光纤传感器倾斜式测量小孔圆度误差方法研究-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

山东理工大学硕士学位论文 山东理工大学硕士学位论文 摘 要 万方数据 万方数据 摘 要 随着 科学 技术 的不 断 发 展 ，工业 领域 对 检测 技术 的 要求 也 越 来 越 高 。 孔 类 零 件 在 机 械零 件 中是 比 较 常见 的， 对 其 检测 的 要求 也 越 来 越 严格 ，其 中 对 小孔 的 检测 是 比 较 困难 的 。 本文 总结 了 前 人 对 小孔 检测 的方 法 ，在 此 基础 上 提出 了 光纤 传 感 器倾斜 式测 量 小孔 圆 度误差 的方 法 ， 并 完 成了 以下 主 要内容 ： 1、对 近些 年 国 内 外 小孔 检测 的方 法 做 了 汇 总 ， 并 总结 了 各 类 小孔 检 测 方 法 的 优缺点 ， 最 终 提出 使用 反射 式 强 度调 制 型 光纤 传 感器 对 小孔 进行 检测 。 2、对 于小孔 内部测 量空 间有 限 的 问题提出 了 光纤 传 感器倾斜 式测 量 的方 法 ， 简述 了 其工作 原 理 、 检测 流程 和标 定 方 法 ， 并对 光纤 传 感器探头 结 构 形 式 进行分 析 和 确定 。 3、对 圆度评 定 方 法 进行 总结 ，分 析 了 各种评 定 方 法 的 优缺点 ， 采用 最 小二 乘法 对 圆度 进行 评 定 并对 其 建立 了 数 学 模型 。 4 、对 光纤 对 结 构 和 三 光纤结 构 的 RIM-FOS 建立 了 数 学 模型 ， 并用 MATLAB 进 行了 仿真 ，详细 分 析 了 光纤 对 结 构 参数 和 三光 纤结 构 参 数（ 接收 光纤 与 发 射光 纤 芯径 r、 数 值 孔径 NA、 光纤 间 距 L） 及 凹面 和 倾 斜角 对 光 强调 制 输出 特 性 曲线 的 影 响 规 律 。 对 两种 光 纤结 构 的 光 强调 制 特 性 进 行了 比较 ， 验 证 了了 三 光 纤结 构 光纤 传 感器 的 优点 以及 用 于 倾斜 式测 量 的 优 势 。 5、 通 过 光纤 传 感 实验仪 对 光纤 对 结 构 光纤 传 感器 及 两 对 光纤 对 结 构 传 感器数 据 比值 进行了 实验 和 记录 ， 绘 制 了 光强调 制 特 性 曲线 ， 对 仿 真结 论 进行了 验 证 。 关 键词 ： 倾斜 式测 量 ； 小孔 ； 圆度 ； 强度调 制； 光纤 传 感器 ； I 山东理工大学硕士学位论文 山东理工大学硕士学位论文 Abstract Abstract With the development of science and technology, detecting standards are becoming more and more strict. Holes are relatively common in the mechanical parts and the testing requires more stringent, so detection of holes is more difficult. This paper summarizes the methods of previous detection of holes, puts forward the method of optical fiber sensor tilt measuring holes circularity error, and completes the following main contents. First, according to the methods of detecting holes in recent years, RIM-FOS is proposed to detect holes. Second, the method of optical fiber sensor tilt measuring is proposed to solve the limited space inside the hole when measuring. Working principles of the sensor, the detection process and calibration methods are outlined. The structure of optical fiber sensor probe was analyzed. Third, methods of holes circularity error assessment are summarized. A mathematical model is esta