2012年, 第33卷, 第4期　
刊出日期：2012-07-22

  

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  纳米力学测量系统的载荷与位移溯源校准方法研究

  邓墨杰,高思田,卢明臻,杜华,魏小林

  计量学报. 2012, 33(4): 289-293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.01

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  对纳米力学测量系统在准静态压入模式下的载荷因子、位移因子的量值溯源校准方法进行了研究。通过一组标准砝码产生标准载荷,拟合标准砝码质量和传感器输出电压得到载荷因子;利用激光干涉仪测量压针位移,拟合干涉仪位移值和传感器输出电压得到位移因子。采用标准样品对校准结果进行了试验验证,校准后的纳米力学测量系统在国际比对测量中取得了良好结果。
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  轴向加荷疲劳试验机动态力校准的研究

  胡刚,杨宗英

  计量学报. 2012, 33(4): 294-298. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.02

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  研究了电液伺服式和电磁谐振式两类疲劳试验机,在对其力学模型振动分析的基础上,得到了两类试验机动态力值误差的解析表达式。分析了影响惯性力大小的主要因素,如工作频率、连接夹具或试样的质量、刚度等,进行了多组比较试验,对理论分析结果进行了验证。讨论了疲劳试验机动态力误差的修正,并对校准装置和夹具的选择提出了建议。
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  压电式高频振动台的研制

  杨丽峰,于梅,徐爱华

  计量学报. 2012, 33(4): 299-302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.03

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  根据高频振动基准装置的研究现状和应用需求,研究了压电式高频振动台的优化设计方案,并对压电式高频振动台在设计中的几个重要问题:高频台各组成部分的功能及选择、压电叠堆设计参数的优化、接触界面对振动台性能的影响与预应力的选择及影响等进行了分析。研制了新型压电式高频振动台,其工作频率为2～50 kHz,最大振幅500 nm。给出了新型压电式高频振动台的主要技术指标和比对实验数据。
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  基于微机电系统的纳米力学测量装置的研制

  张志凯,滑晓欣,高赛,Konrad Herrmann

  计量学报. 2012, 33(4): 303-307. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.04

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  阐述了一种基于微机电系统的纳米力学测量方法和系统。开发了一种多功能的纳牛力致动器,可同时满足微拉伸测试系统、原子力显微镜等系统的需要,该致动器基于微机电系统,以静电侧向梳齿为基本结构,采用变间隙设计结构,实现小芯片尺寸、低压驱动、高分辨率(nN量级)和大输出力（大于1 mN）,并介绍了该测试系统的原理、结构、微机电系统的安装以及一些相关实验结果。
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  半光斑成像式多功能激光瞄准测头的研究

  朱凌建,谭宇,邱宗明,刘君华

  计量学报. 2012, 33(4): 313-316. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.06

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  运用半光斑成像原理设计了一种用于三坐标测量机的多功能激光瞄准测头。详细介绍了测头的光学系统工作原理和设计思路,采用自适应控制方法实时调节激光光强使其可以适应不同光学特性表面的瞄准测量,并进行了多功能测头的重复性瞄准测量、灵敏度测量、倾角跟踪实验。实验结果表明,该测头重复性瞄准测量不确定度优于1 μm,测量灵敏度可达30 mV/μm,激光跟踪瞄准被测曲面倾角可达25°,能满足三坐标测量机的使用要求。该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合三坐标测量机或者其它测长仪器,能够实现对自由曲面进行快速精确瞄准及轮廓图像瞄准测量,具有广泛的应用前景和实用价值。
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  探测器响应度不均匀性对测量LED平均发光强度的影响

  刘建,刘慧,赵伟强,杨臣铸

  计量学报. 2012, 33(4): 317-320. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.07

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  使用响应度分布不均匀的探测器来测量光分布不均匀LED的平均发光强度时,其测量结果可能会引入显著的测量误差。设计实验装置对3种不同类型的探测器的响应度分布进行测量,结果表明带光漫射器的光度探测器响应度均匀性很差,这样的光度探测器用于测量一种白光LED平均发光强度时,响应度不均匀引起的测量误差可达2.0%。类似于光谱失配修正方法,给出了对探测器响应度不均匀性评价的方法以及响应度不均匀性评价因子c的表达式,并建议在进行LED平均发光强度测量时,应避免使用带光漫射器的光度探测器。
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  大口径精密光学元件质量检测装置

  米曾真,谢志江,袁晓东,刘长春,徐旭,楚红雨

  计量学报. 2012, 33(4): 321-325. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.08

