測量系統分析的案例
ARAMIS—三維應變光學測量和分析系統
ARAMIS系統用于在物理力學性能測試中，深入地了解材料和零件的力學行為和性能，特別適合于瞬時和局部應變的測量。
ARAMIS系統采用非接觸測量方式，適合于各種材料的靜態和動態試驗，并能夠獲得完整的力學性能參數包括：
1、三維型面坐標
2、三維位移和變形速度
3、表面應變
4、應變率
區別于傳統的應變測量，ARAMIS提供了全新的全場應變測量方法，測量范圍可覆蓋從幾毫米的試樣到數十米的大型零件。測量過程無需對試樣進行復雜和費時的制備，可方便快速地開始測試，同時對試樣的幾何形狀以及測量環境(溫度)沒有限制。
ARAMIS為材料測試提供新的解決方案…
測定材料特性
零件強度分析
驗證有限元分析
實時監控試驗設備
ARAMIS技術特點
非接觸測量
適合于各種材料
不受試樣的幾何形狀限制
二維和三維測量
便攜、靈活
全場測量
高精度
滿足高溫測試
高速測試
試樣制備簡單
方便地與各種測試設備集成
測量范圍從小尺寸試樣到大型零件
應變范圍從微應變到大應變
有限元分析
在新產品設計和制造過程中，越來越多地應用有限元
分析軟件來進行模擬分析，對產品性能和制造工藝進行優
化和改進。材料的性能參數和零件的變形行為則對仿真軟
件的計算精度和可靠性具有重要的影響。
ARAMIS系統可以直接讀取各種有限元結果(ANSYS.
ABAQUS. Autoform. PAM-Crush)并將實際測試結果與有限
元仿真軟件的理論數據進行對比和分析，從而對有限元計
算精度進行驗證和優化。
展開 『原創』齒輪箱（變速箱）智能NVH測量和分析系統
試驗系統的硬件
圖形顯示見右圖，一些用于測量NVH動態參數的傳感器，如，麥克風，激光振動儀，加速度傳感器，扭振加速度傳感器，扭矩傳感器。也可以監測軸扭矩等靜態參數，保證試驗的一致性。
所有配置Plato的試驗臺的重要特征是可以自動操作。
· 獲取產品數據
· 自動解碼為某個產品選擇合適試驗
· 自動進行數據采集和處理
· 重要數據自動公布
防止有故障的產品出廠，造就一流企業， PLATO 系統也可以用于指導生產工藝改進。
生產線末端 PLATO 系統可以適應快速的生產周期，實現了夜以繼日的無人看管操作。簡單的合格/不合格報告可以迅速地呈現給操作者，診斷信息有助于下次工作改進，所有信息儲存起來以便進行深入的后處理和分析。
生產線末端試驗
有些人認為生產線末端試驗是多余的，對提高生產力率沒有好處，但是，恰當使用生產線末端試驗，可以降低綜合成本。下圖說明沒有 生產線末端試驗 ，不合格或廢品流入下道工序會增加很大的成本。因為產品質量問題，降低了用戶對產品的信印度和帶來的新聞效應，損失難以估量。
操作模式
PLATO系統受到用戶青睞的主要特點是 無人看管的全自動化，得到滿意的結論和統計，另外又是全面的 NVH 測量、分析和報告的工具。NVH專家們可以用它做復雜的分析。
展開 VirtualLab運用：光學測量系統的分析與公差
VirtualLab Fusion 軟件可以對光學測量系統進行仿真，如干涉儀、光譜儀以及表面測量器件。
很多光學測量原理都是基于光的波動特性。典型的器件有：
?干涉儀
?光譜儀&單色儀
?表面計量系統
