2011年, 第32卷, 第5期　
刊出日期：2011-09-22

  

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  智能电表集群的自主式误差算法

  郭景涛,张韧,金志刚

  计量学报. 2011, 32(5): 385-392. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.01

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  论证了在树形拓扑的电能表集群中,若已知任一电能表的相对误差,则其他所有电能表的相对误差均可由集群的多次读数计算得到,而无需借助外部标准仪器。在模型中引入了虚拟支路,该支路包含虚拟电能表和虚拟负载。虚拟负载反映集群中各种损耗,包括电能表损耗、漏电损耗、线路电阻损耗。利用能量守恒原理,将问题转化为求解线性或二次方程组。使用数值方法求解。算法的应用依赖于数据库及大量历史数据。智能电表的普及使算法具有实际应用前景。该算法可降低在用电能表的维护成本,有助于合理确定电能表的服役年限。实例验证中,计算结果的误差范围约为0.6%。
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  DAC阶梯信号频谱的新简化分析及其基波的非滤波测量

  陆祖良,黄璐,杨雁,王磊,Eddy So

  计量学报. 2011, 32(5): 392-399. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.02

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  提出一个新的简化方法分析了DAC生成的阶梯波频谱,包括幅值和相角。以正弦数字信号的离散值为输入,DAC将生成一个阶梯信号,其中的基波分量与输入的正弦信号之间幅值差为-1. 644 9/n²,相位差为-p/n,n为一个周期内离散点的个数;而阶梯信号中的谐波位于(tn±1)阶次上,其幅值是基波分量的1/(tn±1)。设计了一个不需滤波器而仅对阶梯波中基波分量作测量的实验,实验结果证实了上述关于基波的分析结论。讨论了各种可能的应用。
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  一种基于多重平均的谐波新算法

  薛金会,于海波,白静芬,陆祖良

  计量学报. 2011, 32(5): 400-406. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.03

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  在多重平均谐波分析的基础上,提出了一种新的谐波分析算法,可以准确方便地计算出各次谐波的幅值和相位。通过计算机仿真和实验验证证实了该方法的准确程度,并采用蒙特卡罗实验研究了噪声的影响,得出了工程实用的结论。
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  电阻电容电桥研究进展

  兰江,赵建亭,张钟华,陆祖良,李正坤

  计量学报. 2011, 32(5): 407-412. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.04

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  电阻电容电桥主要实现电阻和电容之间的比较和传递。首先回顾了电阻电容电桥在整个电学计量领域里所扮演的历史角色,然后详细分析了传统电阻电容电桥的基本原理和国内外在该领域的研究概况,最后通过深入分析,指出了这类电桥固有的若干缺点,并在此基础上提出了几种新的研究方案。
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  基于RBF神经网络的坐标测量机接触式测头动态误差建模研究

  曲颖,罗哉,陆艺,郭斌

  计量学报. 2011, 32(5): 413-418. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.05

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  针对测量机接触式测头在动态测量过程中精度低这一问题,分析了测头的动态误差来源,并通过标准球的测量实验验证了影响测头动态测量精度的主要因素,其中逼近速率、测杆长度、测端直径是关键的3个影响因素。为了减小测头引起的动态测量误差,引入了RBF神经网络误差补偿模型,从而避免了传统误差模型中复杂的数学关系的推导。在Global Class 9158测量机上对标准球的测量数据建立了训练样本,并对标准环规的测量数据作为测试样本进行误差补偿。测试结果表明经过误差模型补偿修正后测量误差均值从3.5 μm减小到1.3 μm,并且模型稳定可靠。
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  一种基于图像处理的万能工具显微镜测量新方法

  王波,钮赛赛

  计量学报. 2011, 32(5): 419-423. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.06

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  在分析传统万能工具显微镜及现代数字化仪器优缺点的基础上,提出了一种基于图像处理的万能工具显微镜的测量方法。该方法将图像处理技术与基于FPGA和单片机的光栅测量技术相结合,在保证原有仪器的准确度高、抗干扰能力强、稳定性好、应用范围广优点的基础上,运用AutoCAD二次开发技术实现对长度、角度、圆直径等几何量的精密测量,提高了测量效率和精度,降低了操作人员的劳动强度。经过与双频激光干涉仪的测试结果进行比较,证明提出的方法具有较高的重复性和测量精度。
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  三维极坐标测量技术研究

  袁道成,杨维川,李云飞,蒋家东

  计量学报. 2011, 32(5): 424-426. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.07

