电缆压痕激光测量系统设计与不确定度分析

发布时间：2024-02-13 17:44

　　针对人工测量电缆压痕效率慢以及受人为切片水平影响较大的问题,设计了一套自动测量装置。该装置通过软件对运动控制板卡发送指令,从而驱动电机实现对装有电缆夹具的二维移动平台的移动控制;同时激光传感器进行数据采集,得到数据集;对数据集进行滑动平均滤波处理,采用差分方法判断压痕;对非压痕数据进行线性回归处理,与压痕段数据相减,获得压痕深度。分析了测量计算过程中引入的不确定度来源,对一段电缆试样的测量结果进行不确定度评定,取包含因子k=2,扩展不确定度U=0.028 mm。

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【部分图文】：

图2移动平台

图1测试平台2.3动态测试流程

图1测试平台

传感部分选用激光传感器，其优点是速度快，精度高[5,6]，符合系统要求。电缆移动部分主要由二维移动平台、装载电缆的夹具、步进电机和运动控制板卡组成，如图2所示。步进电机驱动器收到运动控制板卡的脉冲信号，驱动步进电机转动，通过滚轴丝杠进而驱动二维移动平台。在移动平台两个维度上放置接....

图3投影仪下切片图

搭建平台之后，需要确定测试流程。如图3所示，在人工测试中，当试样外径大于6mm，试验人员经过电缆压痕最深点沿电缆轴向切取一窄条薄片，在投影仪或读数显微镜下测量压痕中心点以及未压处连线的距离，一般可以判断未压痕处在离压痕最深点3～5mm。如图3所示。基于人工测量，设计了自动测量....

图4测试流程

基于人工测量，设计了自动测量系统流程。自动测量方法如图4所示。(1)激光点打在电缆任意一点，移动y轴第一次扫描，确保沿y轴扫瞄到整条电缆，获得数据集。以数据集极大值作中心点，传感器精度为半径，得到区间。第二次扫描，当实时测量值落在区间内则停止扫描，确定电缆剖面的最高点A。

本文编号：3897007