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2014年 35卷 4期
刊出日期:2014-07-22

 
305 能量天平研究进展
张钟华,李辰,贺青,李正坤,韩冰,鲁云峰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.01
能量天平法已在中国计量科学研究院开展了几年的研究。研究的目的与功率天平法是一致的,即通过测量普朗克常数来建立质量量子基准,但具体方法不同。2010年以来该项研究取得一定进展。例如对于直流互感量测量这一关键问题,已研究出一种新的方波补偿方法,测量不确定度达到10-7量级(k=1)。还研发了一种涡流传感器,可更准确地对可动线圈定位。线圈系统的准直问题也得到进展,研制了一种油阻尼器,大大减小了由于天平基础振动和线圈加热上升气流引起的线圈抖动。这些措施改善了线圈位置及互感测量的不确定度。测量普朗克常数h的最新结果为6626104(59)×10-34J·s,综合的相对不确定度为8.9×10-6k=1)。对所遇到的困难和进一步的改进措施也在文中进行了讨论。
2014 Vol. 35 (4): 305-310 [摘要] ( 661 ) HTML (1 KB)  PDF (1463 KB)  ( 473 )
311 基于FPGA的逐次逼近算法实现激光干涉信号细分
黄晓清, 高思田, 缪琦, 卢荣胜
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.02
为了实现激光干涉测量中信号的高速度、高精度细分,对正切细分算法中的除法运算进行了改进,采用逐次逼近算法替代使用较多的移位相减算法。实验证明逐次逼近算法比移位相减算法运算速度更快、资源占用较少。更适合FPGA信号细分高速度、高精度要求。
2014 Vol. 35 (4): 311-314 [摘要] ( 542 ) HTML (1 KB)  PDF (3975 KB)  ( 477 )
315 基于模糊C均值聚类算法的金刚石砂轮磨粒边缘检测
高琦, 崔长彩, 胡捷, 叶瑞芳, 黄辉
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.03
基于模糊C均值(FCM)聚类算法将金刚石砂轮表面检测数据划分成金刚石和结合剂两个类别,以数据的质心初始化聚类中心,用迭代的方法分别求出相应的最优聚类中心和隶属度矩阵,通过选取合适的隶属度阈值以及两个聚类中心的欧氏距离阈值来区分金刚石和结合剂,确定磨粒边缘。为验证方法的可行性,对多组数据进行检测,并用模拟的砂轮表面形貌对此方法进行了评定,评定结果与设定值误差不超过2.0%。
2014 Vol. 35 (4): 315-322 [摘要] ( 421 ) HTML (1 KB)  PDF (15698 KB)  ( 442 )
323 基于ABC-LSSVM的铝热连轧板凸度软测量建模
赵新秋,刘正亮,杨景明,车海军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.04
在铝热连轧板形控制中,板凸度是铝板带的重要指标之一。为了准确预测铝热连轧板凸度,提出了一种基于人工蜂群(ABC)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的板凸度软测量模型。由于LSSVM的精度和泛化能力取决于模型参数的选择,故引入ABC进行参数优化。根据某厂1+4铝热轧现场采集的数据验证软测量模型的预测性能,并与GA-LSSVM模型和Marquardt模型做比较,仿真结果表明:建立的ABC-LSSVM板凸度软测量模型参数优化速度快、结构简单,并且具有较高精度。
2014 Vol. 35 (4): 323-326 [摘要] ( 413 ) HTML (1 KB)  PDF (3063 KB)  ( 383 )
327 基于成像式照度测量的菲涅尔光学助降系统设计
唐翠容,武文彬,左勇,徐永
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.05
为了解决菲涅尔光学助降系统的检测问题,提出了一种基于成像式照度探测法的菲涅尔灯发光强度测量方案,并研制了成像式照度探测装置。试验结果表明该装置可远距离对大口径、大发光角度的菲涅尔灯进行发光强度的探测,满足菲涅尔光学助降系统检测装置测量的要求。
2014 Vol. 35 (4): 327-330 [摘要] ( 698 ) HTML (1 KB)  PDF (1603 KB)  ( 507 )
331 自适应插值算法在图像修复中的应用研究
