2015年, 第36卷, 第6期　
刊出日期：2015-11-22

  

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  衍射光栅外差激光干涉法角振动校准技术研究

  于梅,刘爱东,何闻,杨丽峰,左爱斌,胡红波

  计量学报. 2015, 36(6): 561-564. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.01

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  随着各领域对旋转角振动（角加速度、角速度和角位移）测量需求的增加，研究和建立角加速度国家计量基准，解决各类旋转角振动传感器和测量仪的量值溯源问题迫在眉睫。在分析国内外计量研究机构研究现状的基础上，对稳态正弦角振动激励系统、激光干涉测量系统和角加速度绝对校准方法数据处理技术进行了讨论；并提出了高精度旋转角振动激励系统和正弦相位衍射光栅盘研制中的技术难点。
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  二维纳米位移台测量系统的搭建和实验研究

  赵贤云, 高思田, 李琪, 卢荣胜

  计量学报. 2015, 36(6): 565-569. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.02

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  研制了压电陶瓷(PZT)驱动叠加柔性铰链运动机构的二维纳米位移台。介绍了位移系统的结构并分析了位移系统的工作位移刚度,理论和仿真结果误差在6.3%以内。根据线性干涉仪原理构建了一套激光干涉测量系统,阐述了测量系统的布局及位移测试原理并测量纳米位移台行程及定位准确性。实验结果表明:位移台在 100 μm 行程内,x轴和y轴的测试位移为99.6 μm和97.7 μm。同时分析了测试系统的误差来源并评估测量系统的不确定度,得到该测量系统x轴和y轴的合成标准不确定分别为10.04 nm和13.93 nm。
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  大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

  缪东晶, 李建双, 李连福, 赫明钊, 邓向瑞, 蒋远林, 康瑶, 张京燕

  计量学报. 2015, 36(6): 570-574. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.03

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  提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。
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  计量型紫外显微镜微纳米线宽测量技术的研究

  尹传祥, 高思田, 赵贤云, 李琪, 施玉书, 李伟, 卢荣胜

  计量学报. 2015, 36(6): 575-578. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.04

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  计量型紫外显微镜微纳米线宽测量技术是利用光电倍增管的光电转换效应,将线宽的光学信号转换为电信号,并利用后续信号采样处理电路,提取出线宽的轮廓信号。利用激光干涉仪等精密定位装置,搭建了一套线宽测量系统,对线宽标称值为3 μm的标准样板进行测量,得到的线宽测量值为3.025 μm,与标称值仅相差25 nm。实验表明:该方法可以准确地获取线宽的边界信号,实现线宽的准确测量。
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  坐标测量机面向任务的测量不确定度评定

  陈晓怀, 李红莉, 杨桥, 王汉斌, 程银宝

  计量学报. 2015, 36(6): 579-583. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.05

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  基于产品几何技术规范,分析了坐标测量机面向任务的测量不确定度主要来源;重点讨论了量值特性指标测量复现性的定义与特点,并针对坐标测量机的测量任务,提出引起坐标测量复现性的主要因素,研究了进行复现性指标评价的实验方案,建立了复现性评定的数学模型;通过孔径测量实例分析,介绍了坐标测量机面向任务的测量不确定度评定方法。结果表明,孔径测量结果的合成标准不确定度为3.2 μm,其中测量复现性的不确定度分量高达2.5μm,在测量结果不确定度中所占比重最大。
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  基于微分几何法和粒子群算法计算椭球面面轮廓度误差

  张磊, 张佐营, 张志胜

  计量学报. 2015, 36(6): 584-587. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.06

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  基于DGA算法和误差评定的最小区域准则建立了椭球面面轮廓度误差评定的数学模型,该模型将点到椭球面的最小距离求解问题转化为一个理想椭球面球心坐标的搜索问题;采用PSO算法求取所建立数学模型的最优解。实例表明在不考虑仪器测量误差的前提下,所提出的椭球面面轮廓度误差求取方法的有效性。
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  块状材料的折射率测量实验研究

  武旭华, 缪阳

  计量学报. 2015, 36(6): 588-591. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.07

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  利用迈克尔逊干涉仪对透明平板材料如玻片的折射率进行了测量研究,通过分析实验中的光程差,分别采用He-Ne激光器和白炽灯做光源,根据干涉条纹的吞吐变化规律、条纹形状与颜色,对测试结果进行分析。测试结果表明该方法改善了传统干涉法测量折射率时玻片瞬间条纹移动数目不易精确计数的弊端。
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  闪光光源有效光强标准测量装置研究与建立

