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2015年 36卷 4期
刊出日期：2015-07-22
337
差分飞行时间法精密测量高压液体声速的研究
伍肆,冯晓娟,林鸿,张金涛,王松林
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.01
基于差分飞行时间法建立了一套可直接测量高压液体声速的实验装置,自主设计和研制了双超声腔体,建立了精密声速测量系统、高压液体充注系统、精密压力和温度测量系统以及数据采集和分析系统。在此系统上,开展了303～353K,压力高至10MPa的纯水声速测量研究,声速测量相对标准不确定度为0.018% (k=1),纯水声速测量结果与国际标准状态方程及已有实验数据具有良好的一致性。研究成果为后续开展其他液体如海水、新型燃料等工质的精密声速测量奠定了基础。
2015 Vol. 36 (4): 337-343 [
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344
动态谐振法测量纵向压电应变常数的不确定度评定
张瑞纹,何龙标,祝海江,杨平
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.02
基于阻抗分析仪和Labview平台建立了d33动态谐振法自动测量系统,选择柱状压电陶瓷NCE51进行特征参数的测试,通过分析压电常数测量的数学模型,对测量频率步长进行优化,对测试结果进行不确定度评定。结果表明,不同厚度的试样,频率步长要求不同,厚度为15mm的试样,在频率步长为50Hz时,纵向压电常数扩展不确定度为0.96% (k=2）,可以满足目前商用准静态测量仪2%～5%的测量不确定度量传需求。
2015 Vol. 36 (4): 344-347 [
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348
一种闪光动态参数校准方法
定翔,刘文丽,李姣,孙劼,孙欣
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.03
建立了闪光测量理论模型,提出了一种利用亮度阶跃信号校准闪光动态参数的方法,分析了闪光持续时间、动态亮度和闪光强度测量误差的来源,阐述了通过静态亮度和时间参数实现闪光动态参数量值溯源的方法。利用LED光源发出的亮度阶跃信号测定了闪光测量系统的阶跃响应,分别计算了闪光参数的各误差分量,推导了测量不确定度计算公式,测量了氙灯闪光参数并给出了测量不确定度。结果表明该方法可实现闪光动态参数的计量校准和量值溯源。
2015 Vol. 36 (4): 348-351 [
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352
分块特征匹配与局部差分结合的运动目标检测
王洪斌,于菲,李一骏,王跃灵
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.04
针对摄像机在运动情况下运动目标检测问题的研究,提出了一种尺度不变特征变换图像分块特征匹配和局部差分算法相结合的运动目标检测方法。该方法不仅可以减少图像配准参数求解所需要的时间,弥补全局运动补偿对图像完整性的影响,并且可以在摄像机运动的情况下准确地检测出运动目标。 实验证明了该方案的有效性。
2015 Vol. 36 (4): 352-355 [
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356
基于图像金字塔的钢板表面深度信息提取方法
刘源泂,孔建益,徐福军,黄前德,王兴东
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.05
针对传统灰度匹配算法精度和实时性无法兼顾的不足,提出一种基于图像金字塔结构和归一化互相关相似度函数相结合的区域分层匹配算法,主要可控参数包括匹配窗口尺寸、匹配特征值范围、视差阈值范围、相似度阈值等,并基于双目立体视觉系统,通过双目视觉标定、等效标准极线结构的图像校正等方法,实现了钢板表面的深度信息提取,实验证明算法具有较高的精度和效率。
2015 Vol. 36 (4): 356-359 [
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360
轴类偏心零件偏心量测量方法及探测头误差分析研究
王欣,赵宏
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.06
针对机械轴类偏心零件偏心量测量问题,提出了一种基于反转法和最小二乘法的偏心量测量方法。分析了影响测量精度的主要因素,并重点研究了探测头测量位置对测量精度的影响。通过对机器人关节减速器中偏心轴零件进行数字模拟,对不同测量位置下偏心量的测量结果和测量误差进行了分析,并给出了其测量误差曲线,为实际测量过程中提高测量精度提供一定的技术支撑。
2015 Vol. 36 (4): 360-364 [
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365
蚁群循环定位算法在WSNs节点定位中的应用
张立国,任立彬,金梅,李盼,张志福
