状,探讨了二维 Motif 合并试验解的唯一性和稳定性,将 Motif 合并 表示为事件,对一组给定的事件集,所有可能合并的 Motif 的事件集都可以在一个网 格中列举。采用基于有限差分的方法搜索 Motif 的峰和谷,进而编制了二维 Motif 评定 软件,并将 Motif 评定软件和研制的大量程表面形貌测量系统融为一体,便于对测量 I WP=4 结果进行Motif评定,并通过计算结果分析了Motif参数和传统粗糙度参数之间的异同。 对目前公认的三维 Motif 的定义进行了比较,并引入数字高程模型和等高线的图论表 示方法,对三维 Motif 的合并进行了探讨。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP274.4

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
2 张浩;表面计量学中样条滤波器理论的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 朴伟英;球面光栅干涉式表面测量仪若干关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 范一保;高精度接触式螺纹测量仪软件系统的设计与开发[D];南京航空航天大学;2011年
2 潘文;可控测量力轮廓测量位移传感器的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
3 何韦均;接触式表面轮廓测量系统中的微恒力技术[D];华中科技大学;2011年
4 孙艳玲;基于垂直位移扫描的表面轮廓综合测量仪[D];华中科技大学;2006年
5 程雄;基于新一代GPS表面形貌评定方法的研究[D];桂林电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张鄂;几何量测量仪器的新进展[J];航空计测技术;1995年01期
2 钱友生;校验位移传感器的新方法及其精度分析[J];航天工艺;1999年03期
3 唐心红,柳健,张继贤;多尺度地形结构提取方法[J];红外与激光工程;1998年03期
4 杨练根,郭军,谢铁邦,谢峰;数字伺服聚焦式位移传感器的研制[J];华中科技大学学报;2001年07期
5 浦昭邦,杨春兰,赵辉;几何光探针法在表面形貌测量中的应用[J];计量技术;2001年01期
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7 高宏,薜实福,李庆详,严普强;超光滑表面轮廓的绝对测量[J];计量学报;1995年02期
8 王永明;一种基于矢量方法的等高线自动标定与检验算法[J];计算机学报;2002年09期
9 高宏,薛实,李庆祥,严普强;光学轮廓仪测量原理及其误差分析[J];清华大学学报(自然科学版);1992年02期
10 于水,白立芬,李庆祥,王云庆;十字片簧弹性支承测量机构的设计与实验[J];实验技术与管理;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪志刚;杜维玲;马慧明;;多周期同步测量法在微位移检测中的应用[J];中北大学学报(自然科学版);2008年06期
2 杨练根;微恒力位移传感器的动态特性测试[J];湖北工业大学学报;2005年05期
3 邹华东,谢铁邦;数字伺服聚焦非接触位移传感器的研究[J];湖北工业大学学报;2005年05期
4 张娟;;激光聚焦伺服式轮廓仪聚焦检测信号模型分析[J];湖北工业大学学报;2008年01期
5 赵大庆,张文;聚合透明弹性硅胶薄膜调节可见光透射率的初步研究[J];华北科技学院学报;2002年03期
6 王燕红;赵爱清;李宝玉;;基于CSY型传感器的悬臂力学试验确定材料弹性模量的方法[J];华北水利水电学院学报;2009年05期
7 李小根;周进;黄志全;姜彤;王安明;;基于数字高程模型的水库三维可视化分析[J];华北水利水电学院学报;2010年01期
8 秦福来;王晓燕;王丽华;张美华;;基于DEM的流域特征提取及应用[J];河北师范大学学报;2006年01期
9 罗德仁,邹自力,汤江龙;工程土方量计算比较分析[J];东华理工学院学报;2005年01期
10 颜七笙,郑盛贵;与距离成反比加权法的数据插值方法及程序实现[J];东华理工学院学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁伟翠;范本贤;李廷栋;丁孝忠;耿树方;杨强;王振洋;;我国地质制图的SRTM DEM数据应用研究[A];全国地质制图与GIS学术论坛论文集[C];2011年
2 张艳华;袁纵横;张建伟;;自相关法处理双色激光散斑测量表面粗糙度的研究与分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 黄家蓉;王幸;吴飚;;冲击波超压测量影响因素探索[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
4 黄家蓉;王幸;孙桂娟;徐翔云;;冲击波超压测量中干扰因素试验研究[A];第五届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2008年
5 何鹏;齐勇;;撞击条件下金属板位移—时间历程的一种瞬态测试技术研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
