本文關(guān)鍵詞：基于斜射式散射法的曲表面粗糙度檢測原理及系統(tǒng)研究

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【摘要】：表而粗糙度對工件的性能有很大的影響,由于機(jī)械、電子及光學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展,對精密機(jī)械加工表面的質(zhì)量的要求日益提高,不斷小型化的工業(yè)品也使得表面粗糙度的測量顯現(xiàn)出越來越重要的地位。采用光學(xué)法測量表面粗糙度具有非接觸、無損傷、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是,對于一些復(fù)雜情況下曲表面粗糙度的測量,如狹小空間、微小孔內(nèi)表面等,光學(xué)探頭因?yàn)楹茈y靠近曲表面測量處而無法進(jìn)行測量。論文針對目前狹小空間曲表面粗糙度測量精度與效率不足的問題,對光源斜射入狹小空間曲表面形成的空間散射強(qiáng)度信號分布與曲表面粗糙度值之間的關(guān)系進(jìn)行了研究,首次提出了一種基于斜射式散射法的光纖傳感器粗糙度測量系統(tǒng)�；诠馍⑸湓矸治隽讼到y(tǒng)測量原理,并首次將曲表面曲率半徑作為重要影響因子,分析其對光學(xué)特征值的影響,同時(shí)也對光纖傳感器、光電系統(tǒng)進(jìn)行特征分析和設(shè)計(jì)。針對測量的要求,設(shè)計(jì)包括運(yùn)動控制與數(shù)據(jù)采集等功能的曲表面測量系統(tǒng)的原型系統(tǒng),并采用反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理�；谏鲜鱿到y(tǒng),實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了系統(tǒng)測量電壓值與光入射角度、傳感器與曲表面測量距離及曲表面曲率等參數(shù)之間的特性曲線,確定了該系統(tǒng)的測量范圍;并通過標(biāo)定實(shí)驗(yàn)獲得了粗糙度值和測量電壓值的特性曲線,該特性曲線與理論分析結(jié)果相吻合,且呈單調(diào)性;最后利用該系統(tǒng)進(jìn)行了狹小空間曲表面粗糙度的測量實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明,該方法具有一定的可行性,與觸針法所獲結(jié)果之間的誤差小于5%,能夠進(jìn)行狹小空間曲表面粗糙度測量。
【關(guān)鍵詞】：狹小空間 曲表面 粗糙度 斜射式 散射法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG84
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題背景和意義12-13
• 1.2 表面粗糙度測量光學(xué)法的研究進(jìn)展13-20
• 1.2.1 粗糙度評定理論13-14
• 1.2.2 粗糙度測量技術(shù)簡介14-16
• 1.2.3 狹小空間曲表面粗糙度測量技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及其安排20-21
• 第二章 基于斜射式散射法系統(tǒng)的檢測原理21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 光散射原理21-22
• 2.3 斜射入曲面RIM-FOS光纖傳感器接收光通量函數(shù)22-28
• 2.3.1 RIM-FOS工作原理簡介23-24
• 2.3.2 曲面模型簡化成平面模型理論分析24-26
• 2.3.3 RIM-FOS接收散射光強(qiáng)的有效面積26-28
• 2.4 RIM-FOS光纖傳感器端面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及檢測原理28-30
• 2.5 章節(jié)小結(jié)30-31
• 第三章 檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 檢測系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)31
• 3.3 系統(tǒng)原理簡介31-32
• 3.4 RIM-FOS光纖傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-35
• 3.5 光電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-45
• 3.5.1 光源的選擇35
• 3.5.2 光電池的選擇35-38
• 3.5.3 放大濾波電路的設(shè)計(jì)38-45
• 3.5.3.1 前置放大電路的設(shè)計(jì)39-42
• 3.5.3.2 濾波電路的設(shè)計(jì)42-44
• 3.5.3.3 放大電路的設(shè)計(jì)44
• 3.5.3.4 完整放大濾波電路及實(shí)物圖44-45
• 3.6 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建45-46
• 3.7 章節(jié)小結(jié)46-47
• 第四章 測試平臺運(yùn)動控制及數(shù)據(jù)采集界面設(shè)計(jì)47-53
• 4.1 引言47
• 4.2 運(yùn)動控制MFC界面設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 數(shù)據(jù)采集MFC界面設(shè)計(jì)49-52
• 4.4 章節(jié)小結(jié)52-53
• 第五章 實(shí)驗(yàn)與分析53-72
• 5.1 引言53
• 5.2 主要影響因子對系統(tǒng)測量值的影響53-59
• 5.2.1 曲表面粗糙度取樣長度和評定參數(shù)的選擇53-54
• 5.2.2 系統(tǒng)影響因子分析的實(shí)驗(yàn)流程54-55
• 5.2.3 距離的影響55-57
• 5.2.4 入射角的影響57-58
• 5.2.5 加工方式的影響58
• 5.2.6 曲表面曲率的影響58-59
• 5.3 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)59-62
• 5.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.5 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析63-69
• 5.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介63-64
• 5.5.2 反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理64-67
• 5.5.3 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與均值數(shù)據(jù)處理對比67
• 5.5.4 Elman反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與仿真實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析68-69
• 5.6 誤差分析及處理方法69-71
• 5.7 章節(jié)小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 課題總結(jié)72-73
• 6.2 課題展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

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