  刘玉龙, 刘文德, 陈赤, 樊其明

  计量学报. 2015, 36(6): 592-594. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.08

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  建立了可溯源到国家照度工作标准的有效光强标准装置,该装置由闪光光源、中性滤光片、光度探测器、波形采集和处理单元组成,可定标相关测量仪器。分析了氙灯闪光灯和测试LED闪光灯,LED闪光灯具有上升沿陡峭、稳定性好等优点,可进一步优化作为有效光强标准灯。对影响实验的因素进行了分析,结果表明整套装置测量有效光强的不确定度水平达到2.4%(k=2)。
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  1220冷连轧机带钢表面振纹机理的研究

  谢长贵,曾海

  计量学报. 2015, 36(6): 595-598. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.09

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  针对某1220冷轧机带钢表面振纹形成的原因进行了跟踪测试和深入研究。在对1220冷轧机振动测试的基础上,通过对机架动态特性分析及工作辊周期内各阶段振动信号的分析研究,发现在支撑辊使用中后期,轧机以600Hz左右的第7阶固有振动为主;在轧制速度为中高速稳定轧制阶段,工作辊对中间辊的相对运动形成工作辊表面振纹;该辊面振纹反作用于轧机,引起轧机强迫振动,进一步加速振纹的形成,轧机的振动为共振与强迫振动共存。在分析振纹产生机理的基础上,结合振纹间距与振源的关系,找到了引起1220轧机产生振纹的原因,提出了振纹抑制措施,并取得了很好的抑制效果。
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  车辆动态称重的速度补偿研究

  徐志玲, 沈裴裴,厉志飞

  计量学报. 2015, 36(6): 599-602. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.10

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  研究了速度对车辆动态称重准确度的影响,并对车辆载重受力进行分析,导出速度与车辆轴重的数学表达式,利用机械动力学分析系统构建了动态称重有限元模型仿真称重过程,并对速度影响进行补偿。结果表明,基于机械动力学分析系统的有限元动态称重速度补偿模型正确可靠,20t载重汽车在8.33m/s情况下最大补偿量达到10%,大大提高了动态称重准确度。
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  车削测力仪在机标定的标定装置及标定方法

  王宇飞,任凤章,张旦闻,吴锐,黄胜操

  计量学报. 2015, 36(6): 603-606. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.11

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  研制了一套可直接在普通车床上对电阻应变式车削测力仪进行标定的标定装置。该装置对X、Y、Z 3个方向的加载均采用砝码挂载的加载方式。直接采用标准砝码作为基准,利用普通车床的卡盘、尾座等自身结构作为支撑,能确保加载时作用力的方向固定,可实现3个相互垂直方向上的精确加力。
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  基于三维激光扫描原理的球形罐容量计量方法研究

  魏凯, 宋述古, 刘子勇

  计量学报. 2015, 36(6): 607-609. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.12

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  采用三维点云数据采集和建模技术对球形储罐容量计量进行了研究,主要包括球形储罐罐壁坐标采集原理、数据噪声滤波、粗差剔除、半径拟合和容量计算方法研究,并进行了试验数据分析。1000m³球形罐试验数据表明:在赤道内半径测量方面,全站仪方法和三维激光扫描方法的测量的差值小于1mm;在竖向内半径测量方面,用全站仪测量方法和三维激光扫描方法的测量值之间的差值为16.1mm。三维激光扫描方法用于试验中球形罐容量测量的相对扩展不确定度为0.4% (k=2)。
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  作为标准表非定点使用的涡轮流量计评定方法探析

  李春辉, 李鹏

  计量学报. 2015, 36(6): 610-612. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.13

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  分析非定点使用时涡轮流量计仪表系数的线性内插和曲线拟合方法,并基于10台涡轮流量计的检测结果,对两种方法计算结果的不确定度进行了比较,结果表明:曲线拟合法可以对涡轮流量计的仪表特性进行很好的预测,且计算结果的不确定度明显小于线性内插法。
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  燃气体积修正仪校准方法研究

  张涛

  计量学报. 2015, 36(6): 613-616. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.14

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  研究了燃气体积修正仪在天然气标准参比条件下(20℃,101.325kPa) 累积流量示值误差的校准方法。根据不同燃气体积修正仪的结构特点,使用研制的一体式或分体式标准装置对样机完成校准实验。分别采用比较法和分部法计算,比较4种数据结果,评估使用不同标准装置采用不同方法时的不确定度,比较各自特点和适用性,得出校准燃气体积修正仪的合理方法。
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  基于双树复小波及递归图的管道泄漏定位方法

