OTDR测试与误差分析 OTDR是光缆工程施工和光缆线路维护工作中最重要的测试仪器，它能将长100多公里光纤的完好情况和故障状态，以一定斜率直线（曲线）的形式清晰的显示在几英寸的液晶屏上。根据事件表的数据，能迅速的查找确定故障点的位置和判断障碍的性质及类别，对分析光纤的主要特性参数能提供准确的数据。OTDR主要是根据光学原理以及瑞利散射和菲涅尔反射理论制成的。仪表的激光源发出一定强度和波长的光束至被测光纤，由于光纤本身的缺陷，制作工艺和石英玻璃材料组分的不均匀性，使光在光纤中传输将产生瑞利散射；由于机械连接和断裂等原因将造成光在光纤中产生菲涅尔反射，由光纤沿线各点反射回的微弱的光信号经光定向耦合器到仪器的接收端，通过光电转换器，低噪声放大器，数字图象信号处理等过程，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显现。目前OTDR 型号种类繁多，操作方式也各不相同，但其工作原理是一致的。在光纤线路的测试中，应尽量保持使用同一块仪表进行某条线路的测试，各次测试时主要参数值的设置也应保持一致，这样可以减少测试误差，便于和上次的测试结果比较。即使使用不同型号的仪表进行测试，只要其动态范围能达到要求，折射率、波长、脉宽、距离、均化时间等参数的设置亦和上一次的相同，这样测试数据一般不会有大的差别。 一、 OTDR测试 1.测试方式：利用OTDR进行光纤线路的测试，一般有三种方式，自动方式，手动方式，实时方式。当需要概览整条线路的状况时，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试（测试）键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短，速度快，操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的事件进行详细分析，一般通过变换、移动游标，放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率，增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，由于曲线在不断的跳动和变化，所以较少使用。 2.OTDR可测试的主要参数：⑴测纤长和事件点的位置。⑵测光纤的衰减和衰减分布情况。⑶测光纤的接头损耗。⑷光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍,使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉宽越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长，选择一个适
三轴转台技术要求 1功能要求 工作方式 具有角速度、角位置控制功能，具有远控功能。具备承载负载特性 负载不大于15kg，尺寸不大于Ф250×400。 2技术指标 机械位置精度要求 a）三轴垂直度：≤±5″； b）三轴相交度Φ1mm的球形范围内； 转角范围 a）内环连续滚转； b）中环连续滚转； c）外环连续滚转； 转速率范围 a）内环：0.005°/s~2000°/s； b）中环：0.005°/s~400°/s； c）外环：0.005°/s~400°/s。 最大角加速度 a）内环：2000°/ s2； b）中环：400°/ s2； c）外环：400°/ s2。 三轴速率精度 a）±0.005°/s（≤200°/s）； b）±0.01%（≤200°/s） 姿态角位置静态误差 a）定位精度：±0.001°；
b）控制精度：±0.001°； c）位置分辨率：±0.0005°。 频率响应 a）内环：10Hz； b）中环：6Hz； c）外环：6Hz。 3 接口要求 电气接口 a）以太网接口 b）导电滑环要求 ●数量：共60环，两两双绞屏蔽，即30对为用户信号线（其中，6 对单环电流为3A，24对单环电流为0.5A）； ●屏蔽层进滑环内部； ●导电环环道接触电阻：＜20mΩ； ●掉电环环道绝缘电阻：≥500MΩ； ●导电环环道接触电阻变化量：＜5mΩ； ●导电环寿命：1×107转。 机械接口 安装面要求：基准面平行度：0.01mm，法兰加定位装置。 4 结构要求 a）转台结构：立式； b）转台的中心高度应在1.2~1.4米； 5 供电要求 a）三相380V±10%，50Hz±1%； b）二相220V±10%，50Hz±1%。
OTDR测试时常遇到的几个问题 一、我们在使用光时域反射仪（OTDR）时，常常由于测试链路较长不能看到所有的链路情况。那么在什么情况是动态范围不足的表现哪？ 1、轨迹被淹没在噪声中，有时候会测到的轨迹波动很大，但却保持着轨迹应有的发展趋势。 2、当分析轨迹时，出现《扫描结束》的标识。所谓扫描结束实际是说从该点以后的测试结果只作为参考。扫描结束的出现实际上是因为轨迹的清晰度变差，噪声水平较高，轨迹波动性较大。 3、已知测试链路的长度较长，应该考虑通过设臵增大动态范围。 增大动态范围有两种最为常用的方法，一是增加激光注入能量，另一是提高信噪比（S/N）。两种方法均可以通过仪表设臵达到。下面是对几种方法的简单概述。 1、选择更大的脉冲宽度。 实际上这种方法是最为常用的方法，它的本质是增加激光的注入能量。由于激光器的性能限制，不可能直接调整激光器以求更大的发射能量。我们知道，OTDR 测量必须采用脉冲方式，加大脉冲宽度实际上是使激光器发射的持续时间增加，以达到增大注入能量的目的。因此，这种方法可以获得更大的动态范围。然而，更大的脉宽意味着会有更大的盲区，这种方法是有一定代价的。 2、选择《取平均时间》测量模式，并选择更长的取平均时间。 这种方法被我们实际测量中大量采用，实际上是增大信噪比的一种数字信号处理的算法。主要采用将多次测量的结果相加取平均值的方式提高信噪比。它利用了信号及噪声的不同特性达到提高信噪比的目的。信号是有规律性的，而噪声是随机的。在相加过程中，信号被一次次放大，而噪声相加总的趋势是趋近于“0”。取平均的过程，是将信号还原到原有的强度。整个处理过程实际上是降低噪声的
