针对集成电路制造中晶圆表面球形污染物检测的需求，基于光散射原理，研究了入射角和散射角对球形污染物散射特性的影响规律。采用Bobbert and Vlieger理论结合双向反射分布函数对晶圆表面球形污染物的散射场计算。在此基础上搭建了入射角和散射收集角可调的晶圆表面球形污染物检测系统，并采用粒径500 nm的聚苯乙烯乳胶（PSL）球形颗粒开展实验，考察了散射强度随入射角和散射收集角变化的依赖关系。鉴于探测器存在固定散射光接收范围，为避免散射信号淹没在反射信号中及因反射光直射导致探测器损坏，对实验角度范围进行适当限制。结果表明，散射收集角20 °下入射角从80 °至40 °信噪比增加了68.89%，入射角70 °下收集角从0 °至50 °时信噪比增加了102.25%，散射场分布主要集中在镜面反射角附近，此区域有更高的检测灵敏度；固定散射收集角和固定入射角下的仿真与实测值的均方根误差分别为0.073 1和0.094 2，理论模型能较好预测球形污染物的散射特性。

随着双光梳技术的广泛应用，其在实验室外复杂温度环境下的稳定运行需求日益迫切。传统双光梳系统通常将重复频率锁定于固定参考源，但在室外温度波动显著时，激光器谐振腔的热效应会导致光频梳重复频率持续漂移。若参考频率固定不变，锁相环路需持续输出大幅反馈以补偿频差，极易超出反馈范围而造成失锁。传统温控方法受限于恶劣环境温度的变化与系统响应速度，难以实现高效控温。通过提出一种基于可变参考频率补偿的非温控双光梳重频数字锁相方案，将双光梳重复频率锁定至可变参考源，并依据环路反馈量实时调节参考频率，从而在宽温范围内抑制了温度波动引起的频率漂移，避免了反馈量饱和与失锁现象。实验表明，该系统在20~40 ℃温度变化范围内仍保持稳定运行，实现了8天无相位滑移的连续锁定，秒级相对频率稳定度达10^-12量级，天级稳定度达10^-17量级，为解决双光梳在复杂温度环境下的长期稳定运行问题提供了新思路。

为保障国家色温度计量体系的量值准确一致，2023年国家市场监督管理总局组织实施了色温度国家基准计量比对。由中国计量科学研究院作为主导实验室，中国测试技术研究院作为参比实验室，分别采用色温度国家基准及副基准对2只比对灯的2 856 K色温点进行测量。比对结果采用归一化偏差E _n值进行评价，经分析，E _n值的绝对值分别为0.07和0.12，均远小于1，参比实验室的测量结果与参考值之差在合理的预期之内，比对结果为满意。结果表明，色温度副基准与色温度基准的测量结果一致。

为提高射频/红外（RF/IR）复合半实物仿真系统的可信度，提出一种RF/IR复合目标光电轴指向的在线校准方法。基于射频工作区电磁场幅相分布测量和红外成像光轴测量方法，研制了一套RF/IR复合目标光电轴校准设备，完成复合仿真系统光电轴指向在线测试，定量分析光电轴指向测量误差。结果表明：该校准设备可以实现高精度的复合目标光电轴指向测量与校准，电轴指向测量不确定度为0.06°，光轴指向测量不确定度为0.56′。该校准技术可以用于RF/IR复合半实物仿真系统的复合目标光电轴指向的在线测量与校准。

提出基于BP神经网络的大尺寸测距精度优化方法，通过测距数据仿真生成模型构建训练集，利用多环境参数误差补偿模型强大的非线性建模能力解决环境参数耦合问题。在1.2 km标准基线场的实验中，系统分析了长距离1.2 km和短距离72 m测距误差特性。实验结果表明：在长距离测距中，模型补偿将误差均值从7.10 mm显著降低至0.60 mm，温度相关性系数从-0.99改善至-0.03；短距离测距误差均值从0.82 mm优化至0.33 mm，温度相关性系数从-0.80改善至0.04。多距离实验验证表明，补偿后平均误差均优于0.50 mm，在1 176 m距离下较传统方法误差降低91.4%，且有效消除了距离相关性。该方法为野外高精度测量提供了可靠的技术解决方案。