6 贾俊涛;孟婵媛;谭冀川;邹永刚;孙昊;;基于shp水深数据的等深线模型建立[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
7 王涛;;基于局域有向邻近的等高线空间关系描述及构建研究[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年
8 马润赓;刘少峰;马国锐;;真实地理环境场景库设计及其关键技术[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
9 邓仕虎;陈国慧;;DEM采样间隔对地形描述误差的影响研究[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
10 蔡先华;郑天栋;;数字高程模型数据综合方法研究[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
3 张威巍;虚拟环境中阴影的实时绘制算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 杨族桥;DEM多尺度表达研究[D];武汉大学;2009年
5 杨玉芬;基于模糊数学的机械零件表面结构几何特征研究[D];太原理工大学;2011年
6 陈晓辉;MEMS微结构功能特征分析、评定关键技术的研究[D];华中科技大学;2011年
7 许剑;高效对旋风机的流场特性研究与设计优化[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
8 王军;短相干光干涉在晶体特性参数和微观表面形貌测量中的应用研究[D];南京理工大学;2010年
9 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年
10 谭正华;三维可视化环境下采矿设计与生产规划关键技术研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
2 冯幼贵;基于GIS的矿山开采地表移动与变形预计[D];山东科技大学;2010年
3 张萍;激光合成波长干涉技术的信号处理方法研究[D];浙江理工大学;2010年
4 范凡;基于激光反射法的叶片振动测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王秀秀;基于数字高程模型的露天矿测量验收系统开发[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 周良亚;环卫车车载称重计量系统开发[D];华东理工大学;2011年
7 邓杏杏;基于DEM的气候因子空间模拟及棕榈适宜性评价[D];昆明理工大学;2010年
8 牛瑞涛;视点相关的地形模型简化与精度评估研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 柯景福;甲比科特流域水土流失成因及综合治理研究[D];中南林业科技大学;2008年
10 袁野;基于力传感器的粘性力与弹性力测试技术的研究及应用[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张大卫;冯晓梅;;音圈电机的技术原理[J];中北大学学报(自然科学版);2006年03期
2 廖艳春,谢铁邦;一种计量型二维精密工作台的研究[J];湖北工业大学学报;2005年05期
3 李海燕;刘国栋;刘炳国;浦昭邦;;双密度小波中线的表面粗糙度分离技术[J];哈尔滨工程大学学报;2009年04期
4 郭雨梅;崔晋玲;刘雪艳;金喜平;;锁相式莫尔条纹信号细分方法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年09期
5 石照耀,费业泰;轮廓扫描测量及其控制策略[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1999年06期
6 李成贵;表面微观形貌的MOTIF参数计算[J];航空精密制造技术;2001年01期
7 李成贵,董申;高精度光栅干涉测量技术及仪器[J];航空计测技术;2000年01期
8 李成贵,董申;表面粗糙度的光学测量方法[J];航空计测技术;2000年02期
9 何英,熊昌友,李俊强,何学军,李华丰,唐翠荣;孔径测量中CCD瞄准方法与图像处理[J];航空计测技术;2002年05期
10 吴益明;卢京潮;魏莉莉;闫建国;;基于Windows系统环境下的精确定时过程实现[J];计测技术;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 惠梅;表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
2 李惠芬;基于新一代GPS体系的表面稳健高斯滤波技术的研究[D];华中科技大学;2004年
3 郭军;激光干涉表面形貌测量系统及3D-MOTIF评定研究[D];华中科技大学;2004年
4 李朝辉;基于相移干涉法的微表面轮廓仪的研究[D];天津大学;2004年
5 曾文涵;双树复小波表面分析模型及加工过程形貌辨识方法研究[D];华中科技大学;2005年
6 王选择;正交衍射光栅计量原理及在超精密工作台上的应用[D];华中科技大学;2004年