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.07
针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题,提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先,利用接收信号强度指示(RSSI)方法测量距离,并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后,利用循环定位算法对8个锚节点进行循环定位,将定位结果的平均值作为盲节点的最佳位置。最后,将该算法与加权质心定位算法和三边测量法进行对比,实验结果表明,循环定位算法的定位精度和稳定性更佳。
2015 Vol. 36 (4): 365-369 [
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370
基于多特征的成捆原木端面轮廓识别方法
景林,林耀海,黄习培
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.08
为了准确地识别原木端面轮廓,建立了联合像素特征和边缘结构的成捆原木轮廓识别模型,引入支持向量机改进原木端面像素点的识别效果,并用最小二乘法对边缘轮廓进行圆拟合。实验结果表明,在图像背景、原木端面都不理想的情况下,该方法能较为有效地完成成捆原木端面轮廓识别。
2015 Vol. 36 (4): 370-374 [
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375
工业CT坐标精密测量技术
苏宇航,王倩妮,何方成
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.09
介绍了基于X射线工业CT的坐标精密测量技术,讨论了该技术相对于传统三坐标测量技术的优势和不足及国内外的发展现状,对主要研究方向进行了探讨和研究,指出目前CT坐标测量中存在的问题,为评价测量不确定度提出了系统的解决思路。工业CT坐标精密测量测量技术在国内尚处于探索阶段,具有较大的发展空间和应用前景。
2015 Vol. 36 (4): 375-378 [
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379
基于红热图像测温技术的图像二维无网格消噪方法
张玉存,侯新玉,林洪彬
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.10
红外热图像测温过程中存在的大量噪声严重制约了红外热图像的精度和准确性,为了准确提取红外热图像中被测物体的相关参数,提出了一种红外热图像二维无网格消噪方法。将双边滤波、异性消噪、无网格消噪进行结合,建立红外热图像二维无网格消噪模型,利用鲁棒回归算法求解模型中相关参数,实现了红外热图像的无网格消噪,提高了红外热图像测温的精度。最后,通过仿真实验验证了提出方法的可行性,为军事、科研等领域的红外热图像的测温提供了理论基础。
2015 Vol. 36 (4): 379-383 [
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384
瞬态热线法导热系数测量实验数据处理方法的研究
潘江,林娜,王玉刚,徐旭
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.11
为克服瞬态热线法导热系数测量中实验数据处理一般方法的弊端,将数值模拟引入实验数据处理过程,并通过比较理论计算曲线与实验曲线的符合程度来获得最终的实验结果。通过不同方法对实验数据处理结果的比较分析表明,所使用的方法可以更好地处理瞬态热线法导热系数测量数据,同时,与传统方法相比,采用较少的数据点即可得到正确的结果。研究结果不仅可以改进瞬态热线法导热系数实验数据的分析方法,而且对实验系统的设计与搭建也有借鉴意义。
2015 Vol. 36 (4): 384-388 [
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389
电控汽油喷射器无效喷油时间测试研究
叶昌,张振东,程强
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.12
建立了电控汽油喷射器的电磁结构模型,应用电磁场理论分析了喷油脉冲作用下衔铁组件的运动规律与线圈电流变化历程之间的关系,从理论上证实了衔铁组件运动曲线的极值点出现时刻与线圈电流曲线突变点出现时刻实时对应的特性。基于这一规律,提出了一种电控汽油喷射器无效喷油时间的非接触式测量方法,并研制了一套无效喷油时间检测系统。通过试验对比,检测系统对多款电控汽油喷射器的无效喷油时间测量结果的相对误差均小于3%。
2015 Vol. 36 (4): 389-392 [
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393
用于压/拉检测的机器人皮肤柔/弹性传感器阵列设计
李雷鸣,黄英,马阳洋,汪卫华,刘平,张玉刚
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.13