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  针对精密光学元件表面缺陷检测效率低、大口径元件不便于检测问题,设计了一种应用于大型激光装置的大口径光学元件缺陷检测装置。通过强光手电筒、LED灯及高亮度卤素灯3种光源对40 mm×40 mm的K9样片暗场成像对比实验,得知光照强度最大的卤素灯光源检测效果最佳。研究了基于线阵CCD扫描的三维电控平移台的运动机理,确保高精度图像的采集。在此基础上,分析了图像区域定位、二值化处理、缺陷的检测等关键技术,实现了元件的高精度、实时在线检测。
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  宽温压力可变标准湿度发生器的研制

  张文东,张勇

  计量学报. 2012, 33(4): 326-330. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.09

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  采用双温双压法原理研制了一套宽温度范围、测试室压力可变的标准湿度发生器。它能够测量发生温度范围为-50～90 ℃、相对压力范围为-50～0 kPa、扩展不确定度为0.3%RH～0.8%RH（k=2）的5%RH～96%RH全量程相对湿度。其测试室尺寸为150 mm×400 mm,样气流量为5～30 L/Min。通过设计高精度饱和器压力和流量自动调节装置,采用工控机与PLC相结合的操作控制方式,实现了全自动运行。冷镜式精密露点仪和重量法湿度计的实际测试结果均验证了其不确定度。
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  金属反射型保温材料导热系数的测定

  王基超,李寒平,王文

  计量学报. 2012, 33(4): 331-335. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.10

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  根据稳态法测量导热系数原理,设计了一套稳态导热系数测量装置,利用自动控制技术实现实验过程的可控性。通过与导热系数参比块的测量校对,该装置测量结果的准确度达到标准要求。并利用此测量装置对压力容器金属反射型保温层试样的导热系数进行了测定,测定温度在80～220 ℃范围内,测量误差小于1.3%,导热系数值由0.040 W/(m·K)变化到0.053W/(m·K)。
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  实验室标准传声器静压和温度修正系数的测量

  何龙标,白滢,裘剑敏,钟波,牛锋

  计量学报. 2012, 33(4): 336-339. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.11

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  为测量实验室标准传声器的静压和温度修正系数,在耦合腔互易法声压基准的基础上建立了静压调节系统和温度控制装置。对不同静压和温度条件下利用耦合腔互易法获得的传声器声压灵敏度进行线性拟合,得到不同频率条件下的静压修正系数和温度修正系数。实验结果表明低频段静压修正系数和温度修正系数基本保持不变,频率值在传声器膜片谐振频率值的1/2处,静压修正系数和温度修正系数分别存在最大值和最小值。
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  超声换能器声场特性的可视化定量研究

  冯延强,祝海江,杨平

  计量学报. 2012, 33(4): 340-345. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.12

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  利用可视化定量研究技术,在已建立的高精度扫描系统的基础上,利用高频水听器法对平面活塞换能器声场进行了三维可视化,并对某平面活塞换能器所产生声场的波束直径、探头有效直径等参数进行了定量测量。实验结果表明,实现的声场可视化系统能够直观、真实地反映换能器的声场分布,测量所得到的声场与理论计算的声场分布吻合很好,能够为超声换能器及设备的评价提供可靠的手段。
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  一种基于并行结构的宽带实时数字下变频技术

  王猛,田书林,王志刚

  计量学报. 2012, 33(4): 346-350. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.13

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  提出一种并行处理结构,通过多个数字下变频通道并行处理,能有效降低采样率和数据处理速率,解决超宽带数字中频处理的难题。分析了并行数字下变频技术的原理推导,分析了多路NCO输出相位差及影响信噪比的误差因素,为具体工程设计提供指标分配依据。最后通过实验平台验证方法的正确性。
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  矿井瞬态传导骚扰非接触测量方法研究

  冯德旺

  计量学报. 2012, 33(4): 351-354. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.14

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  以瞬态脉冲电流作为短偶极子的激励源,运用电磁场理论建立短偶极子的瞬态辐射发射模型,确定短偶极子瞬态辐射场与其流过的脉冲电流密切相关,并通过地面实验建立直接接触测量值和非接触测量值之间的转换模型,提出井下瞬态传导骚扰的非接触测量方法。井下实验研究表明:非接触测量方法可以及时捕获开关操作瞬间电力电缆瞬态辐射的时域波形;距离电缆1 cm处脉冲电流辐射的电场强度最高可达到4 V/m,对井下电磁环境影响较大。
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  GTEM小室中EUT受试电磁场场分布性能

  胡玉生,郑捷庆,杨荣彬

  计量学报. 2012, 33(4): 355-359. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.15

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  研究了GTEM小室中EUT受试电磁场的场均匀性和主TEM模特性。在笛卡尔坐标系中建立了加入金属EUT后GTEM小室的三维FDTD模型,计算分析频率达2 GHz。计算了一个“大EUT”和“小EUT”的场分布特性,分析了EUT大小对场分布性能的影响。不仅研究了主分量的场均匀性,还研究了总场强的场均匀性,此外,还给出了各场分量的平均值随频率变化的趋势。研究结果表明:满足“小EUT”条件时,场均匀性良好,而“大EUT”在超出其许可频率后,场均匀性下降;在高频情况下不论是“大EUT”还是“小EUT”交叉极化特性均有所下降,主要表现为纵向场分量的增加。
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  基于Wiener-Hammerstein模型的一种系统辨识方法

