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2014年 35卷 3期
刊出日期:2014-05-22

 
193 以“固定点—高温计”方式传递 961.78 ℃以上国际温标
卢小丰, 原遵东, 王景辉, 柏成玉, 董 伟, 郝小鹏, 王铁军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.01
中国计量科学研究院在持续对高温基准装置研究工作的基础上,提升了光电高温计信噪比、非线性和辐射源尺寸效应等关键性能,并完善了光电高温计性能参数测量平台。与之前高温温标通过钨带灯传递不同,以“参考固定点—光电高温计”方式进行了银点以上高温温标的复现和传递,该方式可以避免光电高温计长期稳定性的影响,并将高温温度上限从2 200 ℃延伸至2 474 ℃,实验分析得到961.78~2 474 ℃的温标扩展不确定度(k=2)为0.08~0.62 ℃。2009年中英西三国温标复现比对结果验证了三国国际温标的一致性,并支持了上述不确定度评定。新传递方法可为精密光电高温计提供最高水平校准,并可扩展应用于900 nm等红外高温计校准。
2014 Vol. 35 (3): 193-197 [摘要] ( 573 ) HTML (1 KB)  PDF (2082 KB)  ( 978 )
198 基于球杆仪的旋转轴几何误差测量和辨识
陈剑雄, 林述温, 韩国强
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.02

通过圆弧测量轨迹, 移动球杆仪测量球心在旋转工作台上3个安装位置的9项误差, 采用齐次变换理论建立几何误差辨识模型, 引入系数矩阵条件数进行安装参数的优化选取, 提出一种辨识旋转轴4项位置和6项运动误差的方法。最后, 在四轴数控加工中心上进行了测量和验证实验, 该方法可辨识出全部的几何误差项, 通过对几何误差计算出的预测值和球杆仪的测量值的比较, 预测值的绝对误差小于0. 003 mm, 具有辨识精度高、测量省时的优点。

2014 Vol. 35 (3): 198-203 [摘要] ( 743 ) HTML (1 KB)  PDF (3527 KB)  ( 1358 )
204 白车身视觉检测系统中多类型传感器全局校准技术
刘玥, 林嘉睿, 刘涛, 刘常杰, 叶声华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.03
针对白车身视觉检测系统中传感器数量多、种类各异、分布空间大、位置关系复杂等问题,提出了一种适用于工业现场的多视觉传感器全局校准技术。基于坐标系间接统一法,设计多个精密立体靶标作为坐标系转换中介,利用激光跟踪仪获取现场校准数据,在单位四元数数学模型的基础上,求解两坐标系间最优转换矩阵,将固定式传感器和柔性传感器的测量坐标系统一到全局坐标系。该方法已在某企业在线测量项目中成功应用,现场只需完成传感器坐标系与全局坐标系转换关系标定,降低了复杂现场环境对多传感器全局校准的限制,简化了校准过程,提高了环境适应性,校准后检测系统各向测量精度均优于±0.2 mm,满足白车身在线测量精度要求。
2014 Vol. 35 (3): 204-209 [摘要] ( 781 ) HTML (1 KB)  PDF (2402 KB)  ( 1051 )
210 基于Edlén公式空气折射率测量系统的校准研究
崔建军, 刘香斌, 康岩辉, 张 恒,李建双
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.04
为了检验对激光干涉仪测量精度有很大影响的空气折射率测量系统的测试性能,提出一种可用于基于Edlén公式的空气折射率测量系统的校准方法,并且设计了专门的校准装置,该装置主要由温度、气压以及湿度测量系统组成。实验证明:取包含因子k=2时,温度在(5~40)℃区间,测量不确定度U优于0.02 ℃;气压在(66~105)kPa区间,U=18 Pa;湿度在(10~90)%RH区间,U=2.0%RH,等效于整个系统对应的空气折射率测量的相对不确定度优于1×10-7
2014 Vol. 35 (3): 210-215 [摘要] ( 818 ) HTML (1 KB)  PDF (2474 KB)  ( 1965 )
216 工业CT探测尺寸误差的校准及误差分析
