2016年, 第37卷, 第6期　
刊出日期：2016-11-22

  

• 全选
  |

几何量计量
• Select
  剪切压电陶瓷块微位移测量及非线性修正

  徐胜,石书丽,高思田,陈本永,李琪

  计量学报. 2016, 37(6): 553-558. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.01

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过搭建的剪切压电陶瓷块微位移测量系统,进行了5个不同目标电压的剪切压电陶瓷微位移测量实验,对实验数据分别进行二阶、三阶、四阶最小二乘拟合后进行非线性修正实验,其中采用三阶最小二乘拟合进行修正时效果最好,其位移1 050 nm行程时最大非线性误差为3 nm。对所得三阶最小二乘拟合多项式的系数进行样条插值拟合,从而实现对不同目标位移的非线性修正,其中位移900 nm行程时最大非线性误差为4 nm,仅为原始非线性误差的11%。
• Select
  基于超声波A/D采样法的相位差位移测量方法

  徐从裕,王诗豪,吴晓凤,刘治国,徐慧君

  计量学报. 2016, 37(6): 559-562. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.02

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高超声波位移测量分辨率,提出一种基于超声波A/D采样法的超声波相位差位移测量方法,利用超声波信号的相邻采样数据之差,消除了超声波信号中的直流成分对相位差位移测量的影响,再通过不同相邻采样数据之差的比值建立了相位差位移测量的数学模型,由此获得较高的相位差位移测量分辨率。该方法的采样电路简单,不需要高倍数超声波信号采样率,仅需在一个超声波信号周期里采样10几个数据,就可获得亚微米级的位移测量分辨率。实验结果验证了该方法的有效性。基于该方法研制的超声波位移测量平台,若超声波频率选用40 kHz,则位移测量分辨率可达1 μm。
• Select
  接触式表面轮廓测量仪的非线性误差分析与补偿

  孙艳玲,常素萍

  计量学报. 2016, 37(6): 563-566. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.03

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  测量触针随杠杆绕支点转动产生圆弧轨迹,其水平方向位移偏差会对大量程接触式表面轮廓测量形成误差。在改进传统测杆结构的基础上,建立了测量结果的非线性误差数学模型,推导出多项式拟合误差的补偿算法。提出了拟合标准球计算误差补偿参数的方法。通过对半径为79.505 3 mm的球冠测量,得到半径尺寸误差小于1 μm,实验证明了取得了较好的补偿效果。
• Select
  基于机器视觉的非均匀分布点圆度误差评定

  刘庆民,张蕾,吴立群,季江涛

  计量学报. 2016, 37(6): 567-570. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.04

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对圆度误差的4种评定方法进行比较和改进,改进后的最小二乘法适用于非均匀分布圆或圆弧的计算,同时研究最小区域法在离散点非均匀分布圆的运用。用解析的方法求解最小区域下的圆度误差,改善了优化迭代法的缺陷,经过数次计算准确得到最小区域,以最小区域圆心作为圆心、平均半径作为半径,可将其应用于不完整圆和分布点非均匀分布的圆中。引出圆度误差评定的相对误差率ξk ,可说明圆度误差、加工精度、加工方法及微观占比例等情况。在圆孔视觉检测实验中,4种评定方法的计算结果分别为ξk1=0.019、ξk2=0.017、ξk3=0.018、ξk4=0.019。离散非均匀分布圆的检测方法可广泛应用于实际生产检测中。
光学计量
• Select
  空间光通信综合参数测试用双通道望远系统

  孙权社,赵发财,韩忠

  计量学报. 2016, 37(6): 571-575. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.05

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种用于空间激光通信综合参数测试的双通道望远系统,长焦通道满足端机远场分布等参数的测量,无焦望远通道可用于跟瞄性能测量。分析了空间激光通信端机远场分布及跟瞄性能测试的原理,设计了一套双通道望远系统装置,该装置光学系统可分别构成离轴卡塞格林系统或离轴三镜无焦望远系统,工作谱段为800～1700nm,通光孔径为300mm。完成了系统的研制和装调,并进行了性能检测,结果表明,长焦通道波像差为0.097λ(λ=632.8nm),无焦通道波像差为0.048λ,均满足设计指标要求。
• Select
  基于图的半监督学习的遮挡边界检测方法

  张世辉,张钰程,张红桥,李鑫

  计量学报. 2016, 37(6): 576-581. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.06