马敏, 赵亮,王化祥
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.06
针对BSCB模型速度慢、整体变分模型易产生阶梯效应的缺点,提出了一种基于扩散率函数的自适应插值算法。该算法利用待修复像素点周围的已知像素点的梯度权函数和距离权函数,对未知像素点进行赋值。实验结果显示: 将该算法应用到灰度图像和彩色图像的修复中,与传统算法相比所需运算时间短,视觉效果较好,定量评价指标(峰值信噪比)也证明了该算法的有效性。
2014 Vol. 35 (4): 331-334 [摘要] ( 601 ) HTML (1 KB)  PDF (736 KB)  ( 425 )
335 噪声温度计中新型数字相关器设计
付云丰,屈继峰,张建强,周琨荔
DOI: 10.3969/j. issn. 1000-1158.2014.04.07
导读: null
分析了噪声温度计中相关器的基本原理和特点,设计了一种基于商用数据采集卡和LabVIEW软件的新 型数字相关器,用于极小幅度的热噪声谱的测量。通过调节外部参考时钟的相位,控制相关器两个通道的精确同 步采样,能够实现淹没在测量电路噪声背景下的微弱信号的测量。实验结果表明,该数字相关器设计切实可行,性 能可靠,为噪声温度计测量热力学温度奠定了基础。
2014 Vol. 35 (4): 335-338 [摘要] ( 636 ) HTML (1 KB)  PDF (3858 KB)  ( 806 )
339 旋入式检验级测压器鉴选方法研究
王芳, 李静, 孔德仁, 高路鹏
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.08
为消除压力源的波动,提出了一种运用相对偏差进行误差处理的鉴选方法。以1cm2旋入式测压器及常用的Φ6mm×9.8mm锥形铜柱作为研究对象,对旋入式检验级测压器进行了鉴选试验,并结合试验数据分析处理,对该方法的可行性进行了验证。结果显示该鉴选方法更科学合理。
2014 Vol. 35 (4): 339-343 [摘要] ( 441 ) HTML (1 KB)  PDF (302 KB)  ( 337 )
344 基于应变模态分析的桁架结构损伤检测
温银堂, 张玉燕, 张丽丽, 罗小元, 王洪瑞
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.09
选用桁架结构作为研究对象,应用应变模态分析方法对桁架结构的损伤进行检测。由位移模态振型推导应变模态进而用应变模态差值作为桁架结构损伤检测指标,提出了一种基于3σ准则的损伤阈值。通过应变模态差值与损伤阈值的对比来判别损伤有无并对损伤进行定位,用损伤前后应变差值的突变大小来初步确定桁架结构的损伤程度。对一具体桁架结构的单处和多处不同程度损伤工况,结合有限元软件进行了数值模拟。实际桁架的损伤检测实验验证了该方法的有效性。
2014 Vol. 35 (4): 344-349 [摘要] ( 500 ) HTML (1 KB)  PDF (684 KB)  ( 365 )
350 无线传感系统在石油井架承载能力计量中的应用研究
刘金梅, 闫天红, 周国强
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.10
为了解决现有石油井架实际测试中安装繁琐、测试精度低等不足,提出基于Wifi的无线应力测试方法进行在役石油井架承载能力评价。根据力学和电学理论,对应变传感器的工作原理进行了分析,并讨论了测试系统所使用的网络系统,结构承载性能评价时以无线测试获得的实测应力和结构理论分析结果之间的残差构建优化修正函数,并以某油田使用的在役井架为例进行分析,结果表明应用此方法可以取得满意的结果,为有损伤在役石油井架的安全评定及状态监测提供了有效的方法和依据。
2014 Vol. 35 (4): 350-354 [摘要] ( 478 ) HTML (1 KB)  PDF (398 KB)  ( 368 )
355 基于模糊逻辑的两步卡尔曼滤波器设计
金梅, 张志福, 金菊, 于国辉, 李文超
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.11
 在对惯性运动跟踪系统的建模分析中,常采用基于计算机的集中式卡尔曼滤波算法进行数据处理。由于该方法存在算法复杂,处理数据速度慢等问题,难以在嵌入式系统中实现高速运动跟踪,提出一种基于模糊逻辑的自适应两步卡尔曼滤波算法。该方法根据人体不同的运动状态调整卡尔曼滤波器,实验结果证明所提的方法能够更好地估计各个传感器的测量精度,减少了运算量,并在一定程度上提高了滤波器的容错性能。