VirtualLab Fusion 軟件可以對這些測量系統進行仿真及公差分析。許多設置都是以衍射效應、干涉效應以及時間和空間相干性為特點。VirtualLab的場追跡引擎進行快速精確的測量系統建模的同時考慮了這些物理光學效應。
VirtualLab Fusion軟件的特性：
?基于物理光學的計量系統仿真
?包含部分相干和衍射效應
?尤其對傾斜和偏移的公差分析
?真彩色獲取
?便于使用的位置概念
?干涉條紋的計算
?測繪掃描系統的仿真
?全譜段高分辨率分析
用于表面拓撲測量的白光邁克爾遜干涉儀的仿真。整個系統中部分相干的白光可以利用VirtualLab Fusion仿真。
試用軟件和應用示例：
如果對更多信息感興趣，請通過 support@lighttrans.com 或通過VirtualLab Fusion試用版結合我們提供的應用示例開展你的實驗工作：
?MSY.0001: 使用相干光的馬赫澤德干涉儀仿真。(download)
?MSY.0002: 白光邁克爾遜干涉儀的仿真。(download)
?MSY.0003: Czerny-Turner單色儀和光譜儀。
展開 扭矩測量 | 傳動系統測量扭矩的方法
精確測量扭矩，尤其是旋轉部件上的扭矩，對試驗臺制造商和用戶提出了很高要求。
目前有兩種方法可以進行扭矩測量: 直接測量法和間接測量法。
直接測量法
通過直接對傳動系統進行扭矩測量，獲得扭矩信號。通常，扭矩法蘭為非接觸式信號傳輸, 例如T12數字扭矩傳感器，或T40B扭矩傳感器。
直接測量法具有很多技術優勢：
HBK研發的法蘭技術，以極短的設計為特點，可輕松將高品質扭矩傳感器集成到試驗臺中。
其他的優勢包括高精度扭矩測量，以及能夠測量極高的轉速。
間接測量法
通過測量傳動系統中的電機功率，或是通過測量反作用力來間接測定扭矩。
現代測試測量設備可輕松測定電機的電功率和轉速。然而，在計算扭矩時，由于功率損耗和設備的操作狀態也被包含在計算過程中，會引起較大的誤差和測量不確定性，且標定非常困難。
圖1 采用力傳感器進行反作用扭矩測量
反作用力測量也可用于扭矩的間接測定。施加到杠桿臂端的力可以采用力傳感器測量。通過對驅動系中一些輔助量的測量即可計算出扭矩，例如，通過軸扭轉產生的應變或是軸扭轉的角度的測定也可計算出扭矩。
圖2 反作用扭矩測量/測功機
間接測定的缺點
基于力傳感器的扭矩測量
通過力傳感器（如自校準制動，圖1）利用反作用力扭矩測量來確定扭矩，需要復雜的機械結構。需考慮以下干擾效應，否則可能導致測量誤差：
自校準制動隨時間產生的性能波動。
溫度變化導致杠桿臂膨脹。
此外，由于涉及較大質量（實際上相當于 “機械低通濾波器”，圖2），該方法不適合動態測試。
基于輔助量的測量
當使用應變、轉角等輔助量確定待測扭矩時，必須考慮以下個體誤差：
軸直徑和輸入軸長度的公差導致的誤差。
展開 
質量管理 | Q-DAS solara.MP：新源汽車質量數據的“精準標尺”
01
文章背景
