为了解决服务机器人小型关节整机性能测量手段缺乏以及测量项目单一的问题,根据小型关节的特点研制了服务机器人小型关节综合性能测试机, 实现了对小型关节传动精度、电参数和机械特性的测量。测试机由精密机械系统、测控硬件系统和测控软件系统组成。测试机主机采用卧式结构, 设计了专用夹具, 在保证测量精度的同时满足了不同型号关节的测量要求; 开发的测试软件不仅能满足小型关节多个性能指标的综合测量, 还能对测量进行分析。实际测试结果表明, 测试机运行稳定, 精度符合设计要求, 重复性测量偏差小于3%, 覆盖小型关节型号范围广, 能实现自动化精密测量。测试机的研制为建立面向服务机器人小型关节的全局质量评价体系提供了手段。

在星载激光测距仪的研制过程中，如何通过地面检测方法对 测距仪的各项性能指标进行测试，是一项重要的工作内容。根据脉冲式激光测 距仪的工作原理，设计了一套基于光电延时法的高精度动态测试系统，并对影响系 统精度的系统误差进行了分析，最终实现了对激光测距仪测距精度的测量。与传 统的测试方法相比，该方法具有模拟距离动态范围大、精度高等特点。实验结果表明，这种测试系 统的模拟距离范围可达15 m ～ 30 km，模拟精度优于0.15 m。由于操作简易且实用性强，该系统可以满足 目前各种激光测距仪的测试需求。

为了保证在复杂环境下连续工作的火炮自动装填机构装填参数的一致性, 研究了火炮自动装填机构工作的可靠性及其测试方法。首先, 分析了装填参数变化对内弹道参数的影响和导致参数变化的原因。然后, 设计了多传感器装填参数测试系统, 利用该系统对输弹过程和输弹效果进行了综合测试。测试结果表明: 在装填开始60 ms左右装填机构尾部出现的峰峰值为14 mm的振动是影响弹丸入膛姿态并与身管尾端面碰撞的主要原因; 当弹丸的挤入压力为3 300~14 000 N时, 卡膛行程在2 mm内变化; 根据密集度分布将卡膛行程分为三个区域, 其中第二区域1.321~1.557 mm为可靠卡膛区。测试表明, 所采用测试方法和精度能够满足装填机构的检测要求, 可为装填机构的结构优化和性能评估提供数据支撑。

建立了悬臂梁结构的半电极含金属芯压电纤维(HMPF)的弯曲振动模型和动态测试模型。基于外加电压时的等效弯矩，推导了悬臂梁结构的HMPF的弯曲振动模型；用第一类压电方程，推导了外加简谐激励电压时，HMPF的表面电位移、电荷和导纳，建立了动态测试模型，通过测量共振频率fr、反共振频率fa和低频电容CLF，得到HMPF的弹性柔顺系数sE11、机电耦合系数k31、介电常数εT33和压电常数d31。叙述了弯曲振动模型和动态测量模型的建立过程和测试步骤，测试了3根HMPF样品，得到各参数的平均值,sE11为16.856×10-12 Pa-1，k31为0.179，εT33为2 251，d31为-103.621 pC/N。测试结果表明所建立的动态测试方法可以快速、准确地测量HMPF的主要参数。

为解决扫描镜摆角实时动态非接触测量问题,基于激光检测技术和CCD探测技术,提出一种红外地球敏感器扫描镜摆角激光动态测试方法,并研制了扫描镜摆角动态测试系统,其可实现扫描镜的摆动频率、零位角、幅值、峰峰值平均等参量的动静态激光非接触测量。介绍了系统的组成和总体结构,着重对扫描镜摆角动态测量理论和大视场、大相对孔径特殊线性扫描光学系统的设计方法进行了分析与探讨,通过建立系统的数学模型,解决了测量数据误差修正与图形处理问题。对测量系统的精度进行了验证,结果表明系统的摆角测量范围为0～±12°,分辨力为0.01°,动静态测量精度优于±0.04°。

提出了一种用于测量微机电系统(MEMS)器件瞬时速度、位移的测量系统。采用激光差动多普勒技术, 检测谐振器在平面内的振动, 测量垂直于系统测量光轴方向的振动速度。并在差动多普勒测量光路的基础上加入了CCD 监测光路, 实时观察被测器件调整过程和振动情况。通过处理电路从光学系统输出的高频信号中提取多普勒信号, 利用Labview和Matlab软件对采集的多普勒信号进行时频分析, 得到被测器件的运动参量。通过对测点的微定位, 对MEMS器件进行整平面的扫描, 得到器件振动的瞬时速度场, 为进一步对MEMS器件的高阶谱振动分析及扭转分析提供了一定的基础和必要的支持。