轮廓系数法范文

轮廓系数法范文（精选4篇）

轮廓系数法 第1篇

图像测量技术是一种采用电荷耦合器件 (CCD) 进行摄像测量的新型光电测量技术, 它是将CCD器件与光学仪器联用, 并应用于测量领域而形成的[1]。图像测量技术是以现代光学为基础, 融计算机图像学、信息处理、计算机视觉、光电子学等科学技术于一体的现代测量技术, 它把被测对象的图像当作检测和传递信息的手段, 并从中提取有用的信号来获得待测的参数 (如图1所示) [2,3]。近些年, 图像测量技术在国内外发展很快, 已广泛应用于几何量的尺寸测量、航空遥感测量、精密复杂零件微尺寸测量和外观监测、光波干涉图、应力应变场状态分布图等和图像有关的技术领域[4,5,6,7,8]。

本研究利用图像测量法对一个具有回转轮廓的铃铛进行检测, 并对检测结果进行误差分析。

1 图像处理

针对CCD拍摄的回转体工件图像中工件边界规则简单的特点, 本研究首先通过图像预处理滤除图像中的噪声, 然后使用经典的微分算子对图像进行边界检测, 得到图像的整像素边界值, 最后通过亚像素计算得到图像的亚像素边界值。

1.1 图像去噪滤波

在图像信息的采集和传输过程中, 由于受照明系统、CCD性能、镜头畸变、量化误差、温度、振动等因素的影响, 必然会产生大量的噪声。因此, 必须对噪声图像进行预处理。常用的去噪方法有邻域平均法、中值滤波、空间域低通滤波、频率域低通滤波等。本研究采用基本的邻域平均法对拍摄的铃铛图像进行了去噪处理[9], 如图2所示。

1.2 整像素边界检测

常用的边界检测算子中, Krisch算子用8个模板 (如图3所示) 分别对图像进行卷积运算来求出图像中点f (x, y) 在8个方向上的平均差分的最大值, 并将其作为变换后的点f (x, y) 的灰度, 然后找出灰度最大的值作为边界点的位置。该算子对噪声有较好的抑制作用。因此, 本研究使用Krisch算子对去噪滤波后的图像进行整像素边界检测[9]。

1.3 亚像素边界检测

随着工业检测等应用对精度要求的不断提高, 整像素检测精度已不能满足实际的需要。目前的亚像素计算算法主要有[10,11]:矩估计法、最小二乘法、插值法等。其中插值法重复性最好、计算量最小、计算时间相对较短、抗噪能力较强。而在插值法中, 三次样条插值法应用最多, 因为它既克服了低次样条在端点上有间断的一阶或二阶导数成为角点的情况, 又克服了高次样条计算量大和出现不一致收敛的现象。因此, 本研究采用三次样条插值法进行亚像素计算。

2 实验结果及分析

本研究以一个带手柄的铃铛为研究对象进行图像拍摄, 为了标定拍摄的图片像素的真实尺寸, 在铃铛的四周分别放置了4个标准量块[12,13]。拍摄所用相机为JAI高分辨率CCD相机, 图像分辨率为600×640 pixel, 各种算法都分别使用VC++编程实现, 进行实验检测的计算机的配置为AMD3200 CPU及512 MB内存。

2.1 像素标定结果分析

从图1中可以看出, 铃铛的上下左右分别放置了4个不同尺寸的标准量块, 其中, 下边量块长度为100 mm, 上边的量块长度为60 mm, 左边的量块长度为80 mm, 右边的量块长度为90 mm。分别对各个量块进行边界检测处理, 测得各个量块的像素尺寸长度如表1所示;根据量块的实际长度, 计算得到单个像素的长度值如表1所示。

由表1可以看出, 4个量块的标定值不相同, 其中, 100 mm、90 mm以及80 mm量块的像素标定长度相差不大, 而60 mm量块像素标定长度与其他3个量块的标定结果相比差异太大, 明显失真。