在新能源汽車行業蓬勃發展的當下，產品關鍵特性的質量數據源認證，已然成為企業數據研究的核心要點，而數據本身的可信度，歸根結底源自測量系統與流程的標準化認證。傳統的測量系統分析方法，由于其發展歷程已逾30年，在面對業內日新月異的數據驗證需求與審核標準時，難以滿足業內日益革新的數據驗證要求與審核。特別是隨著 VDA 5 手冊第 3 版以及最新的 ISO 20214-7 標準的推出，如何與國際標準接軌，深入推進測量不確定度研究，已成為汽車行業亟待解決的重要課題。在此背景下，Q-DAS 作為質量大數據領域的專業翹楚，憑借其深厚的技術積淀與豐富的行業經驗，為中國汽車行業企業提供了專業的軟件與咨詢服務，助力眾多企業成功將測量不確定度研究應用于數據驗證工作中，推動行業向更高質量發展。
02
面臨挑戰
在過去相當長的一段時間里，傳統的測量系統分析方法在汽車行業占據主導地位。其主要關注測量系統的偏倚、重復性和再現性等基礎指標，為汽車生產過程中的質量控制提供了一定的支持。然而，隨著行業的不斷發展和研究的逐步深入，數據驗證過程中對變差源的考量愈發全面，各因素之間的相互作用也日益復雜，這使得傳統的測量系統分析邏輯面臨嚴峻挑戰。在這種情況下，汽車行業企業面臨的潛在質量風險顯著增加，傳統方法已難以滿足現代汽車生產對高精度、高可靠性的質量控制要求。
相較而言，測量不確定度研究在數據收集和變差源分析方面展現出了更為科學合理的方法體系。它從一個更為宏觀和全面的視角出發，提供方法可以將測量設備和測量過程中諸多潛在變差源均納入考量范圍，如偏倚參考來源的合理性，短期的穩定性，測量對象的不均一性及環境溫度等因素。
展開 雷尼紹測頭在SIEMENS系統上的測量循環
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Zemax案例 | 基于Zemax大型階梯軸直徑測量光學系統的設計突破
圖4 雙遠心系統MTF傳遞函數圖
圖5 雙遠心系統場曲/畸變圖
圖6 雙遠心系統點列圖
（二）公差分析：保障工業可制造性
實際加工裝配中的誤差可能導致系統性能下降，團隊通過Zemax的靈敏度分析工具開展公差分析：
設定公差范圍：曲率半徑±0.01mm，厚度±0.02mm，X/Y偏心±0.01mm，傾斜±0.02°，折射率±0.0003等；采用500個蒙特卡洛樣本，以71.4lp/mm處MTF值為評價標準；仿真結果顯示，即使在最壞偏差情況下，系統MTF值仍高于0.5，90%的系統MTF值≥0.5296，表明公差分配合理，系統具備良好的加工裝配適應性。
（三）仿真與實驗的一致性驗證
基于Zemax仿真為系統性能提供了精準預判，實驗數據進一步驗證了設計的可靠性。將優化后的光學系統裝配到測量設備中，對600mm、650mm、700mm、750mm、800mm標準件進行測試：
改進前系統測量誤差≤0.07mm；改進后系統測量誤差≤0.04mm，滿足工業測量精度≤0.05mm的要求；測量精度較原有設備提升約1倍，充分印證了Zemax仿真優化的實際效果。
圖7 改進前后標準件測量結果對比圖
申請軟件試用，可聯系摩爾芯創。
參考文獻：
[1] ZHENG Jianli, DUAN Jie, SUN Xiangyang, et al. Design of optical imaging system for large-scale step-shaft diameter measurement[J]. Journal of Applied Optics, 2025, 46（6）: 1353-1360.