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出了一种基于图的半监督学习检测深度图像中遮挡边界的方法。该方法首先获取已标记的像素点和待检测深度图像中的像素点作为顶点构建连通无向图,其次提取无向图中各像素点的最大深度差特征和八邻域有效深度差之和特征组成特征向量,根据像素点的特征向量计算无向图中顶点之间的相似性并将该相似性作为无向图中对应边的权值,然后根据图的半监督学习思想判断无向图中待检测像素点是否为遮挡边界点,最后可视化遮挡边界点得到深度图像中的遮挡边界。实验结果表明,所提方法尽管只需少量的标记样本,但在准确性上却同已有基于监督学习的方法相当。
• Select
  基于量子核聚类算法的图像边缘特征提取研究

  田源,王洪涛

  计量学报. 2016, 37(6): 582-586. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.07

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高图像边缘特征提取质量,采取了量子核聚类算法。首先把像素映射量子编码,在码元建立域内对像素块进行随机采样;然后通过聚类距离计算数据点和每一个聚类核心的距离,把数据向量分配到距离最小的核心向量中,核函数确定有效影响范围;最后对像素聚类相异性分析,给出了算法流程。实验仿真显示这种算法对图像边缘特征提取轮廓清晰,连贯性好,评价指标MS和聚类准确率较好,算法收敛快。
• Select
  基于改进蛙跳算法的图像自适应增强研究

  陈洪涛

  计量学报. 2016, 37(6): 587-590. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.08

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高图像增强的效果,提出改进蛙跳算法。首先对蛙群分组,一组采用群体智能算法,另一组用自适应算法;基于实数算法对图像像素映射编码;然后通过模糊集合对蛙跳微调更新;最后以均方误差函数作为评价函数,通过Beta非线性变换函数最优参数值实现图像自适应增强。实验仿真结果得出:改进蛙跳算法对图像增强对比度较高,处理时间少,像素数据求解精度高。
热学计量
• Select
  基于准绝热的锌固定点复现装置

  王伟,孙建平,曾凡超,方信昀

  计量学报. 2016, 37(6): 591-595. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.09

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  ITS-90温标固定点温坪受到诸多方面的影响,温场是其中重要影响因素之一。为提升温场性能弥补漏热造成的影响,借鉴低温固定点中广泛采用的绝热原理,设计基于准绝热的锌固定点装置,温场梯度性能由传统固定点的100 mK提升至20 mK,固定点高纯金属使用量由2.0 kg降至200 g。实验结果表明该装置的温坪可持续时间较长,复现性0.1 mK,既能大幅度提升温场性能,同时达到了装置小型化、可重复使用经济实用的目的,又为高纯金属中微量杂质对相变温度的影响评估降低温场因素的干扰提供研究基础。
• Select
  TDLAS火焰燃烧温度测量方法改进研究

  杨斌,黄斌,杨荟楠,刘佩进,何国强

  计量学报. 2016, 37(6): 596-601. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.10

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）双线温度测量原理,设计了7 153.748^-7-154.354 cm^-1谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统,对平面预混火焰燃烧温度进行测量,发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果相对偏差较大。针对这一问题,提出了采用(7185.597-(7 444.352+7 444.371)) cm^-1双激光器TDLAS系统,并结合增加光程方法来改进原有的温度测量精度。结果表明:采用双激光器可放宽谱线对的选择范围,选择吸收更强的谱线对可以有效提高信噪比,并且结合增加光程,可实现TDLAS温度测量结果与热电偶测量偏差由10%降低到5%。
• Select
  高温黑体空腔有效发射率的计算

  蔡璐璐,田海霞,吴飞,董杰

  计量学报. 2016, 37(6): 602-605. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.11

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立了圆筒形黑体空腔模型,分别基于积分方程法、有限元分析法、Monte-Carlo法对该黑体空腔的有效发射率进行计算,并对比分析了不同腔体几何形状、腔体材料发射率、探测器距腔口距离等因素对黑体空腔有效发射率的影响。结果表明:在相同长径比、孔径比、材料发射率等条件下,长径比较大、孔径比较小、腔体材料发射率较大时黑体空腔有效发射率较大。
• Select
  相对湿度对泡沫玻璃导热系数的影响

  王晓,崔超,余时帆,熊玉亭,吕玲,陈奕豪

  计量学报. 2016, 37(6): 606-609. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.12

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用瞬态平面热源法在不同的环境相对湿度下对3对泡沫玻璃的导热系数进行了测量。实验结果表明,在相对湿度较低的情况下,试样的导热系数受湿度影响较小,几乎不随环境湿度变化;在相对湿度较高的情况下,试样的导热系数随湿度的增大而增大,与低湿度时相比导热系数最多增大了近1.5%;此外,实验结果还表明泡沫玻璃的导热系数存在不均匀性,不同区域的导热系数值存在较大差别,最大可相差8.8%。
流量计量
• Select
  宽带声学多普勒流速剖面仪球面散射回波模型研究

  易志强,赵知劲,马修准,李芸,曾嵘,姚英彪

  计量学报. 2016, 37(6): 610-614. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.13