2.2 铃铛的大径测量结果

铃铛的大径是铃铛底部大口端的直径, 用游标卡尺测得该尺寸为74.57 mm。检测到图片中水平方向铃铛的左边界最小像素位值为192.971, 右边界最大像素位值为439.984, 两者相减得到图片中铃铛大径的像素值247.013 (如图4所示) 。根据各个标准量块检测得到的单个像素长度, 可算得铃铛大径的实际长度, 其结果如表2所示。

由表2可以看出, 由于4个量块的像素标定结果不相同, 导致铃铛大径值也不相同。由80 mm量块的像素标定值算出的铃铛大径值与游标卡尺测量的结果误差最小。考虑到用游标卡尺测量存在的误差因素, 根据量块100, 量块90, 以及量块80的标定值测得的铃铛大径尺寸都属于正常, 而60 mm量块受拍摄角度以及放置倾斜角度的影响, 像素标定长度与其他3个量块的标定结果相比差异太大, 导致大径尺寸与其他3个量块相比, 差值太大。因此可以推断该尺寸失真, 不予考虑。

3 结束语

本研究采用图像法对一个铃铛的轮廓尺寸进行了检测, 并利用4个标准量块从4个不同位置对图像的像素尺寸进行了标定, 根据标定结果, 对铃铛底部的大径进行了测量。通过与手动测量尺寸比较分析, 其结果证明了图像法的有效性。

摘要：为充分利用图像测量法的突出优势, 基于图像测量技术, 提出了一种图像像素大小的标定方法。该方法采用标准量块从不同位置对图像的像素进行了标定;接着, 比较分析标定结果, 去除误差最大标定值, 选取合适的值作为图像像素标定值, 并采用此标定值进行测量;最后, 利用该方法对一个铃铛的底部直径进行了测量并绘制了铃铛的外观尺寸图形, 实验结果证明了该方法的可行性。

影响系数法平衡中的病态方程研究 第2篇

影响系数法平衡中的病态方程研究

动平衡技术是用于消除转子不平衡故障的最为重要的手段,影响系数法则是动平衡技术中的一项重要方法,但是在实际操作中影响系数法可能受到病态方程的影响而降低平衡效率.针对可能出现的.病态方程问题,建立了单跨转子模型,采用转子振动的模态理论分析了影响系数法中出现病态方程的机理,并在此基础上进行了实验研究.研究结果表明,影响系数法可用于柔性转子动平衡,但是转子在特定转速和配重面可能受到病态方程的影响,而选择合理的平衡转速和平衡配重面是避免病态方程的主要途径.

作 者：王L峰 牛振 WANG Xiu-feng NIU Zhen 作者单位：西安交通大学,诊断与控制学研究所,机械制造系统工程国家重点实验室,陕西,西安,710049刊 名：热能动力工程 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER年，卷(期)：200722(6)分类号：O347.6关键词：影响系数法 动平衡 病态方程

轮廓系数法 第3篇

摘要：固体绝缘材料的导热系数影响电力设备内部整体的导热能力以及温升分布情况，制约其寿命和容量，所以在电力设备的设计开发阶段，针对准确测量电力设备所用绝缘材料的导热系数问题，在综述绝缘材料导热系数测量方法的基础上，采用热流法测量原理，对几种环氧树脂绝缘材料的导热系数进行测量，得到3种材料的导热系数，并对测量结果进行了数据处理。据此，针对电机电器内部绝缘材料难取样的特点，提出了结构不规则绝缘材料导热系数的间接测量方法。本研究对绝缘材料导热性能的探索以及电机电器设计具有理论价值和实际工程意义。endprint

摘要：固体绝缘材料的导热系数影响电力设备内部整体的导热能力以及温升分布情况，制约其寿命和容量，所以在电力设备的设计开发阶段，针对准确测量电力设备所用绝缘材料的导热系数问题，在综述绝缘材料导热系数测量方法的基础上，采用热流法测量原理，对几种环氧树脂绝缘材料的导热系数进行测量，得到3种材料的导热系数，并对测量结果进行了数据处理。据此，针对电机电器内部绝缘材料难取样的特点，提出了结构不规则绝缘材料导热系数的间接测量方法。本研究对绝缘材料导热性能的探索以及电机电器设计具有理论价值和实际工程意义。endprint