王义旭, 施玉书, 高思田, 李东升, 李伟, 李琪, 宋旭
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.05
针对工业CT探测尺寸误差的校准需求,提出一套基于标准球的校准工业CT探测尺寸误差的方法,并对引起探测尺寸误差的各种因素进行了详细分析。首先使用中国计量科学研究院标准测长机对标准球的直径进行校准,再使用标定后的标准球校准工业CT探测尺寸误差。实验结果表明球标准器能够满足工业CT探测尺寸误差校准的需求,既能被精密校准,又可在工业CT中获得低伪像的高质量图像,从而实现对工业CT探测尺寸误差的校准。通过对影响工业CT探测尺寸误差因素的分析,讨论了工业CT成像过程中各环节的误差源,对于建立工业CT测量系统全面的校准方法和溯源具有重要意义。
2014 Vol. 35 (3): 216-220 [摘要] ( 773 ) HTML (1 KB)  PDF (1636 KB)  ( 1818 )
221 成像距离对图像畸变系数的影响研究
潘慧, 汪敏, 徐建亮, 刘晓辉, 许四祥
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.06
基于共线特征点求解图像畸变系数的方法,研究了拍摄物体平面与镜头平面间的不同距离参数对图像畸变系数的影响,并结合实验结果探寻了畸变系数的变化规律。在此基础上,指出镜头的畸变系数不仅与焦距有关,成像距离也是重要的影响因素,不可忽略。进行了不同距离参数下的畸变系数对相同标准量块图像校正的实验研究,比较了不同畸变系数下校正量块图像的不同高度位置的宽度曲线。实验结果表明,不同距离参数下的畸变参数对量块图像进行校正的结果是不同的,且当选用的畸变参数的距离与实际的成像距离相同时,其校正结果的精度最高,量块图像宽度测量的精度最高。
2014 Vol. 35 (3): 221-225 [摘要] ( 733 ) HTML (1 KB)  PDF (1205 KB)  ( 1365 )
226 基于CCD的道路照明亮度测试系统的设计
季双双, 于莲芝, 尤源
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.07
利用CCD成像基本原理,在研究了道路照明亮度与图像关系的基础上,设计了一种基于CCD数码相机的道路照明亮度测试系统,并设计了一种道路照明的实用标定装置。借助于MATLAB软件给出了数码图片的像素灰度值与亮度之间的数学模型,对标定环境中关键影响因素进行了定量研究,并在盐城市松江路进行实测,测试结果与参照值的相对误差均在15%以内,表明新设计的测量方法有效地提高了道路照明指标测试的精度与效率,减少了测量误差。
2014 Vol. 35 (3): 226-229 [摘要] ( 562 ) HTML (1 KB)  PDF (440 KB)  ( 1103 )
230 一种基于椭球约束的加速度计粒子群优化静态修正方法
金梅, 张康宁, 金菊, 于国辉, 李文超
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.08
研究了微机电系统加速度计基于椭球约束的静态修正法。根据微机电系统加速度计输出数学模型,采用标准粒子群优化算法估计微机电系统加速度计的输出数学模型中的刻度因数、零偏及正交误差。实验结果表明,该方法有效剔除了采样过程中的随机误差,粒子群优化方法的引入,使得微机电系统加速度计输出能够准确地反映其真实值。
2014 Vol. 35 (3): 230-235 [摘要] ( 532 ) HTML (1 KB)  PDF (428 KB)  ( 772 )
236 永磁式角加速度传感器及其标定方法的研究
吴文韬, 冯浩, 赵浩
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.09
介绍了一种新型永磁式角加速度传感器及其机械结构和工作原理,针对该角加速度传感器的标定问题,提出了一种基于机械扭摆机构的标定方法和标定系统。推导证明了其标定原理,并通过实验证明该标定方法和标定系统能客观反映出永磁角加速度传感器非电量输入和输出电压之间的关系,确保了角加速度传感器的标定精度,证明了永磁式角加速度传感器及其标定方法的可行性。实验结果表明传感器的灵敏度约为6.562 μV/(rad·s-2).
