为了研究声波探雷机理,设计了一个基于声-地震耦合原理的室内声波探雷实验系统.首先,简述声波探雷技术的基本原理;然后,详细介绍室内声波探雷实验系统的硬件组成及实验方案;最后,用一种反坦克塑料教练地雷进行实验,重点讨论实验系统的可重复性.实验结果显示,在相同实验条件下,测得的3条地表振动曲线基本重合,表明所设计的实验系统的可重复性良好,满足测试要求,可用于实验室条件下声波探雷机理的研究.

医用超声仪器发出的超声波在人体内的传播过程中,能量被人体组织吸收,随着探测深度的增加,超声波能量逐渐衰减,回波信号的动态范围很大,因此要进行声程补偿.文章简要介绍了超声诊断仪器的深度时间增益补偿电路(TGC)的基本原理,即用一定的电压曲线来控制放大器的增益,使不同深度下的超声回波获得不同的放大倍数.文中还提出了一种采用新型电子元器件的数字控制解决方案,能有效减小送入A/D转换器的信号的动态范围.该方案采用新型的高精度、低噪声、增益可变放大器AD604,电路简单,控制信号稳定可靠,能准确地补偿超声波在人体内的衰减,并为控制系统实现高速数字化提供了一个方法.

差动变压器式位移传感器是在仪器仪表中广泛采用的电磁式变换元件。本文分析了差动变压器式位移传感器的工作原理。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路，深入分析了差动变压器位移传感器误差的形成，误差的测量方法及精度的标定。采用专用集成电路AD598可以大大简化差动变压器变进电路的结构，并且其线性度、可靠性和温度漂移等指标都有很大的提高。实验结果表明，基于AD598的差动变压器式位移传感器具有较高的精度。

介绍一种用于测量内燃机耗油的流量计,以实现对动力机械的燃油控制,达到节能减排的目的。采用椭圆齿轮的测量形式,开发了二次仪表。利用一台喷油泵试验台进行了系统性能验证实验,根据内燃机的实际工作状况,在内燃机三种工况下进行了实验,即最大扭矩转速、最大功率转速以及起动转速。实验结果表明,该测量系统工作稳定,在最大扭矩转速和最大功率转速下测量误差相对小,分别为0.9%和0.8%,但在起动转速工况下误差大,为32.3%。同时,进油管和回油管的表头均有一定的内泄漏,且随着内燃机转速的增大而减小。最后,通过分析测量数据,提出了从表头工艺参数和软件补偿两个方面提高测量精度。

介绍了一种接触测量和非接触测量相结合的回转体测量系统，分析了远心镜头在非接触测量部分的应用。阐述了回转体测量系统的结构和测量方案；讨论了待测回转体的特性参数，指出为了提高测量速度需尽可能采用非接触测量方法；使用远心镜头和平行光源进行了相关实验。结果表明：远心镜头的平行投影能有效地解决回转体工件平面特征成像轮廓线的干扰问题。

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统.系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术,实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量;采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量;采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量.在软件设计中,应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台,实现了整个测量系统的集成化和自动化.现场试验证明,该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务.导轨表面形状误差的测量标准偏差在70 m的测量范围内为0.3 mm.

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。

设计了一种新的超声发射和接收电路,在超声发射电路中,不需要提供高的直流电压源即可产生高达400伏的触发脉冲,降低了成本,提高了使用的安全性;接收电路使用了放大器MAX4104和A/D转换芯片TLC5540,电路简单实用;系统实验证明,该发射和接收电路精度高,工作稳定.

为了实现在工业生产中工件尺寸的高效测量,以气缸套为研究对象,该文设计了气缸套内径自动测量系统,该系统以气动伸缩式位移传感器和高精度圆光栅作为主要的测量器件,基于PMAC运动控制器与运动控制原理实现了测量过程的自动化。同时,为了进一步提高在工业大批量生产中的测量效率,还引入了物料输送线系统和ABB机器人系统。经过实验验证,该系统测量精度高、速度快、自动化程度高,具有实际应用价值。

基于类人气动肌肉,设计了类人上肢肘关节驱动系统,旨在研究人体上肢的运动和控制规律.在该系统中,2个滑轮模拟肘关节的运动,前臂固定于模拟肘关节的滑轮上,可随滑轮一起转动;肌肉松弛时,手臂保持水平.最后,通过计算机控制实现了系统屈伸动作.