自准直仪对安放在光电编码器轴系上的多面体进行检测是目前检测光电编码器的测角精度的常用方法之一。为了提高检测效率, 根据自准直仪检测原理, 对多面体塔差对自准直仪读数的影响进行理论分析; 其次, 依据偏心产生的原理, 分析了多面体安装偏心对检测光电编码器精度的影响, 得出了多面体塔差或多面体安装偏心在光电编码器精度检测中, 因自准直仪的读数方式不同造成的影响不同。用23面体检测某种型号21位绝对式光电编码器, 采用沿自准直仪y轴读数的方式, 多面体安装偏心造成的检测误差为Vp-p=7.9″, 多面体塔差造成的检测误差Vp-p=0.8″。实验结果表明, 自准直仪读数方式不同, 多面体塔差和安装偏心造成的检测误差不同, 为提高检测效率提供了一定的理论指导。

为了在高温环境下测量角位移, 研制了一种基于光纤的耐高温增量式光电编码器。针对高温工作环境提出利用耐高温的光纤传输光, 在常温环境中采用FPGA处理增量式编码器的电信号, 并通过USB传输角度信息; 分析光源光束准直度对光电编码器的影响, 提出采用LED凸透镜光纤耦合的方式获得平行光; 最后, 使用自准直平行光管和23面体检测精度, 并对比LED凸透镜耦合方式和直接耦合方式的精度。实验结果表明: 该系统在100 ℃的高温环境下工作正常, 编码器头部外型尺寸为62 mm×42 mm, 分辨力为0.3″, 精度3σ=13.55″; 与LED直接耦合方式相比精度提高了20.8%, 满足高温环境下角位移测量的需求。

乙醇含量拉曼光谱检测中, 拉曼光谱信号中的各种噪声及光谱荧光造成的基线漂移和样品池背景等, 影响了校正模型的预测精度。 利用总体平均经验模态分解, 将光谱信号分解成若干无模态混叠的内在模式分量, 根据排列熵的信号随机性检测判据判断出代表背景信息和噪声信息的内在模式分量, 将其置零即可同时消除拉曼光谱中的噪声与背景。 将总体平均经验模态分解与排列熵相结合的预处理方法应用于乙醇含量的拉曼光谱检测中, 并与小波变换和平均平滑滤波做了对比。 实验结果表明: 应用总体平均经验模态分解与排列熵相结合的方法能够有效的同时消除乙醇含量拉曼光谱检测中的噪声和背景信息, 提高校正模型的预测精度, 且使用简便, 无需参数设置, 对乙醇含量拉曼光谱检测具有实用价值。

提出一种基于自适应噪声的完备经验模态分解(CEEMDAN)拉曼光谱去噪方法。利用排列熵(PE)作为代表噪声的内在模式分量(IMF)的判据，并对其进行阈值滤波以消除噪声，得到消除噪声的拉曼光谱重构信号。采用该方法对乙醇水溶液的拉曼光谱数据进行去噪研究。结果表明，该方法有效地消除了拉曼光谱中的噪声；与经验模态分解法(EMD)和总体平均经验模态分解法(EEMD)的对比表明，CEEMDAN 去噪法不但在高信噪比的拉曼光谱信号去噪中取得良好的去噪效果，而且在低信噪比的拉曼光谱信号去噪中依然优势明显。

基于光电容积脉搏波的方法可以用于人体血氧饱和度的无创检测, 基于光电容积脉搏波测量时, 由于信号采集过程中随机噪声等干扰, 脉搏波信号中存在高频噪声, 影响最终的血氧饱和度测量精度。 提出采用基于连续均方误差(CMSE)准则的经验模态分解(EMD)法消除脉搏波信号中的高频噪声。 利用自行研制的光电容积脉搏波采集装置采集脉搏波信号, 应用该方法消除信号中高频噪声, 并采用信号的频谱进行效果评价。 结果表明: 该方法有效消除了高频噪声, 这将有利于人体血氧饱和度无创检测精度的提高。