2014 Vol. 35 (4): 355-359 [摘要] ( 390 ) HTML (1 KB)  PDF (1458 KB)  ( 491 )
360 轴向加荷疲劳试验机动态力修正方法分析
倪守忠, 曾利民
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.12
疲劳试验机的动态力修正量与试验机参振质量、刚度及其分布、试验机的传感器安装位置有关。通过对传感器安装在2种不同位置的疲劳试验机力学模型的动态力分析,给出试验机使用时动态力的近似修正公式。通过动态力与参振系统质量分布的分析,结合频率在1000Hz以下动态法与静态法力值校准的实验数据,认为疲劳试验机检定时采用静态法力值校准较动态法力值校准更为合理。
2014 Vol. 35 (4): 360-362 [摘要] ( 465 ) HTML (1 KB)  PDF (352 KB)  ( 412 )
363 光子相关法测量空气声场中的粒子振速
李良杰, 何龙标, 王雪晶
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.13
声场中的粒子振速是评价空气声场特性的一个重要参量。在平面波声场中,通过获取激光多普勒测速仪对不同声压级声场中散射粒子产生的光电信号,采用光子自相关法对原始多普勒信号进行处理,粒子的速度量值根据相关函数的时间特征值得出,并与传声器测量声压值计算的粒子振速值进行比较。在原有自相关算法的基础上,利用样条插值法来估计相关周期,减小原有信号频偏与多普勒频率之比并非整数倍的引入的差异。实验结果表明,光子相关法能够获得声场中的粒子振速,与传声器测量值吻合较好,当振速较大时,插值法有利于减小测量偏差。在96~110 dB的声压量值范围内,光子相关法与传声器测量值之间的振速偏差优于0.7 dB。
2014 Vol. 35 (4): 363-367 [摘要] ( 550 ) HTML (1 KB)  PDF (5250 KB)  ( 437 )
368 交流连续调谐滤波器失谐度的无盲区检测方法
邓亚平, 同向前, 鲍洋, 冯颖
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.14
失谐度的在线测量是交流连续调谐电力滤波器中的关键环节之一,其检测精度会影响到滤波器的性能及其运行的稳定性。针对目前调谐滤波器失谐度间接测量方法所存在的检测盲区问题,提出了一种基于滤波电容器和电抗器两端谐波电压幅值的失谐度测量方法,该方法克服了失谐度检测盲区的问题,且实现简单方便;建立了交流连续调谐滤波器的失谐度检测实验系统,实验结果表明该失谐度检测方法是有效准确的。
2014 Vol. 35 (4): 368-372 [摘要] ( 688 ) HTML (1 KB)  PDF (941 KB)  ( 434 )
373 磁性流体在均匀梯度磁场中的摩擦学性能测试研究
陈善飞, 顾邦明, 龚雁, 王正良
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.15
基于均匀梯度磁场能较准确反映出磁场影响磁性流体摩擦性能的认识,制造了一对产生均匀梯度磁场的线圈安置于改造后的UMT3摩擦试验机中。选用聚α-烯烃合成油基磁性流体为润滑油,测试不同均匀梯度磁场大小、不同载荷和不同往复频率下的磁性流体摩擦学性能。结果显示:载荷、往复运动频率一定时,磁性流体的摩擦系数随均匀梯度磁场的增大而减小;载荷、均匀梯度磁场一定时,磁性流体的摩擦系数随随往复运动频率的增大而减小;磁性流体在均匀梯度磁场中比无磁场中具有更高的承载能力和更长的耐磨寿命。
2014 Vol. 35 (4): 373-341 [摘要] ( 534 ) HTML (1 KB)  PDF (5195 KB)  ( 388 )
378 毫米波WR-15(50~75 GHz)国家功率基准的研制
崔孝海, 李勇, 张淑溢, 孙伟杰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.16
介绍了一种基于热敏电阻功率座的对称双线结构的WR-15(50~75 GHz)矩形波导微量热计的设计及传递标准有效效率计算方法。给出了功率基准热电堆测量曲线及该频段毫米波功率传递标准量值结果。该微量热计将作为我国50~75 GHz毫米波功率基准,将我国的毫米波功率测量能力提高到75 GHz。
2014 Vol. 35 (4): 378-381 [摘要] ( 578 ) HTML (1 KB)  PDF (4317 KB)  ( 473 )