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  宽带声学多普勒流速剖面仪通过处理水下体积回波信号进行流速估计,回波模型的准确度决定了理论仿真的正确性。针对回波的散射特性,通过分析水层回波信号的时空关系,提出一种球面散射水层回波模型,并利用坐标旋转方法推导出该水层回波解析式。相比其他方法,该模型解析式充分体现了散射体模型形状对回波的作用,更加接近实际情况。对该模型下回波信号进行频谱和自相关特性分析,采用复相关算法估算流速。通过与实测数据进行对比,结果证明了该回波信号模型与解析式的正确性。
• Select
  钟罩式气体流量标准装置内部容积的测量方法

  刘夷平,宋进,许尧,全晓军

  计量学报. 2016, 37(6): 615-618. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.14

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于尺寸测量法,测量了1000L钟罩内部的分阶容积。2个接触式长度计和旋转测量臂构成弦长测量机构。将罩体沿轴向划分为若干等间距截面,以15°采样间隔测量长度计与罩体内壁的接触点到测量臂旋转中心的距离,由接触点空间坐标确定各截面的轮廓。提出一种新的面积扫描法计算各层截面面积。经与圆度误差法的测量数据对比,当采样间隔密集时(5°或15°)2种方法的测量结果比较吻合。由各层截面面积及其轴向间距,计算得到分阶容积数据表作为罩体内部容积的标定结果。
• Select
  多传感器热式气体流量计的研制

  沈平平,赵伟国

  计量学报. 2016, 37(6): 619-622. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.15

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对大中型管道以及不规则流场中气体流量测量存在的问题, 研制了一种多传感器结构的气体流量计。在测量管道中按照对数线性法选取测量特征点,采用4个热式气体流量传感器获取特征点的流量信号,利用正交多项式拟合建立特性曲线的函数关系式。在不规则流场条件下对200mm口径样机进行实验。实验结果表明,多传感器测量方法能够明显改善单传感器的测量精度不高的问题。
• Select
  微机电系统热式流量传感器计量原理的数值研究

  段所行,董胜龙,李国国,张金龙,陶仁义

  计量学报. 2016, 37(6): 623-627. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.16

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用计算流体力学仿真手段,根据MEMS热式流量传感器的计量原理进行机理建模,对不同流速下微机电系统传感器表面的温度场分布进行数值模拟与分析,考察了传感器温差输出信号与标准流速之间的关系,所得结论与理论相符。同时,通过与实验数据比较,验证了仿真模型的正确性。此外,通过分析热式流量传感器在不同温度和压力下的热场特性,发现其存在一定的温度和压力效应。当工作温度、压力波动较大或严重偏离标定状态时将带来较大的测量误差。
力学计量
• Select
  单相异步电动机旋转振动频谱特征分析

  赵浩

  计量学报. 2016, 37(6): 628-631. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.17

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对单相异步电动机额定状态下的旋转振动进行了实际测试, 发现电机运行时存在明显的旋转振动,且振动频率是基波频率的两倍。对旋转振动产生的机理进行了剖析,发现椭圆旋转磁场的幅值和转速变化是产生旋转振动的主要原因,并对椭圆磁场的幅值和转速情况进行了仿真。对单相异步电动机在调压调速工况下的旋转振动进行了实际测试,对实验结果进行了频谱特征分析,找出了旋转振动主要分量的幅值与通电电压之间的关系,最后对实验结果产生的原因进行了剖析。
电磁学计量
• Select
  改进LMD和LS-SVM在小电流接地故障选线中的应用

  曹丽芳,赵朋程,陈颖,王玉田,张淑清,张航飞,徐剑涛

  计量学报. 2016, 37(6): 632-637. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.18

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种改进的局部均值分解(LMD)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)相结合的小电流接地故障选线新方法。针对LMD存在端点效应的缺陷,提出了一种最小平方距离相关的改进算法,对端点效应进行了有效的抑制;LS-SVM在SVM基础上,用二次损失函数代替不敏感损失函数,用等式约束代替不等式约束,降低了计算复杂度。与径向基神经网络(RBF)方法的分类效果对比,验证了LS-SVM在非线性模式识别方面的优势。实验表明该方法能够很好地选出故障线路,为小电流接地故障选线提供了一种有效的新方法。
• Select
  两类鞍形线圈产生磁场均匀性效能的研究

  丁莹,董全林,赵伟霞,李茹杰,房建成

  计量学报. 2016, 37(6): 638-643. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.19