7 林晓峰;纳米计量的新方法研究及双成像单元原子力显微镜系统的研制[D];浙江大学;2006年
8 楚兴春;纳米光栅干涉位移测量关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 杨汉生;提升小波在电能质量分析中的应用研究[D];南京理工大学;2006年
10 陈叶金;创新型微纳米测量探头机理的研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王和顺;螺纹参数自动化测量仪的研究[D];四川大学;2002年
2 宿立升;管接头内螺纹双针计算机测量系统的研究[D];北京工业大学;2003年
3 蒋彭龙;基于PCI总线高速数据采集系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 胡健闻;多尺度估计理论在工程表面评价中的应用研究[D];武汉理工大学;2003年
5 肖虹;激光干涉式大量程表面轮廓仪的研制[D];华中科技大学;2004年
6 杜贵锋;石油锥管螺纹测量仪控制系统的开发[D];西安理工大学;2005年
7 黄丽;基于PCI总线的雷达通信卡设计[D];电子科技大学;2005年
8 肖刚;计量型微位移精密工作台的研制[D];华中科技大学;2005年
9 李智;基于时间差法的光学共焦式测头[D];天津大学;2005年
10 袁博;小波包分析在表面形貌测量系统中的应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 闫海涛;孟伟东;赵晓艳;甄志强;;基于干涉条纹图像对比法测量微位移[J];应用光学;2012年06期
2 胡晓东;;基于激光三角法的螺纹量规自动检测系统设计[J];组合机床与自动化加工技术;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 常素萍;基于白光干涉轮廓尺寸与形貌非接触测量方法和系统[D];华中科技大学;2007年
2 杨旭东;大量程轮廓综合测量系统研究[D];华中科技大学;2007年
3 张浩;表面计量学中样条滤波器理论的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 韩文梅;岩石摩擦滑动特性及其影响因素分析[D];太原理工大学;2012年
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1 桂延杰;球面衍射光栅传感器信号处理系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 丁亮亮;高精度单针接触式螺纹测量仪的设计与研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 张玲玲;基于扫描白光干涉法的接触式轮廓测量仪[D];华中科技大学;2007年
4 叶焕英;纳米片磷酸铁和磷酸铁锂的制备与表征[D];南昌大学;2012年
5 白林;基于激光位移检测技术的螺纹检测软件系统设计与开发[D];电子科技大学;2012年
6 石成龙;钢化玻璃绝缘子缺陷检测方法及装置研究[D];中国计量学院;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭华,邵东向,胡海波;一种具有柱式显示方式的智能化测微仪[J];哈尔滨理工大学学报;1998年06期
2 庄葆华,张吉华,李真,吕克谦,王秉明,C.S.Ih;采用全息光学元件的非接触光学测头[J];计量学报;1992年01期
3 高宏,薛实福,李庆祥,严普强;一种基于微分干涉原理的光学形貌仪[J];计量学报;1992年02期
4 王永明,林行刚;一种等高线快速自动标定算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1996年04期
5 谭惇,张鄂,金增伟,马石林,林建荣;一种非接触式表面形貌测量系统的研究[J];上海交通大学学报;1996年03期
6 黄桂珍,戴长春,陈增波,刘杰三,张文信,白春礼;计算机控制的扫描隧道显微镜[J];物理;1989年06期
7 姚骏恩,贺节,商广义,艺苑,焦越坎;SSX-1型实用扫描隧道显微镜[J];物理;1989年08期
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【相似文献】
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2 孟晓风;王国华;季宏;;基于证据理论的TPS诊断性能综合评定[J];北京航空航天大学学报;2006年11期
3 田树耀;黄富贵;侯学峰;;浅谈不确定度[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年17期
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5 李桃;;激光干涉仪在数控机床上的应用[J];宁夏机械;2007年03期
6 白韶红;检测系统的测量不确定度评定与应用(一)[J];仪器仪表用户;2003年01期
7 沈阳;陈永光;李修和;;雷达辐射源威胁等级评定的多属性决策方法[J];航天电子对抗;2006年04期
8 沈阳;陈永光;李修和;;反空袭作战中雷达辐射源威胁等级评定[J];雷达科学与技术;2006年06期
9 张敏;石绍文;;电话计费器测量结果的不确定度评定[J];计量与测试技术;2005年12期