2014 Vol. 35 (3): 236-241 [摘要] ( 668 ) HTML (1 KB)  PDF (2223 KB)  ( 922 )
242 适用于频繁启停流量测量的科氏质量流量计信号处理方法
刘翠, 徐科军,侯其立, 熊文军, 方敏
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.10
针对实际应用中流量频繁启停的特点,建立科氏质量流量传感器突变信号模型。用此模型对已有的数字信号处理算法进行评估,分析其在罐装测量中的误差;改进DTFT算法,以适用于突变信号的处理。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,实时实现了整套算法,并进行了启停法及静态质量法的水标定实验。实验结果表明,所研究的方法具有较快的动态响应速度和较高的测量精度。
2014 Vol. 35 (3): 242-247 [摘要] ( 546 ) HTML (1 KB)  PDF (778 KB)  ( 713 )
248 基于差压法的飞机液冷系统冷却液流量测量
封卫忠
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.11
飞机液冷系统冷却液流量是评定系统性能的一项重要指标。利用液冷系统中的变径导管作为节流件,可以采用差压法对冷却液流量进行测量。利用地面校准系统获得的试验数据,拟合得到了不同温度、不同压力下的冷却液流量-差压特性曲线,通过插值得到了可用于流量计算的修正公式。试飞结果表明,采用这种方法测量飞机液冷系统冷却液流量是可行的,解决了飞机液冷系统不便加装流量计的问题。
2014 Vol. 35 (3): 248-151 [摘要] ( 607 ) HTML (1 KB)  PDF (348 KB)  ( 808 )
252 二维主元分析法在心肌梗死心电信号检测中的应用
葛丁飞, 徐爱群
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.12
 利用基于联合能量百分比搜索的二维主元分析法对12导高分辨率心电信号(ECG)进行全局特征提取和分类检测研究。所用数据取自PTB诊断数据库,包括健康状态ECG,早期心肌梗死(MI)ECG,急性期MI ECG,恢复期 MI ECG。结果表明,所用的方法能有效地融合12导ECG信号及其高频分量中的细微结构信息,与常规主元分析法相比,其平均分类检测精度可提高10.43%,与常规二维主元分析法相比,能得到维数更低的特征表示,并可获得99.46 %的平均分类检测精度。
2014 Vol. 35 (3): 252-257 [摘要] ( 439 ) HTML (1 KB)  PDF (795 KB)  ( 913 )
258 基于正弦失真测量的A/D动态有效位数评价
梁志国
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.13
针对A/D动态有效位数的测量,提出了基于正弦波采样序列失真度的测量方法,给出了相应的计算公式。不用执行复杂的正弦波拟合运算即可实现A/D转换器动态有效位数的测量校准。通过一组仿真实验, 使A/D位数在3bits到24bits范围内变动,以及变动每周期采集数据点数等情况下,将所述方法与正弦波曲线拟合法测量动态有效位数进行了比较研究,获得结论是两者结果一致性良好,正弦波拟合方法的适应性更宽,而所述方法的过程更加简洁。在数据采集系统上的实测实验验证了所述方法的正确性和切实可行性。
2014 Vol. 35 (3): 258-262 [摘要] ( 483 ) HTML (1 KB)  PDF (1008 KB)  ( 806 )
263 数字调制质量参数传递标准的研制
方宏,卞昕,周鑫,刘科,赵海宁
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.14
为了研制数字调制质量参数量值比对的传递标准,提出了一种基于星座图设计来实现对矢量信号发生器输出数字调制信号的调制误差进行准确设置的方法。给出了该方法的理论推导过程、实现方法,以及比对测量点的选取,最后通过测量实验,验证了所研制传递标准在比对测量点处的稳定性。
2014 Vol. 35 (3): 263-267 [摘要] ( 400 ) HTML (1 KB)  PDF (1587 KB)  ( 811 )
268 斜变滤波器时域加窗对图像重建的影响
乔志伟
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.15
提出了斜变滤波器的单位脉冲响应的时域加窗方法。 斜变滤波器的单位脉冲响应应取奇数个点并偶对称,以保证其严格零相位。可以用来截取单位脉冲响应的窗函数有矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等。仿真实验表明,矩形窗精度最好,三角窗因过度地压低了第一旁瓣,精度最差,其余窗对应的CT图像的精度介于两者之间。在对斜变滤波器的单位脉冲响应截断时应该使用矩形窗。
2014 Vol. 35 (3): 268-271 [摘要] ( 464 ) HTML (1 KB)  PDF (637 KB)  ( 698 )
272 低信噪比下基于Chirp信号的频率特性测试方法
魏列江, 李旭方, 王 霖, 董万玉, 孟 犁
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.16