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以毕奥-萨伐尔定律在笛卡尔直角坐标下对两种鞍形匀场线圈进行数学建模,通过对两种轴对称线圈单组的数值分析得出线圈系统在径向磁场分布的一般特征,在理论计算获得线圈最佳结构下利用Matlab优化结构参数。对比了这两类鞍形线圈在轴上和空间立方体的磁场均匀区大小及与中心磁场的相对偏差。并给出了这两种线圈磁场相对偏差ε≤1%的有效匀场空间区域,为主动屏蔽系统的线圈类型选择提供了参考依据。
无线电、时间频率计量
• Select
  用Hilbert变换进行FM信号解调的一种数据处理方式

  梁志国

  计量学报. 2016, 37(6): 644-648. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.20

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对Hilbert变换进行FM信号解调中的问题进行了实验研究,对于Hilbert变换中卷积窗口长度的选取问题,通过实验研究发现,同时满足窗长大于100点且宽于载波周期的条件,可以获得良好的变换效果。对于以微分方式从实际相位波形中获取瞬时频率的准确度不高的问题,提出了一种先剔除趋势分量再微分的多点差分计算方法,获得了良好的解调效果。并在一组调制参量已知的FM波形序列上,以解调实验验证了该方法的正确性和可行性。为用Hilbert变换法进行FM信号解调提供了一种快速实用的数据处理方式。
• Select
  QPSK调制多载波信号时延在线测量技术

  张靖悉,胡勇,李玥

  计量学报. 2016, 37(6): 649-652. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.21

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对传统通用仪器无法完成对新一代扩频测控系统QPSK调制多载波信号时延在线测量的难题,通过对基于QPSK调制的多载波信号进行深入研究,提出了此类信号时延测量方法:利用光纤传输实现了同步信号上升沿低失真远距离传输;利用FIR数字滤波实现了无非线性失真、滤波时延可计算的多载波分离;利用结合时间窗的解包络技术实现了QPSK调制信号的时延测量。并基于上述测量方法提出了测量系统构架,研制了QPSK调制多载波信号时延测量系统,完成了对转发式卫星导航试验系统射频信道上行链路时延在线高精度测量。
• Select
  汞离子频标数据采集系统的小型化设计

  汪漫,陈义和,柳浩,何跃宏,杨智慧,佘磊,李交美

  计量学报. 2016, 37(6): 653-656. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.22

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。
电离辐射、标准物质与生物计量
• Select
  荧光谱及平行因子分析在芝麻油与芝麻香精鉴别中的应用

  吴希军,田瑞玲,杜德琴

  计量学报. 2016, 37(6): 657-662. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.23

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用FS920荧光光谱仪测量21种芝麻油和同品牌不同批次2种芝麻香精共23个样品的荧光光谱,并对激发-发射荧光谱数据矩阵(EEMs)进行平行因子分析,确定了平行因子分析模型的因子数及各因子的物质基础。综合分析同步三维荧光谱、激发-发射三维荧光谱及其等高线光谱图,给出了芝麻油及芝麻香精的峰位、峰数和峰强等特征信息;应用平行因子模型建立了芝麻油及芝麻香精的3因子激发、发射光谱轮廓图和样本因子相对含量图。证实荧光光谱技术和平行因子分析法对芝麻油和芝麻香精进行分析和鉴别的有效性。
• Select
  CT电离室校准条件的建立与模拟

  廖振宇,吴金杰,屈国普,王佳,葛双,霍彬彬,杨扬

  计量学报. 2016, 37(6): 663-666. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.24

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  根据IAEA TRS 457报告提出的CT电离室校准方法,建立了RQT 8辐射质,运用蒙特卡罗模拟程序EGSnrc得到RQT 8辐射质下距源焦点95cm处,射野半径为5cm的平面上的注量谱及角分布,以此构造校准模型,并研究了附加光阑的长度、倒角对校准CT电离室的影响。建立的参考辐射质半值层偏差为1.4%,附加光阑在长度为50mm倒角为80°时散（透）射最小,总体达到了CT电离室校准、测试和国际比对的要求。
计量学总论、不确定度
• Select
  基于OPC和WinCC的富氧顶吹炉喷枪位置软测量实现

  尹志豪,温开芬,付昆鹏,冯丽辉

  计量学报. 2016, 37(6): 667-670. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.06.25

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  富氧顶吹炉在有色冶金中得到广泛应用,但喷枪位置至今难以在线测量而影响了喷枪控制与寿命。为了提高喷枪寿命和生产效率,在获得喷枪位置软测量模型基础上,成功实现了基于OPC的Matlab喷枪位置软测量算法与WinCC平台之间的数据交换,在WinCC界面中突出显示了喷枪枪位及其插入深度的预测值,解决了喷枪位置难以在线测量的问题,进而提高了喷枪寿命,传统测量下喷枪头平均使用寿命为79.6 h,软测量下的喷枪的平均寿命达到了155.28 h。