气垫导轨实验中摩擦阻力的修正 胡晓琳 050715 1 引言 普通物理力学实验中气垫导轨上滑块运动的各种实验,对理工科的教学来说,是最基本的实践环节。传统的实验方法是手工测量物体运动的距离、时间等,然后再通过必要的计算得到速度、加速度等物理量。这种手工操作会带来测量误差,而且学生也不能及时、直观地观察实验结果。如果能通过检测环节自动完成测量,并将实验数据用计算机进行处理,以图表的形式实时地显示出来,则会大大提高实验效果。气垫导轨(简称气轨)是近代在我国出现并逐渐普及的一种新兴低摩擦实验装置，它利用从导轨表面的小孔中喷出的压缩空气，使导轨表面和滑块之间形成一层很薄的气膜——气垫，将滑块浮在导轨上，由于气垫的漂浮作用，使在力学实验中难以处理的滑动摩擦力转化为气层间的粘滞性内摩擦力，使该因素引起的误差减小到近可忽略的地位;提高了实验精度。其次在计时方法上又采用了光电计时手段，使 ,,34时间的测量精度达到的量级。基于以上两方面的优点，近年来利用气垫导轨开设10~10 了许多实验，收到了良好的教学效果(但也存在一些不足，即由于所采用的实验测量方法不恰当或对实验过程中应予考虑的系统误差未作修正，使实验结果的误差比预期大得多，影响了这一新型教学仪器的作用发挥。因而，如何采用合理的实验方法，深入分析气垫导轨实验的误差来源和修正就成了实验中急待解决的问题(本文就这一问题作分析讨论。 气垫导轨实验中误差的来源是多方面的，有系统误差也有偶然误差(本文着重于对气垫导轨实验中的系统误差进行分析，至于偶然误差的原因和其它力学实验中的偶然误差并无特殊的区别，这里不作讨论。如何调整气轨的水平状态，是减小系
主讲教师↓1.惯性器件及系统对测试设备的要求 3 8.1 8.1 测试设备介绍测试设备介绍 ↓1.精度测试设备------位置给定设备位置给定设备 位置给定设备包括：多面体；端尺盘；位置转台 3 双轴位置转台 ↓1.精度测试设备------速率转台速率转台 带温控试验箱的双轴测试转台三轴多功能惯导测试转台 ↓1.精度测试设备------速率转台速率转台
↓1.精度测试设备------伺服转台伺服转台 ↓1.精度测试设备 运动模拟台等。 多自由度摇摆台三轴飞行仿真试验转台 ↓2.环境测试设备 ↓1.惯性器件误差分析 ↓1.惯性器件误差分析↓2. . 惯性系统误差分析惯性系统误差分析
↓2. . 惯性系统误差分析 惯性系统误差分析↓3.提高惯性器件系统精度途径---实时在线补偿 惯性器件的主要性能指标提高惯性器件系统精度途径---实时在线补偿↓1. . 惯性器件的主要性能指标 ↓3. . 提高惯性器件系统精度途径 惯性器件及系统的主要性能指标 ↓1. . 惯性器件及系统的主要性能指标 惯性器件及系统的主要性能指标↓1. . 惯性器件及系统的主要性能指标
↓1. . 惯性器件及系统的主要性能指标惯性器件及系统的主要性能指标↓2. . 转台标定转台标定↓2. . 转台标定转台标定 ↓2. . 转台标定转台标定 倾角回转误差：±2'' ↓2. . 转台标定转台标定 陀螺标度因数和安装误差标定 ?? ???????-=? ????ωωωωωωω0cos 0cos sin 0sin cos 1ie x t t t t (a) 倾角回转误差：±2'' ↓2. . 转台标定转台标定
OTDR测试技巧与假峰现象的分析 毕建军 尹志国 姚大军 （黑龙江电通自动化有限公司，哈尔滨 150001） 摘 要：在用OTDR测试光缆线路时，在测试曲线上有时出现非实际存在的假峰。对假峰出现的原因进行了分析，并简述了假峰对测试的影响及假峰的判断和消除。 关键词：光时域反射计；真峰；假峰 0 问题的提出 在用OTDR进行光缆线路测试过程中，经常遇到许多故障点，测试曲线上有时出现非实际存在的假峰。结合辽长吉哈等光纤通信工程对上述原因进行分析，提出利用改变折射率的方法精确故障点，同时简述了假峰对测试的影响及假峰的判断和消除。 1 用改变折射率的方法精确故障点 在黑龙江省辽长吉哈光纤通信工程施工过程中，我们遇到过一个故障点。即测量时发现在距永源变机房479m处有一断纤，从断点距离分析，就在终端塔接头盒处。但在打开终端塔接头盒并将此纤用OTDR监视熔接数次后，仍未与干线光缆接通。因此，我们采用改变OTDR 折射率的方法判断并排除了故障。 根据光传输基本原理，即 n=c/v c－光速 n－折射率 v－光在介质中传输速率（这里指在光纤中传输速率） 由于c是光速为一常数，而且在同一介质里（同一光缆里的光纤）传输速率v也为定值，所以折射率n的值是唯一的，一般均为厂家提供。这就决定了只要OTDR的折射率被选定，从其光源发光后再接收到反射信号的时间上便可确定一个准确距离。如果我们人为地改变OTDR折射率，比如将实测折射率比厂家提供的标准折射率高，那么OTDR仪表内部认定的计算速率一定要降低。根据 V=D/T V－OTDR仪表内部认定的计算速率 D－OTDR仪表显示距离 T－光在光纤中传输及反射的时间 此时光在光纤中传输及反射的时间T不会改变，而V的值被OTDR认定为降低，相应的OTDR仪表内计算的结果必然减少，即测量结果比标准距离减少了。 同理，若人为减少实测折射率值，则测量值比实际距离将增加。 根据上述原理，我们经过多次改变OTDR折射率测量，结果如下表： 故 障 光 纤 测 试 表 测试条件 厂家提供折射率：1.4658 测试范围：1km 脉冲宽度：100ns 波长：1310nm 实测折射率 未断光纤实测值 已断光纤实测值 2.0 328.4 332.5 1.9658 334.1 337.8
