2013年, 第34卷, 第2期　
刊出日期：2013-03-22

  

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  基于压浮原理的单晶硅球密度比较测量方法研究

  刘子勇,王金涛,许常红,罗志勇,陈朝晖

  计量学报. 2013, 34(2): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.01

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  为了克服单晶硅球密度测量静力称重法精度受液体表面张力的影响,研究了压浮法进行单晶硅球密度精密比较测量方法和测量系统。在一定的温度下,调节压力,利用液体压缩系数控制液体密度使标准单晶硅球和被测单晶硅球稳定悬浮于工作液体中,通过温度、压力和悬浮高度的测量,计算出二者之间的密度差值。通过双层控温系统保证了液体温度长期波动在±0.25 mK内,利用标准单晶硅球在不同温度-压力悬浮条件线性关系计算出液体压缩系数。试验证明,压浮法测量装置实现了单晶硅球密度差值的精密测量,标准测量相对不确定度为2×10^-7。
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  基于改进的经验模态分解的滚动轴承故障诊断研究

  臧怀刚,李清志,韩艳龙,王石云

  计量学报. 2013, 34(2): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.02

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  传统的时频分析方法不能有效地处理非平稳信号,经验模态分解(EMD)非常适合处理非平稳信号,但结果可能出现伪内禀模态函数(IMF)和不敏感内禀模态函数。针对EMD的不足,提出能量门限法和敏感IMF选择法相结合来识别真IMF和敏感IMF的方法,对同时满足这两个条件的IMF作频谱变换,频谱图上可以清晰呈现故障特征信息。将改进后的EMD应用到滚动轴承故障诊断实例,证明了此方法的可行性和准确性。
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  二阶线性时不变测量系统动态特性的补偿与动态不确定度评估

  胡红波,孙桥

  计量学报. 2013, 34(2): 106-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.03

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  采用一种新的设计测量系统补偿滤波器的方法,根据校准得到的测量系统频率响应数据直接设计补偿滤波器,避免了系统辨识过程。通过接近实际测量条件的仿真实验表明,该方法能有效地提高测量系统的带宽,减小动态误差。同时,按照GUM推荐的不确定度评定准则,对整个动态测量过程,包括动态补偿以及滤波运算过程的不确定度进行了评估,得到了经过补偿后系统输出的被测量以及对应的动态不确定度曲线。
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  高精度弯管流量计的理论研究和实验验证

  李少峰,薛贵军,孟宪举,王池,李志

  计量学报. 2013, 34(2): 111-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.04

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  通过求取N-S方程数值解的方法对弯管流量计进行理论研究,得出其测量准确度不仅与传感器自身的管径、曲率半径、弯径比、压力测点位置等几何结构尺寸的准确度有关,而且还与测量使用的条件有关。特别是弯管流量计与前后直管段产生的安装偏转角、直管段管径与其自身管径的一致性等环境应用条件会对弯管流量计的高精度使用产生影响。针对上述影响因素,通过对用整体数控加工的、自身带有直管段的弯管流量计进行反复实验, 结果表明:在2σ准则下,弯管流量计可以达到0.5%的测量准确度水平;不同管径情况下,流量系数也具有良好的一致性。
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  烟草专用标准恒流孔的研究

  蒋志才,苏中地,韩彬,尹招琴,丁雪,方婷

  计量学报. 2013, 34(2): 117-121. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.05

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  为了更好地测量卷烟吸阻和滤棒压降,基于计算流体动力学的角度对烟草专用恒流孔进行了研究,采用有限体积法和Realizable k-ε的湍流模型进行三维数值仿真,能够模拟烟草专用恒流孔的内部流动情况,并进行了理论、数值仿真和实验研究。实验数据和在浙江中烟标准化实验室测得的标准恒流孔入口端的体积流量的实验数据对比,综合分析后发现标准恒流孔能在其前端保持恒定的体积流量。
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  叶片型面测量编程与误差处理技术

  蔺小军,李宜明,李政辉,高春

  计量学报. 2013, 34(2): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.07

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  针对航空发动机叶片三坐标测量机(CMM)测量,进行了自动测量编程与误差处理两个方面的研究。提出了一种基于已知叶片CAD模型提取测量点理论坐标值与计算法向矢量的方法,矢量计算采用微平面法。数据处理时,采用ICP算法进行配准消除了系统误差,从而得到叶片型面误差。开发了测量点坐标值与矢量计算以及配准程序。实例证明该方法可靠、有效。
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  新型镓熔点自动复现装置