传统静态分段测量方法在超长导轨上存在拼接误差与数据漂移等缺陷，难以满足一次性完整连续测量需求，针对该问题，提出了一种基于方位角积分修正与横偏轨迹重构的误差补偿方法。首先，通过安装高精度陀螺仪采集正、反行程全过程方位角信号。其次，采用连续积分校正策略分离攻角与侧滑角干扰，直接得到未经拼接的横向偏移轨迹。然后，对横偏曲线进行快速傅里叶变换，基于最小均方根误差准则自适应筛选幅值较高且对误差降低贡献度大的谐波阶次。最后，利用筛选出的敏感谐波分量重构横偏轨迹，获得补偿后的误差偏移量。0.1~0.9 m/s速度工况下的重复实验表明：所提方法对正、反行程横偏量之间的最大差异平均降低63.3%；对75 m导轨测量的直线度分别为（0.446 2±0.002 8）mm（水平）和（0.438 2±0.002 5）mm（垂直），均优于传统的光电自准直仪法和激光干涉仪法。结果表明，所提方法具备高精度与高重复性，为超长导轨直线度测量提供了新的技术路径。

针对基于直接溯源光栅干涉仪的光栅间距测量系统，开展主要误差来源的理论分析与仿真研究，重点研究了待测光栅的俯仰误差、偏摆误差以及旋转误差对光栅栅距测量结果的影响。通过理论分析，实验测量和不确定度评定，明确了系统的主要误差来源。利用光学仿真软件构建系统模型，模拟光栅沿矢量方向位移，提取探测器相干相位，并进行相位展开与栅距计算。通过改变待测光栅绕X、Y、Z轴的旋转角度，系统分析其对测量精度的影响。仿真结果表明，待测光栅存在0.01°～0.10°俯仰角时，测得的栅距相对误差为0.12%；存在0.01°～0.10°旋转角时，测得的栅距相对误差为0.41%；存在0.01°～0.10°偏摆角时，测得的栅距极差达6.9 nm。

随着量子精密测量技术的发展，基于固态量子自旋的金刚石氮-空位（NV）色心测温方法，因具有高精度、微纳米尺度及材料性质稳定等优势，有望突破生物医学、芯片制造等领域的无损微观温度探测技术瓶颈。然而，通过施加高功率激光、微波等手段提高测量信噪比会引起严重的加热效应，影响温度测量的精确度。为避免采用增大外场功率的方式，提出优化激发激光偏振方向以提升测量性能的方法。首先理论分析了激光偏振对电子自旋极化率和荧光对比度的影响，并设计可偏振调节的激发光路；而后通过实验研究了4个NV轴向荧光对比度随激光偏振方向变化的规律，选取最优偏振方向进行微波功率及测温灵敏度的优化。实测结果表明，该方法可有效降低系统工作所需微波功率，其加热效应减小约7 ℃，温度测量灵敏度提升超过3倍。

在工业现场环境中，传统辐射温度计需穿透弥散介质或透过隔离窗口远程测量目标表面温度，该测量方式显著影响测温结果。应用主动式激光辐射测温技术，以石英玻璃作为干扰介质设计实验，开展不同透过率条件下的表面真实温度测量，对比分析传统辐射温度计与主动式测温系统的测温性能差异。实验数据显示：主动式测温系统在不同透过率干扰时平均测温偏差为3.6 K；同等透过率条件下，传统LP4辐射温度计平均测温偏差为3.7 K，且其测温偏差随被测温度升高逐步增大，证实主动式测温系统的穿透能力优于传统辐射温度计。该结果表明，主动式测温系统在未知样品发射率场景中，仍能保持较高的测温精度，具备理论上消除路径上透射影响的能力。