第10期2016年10月组合机床与自动化加工技术 Modular Machine Tool &Automatic Manufacturing Technique No.10Oct.2016 文章编号:1001-2265(2016)10-0067-03一一一一DOI:10.13462/https://www.doczj.com/doc/944334896.html,ki.mmtamt.2016.10.018 收稿日期:2016-06-30;修回日期:2016-07-19一?基金项目:国家自然科学基金项目(51375338) 作者简介:张海涛(1986 ),男,河南内乡人,天津大学博士后,研究方向为坐标测量技术及误差补偿,(E -mail)zhanghaitao@https://www.doczj.com/doc/944334896.html,三 基于对径测量的转台分度误差标定技术? 张海涛,刘书桂,于一振 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津一300072) 摘要:针对配备高精度测头的机床转台分度误差标定问题,提出了一种可在任意角度对转台分度误差进行标定的方法三通过建立位于转台对径位置的两个标准球球心与转台中心以及转台运动误差的几何位置关系,测量转台转动前后两个标准球的球心位置,经过简便的计算,即可标定出转台分度误差三分析了两个标准球对径以及等高安装误差对标定结果的影响,通过实验验证了方法的有效性,实现了以较低的经济成本在转台任意角度位置对分度误差的高精度标定三关键词:转台;分度误差;对径测量;标定 中图分类号:TH162;TG65一一一文献标识码:A A Calibration Technique for the Indexing Error of Rotary Table Based on the Diametric Measurement ZHANG Hai-tao,LIU Shu-gui,YU Zhen (State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments,Tianjin University,Tianjin 300072,China) Abstract :A calibration technique was proposed to calibrate the indexing error of the rotary table at any posi-tion according to the calibration problem of the indexing error of rotary table on a machine tool equipped with a high-precision probe.The geometric position relationship among the center of the standard balls mounted on the diametric line ,the center and the kinematic errors of the rotary table was established ,the in-dexing error of the rotary table was calibrated by some simple and convenient calculation after the center po-sition of the standard balls rotated before and after was measured.And the calibration result influenced by the installation error of the two standard balls not in the diametric line and with different height was ana-lyzed.Experimental results demonstrate the validity of the approach ,and the calibration of the indexing er-ror of rotary table with high accuracy at any position is achieved at a lower cost.Key words :rotary table ;indexing error ;diametric measurement ;calibration 0一引言 分度转台已被广泛应用于多轴机床二坐标测量机以及装配线等工业领域,以实现工件或者刀具(测头)的定向与定位三分度转台的运动精度对于加工或者测量至关重要,通过误差补偿的方法可以以较低的经济成本有效地提高转台的运动精度[1]三 目前的研究成果及产品中,都采用非实时标定方法对转台分度误差进行检测[2-6]三最普遍的是采用激光干涉仪与多面棱体组合的方式,此种检测方法主要局限于多面棱体的面数,只能对转台特定角度的分度误差进行检测之后再进行插补三郭敬滨[7]等人采用最小分度为1?