  孙建平,陈炜,邱萍,刘建庆,张欣欣

  计量学报. 2013, 34(2): 134-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.08

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  介绍了中国计量科学研究院新型镓熔点自动复现装置, 该装置的固定点炉采用半导体三段冻制及加热技术实现了镓熔点复现的自动化, 通过精密控温及合理的结构设计获得优良的温度稳定性与均匀性。该装置镓熔点使用当前最新提纯技术的99.999 99%高纯镓金属及完善的灌注技术。实验结果显示, 该固定点装置温坪持续了70 h以上,前20%～80%温坪变化小于0.15 mK,复现性为0.07 mK, 该装置的扩展不确定度为0.36 mK（k=2）。
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  基于前置反射器的多波长铸坯表面测温方法

  刘军,杨凤,谢军,曾正军,饶利民

  计量学报. 2013, 34(2): 138-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.09

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  钢铁冶金现场的连铸铸坯表面温度是重要的工艺参数,针对铸坯表面温度难以测量,研究一种前置反射器与多波长结合红外辐射测温方法,该方法分别建立有反射器和无反射器的多波长辐射能量方程,在线求解被测铸坯表面的发射率和铸坯表面温度。利用蒙特卡洛方法建立铸坯表面的多层模型和光波的多次反射-吸收的仿真模型,模型分析表明该方法可实现准确的铸坯表面温度测量。
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  能源计量和建模技术的研究与应用

  赵晓东

  计量学报. 2013, 34(2): 143-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.10

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  应用动态多参数在线能源计量技术对企业范围内各用能部门的实时能耗数据进行了准确、稳定、实时的采集和存储,形成了巨量的能源数据库。依据物质平衡和能量守恒原理,运用能耗基准因数法和e-p分析方法,建立了企业生产和能量转换过程的数学模型;评估和计算了设备和工序能耗、产品能值和单位能耗;建立了单位综合能耗模型。该模型成功地应用到北京某啤酒集团的能源计量系统中,通过设备和工序能耗的分析对比,指导工艺优化和节能空间的评估,对工艺和设备能耗进行合理预测。
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  驻波声场下面对面式声强探头误差分析

  陈品,陆益民,毕传兴,陈心昭

  计量学报. 2013, 34(2): 149-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.11

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  针对面对面式声强探头的结构特点,基于传声器等效声学模型,对声强探头相位失配误差进行了讨论,深入分析了驻波声场下面对面式声强探头测量误差产生的原因和误差分布曲线,指出面对面式声强探头支架反射产生的微弱驻波声场会对双传声器的相位校准精度产生影响,提出了改进的校准方法。所分析模型和结论的有效性最终通过试验进行了验证。
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  脉冲磁场激励下圆柱导体内瞬态涡流场的快速计算

  辛伟

  计量学报. 2013, 34(2): 155-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.12

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  建立了脉冲磁场激励下圆柱导体内瞬态涡流场的理论模型。实现了瞬态涡流场的快速计算。通过实例表明上述圆柱导体内瞬态涡流场的快速计算方法有效。
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  用差频腔产生覆盖633nm光谱的飞秒激光频率梳

  梁志国,魏志义,韩海年,张大鹏,叶蓬,武腾飞

  计量学报. 2013, 34(2): 161-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.13

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  飞秒激光频率梳被认为是连接光频和无线电频率的一个超精密齿轮,比较了自参考法锁相稳频飞秒激光频率梳和差频法单块结构飞秒激光频率梳的特点,前者光谱范围宽,但稳定性较差;后者稳定性较好,但光谱范围较窄。在差频腔单块结构飞秒激光频率梳的基础上,通过使用腔外压缩色散补偿方式压缩激光脉冲宽度,然后重新注入光子晶体光纤进行光谱扩展,获得了覆盖633nm波长的更宽的光谱范围,为633nm波长激光频率测量创造了条件。
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  采用匹配滤波和ICA消除sEMG的工频干扰

  张启忠,席旭刚,高发荣

  计量学报. 2013, 34(2): 168-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.14

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  设计了一种采用匹配滤波和独立分量分析消除表面肌电信号中工频干扰的新方法。采用匹配滤波可以有效判断表面肌电信号中是否含有工频噪声,从而避免不加区分地对表面肌电信号进行工频去噪。在确定含有工频噪声的前提下,采用独立分量分析,该方法不但能够有效地消除表面肌电信号中的工频噪声,且不会对表面肌电信号的其它频率成分造成明显的影响,取得了良好的工频去噪效果。这一设计思想在实际的表面肌电信号检测时取得了较好的实验结果。
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  基于EEMD和混沌的信号特征提取方法及应用