提出采用带通滤波和小波包变换对响应信号进行预处理,再由FFT分析和处理获得系统频率特性曲线的方法,较好地解决了低信噪比下的系统频率特性测试问题,并降低了测试时对采集系统的硬件要求。实验结果表明:对于截止频率以下的频段,在信噪比较低甚至为-20 dB时,可以得到精度不低于1 dB的幅频特性曲线和不低于3°的相频特性曲线,完全满足系统性能评价和控制器设计的应用要求。
2014 Vol. 35 (3): 272-275 [摘要] ( 542 ) HTML (1 KB)  PDF (4429 KB)  ( 895 )
276 光纤双向时间传递的误差分析
付永杰, 才滢
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.17
介绍了光纤双向时间传递的基本原理和系统组成,通过对信号传输链路分析,推导出了影响时间同步精度的误差来源。详细分析了来回光纤链路不对称性、光器件处理、时间间隔测量等引入的误差对时间同步精度的影响,从理论上计算出各项影响因素引入误差的量值。提出了降低误差、提高系统同步精度的方法。通过理论分析和计算得出光纤双向时间传递系统同步精度可达亚纳秒量级。
2014 Vol. 35 (3): 276-280 [摘要] ( 684 ) HTML (1 KB)  PDF (791 KB)  ( 1880 )
281 应用于铯喷泉钟的磁屏蔽系统的设计
刘 昆, 房 芳, 陈伟亮, 刘年丰, 所 睿, 李天初
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.18
高质量磁屏蔽系统是铯喷泉钟的重要部件之一。首先给出评定磁屏蔽效果的3个指标,即磁场均匀区长度、磁场均匀区起点位置和磁屏蔽效率。在此基础上,讨论了利用有限元计算3层磁屏蔽系统的层间径向间距、轴向间距、端盖孔套管长度和端盖连接方式对磁屏蔽的影响,给出了相应的优化参数,并对比了按优化参数设计的3层磁屏蔽与原有4层磁屏蔽系统用有限元计算的磁屏蔽效果。有限元计算结果为中国计量科学研究院新铯喷泉钟磁屏蔽系统的技术设计提供了理论指导。
2014 Vol. 35 (3): 281-285 [摘要] ( 517 ) HTML (1 KB)  PDF (3569 KB)  ( 1049 )
286 铯原子频率标准比对方法研究
张爱敏, 杨志强, 张 越, 马秀兰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.19
由中国计量科学研究院为主导实验室的全国铯原子频率标准比对于2012年完成,传递标准为一台铷原子频率标准,参比实验室9家,8家比对结果为满意。介绍了比对的基本情况、技术方案,研究了比对方法及不确定度的评定方法,提出了时间频率比对的特殊性,分析了比对结果。
2014 Vol. 35 (3): 286- [摘要] ( 598 ) HTML (1 KB)  PDF (685 KB)  ( 854 )
291 基于视觉模型的苏木精—伊红染色法染色病理切片骨小梁提取
叶含笑, 金红婷, 袁昕, 江依法
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.20
 为了提取HE染色骨组织切片的骨小梁,实现骨小梁面积定量检测,以极坐标扩散方式创建视觉模型,划分骨小梁与骨细胞、骨皮质的边界。提取背景某一像素的RGB值,把病理切片所有像素的RGB值对背景像素求取三维欧式距离,获得阈值,对图像二值化分割,通过区域填充获得骨小梁。结果表明视觉模型能较好地获得感兴趣区域的边界,计量的骨小梁面积精度高于常规软件,检测结果鲁棒性相对于常规软件提高了95%以上,人机交互少,降低了检测的盲目性,提高了检测速度。
2014 Vol. 35 (3): 291-295 [摘要] ( 615 ) HTML (1 KB)  PDF (1395 KB)  ( 1512 )
296 4πγ井型NaI(Tl)晶体探测器性能研究和初步实验结果
张明, 杨元第, 刘皓然
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.21
介绍了中国计量科学研究院用于测量放射性核素活度的4πγ井型NaI(Tl)晶体装置。通过分析测量得到的60Co放射源发射的γ射线能谱发现,采用4πγ井型NaI(Tl)晶体对衰变纲图较为复杂的核素进行测量时存在相加峰效应。当放射源从井型NaI(Tl)晶体井口附近逐渐移至井底的过程中,相加峰的计数率逐渐增加,从而使得对60Co特征γ射线全能峰探测效率逐渐降低;此外,由于在井口附近探测器对放射源所张立体角相对较小,对γ射线的探测效率也较低;放射源在井型晶体内的位置发生变化也会对探测器的能量刻度带来影响。
2014 Vol. 35 (3): 296-299 [摘要] ( 455 ) HTML (1 KB)  PDF (597 KB)  ( 1009 )
300 基于分位数函数和Bootstrap分布的不确定度评定研究
宋明顺, 张俊亮, 方兴华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.03.22
最大信息熵方法是基于概率分布评定测量不确度的主要方法之一。其所依赖的高阶矩需要较大样本的测量数据,而校准/检测实验室的测量一般为小样本,故用最大熵方法评定小样本测量不确定度缺乏一定的可靠性。提出了基于分位数函数和概率权重矩作为约束条件的最大信息熵不确定度评定法,把矩的计算从高次降为一次,并结合遗传算法求解概率分布,用Bootstrap分布估计扩展不确定度和包含区间,解决了由分位数区间估计分布不对称所致的复杂计算问题。
2014 Vol. 35 (3): 300-304 [摘要] ( 611 ) HTML (1 KB)  PDF (302 KB)  ( 896 )
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