提出一种天然气流量计算机端点控制的小样本校准策略。构建2025年度国内主要输气管网现场实测的533台主流流量计算机计量数据库，基于普通最小二乘法分析了全量程范围内的示值误差线性度，建立了仅依赖最小流量点Q _min与最大流量点Q _max的线性预测模型，结合Monte Carlo仿真与JJF 1059.1—2012规范，对简化模型引入的插值误差与不确定度分量进行了量化评估。结果表明：样本中67.54%的设备示值误差与标准流量表现出极高的线性相关性，决定系数R²均值达到0.99；相较于传统五点法，该策略在中间流量点引入的插值误差在96%置信水平下小于0.02%，远低于最大允许误差；且国产设备与国际主流设备均表现出一致的优异线性特征。在保证计量准确度和溯源性的前提下，能显著减少现场校准作业时间与天然气损耗，提升管网计量管理的经济性。

针对管道输送过程中油品介质切换时界面难以快速、准确识别的问题，提出一种基于声速补偿的管输油品切换界面实时检测方法。首先根据声速传播基本原理构建标准状态的声速补偿模型，抑制介质温度、压力等条件对声速测量结果的影响；在此基础上，采用卡尔曼滤波算法动态更新基线声速，实现对油品批次差异和管道运行条件变化的自适应匹配；最后结合累积和（CUSUM）方法检测补偿后声速的突变特征，建立高精度油品界面检测模型。为验证方法有效性，进行现场典型柴油、汽油切换界面的实验测试，结果表明：经补偿后柴油与汽油的基线声速差值为142.0~177.1 m/s，该方法可准确识别全部4组实验中的油品切换界面，结果与实际工况吻合。

针对电液模块中摆线齿轮泵驱动以及油液冲击带来的振动噪声，设计了电液模块噪声、振动与声振粗糙度（NVH）检测系统。基于气动控制元件与PLC自动化控制平台，设计了自动化工装机构对产品进行安装以及传感器自动化加载；根据电液模块工作原理，设计了液压管道模拟油液流动；基于液压管道、自动变速箱控制和ABB伺服电机及汇川电子泵控制电液模块中油的流动和流量模拟实车运行的工况；使用NI USB-4431高速采集卡，采集振动传感器数据以及电机转速，实时监控测试环境与工况，返回测试数据；对振动信号进行时域分析，将编码器电缆脉冲信号转换为转速并结合振动信号进行阶次分析，通过阶次切片提取出需要分析的阶次。2个工况下均有489个故障件，490个正常件，按照7∶3的比例划分训练集和测试集。基于支持向量机（SVM）算法进行故障诊断，2个工况下的准确率均超过98.98%，检测耗时短，准确性与实时性均达到了企业在线检测的要求。

针对自由落体绝对重力仪铍铜带传动系统的预紧力优化问题，基于Abaqus建立了该系统的有限元模型，采用预紧力校核、落体平台位移与速度的多重验证方法验证模型的有效性，有限元分析的位移和速度结果与实验数据的相对误差均小于5.0%。在此基础上，通过参数化仿真分析不同预紧力下位移累计相对误差与系统滑移率的变化规律。结果表明：预紧力低于105 N时，滑移率超过2.5%，传动带发生明显打滑现象；预紧力超过107.5 N后，滑移率稳定在0.58%附近；随着预紧力增大至120 N，位移累计相对误差有所上升，系统刚性增强而对环境扰动更为敏感。综合考虑系统的传动准确度与刚性，确定该传动系统的最优预紧力为108 N，实现了高传动精度与适度刚性的平衡。

针对传统滚动轴承故障诊断模型存在的特征提取不充分、诊断准确率低的问题，设计了一种基于双域特征融合网络的轴承故障诊断方法。首先通过格拉姆角场（GAF）将一维振动信号变换成2种特征明显的二维图片以提高信号的可视化能力；然后将其输入双路径轻量化特征提取模块中，该模块使用补丁嵌入的图片处理方式并引入深度可分离卷积，从而提升计算效率；最后设计了特征融合模块，利用自适应权重学习机制，动态调整双域特征之间的信息交互方式，以提升模型的特征表达能力。实验结果表明，所提模型的故障平均识别准确率可达99.64%，与CNN、ResNet-18等传统模型相比，能够更高效地识别滚动轴承故障。