的多齿分度台与平面反射镜组合的方式对转台分度误差进行检测,并采用傅里叶变换的方法建立补偿模型三在360?范围内对转台分度误差进行 连续标定的常用方法[8]是使用一个高精确性二高重复性的参考转台,标定时目标转台顺时针旋转,参考转台逆时针旋转相同的角度,此方法标定精度很高,但效率较低且成本昂贵三张振久[9]等人提出了一种基于激光跟踪仪的转台系统几何误差检测方法,利用激光跟踪仪检测转台上不共线的三个点的空间坐标,根据所建立的转台系统误差模型,求解方程组,获得转台系统误差的解析表达式三Jywe 与Chen [10]等人提出了一种整周测量转台角运动误差和轴向跳动误差的方法,使用一个一维反射光栅二一个激光二极管二四个PSD 以及一个重复性好但精度要求不高的参考转台进行标定,降低了检测系统的成本三 上述转台分度误差的标定方法可以达到很高的精度,但都需要配备各种高精度的仪器,成本较高,且普 万方数据
实验室误差分析 实验室检测是及时、准确、可靠地测定被测物质含量,科学地解析数据和综合运用数据的过程,其目的是为应用服务部门提供相关性能状况及其变化规律,以便其更好地开展工作,为公司和客户服务。实验室检测由各种不同水平和经验的实验人员协同工作,要获得准确可比的检测数据,具有一定的难度,因此,必须对其过程进行严格科学地控制和管理。现主要从以下几方面讨论和分析。 一、实验室检测对数据质量的要求 实验室检测质量的好坏,集中反映在检测数据上,如果实验室分析测试结果不准确,很可能会导致错误的结论。根据这一特点,检测数据至少有如下几点要求: 1、代表性。要求能够反映一定时间和空间中被测物的存在状况。 2、精密性。要求测试值的重复性和再现性要好,这是保证准确度好的前提条件。 3、准确性。要求测试值与真值符合程度要好,即测试结果要准确可靠。 4、可比性。因为许多检测常常需要在一个长的时间系列上和一个广泛的空间范围内进行比较,确定其时空的变化规律,如果数据无可比性,这种比较分析就毫无意义。以上四点要求中,代表性和可比性主要体现在现场布点及采样等环节中,而数据的准确性和精密性,则主要体现在实验室内,这也是实验室检测质量保证的最终目的。要讨论这两性的具体要求,就需要先从分析误差谈起。 二、分析测试中的误差 实践证明,误差自始至终存在于一切科学实践和测试过程中,即使同一个分析人员在相同条件下测试同一样品的多次结果,往往也不完全相同,这种分析结果与被分析对象的客观状态的差异,就称为分析误差。在测试分析中,误差的来源不同,其误差的特性就不同,据此,将误差分为以下三种: 1、系统误差,又称为可测误差或恒定误差。它是指在一定条件下,由某个或某些因素按照某 种确定的规律变化,它的来源主要是方法的不完善、仪器指示性的变动、恒定的个人操作误差或环境误差,具有恒定性和明显的方向性(或正、或负),在重复测定中不易被发现和减少,只有改变其条件,误差才能被发现,并可以通过有效措施避免和校正。 2、随机误差,又称为不可测误差或偶然误差。它是指在同一被测量的多次测量过程中,以不
数控加工过程中的误差分析 【摘要】本文主要分析了数控机床加工中误差产生的原因和相对应的减小误差采取的措施。通过分析研究，可进一步提高操作、使用和维护数控机床的水平。 【关键词】加工误差分析误差 引言 在数控机床上工件的加工精度要求都很高。为了提高数控机床的加工精度，必须对数控加工过程中的各种误差来源进行仔细的分析，才可能尽量避免误差，或根据这些来源情况采取相应措施，以对数控机床加工误差降到最低的限度，充分发挥数控机床高精度、高效率、智能化的特点，为我国的加工制造业为我国的经济发展创造更高的经济效益。 1.数控机床加工过程中产生的加工误差 为了提高数控机床的加工精度，必须对数控加工过程中的各种误差来源进行仔细的分析，才可能尽量避免误差，或根据这些来源情况采取相应措施，以对误差进行补偿。 通过多年的实践和查找资料对各种误差做了深刻的研究，并把它分为机床误差、加工过程误差、检测误差部分组成，各种误差所占的比例如表一所示： 表一误差比例 1.1 数控加工误差的产生原因及其改善措施 1.1.1程序编制中的误差 程序编制中的误差Δ程是由三部分组成的： Δ程＝f(Δ逼，Δ插，Δ圆)式中逼为采用近计算方法逼近零件轮廓曲线时产生的误差，称为逼近误差；
