基于Mirau双光束干涉,研制了检测微表面形貌的Mirau相移干涉轮廓仪.柯拉照明提供被测面均匀的照明,干涉成像系统是长工作距无限筒长干涉显微镜结构,由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成.物镜由光焦度较大的正光组和光焦度较小的负光组组成.轮廓仪的放大率为-10,数值孔径为0.3,工作距5 mm,视场0.64×0.48 mm2,中心遮拦0.129.相移器为电容式闭环控制的压电陶瓷传感器.通过6幅光纤连接器端面的干涉图,经6步相移法得到其表面形貌.实验结果表明,Mirau干涉轮廓仪的横向分辨率为0.875 μm,垂直方向的测量范围为5.3 μm,重复测量精度为1.7 nm.

研究内燃机表面振动信号，阐明内燃机振动信号是十分复杂的非平稳随机信号；揭示了内燃机振动信号中分形及多重分形行为；提出通过奇怪吸引子的嵌入维估计能完整描述振运输 最少独立变量数目，并指出内燃机振动是一个高维非线性动力学问题，这是利用内燃机表面振动信号实现内燃机故障诊断的重要理论基础。

针对某种弹性体上有一段不易量测横向位移造成的故障检测困难问题，首先给出其参数辨识模型，然后导出该模型存在最优参数的必要条件，并动用最速下降法归纳出检测这类弹性体故障的具体算法，最后利用这一算法，以深水采矿吸管为对象，借助计算机编程，给出具体的应用实例。

利用视觉准直技术研制一套无缝钢管直线度在线实时涮联直线度视觉准直测量的数学模型；根据实验装置的精度实验估计测量系统的测量分辨率与精度，证明了该测量系统的可行性，该测量 仅可在线实时测量直线误差，还可检测同轴度等几保参数的加工误差与安装误差。

讨论了超声波在流体内传播过程中流速补偿问题,建立了流量测量的数学模型,并给出测量系统的结构框图.针对超声检测流量中的流场分布情况,采用高电压窄脉冲信号触发超声波发射电路、高频振荡计数与相敏检波相结合的高精度在线检测方法提高测量的精度,并利用系统内存储的测量环境数据和实际测量时的温度对测量结果进行补偿,保证测量的稳定性;分析了测量误差来源以及消除误差的方法.

基于脉动流对孔板流量计影响的基本原理，介绍了孔板流量计在脉动流测量中产生误差的原因及误差的分析方法。针对实际过程，实验研究了复杂脉动流对孔板流量计测量误差影响，得到复杂脉动流条件下孔板流量计计量误差的估计方法和应用时应注意的问题。

频闪同步控制系统是微机电系统(MEMS)动态测试系统中的重要组成部分.为了满足MEMS发展对测试系统的需求,基于频闪成像技术,设计了一套频闪同步控制系统,用于采集高速运动的MEMS器件的清晰图像.系统采用虚拟仪器方式,通过软件控制波形发生器生成各类逻辑控制信号,驱动CCD摄像机、光源和图像采集卡等设备协调工作.实验表明,测量平面运动时,系统在50倍放大倍率下,可测器件运动速度达5.1 m/s,测量分辨率优于180 nm,测量重复性为40 nm.

依据湍流模式理论以及计算流体力学(CFD)，实现了对浮子流量计三维湍流流场的数值研究，提出利用“浮子受力平衡度误差分析法”控制计算精度，通过对流量计速度场、压力场的数值研究，获得浮子受力及流量计的流量值，通过数值模拟与物理实验的对比，得出模拟计算的流量最大满度误差为3．4％，平均满度误差为1．77％，而经典设计流量最大满度误差为23．7％，平均满度误差为8．9％。

针对现有粘度测量装置无法满足在线和非侵入测量要求问题,在传统电磁流量计引入层析成像技术,对牛顿流体和纯粘性非牛顿流体粘度实现非侵入、可在线测量的基础上,经理论分析,提出了在线测量粘塑性非牛顿流体的新方法.通过对各类粘塑性流体的仿真研究和误差分析,证明了该方法的可行性.