展開 便攜式船載水下跟蹤測量系統設計
模擬信號調理設備對信號進行放大、調理、控制等一系列處理后，送數字信號處理設備進行信號處理分析。數字信號處理設備完成水聲脈沖信號幀行識別，求得脈沖傳播時延，再對信號中目標深度信息進行頻率編碼和脈沖間隔解調，得到深度調制時延及頻率等信息，并將脈沖信息傳送至目標定位跟蹤顯控設備。目標定位跟蹤顯控設備進行脈沖信號的匹配、分組、定位解算及聲線修正等一系列算法，結合雙天線航向測量設備，完成對水下被測目標的三維定位跟蹤功能。
⑵功能實現方式
為了實現高精度遠距離水下目標的定位跟蹤測量，系統的功能實現方式描述如下。
基于聲學全息術的先進噪聲測量系統
該裝置由一個大型回響室、聲能產生系統、氣態氮供應系統、聲學控制系統、震動控制系統和多通道數量動態信號數據采集系統組成。為了在聲學室產生高強度聲音，一般采用帶氣態氮發生器的聲學調制器(基本上是大型號角)。 該系統由一個用于數據收集和數據處理系統程序構成，主要用來產生被測衛星所在的運載火箭的聲音特性。二個模擬輸出通道控制二個聲學調制器，而這二個聲學調制器會控制流進聲學室的氣體。同樣這塊卡還將連續監視聲學室本身。這里使用了八個麥克風測量聲學室中噪聲的空間SPL(聲能水平)分布情況，該信息再被送回程序，并通過自動或人工的方式加以控制而產生所需的聲音頻譜。 程序的GUI可以在被實時監視的16個通道的每1/3倍頻段上顯示SPL。高亮藍線代表頻段內SPL上限和下限的告警電平。如圖6所示。由于測試運行費用比較高，液態氮的可用數量又比較有限，因此建立一個可靠的測試系統非常重要。為了連續地進行數據收集和信號發生，可以在NI-DAQ驅動軟件中內置雙緩沖技術。為了執行多個任務并確保相互間不受影響，在沒有復雜操作系統條件下可以使用NI公司的LabWindows CVI提供的四個不同線程和線程安全排隊(TSQ)功能來增加可靠性。這些線程被分成處理GUI和數據管理的主線程、處理連續數據收集和1/3倍頻分析的DAQ線程、處理連續輸出和過濾的Generate線程以及處理1/3倍頻系數的Generate Feedback線程。 在第一階段，獲得145dB的總SPL就可以認定被則多用途衛星合格。第二階段的升級程序可以發揮152dB的全部性能。
聲全息常用算法
1) 常規聲全息
在常規聲全息中，因為受到自身實用條件的限制，根據全息測量面重建的圖像受制于聲波的波長。它只能記錄空間波數小于等于2π/λ的傳播波成分，而且其全息測量面只能正對從聲源出來的一個小立體角。
展開 分享｜MSA/PPAP/SPC...IATF16949五大工具的關系，總結太好了！
實施SPC的目的：
對過程做出可靠的評估；
確定過程的統計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力；
為過程提供一個早期報警系統，及時監控過程的情況以防止廢品的發生；
減少對常規檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作
2
測量系統分析（MSA）
測量系統分析（MSA）是對每個零件能夠重復讀數的測量系統進行分析，評定測量系統的質量，判斷測量系統產生的數據可接受性。
實施MSA的目的：了解測量過程，確定在測量過程中的誤差總量，及評估用于生產和過程控制中的測量系統的充分性。MSA促進了解和改進（減少變差）。
在日常生產中，我們經常根據獲得的過程加工部件的測量數據去分析過程的狀態、過程的能力和監控過程的變化；那么，怎么確保分析的結果是正確的呢？
展開 MXFS光纖解調儀 - 光電兩種測量技術集成到一個系統中
MXFS
將光電兩種測量技術集成到一個系統中
