高精度变形测量装置.pdf

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1、第26卷第5期2013年9月机电产品开崖与刨新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalPloduct5V01．26，No．5Sep．，2013文章编号：1002—6673(2013)05—009—03高精度变形测量装置蒋树春1，杨凤龙1，蒋山平2(1．北京卫星制造厂，北京100097；2．北京环境工程技术研究所，北京100097)摘要：论文介绍了三种高精度变形结构变形测量装置。针对不同的需求，搭建适用的测试系统，能够解决最高迭CTE一

2、形测量；同时针对大尺寸的变形结构件产品，也设计了最高达2“m／1．8mxl．8m精度"泐liL解决方案。关键词：高精度结构；摄影测量系统；非接触式光纤位移数测量系统；数字散斑测量系统中图分类号：V47文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002—6673．2013．05．004HighPrecisionDeformationMeasurementDeviceJIANGShu—Chunl，YANGFe．g-Lo耐，．PANGshm一只喀(1．BeijingSatelliteManufacturingFactory，Beijing100097，Ch

3、ina；2．StudyonEngineeringTechnologyofBeijingEnvironment，Beijing100097，China)Abstract：ThispaperintroducesthreekindsofHighprecisiondeformationmeasurementdevice．Accordingtodifferentneeds，setupatestsystem，tosolvethemostuptoCTE≤1xlO‘7／deg(temperaturerangeof—IO。Cto45％)compositepipeaxisdire

4、ctionindeformationmea-surement；consideringthedeformationofhrgestructuresizeoftheproduct，butalsodesignthemostupto(21xm／1．8mXl．8m)precisiontestsolution．Keywords：hi曲precisionstructure；photogrammetry；noncontacttypeopticalfiberdisplacementmeasuringsystem；digi臼dspecklemea-surementsystem0引

5、言随着我国航天事业的高速发展，航天器呈现出大型化、复杂化、高可靠性及批量化的特点，对各种各样航天器结构的高几高精度变形要求也逐渐提高．包括大型可展开充气抛物面天线、大型空间望远镜、各种航天器的框架结构等，这些机构对形面的变形情况都有了更高的要求。为了满足这些航天器结构的形面变形日益提高的要求，需要提供在真空低温环境下进行形面及变形高精度测量的手段，用以测量和验证航天器形面精度。本文介绍了真空高低温环境下的摄影测量系统、非接触式光纤位移数测量系统和数字散斑测量系统。能够用于多种航天器的非接触变形测量。修稿日期：2013-08—26作者简介：蒋树春(1970-)，

6、工作于中国航天工业总公司第五研究院下属单位，专注航天机电一体化产品研发；扬凤龙(1981-)，工作于中国航天工业总公司第五研究院下属单位，专注航天机电一体化产品研发。1变形测量系统装置介绍目前成熟的真空环境变形测量方案有：摄影测量系统、非接触式光纤位移数测量系统、数字散斑测量系统。摄影变形测量装置采用了摄影测量法的基本原理。使用多台CCD摄像机分布在航天两侧对天线进行拍摄，天线上贴有标志点，对拍摄的数字图像中的标志点进行提取与匹配。利用相关算法计算得到标志点的相对三维坐标，再通过与标尺的比对得到绝对坐标，然后通过拟合得到整个天线表面的面形参数，最后通过温度变化

7、前后的两次测量进行比较．就可以得到面形变化数据，试验测量原理如图1所示。系统由CCD摄影组件、标尺、支撑机构、加热图1摄影变形测量原理图Fig．1Themeasurementprincipleofphotographydeformation9·开发与创新·设备、专用图像处理软件组成。非接触式光纤位移数测量装置的测量的基本原理是光感密度。从传感器头周边发出和散掉的任何光束会在反射时进一步的散掉。所以被测物测点的尺寸应等于传感器头光导光纤束的面积。被测物体等于或大于光导光纤的面积，以获得额定的技术数据。I+：光纤!l接收光’f、图2非接触式光纤位移数测量探头测试原

8、理Fig．2Noncontacttyp