10 张硕云;杨军;武小悦;刘琦;;装备试验分析与评定软件系统的研究与设计[J];电子产品可靠性与环境试验;2007年02期
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1 ;Motif Based Gene Discovery in Plant and Bacteria[A];第十二届全国植物基因组学大会论文集[C];2011年
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3 刘文俊;牛成继;谢惊春;李文华;;汽油对发动机进气系统沉积物的影响[A];中国汽车工程学会油料委员会第十届年会论文专辑[C];2002年
4 张玉存;;气象仪器检定标准装置的测量结果不确定度测试和评定方法[A];压力计量服务和测试技术研讨会论文集[C];2003年
5 周少东;;投标报价不低于成本的评定办法探析[A];西北五省(区)建设工程招标投标论文汇编[C];2008年
6 史永吉;杨妍曼;曾志斌;文峰;孙国安;;既有铁路钢桥疲劳损伤的评定[A];钢结构工程研究(三)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2000年学术交流会论文集[C];2000年
7 吴建书;;沸煮箱功率测量结果不确定度分析与评定方法[A];江苏省计量测试学术论文集(2010)[C];2010年
8 周剑刚;吕颖钊;赵煜;宋一凡;;在役预应力混凝土T构桥承载力分析[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集[C];2002年
9 彭光华;;发动机主要摩擦副磨损故障形式及表面沉积物评定[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
10 叶鹤琳;;静态法评定阻垢性能的影响因素及改进[A];甘肃省化学会第二十五届年会、第七届甘肃省中学化学教学经验交流会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 袁祖君;建行推出个人信用评定方法[N];市场报;2000年
2 ;认识幼儿园的“级”和“类”[N];中国教育资讯报;2002年
3 胡心宽 刘显军;饲料中磷生物学效价评定方法研究进展[N];中国畜牧兽医报;2006年
4 郭祁;工程项目价格分标定办法[N];政府采购信息报;2006年
5 李小言、柳书;济南5项目首批通过[N];中国房地产报;2003年
6 何大为;创建旅游名镇 培训示范先行[N];黑龙江日报;2010年
7 宋晓峰 缪怡频;提高羽绒填充物质量 努力强化反欺诈监管[N];中国国门时报;2007年
8 沈学友;美国牛肉分级制度解读[N];中国国门时报;2007年
9 戈新美;四种方法 各有千秋[N];政府采购信息报;2006年
10 记者 王颖;我省全力开展旅游名镇建设[N];黑龙江经济报;2010年
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1 杨练根;基于微恒力位移传感器的表面形貌测量系统和二维Motif评定方法[D];华中科技大学;2004年
2 郭军;激光干涉表面形貌测量系统及3D-MOTIF评定研究[D];华中科技大学;2004年
3 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
4 王军;短相干光干涉在晶体特性参数和微观表面形貌测量中的应用研究[D];南京理工大学;2010年
5 郧建平;基于白光干涉的表面形貌接触和非接触两用测量系统的研究[D];华中科技大学;2008年
6 刘玲;Toll样受体9在小鼠皮肤天然免疫中作用的研究[D];复旦大学;2004年
7 柳忠尧;用于掩模板表面形貌测量的外差干涉显微系统的研究[D];清华大学;2004年
8 贠来峰;发射装药发射安全性评定方法研究[D];南京理工大学;2008年
9 戴蓉;基于垂直扫描工作台的白光干涉表面形貌测量系统研究[D];华中科技大学;2007年
10 王海珊;微纳结构形貌干涉显微测量关键技术研究[D];华中科技大学;2008年
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1 金鹭;基于GPU的表面形貌测量系统的研究[D];浙江大学;2011年
2 吕沙沙;基于启发式策略的快速motif发现方法研究[D];北京交通大学;2011年
3 王渊;碳纤维复合材料工件表面形貌的采样与评定[D];大连理工大学;2008年
4 张文;无衍射结构光理论及实现方法研究[D];华中科技大学;2005年
5 李丹;一种新的基于特征聚类的网络motif识别算法[D];西安电子科技大学;2009年
6 钱钺;线性无衍射结构光实现方法的理论与实验研究[D];华中科技大学;2007年
7 伏明明;大范围、高深—宽比扫描隧道显微镜技术研究[D];浙江大学;2010年
8 乔梁;基于Solaris系统的虚拟现实设计与实现[D];西南交通大学;2003年
9 李其德;白光扫描干涉三维表面形貌测量技术的研究[D];合肥工业大学;2008年
10 程伟林;偏振相移显微干涉超精表面形貌测量研究[D];华中科技大学;2011年
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