Δ插为采用插补段逼近零件轮廓曲线时产生的误差，称为插补误差； Δ圆为数据处理时，将小数脉冲圆整成整数脉冲时产生的误差，称为圆整误差。 1.1.2进给误差 (1) 进给误差的来源主要有 1)滚珠丝杠的螺距累积误差。 2)滚珠丝杠、螺母支架和轴承等机械部分的受力变形和热变形引起的误差。 3)工作台导轨的误差。 (2) 减小进给误差的主要方法如下 1)对传动反转间隙可采取调整和预紧的方法来减小间隙。。 2)在开环和半闭环系统中对螺距累积误差可利用数控系统对误差进行补偿与修正。 3)对于由于机械传动链受力变形和热变形而引起的误差，可通过增大传动链的刚性，减小摩擦力等措施来解决。 1.1.3 工件定位误差 (1)定位误差产生的原因 造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合以及定位基准的位移误差两个方面。 1)基准不重合误差：定位基准与设计基准不重合时所产生的加工误差称为基准不重合误差。 2)基准位移误差：一批工件定位基准相对于定位元件的位置最大变动量(或定位基准本身的位置变动量)称为基准位移误差。 (2) 要减小定位误差，可采取以下措施 1)为避免基准不重合误差，应尽可能使定位基准与设计基准重合。当两者难以重合时，应该认真分析装配图样，明确工件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的尺寸位置精度要求，确保加工精度。 2)为减小基准位移误差，应尽量提高定位元件的制造精度，减小定位元件与定位基准之间的位置误差。 1.1.4 对刀误差 在数控加工中，对刀过程中产生的误差即为对刀误差。对刀误差会直接影响到工件的精度。 (1)对刀误差产生的原因主要有
实验名称：自构建光纤链路的otdr测试实验实验日期：指导老师：林远芳学生姓 名：同组学生姓名：成绩： 一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、实验结果记录 与分析 五、数据记录和处理六、结果与分析七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1. 了解瑞利散射及菲涅尔反射的概念及特点； 2. 熟练掌握裸纤端面切割、清洁、连接对准方法及熔接技术； 3. 熟悉光时域反射仪（optical time domain reflectometer，以下简称 otdr）的工 作原理、操作方法和使用要点，能利用 otdr 测试、判断和分析光纤链路中的事件点位置及 其产生原因，提高工程应用能力。 二、实验内容和原理 1．otdr 测试基本理论 散射：光遇到微小粒子或不均匀结构时发生的一种光学现象，此时光传输不再具有良好 的方向性。 瑞利散射：当光在光纤中传播时，由于光纤的基本结构不完美（光纤本身的缺陷、制作 工艺和材料组分存在着分子级大小的结构上的不均匀性），一部分光纤会改变其原有传播方向 而向四周散射（图 1-3-1），引起光能量损失，其强度与波长的 4 次方成反比，随着波长的 增加，损耗迅速下降。 后向或背向散射：瑞利散射的方向是分布于整个立体角的，其中一部分散射光纤和原来 的传播方向相反，返回到光纤的注入端，形成连续的后向散射回波。光纤中某一点的后向回 波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可以测试出光纤的损耗。 菲涅尔反射：当光纤由一种媒质进入另一种媒质时会产生的一种反射，其强度与两种媒 质的相对折射率的平方成正比。如图1-3-2 所示，一束能量为p0 的光，由媒质 1（折射率 为nl）进入媒质 2（折射率为 n2）产生的反射信号为p1，则 ?n1?n2p1???n?n2?1? ???2 衰减：指信号沿链路传输过程中损失的量度，以 db 表示。衰减是光纤中光功率减少量 的一种度量，光纤内径中的瑞利散射是引起光纤衰减的主要原因。通常，对于均匀光纤来 说，可用单位长度的衰减，即衰减系数来反映光纤的衰减性能的好坏。 当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。这种散射向着四 面八方，其中总有一部分会沿着纤轴反向传输到输入端。由于主要的散射是瑞利散射，并且 瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与该散射点的入射光功率成正比，光纤中 散射光的强弱反映了光纤长度上各点衰减大小，光纤长度上的某一点散射信号的变化，可以 通过后向散射方法独立地探测出来，而不受其它点散射信号改变的影响，所以测量沿纤轴返 回的后向瑞利散射光功率就可以获得光沿着光纤传输时的衰减及其它信息。 基于后向散射法设计的测量仪器称为 otdr，其突出优点在于它是一种非破坏性的单端测 量方法，测量只需在光纤的一端进行。它利用激光二极管产生光脉冲，经定向耦合器注入被 测光纤，然后在同一端测量沿光纤轴向向后返回的散射光功率返回信号与时间的关系，将时 间值乘以光在光纤中的传播速度以计算出距离，在屏幕上显示返回信号的相对功率与距离之 间的关系曲线和测试结果。国内厂家主要是中国电子科技集团公司第四十一研究所，国外的 品牌主要有安捷伦（agilent）、安立（anritsu）、exfo、wavetek 等。 2．光纤的连接 光纤连接时的耦合损耗因素基本上可分为两大类：一类是固有的，是被连接光纤本身特 性参数的差异，比如纤芯直径、模场直径、数值孔径差异、纤芯或模场的同心度偏差、纤芯