  白克强

  计量学报. 2012, 33(4): 360-363. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.16

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  针对工业大系统中Wiener-Hammerstein模型,提出一种新的辨识方法。该方法结合分散辨识对线性系统辨识精度高的优点与混合粒子群优化解决非线性、不可微和多峰值的复杂问题的长处,进行复合控制,并利用计量学中的动态计量方法,建立动态计量仿真模型。仿真研究与实验结果表明,该方法应用在非线性分布参数系统辨识中可有效提高辨识精度。
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  油料发射光谱仪数据比对的方法研究

  刘云涛,田洪祥,董庆山

  计量学报. 2012, 33(4): 364-367. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.17

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  在油料发射光谱仪的比对研究中,发现部分实验数据不服从正态分布,不能直接运用基于正态分布假设的比对方法,如Z比分数检验法和h值检验法进行比对。基于高等统计学中的污染分布模型和极大似然估计原理,对不服从正态分布数据的总体分布估计模型进行了修正。即,假设数据服从含两个或多个正态分布的污染分布,且应以污染分布中系数最大的正态分布作为对总体分布的估计。卡方检验结果表明,4组不服从正态分布的元素浓度数据,有3组服从污染分布。
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  高效液相色谱串联等离子体发射质谱分析食用色素赤藓红中痕量碘化钠

  马康,宋增良,巢静波,韦超,张金娜

  计量学报. 2012, 33(4): 368-371. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.18

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  建立了高效液相色谱串联等离子体发射质谱测定食用色素赤藓红中痕量碘化钠的方法,选用0.1mol/L乙酸铵溶液（pH=6.4）和甲醇为流动相,采用反相液相色谱柱ODS-C18分离了碘化钠和赤藓红,该方法的定量限与检测限分别达到10.0ng/g和 3.0ng/g,线性范围为 10~1000ng/g,精密度的范围为0.37%~0.43%,加标回收率变化范围为97.5%~99.7%。并将此方法应用到食用色素赤藓红中碘化钠的测定分析,评价了方法的不确定度。最终合成标准不确定度u_c=1.94％,扩展不确定度U=3.9%（k=2）。
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  液相色谱串联质谱法测定动物源食品中克伦特罗残留量的不确定度评定

  陈晓翔,邹永德,王长安,陈雪梅,柏莉莉

  计量学报. 2012, 33(4): 372-376. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.19

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  采用液相色谱串联质谱法对动物源食品中的克伦特罗残留量进行测定。建立了克伦特罗残留量测定的数学模型,分析了测量结果不确定度的来源,对各个不确定度分量进行计算并合成标准不确定度,求得样品中克伦特罗残留量为0.513μg/kg时的扩展不确定度为0.030μg/kg。
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  柱前衍生化高效液相色谱-荧光检测法测定水产品中氨苄青霉素和阿莫西林残留

  王萍亚,周勇,黄鹂,赵华,薛超波,许镇坚,方益,陈忠伟

  计量学报. 2012, 33(4): 377-380. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.20

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  建立了柱前衍生化高效液相色谱-荧光检测法同时测定水产品中氨苄青霉素和阿莫西林含量。经固相萃取柱净化的样品通过衍生后,采用高效液相色谱荧光法测定。确定氨苄青霉素和阿莫西林线性范围为0.001~0.1 mg/kg（r=0.999 9）,方法检出限分别为0.001 mg/kg和0.005 mg/kg（S/N=3）,定量限分别为0.003 mg/kg和0.015 mg/kg（S/N=10）,回收率为76.3%~96.8%,相对标准偏差（n=6）在0.63%~6.71%之间。该方法简便快速、结果准确,可作为测定水产品中氨苄青霉素和阿莫西林含量的有效方法。
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  测量仪器校准间隔的模糊范数融合预测

  孙群,赵颖,王国华

  计量学报. 2012, 33(4): 381-384. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2012.04.21

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  校准间隔的预测是解决测量仪器不足校准和过剩校准的一种主要方法。现有校准间隔预测模型仅仅关注瞬时值,而随机因素的存在导致瞬时值难以精确预测。针对这一问题,在历史校准数据为小样本条件下,提出一种模糊范数融合模型,进行测量仪器校准间隔预测。首先,通过分析历史校准数据的特征和影响因素,建立了校准数据的数学描述模型。在此基础上,采用模糊范数融合模型,预测校准数据的区间。实验表明,模糊范数融合模型更能反映校准数据序列的变化趋势,克服了其它预测模型仅仅预测瞬时值的缺点,提高了预测的可靠性。