摘要：固体绝缘材料的导热系数影响电力设备内部整体的导热能力以及温升分布情况，制约其寿命和容量，所以在电力设备的设计开发阶段，针对准确测量电力设备所用绝缘材料的导热系数问题，在综述绝缘材料导热系数测量方法的基础上，采用热流法测量原理，对几种环氧树脂绝缘材料的导热系数进行测量，得到3种材料的导热系数，并对测量结果进行了数据处理。据此，针对电机电器内部绝缘材料难取样的特点，提出了结构不规则绝缘材料导热系数的间接测量方法。本研究对绝缘材料导热性能的探索以及电机电器设计具有理论价值和实际工程意义。endprint

轮廓系数法 第4篇

螺纹测量有很多方法。除采用螺纹量规对螺纹进行综合检验外, 通常用螺纹千分尺配合三针量规来测量螺纹中径, 用万能工具显微镜、影像仪等仪器测量螺纹的螺距、牙型角等参数。这些方法在外螺纹测量中非常有效, 但在内螺纹测量中却无法应用。本文介绍了一种可以广泛应用于螺纹轮廓测量的触针式轮廓扫描法, 它在触针式表面轮廓测量仪的基础上, 增加了螺纹测量卡具和螺纹评定软件模块, 可以实现对螺纹的螺距、牙型角、牙型半角、牙侧角、牙型高度、牙顶或牙底的圆弧半径、牙厚、槽宽等参数的精确测量。操作者只需输入螺纹标称参数, 就可将规定区域的螺纹各参数一次测量完成, 并标注在螺纹轮廓图形上。

用这种方法, 既可以实现对螺纹的高效率测量, 又可以避免操作中人为选点带来的测量误差, 保证对同一螺纹轮廓多次测量的一致性。测量结果既可以保存为轮廓图形, 又可以保存为Auto CAD软件可以打开的DXF格式文件, 同时, 可以将轮廓参数测量结果保存为文本格式, 方便了生产管理部门对检测数据进行整理与存档。

2 螺纹测量原理

本文用于测量螺纹的是哈尔滨量具刃具集团生产的2303型表面形状测量仪, 由传感器、驱动箱、电箱、立柱、底台几部分组成。仪器采用触针式电感传感器测量, 驱动箱以恒定的速度带动传感器匀速直线运动, 传感器的测针针尖与被测工件表面接触, 在被测表面匀速滑行。驱动箱的高精度直线光栅传感器记录针尖轨迹的水平坐标, 传感器针尖的垂直位移量通过电路处理, 转换为数字量, 送入计算机形成被测轮廓曲线。仪器的轮廓评定软件可计算垂直和水平距离、两直线夹角、圆弧半径、直线度、圆度等参数, 评定被测轮廓的形位尺寸参数。

传感器的针尖半径为20μm, 水平测量分辨力0.1μm, 可以勾勒出螺纹轮廓的微观起伏变化, 如图1所示。仪器角度测量误差不大于±2′, 圆弧半径测量误差不大于4μm, 完全可以满足螺纹测量的精度要求。

根据GB/T 14791-93《螺纹术语》[1]的定义, 螺纹牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的轮廓形状[1]。因此, 在测量中, 必须保证仪器导轨滑行轨迹与轮廓轴线平行, 此时, 传感器针尖在螺纹表面的滑行轨迹就是螺纹牙型轮廓。

3 螺纹测量方法

用轮廓法测量螺纹, 是沿轮廓轴线方向扫描出螺纹牙型, 在螺纹牙型轮廓上评定螺距、牙型角、牙侧角等参数。

因为螺纹测量需要使仪器的导轨运动轨迹与螺纹轴线平行, 因此螺纹的定位就很重要。一般在加工过程中, 外螺纹的加工通常有中心孔, 可以用中心孔定位或外轮廓定位。而内螺纹的轴线是虚拟的, 需要找出一个定位基准。此定位精度直接影响到牙侧角的测量误差。