捷联惯导积分算法设计 下篇：速度和位置算法 Paul G. Savage Strapdown Associates, Inc., Maple Plain, Minnesota 55359 摘要：本论文分上下两篇，用于给现代捷联惯导系统的主要软件算法设计提供一个严密 的综合方法：将角速率积分成姿态角，将加速度变换或积分成速度以及将速度积分成位置。该算法是用两速修正法构成的，而两速修正法是具有一定创新程度的新颖算法，是为姿态修正而开发出来的，在姿态修正中，以中速运用精密解析方程去校正积分参数(姿态、速度或位置)，其输入是由在参数修正(姿态锥化修正、速度划桨修正以及高分辨率位置螺旋修正)时间间隔内计算运动角速度和加速度的高速算法提供的。该设计方法考虑了通过捷联系统惯性传感器对角速度或比力加速度所进行的测量以及用于姿态基准和矢量速度积分的导航系旋转问题。本论文上篇定义了捷联惯导积分函数的总体设计要求，并开发出了用于姿态修正算法的方向余弦法和四元数法；下篇着重讨论速度和位置积分算法的设计。尽管上下两篇讨论中常常涉及到基本的惯性导航概念，然而本论文提供的材料都假定是为那些熟悉惯性导航的人使用的。 专门用语： 12,,A A A =任意坐标系； SF a =定义为由施加的非重力产生的相对于非旋转惯性空间的加速度比力，用加速度 计测得； 1 2 A A C =将矢量从2A 坐标系投影到1A 坐标系的方向余弦矩阵； I =单位矩阵； A V =列向量，它的各项元素等于矢量V 在坐标系A 的各轴上的投影 A V ?（） =向量A V 的反对称（或交叉积）形式，代表如下矩阵： 00ZA YA ZA XA YA XA V V V V V V -?? ??-????-?? 其中：XA V ，YA V ，ZA V 是A V 的分量，A V ?（）与A 系矢量的矩阵乘积等于A V 与该矢量的叉积； 2 A ω1A =2A 坐标系相对于1A 坐标系的角速率，当1A 为惯性系（I 系）时，2 A ω1A 是由安装 在2A 坐标系上的角速率传感器所测到的角速率。 1 导论
校准转台角位置误差时应注意的几个问题 曹利波 （中国空空导弹研究院，洛阳 471009） 摘要：本文介绍了在校准转台角位置误差时应注意的几个问题，包括校准前的准备，标准器的安装于调整，棱体偏差的修正和测量数据的处理，从而得出较为准确的校准结果。 关键词：角位置误差；自准直仪 Several Problerms About The Rotary Table’s Angle Position Error Calibration CAO Li-bo (China Airbone Missile Academy, Luoyang 471009,China) Abstract: This paper introduces several problerms about therotary table’s angle position error calibration. It includes preparations before calibration,adjustmeng about standards and data processing.and then we can get the accurate conclusion. Key words: angle position error; autocollimator 0 引言 转台是一种用于对惯性器件进行姿态角位置、角速率和动态特性校准的一种专用测量装置，可提供飞行器飞行时的航向角，俯仰角，横滚角及飞行扰动，具有位置、速率、摇摆、伺服等功能，能满足飞行器携带的惯性系统及惯性元器件的全部功能测试和实验。它是惯导系统测试和半实物仿真不可缺少的组成部分，其性能的高低直接影响到仿真结果的可靠性。 转台作为一种使用较多的专用测试设备，已渗透到军工产品科研生产的诸多领域，是型号科研、生产必不可少的重要设备，因此通过对其技术指标的校准从而保证转台量值的准确可靠是保证质量的重要环节。 1 校准前的准备工作 由于大多数转台工作台面上有工装，用来满足测试时对产品固定或定位的需要，且有些转台上带的目标模拟器系统的光路都已经调好，不能拆卸。这使得在对转台的角位置误差进行校准时标准器的固定非常困难。必须使用专门的转接件和夹具，夹具安装在转台的回转轴上后，棱体应能安全可靠的安装在夹具上，并且能够进行微调，保证棱体与回转轴同心，从而能够准确的校准角度位置误差。转台属于专用测试设备，这就要求相关人员在转台的设计论证时除了考虑转台的产品测试功能外还有考虑校准的问题，让承制方在设计时就考虑制作合适的工装夹具或转接件。
轴承装配误差的理论分析 1、内外圈不处于同一旋转中心，造成轴偏斜 轴偏斜是实际运行轴承中普遍存在的现象，轴心线的偏斜是造成推力轴承失效的主要原因之一。造成轴承与轴不对中的原因有: ( 1) 轴倾斜; ( 2) 转子安装误差; ( 3) 转子制造误差; ( 4) 轴、转子以及轴承运转时产生的热弹性变形。轴偏斜造成每块瓦的油膜厚度、压力分布、瓦面温度均不相同，其中对油膜厚度、压力分布影响很大，对瓦面温度分布影响较小；轴偏斜使轴承内产生不均匀的流体动压力，导致轴所受油膜力波动，随偏斜程度增大，油膜力波动越严重；在全油润滑状态下，微小的偏斜角变化会造成最小油膜厚度和最大压力明显的变化，但瓦面最高温度变化很小。综上所述，轴偏斜造成轴承内的油膜厚度不均匀，可能导致油膜破裂，使轴承失效。 安装时，为了尽可能保持同心，最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出。如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。 2、安装不到位，有偏差或未安装到轴承位，造成轴承游隙过小 运转时，轴的温度一般高于外圈的温度，轴的轴向和径向热膨胀将大于外壳的热膨胀，如果轴承游隙过小，可能会导致卡死。 