  张淑清,董璇,翟欣沛,龚政

  计量学报. 2013, 34(2): 173-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.15

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  提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和混沌相结合的信号特征提取方法,应用于婴儿呼吸信号哮喘检测中。EEMD把呼吸的局部信号分解成一系列频率从高到低的模态分量,对各分量与局部呼吸信号进行相关分析,并给出各分量的Hilbert谱,通过局部分析的结果初步判断婴儿是否患有哮喘;然后,以EEMD局部信号检测出来的信号频率作为混沌振子检测的频率,对全局呼吸信号进行整体检测及分析,由混沌的间歇周期可以得出原始呼吸信号的频率,准确确定婴儿哮喘诊断结果。对EEMD和混沌算法的应用存在的问题进行了改进,将其应用到实测信号的分析中,验证了方法的有效性。该方法能够正确地反映信息特征,准确率高。
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  4πγ电离室活度标准装置测量系统的建立及性能测试

  柳加成,吴永乐,梁珺成,袁之伦,陈靖,杨元第

  计量学报. 2013, 34(2): 180-183. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.16

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  基于汤姆逊平衡法原理建立了4πγ电离室活度标准装置的测量系统,该系统由高压电源、电压测量及补偿电路、测控软件组成。利用汤姆逊平衡法原理测量微弱电流,可以有效减小系统的漏流,减小本底电流对测量结果的影响,经测试该系统的本底电流小于3×10^-14A。通过对测量系统的重复性、稳定性、线性和角响应等性能测试,结果表明,该测量系统能够满足4πγ电离室活度标准装置的要求。
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  近红外光谱小波投影寻踪回归定量分析方法研究

  周扬,戴曙光,吕进,刘铁兵,施秧,陈才,李博斌

  计量学报. 2013, 34(2): 184-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.17

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  为改进近红外光谱结构特征与定量回归模型的非线性拟合度和充分利用光谱中的非线性特征,提出了一种光谱小波投影寻踪定量分析方法。该方法对光谱进行小波分解后,用高斯混合模型噪声估计法降噪,对降噪后的小波系数向最优投影方向降维,用多项式岭函数拟合定量回归关系。建立黄酒近红外光谱快速预测酒精度小波投影寻踪回归模型,其相关系数R2和交叉检验标准差RMSECV分别为0.957和0.37838,该法比分析多元线性回归和偏最小二乘回归定量分析2种常规定量分析方法具有更优的预测效果,能更为有效地应用于近红外光谱快速定量分析检测。
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  西洋参中人参皂苷Rg₁、Re、Rb₁基体标准物质的研制

  任中楠,刘军,黄挺,杨屹

  计量学报. 2013, 34(2): 187-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.18

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  建立高效液相色谱法和高效毛细管电泳法,对研制的西洋参基体标准物质中人参皂苷Rg₁、Re、Rb₁含量进行准确定值,同时考察了样品的均匀性、稳定性和样品的最小取样量,最后对标准物质的不确定度进行了评定。评定结果为人参皂苷Rg₁、Re、Rb₁含量分别为（1.72±0.14）mg/g、（15.3±1.5）mg/g、（25.8±2.8）mg/g,相对扩展不确定度分别为8.4％、10％、11％,可为西洋参的质量控制提供依据。
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  小规模实验室间化学量测量比对的设计与数据评估

  卢晓华,纪洁,孟凡敏,阚莹,张庆合,王卫华

  计量学报. 2013, 34(2): 192-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.19

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  以一次典型的小规模实验室间比对的组织为例,探讨了如何通过合理的比对方案和样品设计、数据分布检验、比对参考值取值、结果判定与分析等环节,降低实验室数据串通的影响,提高实验室间化学量测量比对,尤其是较少规模实验室间比对的科学严谨性,以达到对实验室测量能力进行可靠评定的目的。
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  分光光度法测定地质样品中Mo的不确定度评定

  张激光

  计量学报. 2013, 34(2): 196-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2013.02.20

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  通过对分光光度法测定地质样品中钼元素质量比全过程分析,确定了测定结果不确定度的来源并加以评定。采用最小二乘法对标准曲线进行线性回归,通过对2个不同质量分数样品的不确定度评定,证明样品的重复性测定和标准曲线拟合引入的不确定度为总不确定度的主要贡献者,且样品Mo质量分数越低,其相对不确定度越大,这与实验室中的实际测定情况一致。