针对工业现场轴承故障检测中依赖标注数据、无线传感器网络（WSNs）节点能耗高及数据传输量大等问题，提出了基于卷积脉冲神经网络（CSNN）和传感计算的无监督轴承故障检测方法。该方法利用卷积脉冲神经网络有效融合了卷积神经网络（CNN）的局部特征提取能力和脉冲神经网络（SNN）的动态特征捕捉优势，采用无监督学习策略，消除对标注数据的依赖；结合无线传感器网络传感计算，降低无线传感器网络传感节点的数据传输量和能耗。采用C语言实现了所提卷积脉冲神经网络轴承故障检测模型，并将其嵌入无线传感器网络传感节点进行了实验验证。结果表明，所提方法的故障检测准确率为99.2%，与直接无线传输轴承振动原始数据相比，能减少数据传输量99.8%，降低节点能耗约29.3%。

化学机械抛光是半导体制造中的一项关键技术，已成功用于超导量子器件中绝缘层的平坦化。首先通过多样品绝缘层抛光实验将抛光速率表征为抛光周期的函数，并通过调整预抛参数稳定，使抛光速率稳定在1 nm/s。分析测量其抛光后的不均匀性均小于5%、清洗后的粗糙度能达到1 nm以内，符合器件制备要求。为了评估不同形貌的平面化性能，设计了具有分级图案密度的测试结构，并采用扫描电子显微镜和原子力显微镜来表征局部形态特征，最终得到50%图案密度时能获得更好的抛光效果。基于这些抛光研究结论，优化的平面化工艺被整合到可编程约瑟夫森结阵列的制造工作流程中。最后，通过分析比较并得到平坦化工艺能够提高低温下器件的工作电流至50 mA。

针对微波毫米波芯片测试中的关键在片S参数校准技术，分析与比较了常用的SOLT、SOLR、LRM、LRRM、TRL和Multiline-TRL校准算法，阐述了每种算法的误差模型、频率适用范围，从校准测试准确度和效率方面论述了各自的优势和缺点。描述了各算法所对应在片校准件的组成、参数定义及用途。在1~67 GHz频段，在相同的在片S参数测试系统上，用国际上惯用的校准比较方法对上述校准技术进行了验证，以准确度高的Multiline-TRL算法为基准，计算了测试无源芯片时其他算法与基准算法S参数的最大偏差，为不同在片校准测试场景下校准技术的选择提供参考。

汽轮机调门油动机在跨大开度工况下，面临全局分布强制对齐导致的类级特征混淆（负迁移）及边界样本识别困难等问题。为此，提出一种基于自适应特征对齐与领域对抗迁移学习的跨开度故障诊断方法。该方法以Resformer网络作为特征提取主干，旨在深度挖掘变工况下的高判别性特征；考虑到传统损失函数在处理难分样本时的局限性，引入自适应阈值焦点损失函数，驱动模型主动聚焦于分类边界处的模糊样本；为克服全局对齐易破坏子域结构的缺陷，设计了融合局部最大均值差异与余弦退火策略的精细化类级特征适配模块，并协同辅助领域对抗网络，实现了高效的领域自适应。实验结果表明，所提方法在调门跨开度故障诊断任务中的平均精度达到86.14%，有效验证了其在解决工业场景跨工况诊断难题方面的优越性与鲁棒性。

旅行背包问题（TTP）整合了旅行商与背包问题，是一个非确定性多项式（NP）难题。提出一个两阶段框架：首先通过Lin-Kernighan启发式生成高质量路线，然后将项目选择建模为多目标优化问题。后者通过精英非支配排序差分进化算法（E-NSDE）求解，该算法共同优化总项目价值和行程时间。引入精英选拔策略以增强种群多样性并拓宽选择范围。标准TTP基准测试的实验结果显示，E-NSDE在大多数情况下优于NSDE，且随着问题规模的增大，优势也在增加。超体积比较进一步证明了其在收敛性和多样性方面优于NSDE和NSGA-II的优势。所提出的方法为解决复杂的组合优化问题提供了一种有效的方法。