3、转动圈与不动圈的过紧配合 轴承配合种类的选取，应根据轴承的类型和尺寸、载荷的大小和方向以及载荷的性质等来决定。正确选择的轴承配合应保证轴承正常运转，防止内圈与轴、外圈与外壳孔在工作时发生相对转动。一般地说，当工作载荷的方向不变时，转动圈要比不动圈有更紧一些的配合，因为转动圈承受旋转的载荷，而不动圈承受局部的载荷。当转速愈高、载荷愈大和振动愈强烈时，则应选用愈紧的配合。当轴承安装于薄壁外壳或空心轴上时，也应采用较紧的配合。但是过紧的配合是不利的，这时可能因内外圈的弹性膨胀和外圈的收缩而使轴承内部的游隙减小甚至完全消失，也可能由于相配合的轴和座孔表面的不规则形状或不均匀的刚性而导致轴承内外圈不规则的变形，这些都将会破坏轴承的正常工作。过紧的配合还会使装拆困难，尤其对于重型机械。 4、安装过程中，预紧力过大 预紧力是利用装配过程中施加的外力给予轴承适当的预紧负荷。预紧力过小会使轴承工作时存在间隙，导致支撑刚度和旋转精度降低，引起振动和噪声。预紧力过大，会增加滚动体与内、外套圈滚道的摩擦，运转时温度升高过快，降低传动效率，减小轴承寿命。只有施加合适的预紧力才可以消除轴向间隙，减小反向误差，提高轴系回转精度，降低振动及噪声。给予轴承适当的预紧力，即使轴
惯性测量单元安装误差系数标定实验 二零一三年六月十日
2.1 惯性测量单元安装误差系数标定试验 一、实验目的 1、掌握惯性测量单元（inertial measurement unit ，IMU ）的标度系数、安装 误差、零偏的标定方法； 2、利用现有实验条件实现实验过程的设计。 二、实验内容 利用单轴速率转台，进行IMU 的安装误差系数标定，并通过公式计算该安装误差系数。 三、实验系统组成 单轴速率位置转台、MEMS 惯性测量单元、稳压电源、数据采集系统。 四、实验原理 IMU 安装误差系数的计算方法 通常，惯导系统至少需要三个陀螺和三个加速度计，用以感知载体的三轴角速度和加速度变化。将这些陀螺和加计按照敏感轴两两正交的方式集成在一起，安装在一个结构框架上，便构成了一个能感知完整惯性测量信息的小型系统，称之为惯性测量单元。对惯性测量单元进行标定时，除了要对其中的陀螺、加速度计进行常规标定外，还要考虑由于安装时不能严格保证敏感轴两两正交所带来的交叉耦合误差，即，要对IMU 的安装误差进行标定，测量出不正交角。因此，在考虑IMU 的安装误差、标度因数误差、零偏误差的情况下，建立东北天坐标系下IMU 的角速度通道误差方程。 x x xx xy xz x y y yx yy yz y z z zx zy zz z K E E E K E E E K ωεωωεωωεω???????? ????????=+??????????????? ????????? (1) 式中i ω为惯性系统i 轴向陀螺输出角速度，i ω为i 轴向的输入角速度；i ε为i 轴向陀螺零偏；ii K 为i 轴向陀螺标度因数；ij E 为角速度通道的安装误差系
测试仪器OTDR简介和常规曲线分析 一、OTDR 英文：Optical Time Domain Reflectomenten 中文：1、光时域反射测试仪 (照英文译) 2、背向散射测试仪（按其原理命名） 二、全球主要厂家 美国PK(PhotonKinetics)、日本安立（ANRITSU）、美国激光精密(GN Nettest)、爱立信(Ericsson)、EXFO等 三、衡量OTDR的性能指标 a、衡量OTDR的性能指标--动态范围 b、动态范围：在满足给定误码的条件下，光端机输入连接器，能接收最大的光功率与最小光功率电平值（接收灵敏度）之差。 c、动态范围越大，所能测试距离越长 四、OTDR的功能 a、测试光纤的长度； b、测试光纤的衰减系数（波长850nm、1310nm、1550nm、1625nm）； c、测试光纤的接头损耗； d、测试光纤的衰减均匀性； e、测试光纤可能有的异常情况（如有台阶，曲线异常等）； f、测试光纤的回波损耗(ORL)； g、测试光纤的背向散射(BKSCTR COEFF)；
五、OTDR 的基本原理-瑞利散射、菲涅尔反射 a 、瑞利散射：光波在光纤中传输，沿途受到直径比光波长还小的散射粒子的散射；瑞利散射具有与短波长的1/λ4 成反比的性质，即：a r =A/λ4 ，式中比例系数A 与玻璃结构、玻璃组成有关 b 、菲涅尔反射：光波在两种折射率不同的煤质界面会形成反射，其反射能量约占总能量4%； 六、基本原理图 注：LD-半导体激光器，LED-面发光二极管 七、 典型的后向散射信号曲线 a 、 输入端的Fresnel 反射区（即盲区） b 、 恒定斜率区、 c 、 由局部缺陷、接续或耦合引起的不连续性、 d 、 光纤缺陷、二次反射余波等引起的反射、 DB/DIV M/DIV