  王惠新,王玉田,黄满义,王晓婧,张淑清,陈颖,王世豪

  计量学报. 2015, 36(6): 617-621. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.15

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  提出双树复小波变换（DT CWT）及递归图（RP）平均灰度的输油管道泄漏检测定位方法。DT CWT能够克服传统离散小波变换的缺点,完整提取信号特征。RP平均法能够对泄漏前、中、后期对角线附近的相邻区域给出明显分界线,与传统小波模极大方法比较,能更加准确地定位泄漏点。对监测点采集到的压力信号进行双树复小波变换提取特征信号;然后,对特征信号进行递归图分析,变化区域明显的分界点即为发生泄漏的特征时刻;最后根据负压波定位原理确定泄漏点具体位置。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。
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  基于局部均值分解的电压暂降检测新方法

  胡标, 王晓光, 吴丽娜, 吴素敏

  计量学报. 2015, 36(6): 622-627. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.16

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  提出了利用局部均值分解（LMD）方法对电压暂降进行检测和分析的新方法,该方法利用分解所得的瞬时幅值和瞬时频率进行电压暂降幅值、频率的检测以及扰动起止时刻的定位。针对LMD方法存在的“端点效应”问题,提出一种波形延拓新方法——横纵向比例延拓法。在进行电压暂降的检测时,首先对原始信号进行提升小波降噪,然后对去噪信号进行横纵向比例延拓,继而对延拓后的信号进行LMD 分解,将分解得到的乘积函数分量按原信号对应的时刻进行截取,得到改善端点效应后的分解结果,最后,从LMD分解后得到的瞬时幅值和瞬时频率提取电压暂降的特征信息。与希尔伯特-黄变换的检测结果进行了比较,结果表明所提出的电压暂降检测方法是可行、有效的,可为进一步进行电压暂降源扰动识别提供依据。
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  基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测研究

  时培明,李培,韩东颖,刘彬

  计量学报. 2015, 36(6): 628-633. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.17

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  针对强噪声背景下微弱信号难以检测的难题,提出基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测方法。多稳随机共振系统比双稳随机共振系统具有更好的微弱信号检测能力,为强噪声背景下微弱信号的检测提供了新方法。首先对大频率信号进行尺度变换使之满足随机共振条件,将频率压缩后的信号通过多稳系统,调整参数使其发生随机共振得到信号的频谱特征,并与双稳随机共振方法得到的特征频率进行比较,仿真和实例结果均表明:相同条件下,多稳随机共振方法比双稳随机共振方法得到的频率准确,可以增强信号的幅值,有效地检测出被噪声淹没的微弱信号。
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  基于盲源分离的P300脑电信号特征提取方法的研究

  张立国, 张玉曼, 金梅, 金菊, 于国辉

  计量学报. 2015, 36(6): 634-637. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.18

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  P300脑电信号被广泛应用于脑认知、脑机接口,该信号强度弱,容易受到环境及眼动伪迹、心电、肌电和自发脑电信号的干扰,淹没在采集脑电信号中。为了将P300与各种干扰快速高效地分离开来,通过分析P300在时域、频域和头皮空间域的特征,提出了以相干平均和小波变换与盲源分离相结合的算法,从时频域和空域对P300进行特征提取,针对多导联脑电信号盲源分离后选取P300成分对应分量的问题,提出了一种新的方法,并且通过实验比较了Informax、FastICA和AMUSE等3种盲源分离算法在P300特征提取中的性能。实验结果表明,从时频空域对P300特征提取的性能较仅从时频域进行特征提取有明显提高。
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  主动型氢脉泽物理系统的小型化

  张为群,何克亮

  计量学报. 2015, 36(6): 638-641. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.19

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  为实现主动型氢原子钟脉泽的小型化,对其物理结构进行了优化设计。其中,腔-泡结构、真空系统、C场线圈、束光学系统、磁屏蔽系统均被理论分析和优化设计,并进行了相关的验证实验。双真空结构设计有效地减小了氢脉泽的尺寸。在此基础上,对空间应用主动型氢原子钟的地面样机进行了研制,复合泵技术进一步减小了主动型氢原子钟的尺寸和重量。
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  地方时间标准建立方案的研究

  黄艳,张晗,高源

  计量学报. 2015, 36(6): 642-646. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.20