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  为了解决非接触测量球面的盲区问题,实现球面上小孔位置测量,研制了三维极坐标测量原型样机。分析了三维极坐标测量技术在测量原理、工件坐标系建立、测头应用、温度特性及误差传递等方面的特点。结果表明三维极坐标测量方法适合应用非接触光学测头,有利于提高三维坐标测量精度。
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  大型筒节热态锻件外径在线测量技术研究

  张玉存,付献斌,齐艳德,杨莎莎

  计量学报. 2011, 32(5): 427-431. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.08

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  提出了一种新的大型筒节热态锻件外径在线测量方法。该方法首先通过二维激光扫描仪扫描锻件表面的信息,将扫描仪到锻件表面的距离信息转化为坐标信息,然后进行数据拼接和曲线重构,显示锻件外形轮廓曲线,测量其尺寸信息,实现了大型筒节热态锻件外径的在线测量,并利用Matlab进行仿真,验证了该方法的可行性。
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  光谱失配对标定太阳电池产生的影响分析

  孙皓,熊利民

  计量学报. 2011, 32(5): 432-435. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.09

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  标准太阳电池的短路电流可用来确定太阳模拟器的总辐照度强度。选取单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜和染料敏化4种常见类型的太阳电池,分别进行光谱响应度测量。对光谱匹配分别为A、B、C级的太阳模拟器进行光谱辐照度分布测量。利用光谱失配计算公式,并结合标准AM1.5G太阳光谱辐照度分布数据,理论计算出由于光源间光谱不匹配以及电池间光谱响应度不匹配所产生的光谱失配因子,并对标定太阳电池产生的影响进行了分析。
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  ERT技术图像重建算法研究

  余金华

  计量学报. 2011, 32(5): 436-440. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.10

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  两相流参数测量中,电阻层析成像技术的图像重建算法可归为两大类,即直接法和迭代法。对常用的几种图像重建算法进行了比较性研究,结果表明:直接法速度快,但重建图像质量不理想,仅可作定性分析;迭代法总体上说重建图像质量较高,但速度较慢。当增加像素数以提高重建图像分辨率时,直接法重建图像耗时增量较小,迭代型算法中改进的Newton-Raphson算法、BFGS算法由于目标函数的Hessian矩阵维数增加,计算时间大大增加,而改进的BFGS算法因简化了Hessian矩阵及其逆矩阵的计算,时间增量则较小。
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  CCM.P-K13传递标准的有效面积和形变系数及不确定度分析

  杨远超,悦进,李燕华

  计量学报. 2011, 32(5): 441-445. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.11

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  介绍了500 MPa表压国际关键比对（CCM.P-K13）,其传递标准是名义有效面积为2 mm2的活塞式压力计。通过压力平衡实验,测量了传递标准在10个压力点下的有效面积值。不同压力下的有效面积具有不同的不确定度,而且有一定的相关性,采用考虑了异方差和相关性的一般化最小二乘法计算了传递标准零压下的有效面积和压力形变系数,分析了它们的不确定度。
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  立式金属罐浮顶与罐底检定方法的研究

  佟仕忠,谢植,尹薇薇,于龙文,付贵增

  计量学报. 2011, 32(5): 446-449. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.12

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  介绍了影响立式金属罐浮顶与罐底计量精度的因素,针对立式金属罐容量检定规程中关于浮顶与罐底测量方面存在的问题,提出了基于压力变送器测量浮顶质量和基于投入式液位计测量罐底增量的方法,通过浮顶质量和底量测量的模拟实验,验证了方法的可行性,并建立了实时测量系统。
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  微纳力值计量标准的研究和溯源体系的建立

  胡刚

  计量学报. 2011, 32(5): 450-454. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.13

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  微牛、纳牛范围力值计量研究是目前国际计量领域的重要研究发展方向。总结了美国标准技术研究院、英国国家物理实验室、德国物理技术研究院、韩国标准和科学研究院等研究机构近年来研制的可溯源到SI的微纳力值标准装置、微纳力值传感器、参考悬臂梁以及微纳力值溯源方法。提出了微纳力值溯源体系的框架,为新材料、生物、微电子等各应用领域微纳力学特性计量量值溯源提供了技术保证。
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  导管对圆柱共鸣腔径向共振模式的扰动

  张方,战可涛,冯晓娟,林鸿,张金涛

  计量学报. 2011, 32(5): 455-458. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.14