捷联式惯性导航积分算法设计 上篇：姿态算法 Paul G. Savage Strapdown Associates, Inc., Maple Plain, Minnesota 55359 摘要：本论文分上下两篇，用于给现代捷联惯导系统的主要软件算法设计提供一个严密的 综合方法：将角速率积分成姿态角，将加速度变换或积分成速度以及将速度积分成位置。该算法是用两速修正法构成的，而两速修正法是具有一定创新程度的新颖算法，是为姿态修正而开发出来的，在姿态修正中，以中速运用精密解析方程去校正积分参数(姿态、速度或位置)，其输入是由在参数修正(姿态锥化修正、速度摇橹修正以及高分辨率位置螺旋修正)时间间隔内计算运动角速度和加速度的高速算法提供的。该设计方法考虑了通过捷联系统惯性传感器对角速度或比力加速度所进行的测量以及用于姿态基准和矢量速度积分的导航系旋转问题。本论文上篇定义了捷联惯导积分函数的总体设计要求，并开发出了用于姿态修正算法的方向余弦法和四元数法；下篇着重讨论速度和位置积分算法的设计。尽管上下两篇讨论中常常涉及到基本的惯性导航概念，然而，本论文是为那些已对基础惯导概念很熟悉的实际工作者而写的。 专门用语： 123,,,A A A A =任意坐标系 1 2 A A C =将矢量从2A 坐标系投影到1A 坐标系的方向余弦矩阵 I =单位矩阵 1 2A A q =从2A 坐标系投影到1A 坐标系的旋转矢量所构成的姿态变化四元数 1*2 A A q =12A A q 的共轭四元数，它的第1项与12A A q 的首项相同，余下的2~4项与 1 2A A q 的互为相反数 1q =单位四元数，它的第1项为1，其余3项为0 V =无具体坐标系定义的矢量 A V =列向量，它的各项元素等于矢量V 在坐标系A 的各轴上的投影 A V ?（） =向量A V 的反对称（或交叉积）形式，代表如下矩阵： 00ZA YA ZA XA YA XA V V V V V V -?? ??-????-?? 其中：XA V ，YA V ，ZA V 是A V 的分量，A V ?（）与A 系矢量的矩阵乘积等于A V 与
光纤断点定位与误差分析 2010-12-25 23:37:52作者：来源：互联网浏览次数：0文字大小：【大】【中】【小】 障碍点的判断 按障碍性质可分为两种:一种为断纤障碍，一种为光纤链路某点衰减增大性障碍。 按障碍发生的现实情况可分为显见性障碍和隐蔽性障碍。 显见性障碍:查找比较容易，多数为外力影响所致。可用OTDR仪表测定出障碍点与局(站)间的距离和障碍性质，线路查修人员结合竣工资料及路由维护图，可确定障碍点的大体地理位置，沿线寻找光缆线路上是否有动土、建设施工，架空光缆线路是否有明显拉断、被盗、火灾，管道光缆线路是否在人孔及管道上方有其它施工单位在施工过程中损伤光缆等。发现异常情况即可查找到障碍点发生的位置。 隐蔽性障碍 查找比较困难，如光缆雷击、鼠害、枪击(架空)、管道塌陷等造成的光缆损伤及自然断纤。因这种障碍在光缆线路上不可能直观的巡查到异常情况，所以称隐蔽性障碍。如果盲目去查找这种障碍就可能造成不必要的财力和人力的浪费，如直埋光缆土方开挖量等，延长障碍历时。 分类解决 1. 部分光纤阻断障碍 精确调整OTDR仪表的折射率、脉宽和波长，使之与被测纤芯的参数相同，尽可能减少测试误差。将测出的距离信息与维护资料核对看障碍点是否在接头处。若通过OTDR曲线观察障碍点有明显的菲涅尔反射峰，与资料核对和某一接头距离相近，可初步判断为光纤接头盒光纤障碍(盒断裂多为小镜面性断裂，有较大的菲涅尔反射峰)。修复人员到现场后可先与机房人员配合进一步进行判断，然后进行处理。若障碍点与接头距离相差较大，则为缆障碍。这类障碍隐蔽性较强，如果定位不准，盲目查找就可能造成不必要的人力和物力的浪费。如直埋光缆大量土方开挖等，延长障碍时间。可采用如下方式精确判定障碍点。 用OTDR仪表精确测试障碍点至邻近接头点的相对距离(纤长)，由于光缆在设计时考虑其受力等因素，光纤在缆中留有一定的余长，所以OTDR测试的纤长不等于光缆皮长，必须将测试的纤长换算成光缆长度(皮长)，再根据接头的位置与缆的关系以确定障碍点的位置，即可精确定位障碍点。 具体算法如下 (1) 纤长换算成皮长 La=(S1-S2)/(1+P)
导航算法 1坐标系定义 1.1地理坐标系 取北、天、东地理坐标系为初始对准过程中的基准系，记为n n n Z Y X 。 1.2弹体坐标系 记为b b b Z Y X ，各轴对应弹体的滚转轴、偏航轴、俯仰轴。 1.3目标坐标系 记为m m m Z Y X ，由地理坐标系绕n Y 轴旋转α角得到。 2角度定义 D ψ：导弹纵轴相对目标轴线的航向角，左偏为正。 α：目标方位相对北向夹角，即m X 轴相对轴的夹角，绕n Y 轴转过的角度，m X 偏西为正。 ψ：导弹纵轴相对北向的水平夹角（真北夹角），弹轴偏西为正，即导弹航向角（Yaw ）。 ?：导弹俯仰角，抬头为正。（Pitch ） γ：导弹倾斜角，右倾为正。（Roll ） αψψ+=D 3常数设定 导航计算周期：)(5ms T n = 导弹所处纬度：? 导航所处经度：λ 地球半径：)() 25.298/sin 1(63781602 m R ?-?= 地球自转角速率：)/1(10 2915.75 s -?=Ω 重力加速度：)/(80147 .92s m g = 4导航算法 4.1导航解算初始条件 )0(b n C 由初始对准形成，为弹体系和地理系之间的转换矩阵，分三次转动：第一次 n n n Z Y X 绕n Y 转动ψ角得n n n Z Y X '''，第二次n n n Z Y X '''绕n Z '转动?角得到n n n Z Y X ''''''，第三次绕n X ''转动γ角得到弹体坐标系b b b Z Y X 。 ???? ? ?????+--+++--=ψγψ?γ? γψ γψ?γψγψ?γ? γψ γψ?γψ ??ψ?cos cos sin sin sin cos sin sin cos cos sin sin cos sin sin sin cos cos cos sin sin cos sin cos sin cos sin cos cos b n C 设四元数：