基于炭黑/硅橡胶复合材料的压力以及拉伸敏感特性,设计了一种可用于检测机器人皮肤接触压力和拉伸特性的新型传感器阵列。该传感器阵列的弹性电极结构克服了传统传感器不可拉伸的缺点,实现了传感器阵列的柔/弹性;阵列中设计了9个检测压力的传感器单元和2个检测拉伸的传感器单元,通过传感器结构设计和拉/压干扰特性分析以及补偿算法解决了拉伸和压力同时测量时的干扰问题,并构建了求解压力与拉伸的数学模型。实验结果表明:该传感器阵列实现了对压力和拉伸的同步检测,可用于机器人柔性皮肤中关节等部位。
2015 Vol. 36 (4): 393-396 [
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397
激光干涉法冲击绝对校准的研究
胡红波,于梅
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.14
基于ISO 16063-13冲击绝对法校准标准,介绍了基于砧体碰撞的低g值和基于Hopkinson杆的高g值冲击激励机械系统的特点,并模拟了2套系统产生的冲击波形,通过解调零差和外差激光干涉仪的输出信号重构了机械激励系统产生的随时间变化的位移信号,信号处理算法有效地抑制了确定和随机噪声,从而准确地确定了加速度信号的峰值与频谱,仿真、实验以及与绝对法振动校准比较的结果表明,其测量扩展不确定度小于1%（k=2）。
2015 Vol. 36 (4): 397-402 [
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403
纳米压痕仪的压头面积函数校准方法的比较研究
黎正伟,陶兴付,树学峰,任玲玲
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.15
基于原子力显微镜的直接测量法和通过熔融石英标准样块校准的间接测量法对纳米压痕仪的压头面积函数及机架柔度进行校准,并将这2种方法的校准结果分别应用到熔融石英和聚碳酸酯2种标准样块的压痕测试。压痕实验结果表明,在较浅压入深度,直接测量法测得的硬度值和折合模量值比间接方法测得的结果准确,在较大压入深度,2种方法的测量结果相差不大。
2015 Vol. 36 (4): 403-407 [
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408
基于双重逆极限空间液压系统泄漏特征提取方法
朱丹丹,连利纳, 张玉存
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.16
为了检测大型锻造液压机液压系统的泄漏问题,提出了一种基于双重逆极限空间的特征分析方法。将大型锻造液压机液压系统的泄漏作为原信息空间,并在此基础上建立与之拓扑同构的双重逆极限空间。在双重逆极限空间,并通过拓扑不变性来反映大型锻造液压机液压系统的泄漏情况。最后通过仿真实验验证了此理论方法的可行性。结果表明,基于双重逆极限空间的特征提取方法更适合提取泄漏的耦合特征,所提取的特征信息对泄漏具有很好的检测和定位能力。
2015 Vol. 36 (4): 408-412 [
摘要
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413
遗传算法在EMD虚假分量识别中的应用
宋娜,石玉,周克印
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.17
针对EMD（经验模态分解）产生虚假分量这一问题,将遗传算法和K-L散度相结合,对虚假分量进行研究。该方法是先将原始信号进行EMD得到固有模态分量（IMF）;将遗传算法和基于均方积分误差的窗宽最优化原则相结合,分别对原始信号和各个IMF分量优化选取窗宽;然后运用核密度估计方法分别得到它们的概率密度函数估计;最后计算原始信号与IMF分量之间的K-L散度值,设定K-L阈值,将K-L散度值大于阈值的IMF分量去除。实验证明,该方法能准确而又快速地获得实验数据的窗宽,虚假成分与真实分量的K-L值有明显差别,根据设定的阈值能准确识别虚假分量。
2015 Vol. 36 (4): 413-417 [
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418
一种辨识Hammerstein模型的新方法
李文江,林思建,王璇
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.18
为了提高非线性Hammerstein模型的辨识精度,提出一种利用混合优化算法对非线性模型进行辨识的新方法。该算法的基本思想是把非线性系统的参数辨识问题转化为参数空间上的函数优化问题,然后利用遗传算法和改进的粒子群优化算法相结合寻求并获得参数问题的最优解。最后通过仿真研究表明,该方法对于非线性辨识具有较好的有效性和鲁棒性,获得了良好的辨识效果,是一种可行的解决非线性辨识问题的方法。
2015 Vol. 36 (4): 418-422 [
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423
乘性三值噪声作用下微分电路中的随机共振现象研究
赵欣,欧剑
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.19