QuantumX MXFS使光纖測量變得更簡單，更靈活，更具競爭力，可為您帶來布拉格光柵測量技術的所有優勢：各種傳感器組成的大型傳感器網絡、高應變和高抗疲勞性、可靠和高質量的遠程測量、更低成本等。
通過最新的MXFS BraggMETER, 多達16個光纖傳感器可連接到8個光纖連接器中的任何一個，進行并行采集。因此，每個光纖解調儀提供128通道，并可同步采集。優勢顯而易見：不僅降低了每個測量點的成本，而且還降低了總體擁有成本。
用戶可選擇兩種工作模式：
正常速度模式：采集速率 100S/s，適合監控項目或組件熱測試。
高速模式：采集速率 2000S/s，適合動態監測或實驗應力分析。
光纖傳感器易于安裝，電磁安全性高，也用于潛在爆炸性環境。可同時測量應變、溫度、加速度、載荷和傾斜度的物理量。MXFS與其它QuantumX模塊可混合使用，組成包括光纖和電氣兩種測量技術的混合解決方案。
集成光纖測量技術到QuantumX系統中
QuantumX MXFS BraggMETER既是一個光學解調儀，也是可集成到QuantumX系統中的光纖模塊——靈活、模塊化、高精度。
展開 
霍家教程 | 傳動系統的扭矩測量方法
需要精確地進行扭矩測量，尤其是旋轉部件，很多測試臺架和用戶都對其有極高的要求。
關于傳動系統的扭矩測量方法，小霍今天會介紹兩種：直接法和間接法。
直接測量法
直接對驅動系統進行扭矩測量，獲得扭矩信號。一般來說，
扭矩法蘭用于非接觸式測量, 例如
T12數字扭矩傳感器或
T40B扭矩傳感器。
扭矩直接測量法提供很多技術優勢。采用極短的設計，HBM開發的扭矩法蘭非常
容易集成到測試臺中。其他的優勢包括
高精度扭矩測量，并能夠測量
轉速。
間接測量法
扭矩可以通過電機的功率，或是通過測量反作用力來間接測定。
通過現代測試設備，
電機功率和轉速很容易測量，這樣，就可以通過計算的方式獲得扭矩。然而，在計算扭矩時，由于
功率損耗和
設備的操作狀態也被包含在計算過程中，會引起
較大的誤差和測量不確定性，另外
標定非常困難。
反作用力測量也可用于扭矩的間接測定。施加到杠桿臂端的力可以采用 力傳感器測量。通過對驅動系中一些輔助量的測量，即可計算出扭矩，例如，通過軸扭轉產生的應變或是軸扭轉角度的測定也可計算出扭矩。
間接測定的缺點
采用力傳感器進行扭矩測量，通過反作用力矩法間接測定扭矩：
例如自校準制動器（圖 1），需要通過復雜的機械結構并需要考慮干擾效應。例如需要考慮杠桿臂隨溫度產生的熱脹冷縮等干擾因素，否則將會引起較大的測量誤差。
另外，由于涉及的質量較大，這種方法不適合用于動態測試（圖 2）。
展開 高溫氧化鋯氧氣傳感器測量CEMS煙氣連續排放在線系統含氧量
伴隨著經濟水平與環保意識的提高，火力發電廠、工業窯爐、工業鍋爐、鋼鐵燒結、煉鋼廠、水泥工業、垃圾焚燒廠等各行各業對大氣污染物的排放愈加重視，CEMS開始廣泛使用于各行各業，CEMS(Continuous Emission Monitoring System)，即煙氣連續排放在線系統，是指對大氣污染源排放的氣態污染物、顆粒物的濃度和排放總量進行連續監測，并將數據數據實時上傳至環保部門的成套系統。
CEMS系統采用直接抽取法，主要包含氣態污染物分析系統、粉塵顆粒物分析系統、煙氣參數分析系統和數據處理系統四部分，可以在線監測粉塵顆粒物、二氧化硫（SO2)、氮氧化物(NOx)、氧氣(O2)、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流速等數據。其中，二氧化硫、氮氧化物采用NDIR非分光紅外原理進行實時分析，氧含量采用機械啞鈴式的順磁原理進行分析。煙氣含氧量在線監測技術主要有氧化鋯分析器（插入式及抽取式）、順磁式氧分析器及燃料電池式氧分析器等，激光光譜法也可以用于特殊情況下的氧含量測試燃煤鍋爐煙氣在線監測在650℃，大多采用插入式氧化鋯分析器直接測量。如果在鍋爐燃燒的高溫段（750℃以上）監測氧含量，則需要采用高溫型氧化鋯氧分析儀，或采用抽吸式氧化鋯氧分析儀，通過取樣探頭將高溫煙氣抽取出后進行測量；也可采用燃料電池式或順磁式氧分析器分析氧含量，抽取式CEMS中，對煙氣含量監測通常采用直插式氧化鋯氧分析器測量氧，也可以在多組分分析器中增加電化學測氧模塊測量氧。