我们设计了一套内螺纹定位卡具, 可以提供内螺纹的螺纹轮廓定位或外端面定位。卡具包括支承台、定位杆、夹紧装置等, 如图2所示。测量中, 将工件挂在定位杆上。由加工精度决定, 2个定位杆与支承台底面的平行度误差不大于0.005mm, 支承台A面与底面的垂直度误差不大于0.005mm, 而两支承杆轴线所在平面与底面的平行度误差不大于0.001mm, 测针滑行轨迹在两支承杆之间中心分界面内。这样, 就保证了传感器滑行轨迹与螺纹最低母线相重合。

完成螺纹装卡定位后, 就可以开始螺纹的测量。

4 螺纹评定方法

螺纹牙型扫描完成后, 可以在测得的轮廓上评定螺纹参数。由于螺纹表面有加工纹理, 螺纹轮廓不可能与标称轮廓完全重合。在测量中, 螺纹牙侧轮廓的微观起伏变化、螺纹牙侧与牙顶、牙侧与牙底相交处的微观形貌等, 都会影响到螺纹参数的评定。为了保证螺纹评定的重复性精度, 提高评定效率, 我们设计了一套自动评定螺纹参数的螺纹测量模块。

为了评定螺纹参数, 首先需要在测得的螺纹轮廓上拟合测量需要的牙侧轮廓直线。由于螺纹表面的加工纹理, 螺纹牙侧轮廓存在一定的直线度误差。因此, 在螺纹牙侧轮廓上拟合直线存在选点误差。我们设定两条平行于螺纹中径线的切线, 其距螺纹牙顶和螺纹牙底的距离分别为规定值。在螺纹牙侧上两条切线与螺纹轮廓交点之间的轮廓部分拟合出一条直线, 即为螺纹牙侧直线, 如图3所示。这条直线将参与螺纹牙侧角、牙型角、螺距等参数的计算。

根据标准规定, 螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。为了保证测量的一致性, 我们采用了对三针法的数字模拟方式测量螺距。由操作者输入标称螺距值P0, 软件根据下式计算出与螺距值相对应的三针量规直径d0[2]:

再做出一系列直径d0的辅助圆, 分别与螺纹的各牙侧直线相切。然后测量相邻辅助圆的圆心在轴线方向上的投影距离, 作为螺纹的螺距值, 如图4所示。

根据标准规定, 牙型角指在螺纹牙型上, 两相邻牙侧间的夹角[1];牙侧角指在螺纹牙型上, 牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角[1]。拟合得到的牙侧直线就可以评定牙型角和牙侧角参数———两相邻牙侧直线的交角即为螺纹牙型角, 牙侧直线与轴线的垂线的交角即为牙侧角。所有这些参数都可以一次标注在轮廓图形上, 并可以图形和图表的形式保存及打印输出, 如图5所示。

5 结语

用触针式轮廓扫描的方法, 可以测量圆柱螺纹、圆锥螺纹、管螺纹的螺距、牙型角、牙型半角等参数, 解决了外螺纹和内螺纹的精确测量问题。通过螺纹测量卡具, 可以实现螺纹的精确定位, 保证了螺纹轴线这一测量基准的精确导出, 从而保证了牙侧角和螺距等参数的测量精度。螺纹测量模块使螺纹轮廓拟合更加精确。经实验, 对同一螺纹轮廓的多次测量重复性误差不大于0.01%。同时, 螺纹各牙型的螺距、牙型角、牙侧角等参数可以在输入标称数值后一次计算出来, 标注在螺纹轮廓图形上, 测量效率大大提高。测量数据可以以文本形式保存或输出, 方便了检测数据的管理和分析。这种高精度、高效率、高信息化的检测方法对生产企业进行产品质量检验与质量管理具有非常重要的意义。

摘要：介绍了用触针式轮廓测量仪实现螺纹测量和自动评定的方法, 阐述了螺纹测量原理及评定方法。用轮廓扫描法测量螺纹的螺距、牙型角、牙侧角等参数, 并实现螺纹参数的自动评定, 可以实现对螺纹、丝杠等通用部件的高效率、高精度的测量检验。

关键词：螺纹测量,轮廓扫描,触针法

参考文献

[1]GB/T14791-93, 螺纹术语[S].