旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式, 利用以时间差测位置差的时空转换思想, 借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量, 系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律, 对系统测角误差、转速评价指标和瞬时转速算法展开研究。建立了角度测量模型, 分析了瞬时转速波动对测角误差的影响机理; 引入瞬时转速稳定度作为转速评价指标, 并针对低精度码盘提出了一种基于脉宽误差补偿的瞬时转速算法, 最后进行了实验验证。结果显示, 对比传统M/T法和补偿算法, 某气浮轴承发射站的瞬时转速波动测量值从±4.5 r/min降至±0.25 r/min, 瞬时转速稳定度降至±4″。补偿算法的瞬时转速测量精度优于传统算法, 测角精度与瞬时转速稳定度存在一致性规律, 可以使用瞬时转速稳定度对系统测角精度进行快速评价。

采用机器视觉测量轮的转速具有高效、直观的特点。采用高帧速相机测量高转速会导致相机数据量激增。为了解决数据量过大的问题，提出了一种采用低速电子卷帘快门相机测量轮子转速的方法。低速电子卷帘快门相机采集相对高速转轮的图像时，卷帘快门会引起轮图像的几何畸变。利用这些畸变图像中的信息，可以求解出对应的转速，实现利用低速相机测量轮的相对高速转动的目的。为了揭示转动速度和图像畸变之间的关系，建立了旋转仿真模型，并在模型中验证了求解方法的有效性。为了解决空间中的轮被单目相机拍摄产生的二义性，提出结合轮的转速来消除二义性的方法。最后进行了验证实验，实验结果表明，采用低速电子卷帘快门相机能够测量高于相机帧速的转速，并且相对误差小于4%。

基于工业摄像技术提出一种非接触测量传动轴动态轴功率的方法。首先设计了轴功率测量系统, 提出了测量轴转速和轴转矩的方法。通过数字散斑的相关搜索和亚像素计算等手段, 测得轴转速和转矩值, 最终计算得出轴功率。为验证本文方法的测量精度, 搭建了车载试验系统, 并在底盘测功机上对其进行了实际测量试验。试验结果表明: 提出的轴功率测量方法得到的结果与底盘测功机测量结果变化趋势一致, 其相对误差平均值为9.37%。其中轴转速的测量范围可以覆盖整个过程, 测量值波动较小, 与底盘测功机测量结果基本一致, 其相对误差平均值为0.73%, 抗噪能力强; 轴转矩的测量范围可覆盖部分高转矩, 测量值波动较大, 两者测量结果趋势一致, 其相对误差平均值为15.15%, 抗噪能力较弱。本文方法克服了一些传统测量方法的不足, 为解决轴功率动态测量提供了一种新思路。

根据液浮转子式微陀螺闭环驱动系统对转子转速测量的需求，提出了一种适用于悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测方法。根据楞次定律，永磁转子在附有检测线圈的定子中转动时，会切割磁感线感应出反电动势。对反电动势信号进行分析，即可测得转子的转速。由于检测线圈与驱动线圈共用定子铁芯，这种检测方法在降低定子结构复杂度的同时，也引入了矩形波驱动信号带来的毛刺干扰。干扰信号经过模拟低通滤波器衰减后，通过模数转换器转换为数字信号。该信号通过单片机上运行的过零检测算法处理后，即可得到当前转子的转速。测试结果表明，该转速检测系统在刷新率为4 Hz、转速达到5 000 r/min以上时，测量值的相对误差在0.3%以内，其非线性误差为0.41%,能够满足对悬浮转子式微陀螺转速进行检测的要求。

搭建了外差探测实验平台，分别选用漫反射目标及类简谐运动模型作匀转速运动及变速运动的测量目标，应用激光外差探测技术实现了对匀转速运动及变速运动物体的速度测量。在匀转速测量过程中，同时采用外差探测法和振幅调制法测量了漫反射目标正负两个方向转动的速度，共得到133组不同的转速结果。通过调整实验系统，亦实现了对类简谐运动目标的变速测量，应用Matlab数学工具对拍摄频谱视频做后续处理，得到了运动目标的实时速度。测试结果显示，在0.05~16 m/s测量匀转速时，正向转动平均相对误差为0.51%，负向转动平均相对误差为0.42%; 另外，变速测量的正负最大速度分别为0.555 6 m/s和-0.659 m/s。结果证明了激光外差对速度测量的高精度性，实验中频谱峰值清晰可见，说明激光外差探测具有较高信噪比。

为了测量瞬时转速，对旋转体转速在空间坐标系中的关系进行了研究，并建立了旋转机械瞬时转速测量模型。利用线阵CCD技术设计了一种新型光学瞬时转速测量系统。该系统采用3级流水线结构对测量数据进行实时处理。测试结果表明，该方法解决了旋转机械瞬态性能分析中瞬态转速测量存在的缺陷，克服了传统转速测量方法在测量瞬时转速方面存在的不足．为瞬时速度测量提供了另一种思路。

为克服传统的转速测量方法在瞬时转速测量方面存在的不足,研究了旋转体转速在空间坐标系中的关系,利用线阵CCD技术设计了一种新型光学转速传感器,建立起一种简单的速度压缩模型,解决了旋转机械瞬态性能分析中瞬态转速测量存在的缺陷.