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  修正进气导管的影响对声学共鸣法测量Boltzmann常数kB十分必要。基于一阶声学微扰理论研究了导管对圆柱形共鸣腔理想径向共振模式的扰动,分析了导管末端不同连接方式所带来的声阻抗差异,计算了导管对（001）径向模式的共振频率和半宽的扰动值分别为Δf/f0≈-0.04×10^-6和Δg/f0≈14.15×10^-6,同时分析了导管长度、半径以及径向安装位置的变化对理想径向共振模式扰动的影响。
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  一种用于示波器校准的快沿信号产生方法

  付在明,王厚军,黄建国

  计量学报. 2011, 32(5): 459-462. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.15

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  提出了一种新的阶跃恢复二极管快沿的产生方法。利用肖特基二极管隔离直流偏置,采用电感阻止射频信号分流,串接电阻吸收反射改善快沿信号波形质量,而快沿标准化则决定于偏置电流与脉冲幅度的精度。设计了用于校准1GHz带宽示波器的快沿电路,获得80ps上升时间,验证了该方法的可行性。
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  噪声源测量中修正转接头误差的一种方法

  梁伟军,高秋来

  计量学报. 2011, 32(5): 463-465. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.16

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  采用Y系数法对转接头的效率进行了测量,并分析了该方法对于噪声源输出噪声功率测量不确定度的影响。试验中采用同轴噪声测量系统对一个波导接头的气体放电管噪声源进行测量,由于使用了波导同轴转换接头,使其超噪比的测量不确定度由同轴系统的0.20 dB增加到0.23 dB。结果表明该方法可以简单而有效地修正转接头引入的误差。
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  频率漂移不敏感太赫兹波透射测量系统设计

  马无锡,刘建军,汪伟,李璟,洪治

  计量学报. 2011, 32(5): 466-469. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.17

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  当太赫兹波源频率发生漂移时,由于干涉效应会影响太赫兹波对样品透射测量结果的精度。设计了一种频率漂移不敏感的双光路透射测量系统。用MATLAB建立了F-P干涉效应仿真模型,对参数进行了优化,分析比较了太赫兹波源频率漂移对单路和双路透射测量系统测量精度的影响。结果表明,该测量系统有效地克服了太赫兹辐射源频率漂移对测量的影响,提高了测量精度。
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  邻域比较数字滤波与小波变换在脑电信号消噪中的应用

  罗志增,邱志斌

  计量学报. 2011, 32(5): 470-473. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.18

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  提出了邻域比较与小波变换相结合的脑电信号消噪方法,并利用这种方法对含有脉冲噪声的脑电信号进行消噪。首先介绍了邻域比较滤波的算法和小波变换消噪的原理,然后对实测的10例脑电信号进行消噪处理,最后将两种方法相结合的消噪效果与小波变换的消噪效果进行对比。实验结果表明,无论是信噪比还是均方根误差,两种方法相结合的消噪效果均优于小波变换的消噪效果。
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  气体同位素比值质谱法测定硅同位素丰度比的样品制备方法研究

  李红,易洪,张敬畅,易未

  计量学报. 2011, 32(5): 474-477. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.19

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  介绍了气体同位素比值质谱法测定硅同位素丰度比的样品制备方法。采用碱溶法溶解单晶硅样品,经阳离子交换反应、烘干焙烧制得二氧化硅,再用氢氟酸溶解二氧化硅得到氟硅酸溶液,进一步滴加氯化钡溶液生成氟硅酸钡沉淀,将氟硅酸钡热分解最终制得四氟化硅气体。通过优化制备工艺条件,获得了高收率的四氟化硅气体,采用气体同位素比值质谱仪测定四氟化硅气体硅同位素丰度比。测量结果表明,该方法制备出的四氟化硅气体用于硅同位素丰度的测量,具有再现性好,回收率达到了97%以上,能满足准确测量硅摩尔质量的要求。
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  酶活性测定结果不确定度评估的一般原则

  武利庆,杨彬,王晶

  计量学报. 2011, 32(5): 478-480. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.05.20

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  在实验的基础上总结了一套酶活性测定结果不确定度评估的一般方法和基本原则,包括实验条件的优化和建立原则、不确定度来源分析、鱼骨图的绘制、灵敏系数和不确定度分量的计算、标准合成不确定度及扩展不确定度的计算等。为国内各个领域酶活性测定结果的准确性与有效性和研制酶活性标准物质奠定了基础。