针对轮对踏面几何参数检测自动化程度不高、精度低的问题,设计一种线结构光非接触式测量系统,利用位移传感器和定位块对轮对踏面内侧基准进行定位。采用自动分段的多项式曲线拟合方法对踏面线结构光光条中心线进行光顺处理,解决了中心线提取过程中产生不平滑和锯齿等问题。基于Qt程序开发框架和C++开发软件系统,设计了人机交互界面,实现图像处理、尺寸测量、数据显示与储存等功能。搭建了简易的试验平台对车轮踏面模型进行测量,试验结果表明,该系统对轮缘高度和轮缘厚度的测量误差小于0.1mm,轮辋宽度的测量误差小于0.3mm,满足实际测量需求。

基于线激光位移传感器,构建了一种能对大型齿轮的多项偏差进行在线测量的装置。该测量装置操纵线激光位移传感器对齿轮齿廓进行扫描,可测得齿轮任意齿面的数据;基于最小二乘法拟合出齿轮的齿廓曲线,并与齿轮的理想模型比较,结合径向极坐标转角比较法计算,可得出齿轮的齿廓和齿距偏差。该测量装置体积小、质量轻、易携带,采用的测量方法高效,测得的齿轮偏差精确可靠。

提出了一种能够对蜗杆型面进行快捷准确检测的线激光式非接触测量方法。以线激光位移传感器为主体,构建了蜗杆综合偏差检测平台,能够快捷准确地对蜗杆型面数据进行采集和分析;同时,基于四次最小二乘法构造出所测蜗杆的真实三维模型和方程表达式,并通过与蜗杆的理论模型进行计算比较,可得到蜗杆的多项几何尺寸偏差数据。这种蜗杆型面测量方法快捷、高效,得到的偏差数据准确可靠。

影像测量仪由于具备速度快、准确度高、非接触式测量等特点。近年来在电子、模具、塑胶、五金等行业得到了广泛的应用。然而，目前影像测量仪行业缺少统一的性能评价方法，不同生产厂商往往根据各自的企业标准进行评价。这在一定程度上造成了客户选型的困难，对行业的发展也不利。因此，如何全面评价影像测量仪的性能成为笔者关注的中心，并对此进行了比较全面的研究。

提出了在没有工件数学模型情况下,运用逆向工程的三维数字化测量技术和数据处理技术进行工件形状误差检测的方法。通过实例,详细阐述了在形状误差检测中采用接触式和非接触式测量方式的区别,并在Image-ware软件中完成了测量数据的处理,获取了工件的形状误差值。

在圆钢材料的生产过程中,圆钢外径测量是极为重要的环节。为提高圆钢在线测径的效率及测量精度,设计了基于线阵CCD及以S3C2440为硬件核心的嵌入式Linux操作系统的圆钢外径测量系统,解决了传统圆钢测径方法中接触式测量的一些局限,且经实验验证,系统实现了线阵CCD非接触式圆钢外径测量,测量结果准确、精度高、稳定性好且人机交互界面友好,可方便地显示测量结果并对实验数据进行处理,具有自动测量、结构简单、小型化、非接触式等特点。

同位素核辐射测量仪表是基于被测介质对射线的吸收、反散射或射线对介质的电离激发作用的特性而设计的。核辐射物位计在聚酯化工、冶金、制药等行业的反应釜非接触式测量中得到了广泛应用。分析表明：只有熟练地掌握核辐射测量仪表的原理及正确地标定核辐射物位计,才能确保整个生产工艺流程的合理性和产品最终的质量等级。

针对挖掘机机器人化作业控制系统中,测量操作臂姿态的旋转编码器等接触式传感器易因碰撞而损坏,传统的非接触式测量系统测量范围小,响应速度慢等不足,建立了一种挖掘机操作臂姿态非接触式实时测量系统。该系统基于机器视觉和三组人工靶标,操作臂的姿态用人工靶标中的三个X角点所在直线方向表示,并以此为基础,提出X角点分组跟踪策略,将各组靶标中X角点的检测范围限定在某一特定矩形区域内,应用X角点的间距作为约束条件完成人工靶标图像识别,实时计算得到操作臂姿态参数。动态测量试验表明：动臂和铲斗姿态测量误差分别在±0.5°、±1°内;X角点分组跟踪策略缩减了80%的图像检测面积,测量平均耗时仅63ms/帧,满足挖掘机实时控制要求。

针对当前人工对钢轨几何尺寸的手工测量存在检查率低、工作效率低、人为检查误差大的现状，提出了基于CCD成像和激光三角测距的非接触式测量方法。通过一次测量完成钢轨的扭曲度、弯曲度和外形尺寸精确检测，并通过计算机图形图像处理技术自动生成钢轨外形的仿真图。该方法测量过程全自动在线完成，避免了人工的参与和干预，具有重复性能好、故障率低、精度高的优点。

在充分调研国内外管道流量和压力检测技术的基础上，提出了基于非接触式的超声波液压系统流量和压力统一测量的检测方法。该方法克服管道壁厚影响，而且有效地消除系统误差，达到了较高的精度。根据声学方面和流体力学的相关知识，利用液压系统压力变化引起油液声速变化这一物理特性，并结合时差法超声波流量计的检测原理，证明了超声波流量计检测方法能够有效的对管道压力进行测量，具有重要的实用价值。