英國SST 高溫氧化鋯氧氣傳感器-O2S-FR-T2是高溫氧化鋯氧氣傳感器，量程為0.1~100%，可以在高達400°℃的環境中工作，非常適合應用于鍋爐燃燒控制、細菌培養、堆肥、發酵等領域。棒式氧化鋯氧傳感器(氧探頭)02S-T2/02S-FR-T2采用兩個氧化鋯盤，在其中間是一個密封空間。
展開 數控測量|一文讀懂中圖儀器在機檢測與機床校準補償系統
在制造業領域，為了確保產品質量和工藝精確度，在機檢測與機床校準補償系統被廣泛應用于機床領域。
原理解析
在機檢測與機床校準補償系統由精密測量儀器、信息處理設備和控制系統組成。
機床校準補償基于有限元分析和反饋控制理論。對機床進行檢測和測量，從而獲取機床在工作過程中的誤差和變形信息。然后通過與預設標準進行比較和分析，計算出校準補償量。最后，通過控制系統將補償量應用到機床中，從而實現誤差的補償和控制。
在線檢測類似于數控加工系統，其硬件部分通常由機床設備、數控系統、伺服系統、測頭系統以及計算機輔助系統等組成。其中直接影響檢測精度的關鍵部件是測頭部分。測頭通過機械臂將接觸頭與工件表面相接觸，然后沿著X/Y/Z坐標方向進行掃描，從而測量出工件表面的形貌信息。
應用解析
在機檢測與機床校準補償系統應用十分廣泛：
1、提高機床精度
通過校準補償，能夠有效減少機床在加工過程中產生的誤差和變形，從而提高產品的加工質量。
2、提高生產效率
通過實時監測和校準，能夠快速調整機床，減少因誤差而帶來的加工時間延誤。
3、延長機床的使用壽命和降低損耗
通過校準補償，減少機床在工作過程中的負荷和磨損，從而延長機床的使用壽命。
在實際應用中，在機檢測與機床校準補償系統已經廣泛應用于各類機床和加工領域。如對數控機床，系統能提高其定位精度和重復定位精度，從而保證產品的一致性和穩定性。
展開 制冷系統測量的方法、意義和儀器儀表的選擇、檢定
制冷系統性能有哪些影響因素？應該如何進行測量？測量又涉及到哪些知識點？今天我們一起來看。
一個完整的測量所包含的6個要素
要素一：測量對象與被測量；
要素二：測量環境；
要素三：測量方法；
要素四：測量單位。測量過程中使用的標準量應該是國際或國內公認的性能穩定的量；
要素五：測量資源：包括測量儀器與輔助設施、測量人員等；
要素六：數據處理和測量結果。
測量方法分類
1、根據傳感器是否與被測對象直接接觸，分為接觸式測量和非接觸式測量。
2、根據被測對象在測量過程中所處的狀態，把測量分為靜態測量和動態測量。
3、根據測量條件是否發生變化，把對某測量對象進行的多次測量分為等精度測量與不等精度測量。
4、根據被測量的屬性，可以把測量分為電量測量和非電量測量。
5、根據被測參數的不同，可分為熱工測量(溫度、壓力、流量和物位等)、成分測量和機械量測量。
6、按測量手段分為直接測量、間接測量和組合測量。
下面我們重點來闡述直接測量、間接測量和組合測量：
1．直接測量
凡被測量的數值可以直接從使用的測量儀器上讀得的，稱為直接測量，如用天平測物體質量、用米尺測量物體長度、測量導體的電阻、壓力計測量壓力、用溫度計測量溫度等。
2．間接測量
被測量的不能直接從測量儀器上讀得，需要直接測量得到與被測量有一定函數關系的量，然后經過運算得到被測量的數值。
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