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  为满足卫星导航产品的检测需求,提出由国家时间基准驾驭的地方时间标准的建立方案,建立GPS共视法时间传递系统。通过数据比对使本地原子钟溯源到中国计量院的时间基准UTC(NIM),对比对数据用Vondrak平滑法进行滤波,并剔除异常数据。研究了影响比对精度的因素,包括:双频实测电离层时延,天线坐标设为固定模式,仰角选择30°以上计算,进一步提高了比对精度。作出预估方程,实现了实时的量值传递。实验结果表明,生成的地方时间标准与国家时间基准同步在±10 ns以内,并且提高了时标的准确性和稳定性。
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  工业钼靶X射线光机能谱的蒙特卡罗模拟

  葛双,吴金杰,邱小平,陈法君

  计量学报. 2015, 36(6): 647-651. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.21

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  利用蒙特卡罗模拟程序EGSnrc,构建出工业钼靶X射线光机模型,进行了28 keV的电子束经过钼靶产生的光子在光机各组件中的传输模拟,得到距源焦点50 cm处, 射野半径为5 cm平面上的粒子相空间文件,通过对相空间文件分析得到粒子注量、能谱分布、角分布、平均能量等信息,模拟计算了过滤材料和管电压对钼靶X射线谱分布的影响。钼过滤下钼靶X射线的平均能量小于铑过滤,但对较高能量部分的影响要大于铑过滤;随着管电压的升高,钼靶光机的光子产生效率呈上升趋势,平均能量增加。25,28,30,35 kV 4组辐射质条件下,钼靶X射线能谱的平均能量分别为16.0,16.6,17.0,17.8 keV,与实验测量值接近,相对误差在1%以内。
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  大肠杆菌定量检测用标准物质的研制

  薛蕾,林婧,隋志伟,王晶, 刘晓夏,傅博强,张玲,郝林

  计量学报. 2015, 36(6): 652-656. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.22

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  采用平板计数法考察复合保护剂对大肠杆菌标准物质冻干粉的保护效率以及均匀性、稳定性。结果显示:复合保护剂对大肠杆菌保护率达到53.19%,可以在冻干过程中有效保护菌体。将大肠杆菌与冻干保护剂混合后,经冷冻干燥制备成干粉状标准物质,形态好、复水速度快、均匀性良好,可以稳定保存半年。该标准物质可用于食品检测实验室质量控制和食品中大肠杆菌检测结果的评价。
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  克伦特罗残留检测免疫芯片的研制

  孙来玉,钱坤,邵朝纲,尹莉,严琼琼,陆云华,杨金田

  计量学报. 2015, 36(6): 657-661. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.23

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  为实现克伦特罗残留的规模检测设计其残留检测的免疫芯片。以玻片为载体并对玻片表面进行APTES-DGA化学修饰，将克伦特罗抗体偶联至玻片表面, 以牛血清白蛋白封闭玻片表面活性基团，加待测品和标样，标样中辣根过氧化酶标记的克伦特罗和待测品中的克伦特罗与克伦特罗抗体竞争性结合，借助辣根过氧化酶催化化学发光反应并检测光信号值，检测过程中考查加样体积、温育温度、温育时间、洗液浓度及化学发光积分时间等对检测结果的影响，检测方法学试验中考查检出限、定量限、线性和回收率等指标。结果显示：通过APTES-DGA修饰载玻片具有较好的信号均一性和抗体偶联能力，检测过程中加样体积为50 μL、温育温度为37 ℃、温育时间为30 min、洗液浓度为10倍稀释液、化学发光积分时间为60 s具有较稳定的检测结果。本法研制的免疫芯片检测克伦特罗残留快速、简单、准确。
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  一种准确可靠的期间核查方法

  范巧成,郑磊,姜荣华

  计量学报. 2015, 36(6): 662-665. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.24

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  通过对选定的核查标准的测量,利用被核查标准的最大允许误差和校准证书给出的校准结果及其不确定度,来确定核查测量控制图的“中心线”、上下控制界限和警戒线,利用Excel电子表格绘出这些控制界限,使每次核查测量结果在图中直观准确地反映被核查标准的误差或量值的变化方向和大小。该结果也可作为计量标准稳定性考核的依据。
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  误差理论的新哲学观

  叶晓明,凌模,周强,王为农,肖学斌

  计量学报. 2015, 36(6): 666-670. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2015.06.25

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  针对系统误差与精度概念之间的逻辑纠葛,以及通过对测量界最典型系统误差的分析,揭示误差分类学说 其实是源于专业分工过细而导致的一种狭隘视角,是一种类似盲人摸象的狭义哲学观。通过对系统误差也遵循随机分布的证明和相关问题的讨论,提出所有误差都遵循随机分布这一新型的误差认识论,同时证实了测量不确定度概念体系的唯一科学性,给出了误差分类定义及其衍生出来的精度、正确度和准确度等概念应当删除的论据。