382 斜变滤波器频域加窗对图像重建的影响
乔志伟
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.17
斜变滤波器的性能对图像重建有重要的影响,频域加窗设计法是其主要的设计方法。设计了4种经典的加窗滤波器:RL滤波器、SL滤波器、Hamming窗滤波器和指数窗滤波器。从单位冲激响应和频率响应2个方面分析了这4种滤波器的特性;从频率响应和旁瓣衰减速度2个方面比较了这4种滤波器。理论分析与仿真结果表明:指数窗滤波器的震荡噪声最小;SL滤波器整体最优。
2014 Vol. 35 (4): 382-386 [摘要] ( 667 ) HTML (1 KB)  PDF (1596 KB)  ( 518 )
387 基于虚拟现实技术的测量数据可视化方法
周鑫, 方宏, 侯立新, 刘科, 赵海宁,安莹, 杨丽, 卞昕
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.18
在从数据可视化的角度对测量数据进行分类的基础上,对两种重要类型的测量数据给出了三维建模方法。然后利用CAVE技术和3D技术,结合以映射、绘制为主线的数据可视化基本流程,提出了一种具有沉浸感和立体感的通用型测量数据可视化方案。技术方案以建立三维模型为基础,以对视图的控制为核心,以场景设置为辅助,实现并验证了测量数据可视化。
2014 Vol. 35 (4): 387-392 [摘要] ( 521 ) HTML (1 KB)  PDF (3168 KB)  ( 540 )
393 水中石油类污染物的光纤荧光在线测量技术研究
杨丽丽, 王玉田, 鲁信琼
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.19
根据水中石油类污染物质的光谱特性,采用荧光光谱技术,结合光纤传感技术和CCD探测技术,研制了一种可用于现场测量水中石油类污染物质的荧光光谱测量仪器。鉴于现场环境的特殊性,设计了水中自动取样预处理系统,可以实现真正意义上的实时分析,方便了现场操作。通过现场实验和性能测试,证实了其可行性,可以对水中石油类污染物质进行现场测量,从而进行污染物质的定性识别与定量分析,为水中污染物质监测提供了新的技术手段。
2014 Vol. 35 (4): 393-397 [摘要] ( 563 ) HTML (1 KB)  PDF (2329 KB)  ( 428 )
398 Rietveld全谱拟合方法对磷酸镁水泥水化产物的定量分析研究
赖振宇, 邹秋林, 卢忠远, 李倩
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.20
在X射线衍射定性分析的基础上,结合Rietveld全谱拟合方法对不同龄期磷酸镁水泥样品的水化产物晶相含量进行了定量研究。结果表明,龄期为10 min、1 h及1 d的磷酸镁水泥样品中水化产物MgKPO4·6H2O的相对含量分别为12.39%、15.77%和18.38%,拟合的Rwp因子为9.73%~12. 8%,说明该方法能准确、直观、快速的确定不同龄期样品中各晶相的组成及相对含量,并获得各相的相关晶体学结构参数,同时结合相关理论对磷酸镁水泥的水化及性能作出客观分析,为加深对水泥材料的认识提供了一种可行的研究方法。
2014 Vol. 35 (4): 398-402 [摘要] ( 649 ) HTML (1 KB)  PDF (1017 KB)  ( 1132 )
403 基于生物电阻抗的血型检测新方法及系统实现
陈里里,廖 强,胡雪,张国珍
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2014.04.21
提出了基于生物电阻抗测量技术的血型检测新方法并研制了检测系统。该系统采用单片机结合AD9850芯片实现DDS技术产生激励信号,设计椭圆滤波器消除信号干扰;运用低成本放大器AD8370设计稳幅电路,确保信号输出幅度不变;系统采用AD8302幅相检测芯片实现阻抗信息提取;基于人工神经网络判别红细胞悬浮液凝集强度,并结合判别规则得到血型结果。测试结果表明该系统精度高,稳定性好;临床实验表明,该系统能正确识别红细胞6种不同凝集程度,能100%正确地检测出正常标本的ABO和Rh血型,可更好地满足临床需求。
2014 Vol. 35 (4): 403-408 [摘要] ( 501 ) HTML (1 KB)  PDF (2448 KB)  ( 754 )
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