基于线性系统理论,利用三值噪声的统计性质,推导出了系统输出幅度增益的解析表达式。研究表明,随着输入信号频率、三值噪声的定态概率、噪声状态间的跃迁速率、参数k(电容C的倒数)的增大,输出幅度增益出现一个最大值。当信号频率较低时,输出幅度增益随着k的增大而单调下降;当信号频率较高时,输出幅度增益随着k的增大而单调增大。当信号频率较低时,输出幅度增益随着定态概率的增大而单调增大;当信号频率较高时,输出幅度增益随着定态概率的增大而单调下降。随着G0(电阻的倒数)的增大,输出幅度增益单调减小。
2015 Vol. 36 (4): 423-427 [
摘要
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428
一种用于高压探头校准的高压快沿脉冲信号产生方法
詹国钟,潘洋,施滨,戴丹
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.20
针对现有快沿脉冲信号幅度不足,无法有效实现高压探头上升时间参数测量的难题,提出了一种高压快沿脉冲信号的产生方法。该方法基于单传输线型脉冲成形原理,使高压脉冲信号在传输线上进行传播,最后在匹配的大功率阻抗上产生一个具有明显顶部特征的矩形波。测试结果表明该矩形波幅度可达2kV,前沿的上升时间小于500ps。通过对两款高压探头上升时间参数进行测量,实验结果验证了该方法产生的高压快沿脉冲信号适用于高压探头上升时间参数的校准。
2015 Vol. 36 (4): 428-431 [
摘要
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468
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432
基于锁相环的解调技术研究
罗莹,张志伟,杨宁
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.21
介绍了调相信号的锁相解调技术基本原理以及利用集成锁相环NE564实现对信号的锁相解调。为了解调出不失真的波形,利用集成锁相环NE564和LM725CN芯片设计PM调制解调系统,可以直接实现信号的调制解调功能,利用相位能稳定跟踪的特点避免了频率失锁的缺陷,提高了测量精度。该系统具有操作简单、稳定性强的优点,并在激光外差干涉信号的解调中具有较强的实用性。
2015 Vol. 36 (4): 432-435 [
摘要
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436
小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现
孙兵锋,阎世栋,王鹏飞,侯林山,钟达,梅刚华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.22
设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10
-12
τ
-1/2
。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10
-12
τ
-1/2
（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。
2015 Vol. 36 (4): 436-440 [
摘要
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441
基于图像分析的放疗验证方法研究与实现
刘科,卞昕,侯立新,周鑫
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.23
为探索图像分析在复杂系统性能评价和计量溯源方面的应用,研究了放疗胶片剂量验证系统性能评价方法,实现了胶片数据剂量转换、DICOM文件解析提取计划数据、图像分析比较提取Gamma参数等,开发和实现了调强放疗验证分析的算法。提出的方法不仅可与调强放疗设备配套使用,而且对基于图像分析的复杂系统性能评价具有借鉴意义。
2015 Vol. 36 (4): 441-444 [
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445
丁腈橡胶在燃气介质中的老化性能测试研究
潘海宁,严荣松,赵自军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2015.04.24
基于烘箱热空气老化试验方法,建立了一种能让试验样品处于流通气氛冲刷的闭合试验装置,对橡胶材料进行燃气环境中老化性能测试。选用丁腈橡胶为试样,测试其在不同温度、不同气氛下的老化性能,预测其使用时间。测试结果显示,采用空气气氛方法进行丁腈橡胶加速老化试验,预测的使用时间结果与实际使用时间的偏差在80%以上;燃气气氛冲刷环境下,丁腈橡胶在老化速率是热空气老化的2倍左右,且燃气气氛下的加速老化使用时间的预测结果与实际的偏差在±20%之内。
2015 Vol. 36 (4): 445-448 [
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主管单位：
国家市场监督管理
总局
主办单位：
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出 版：
计量学报编辑部
周 期：
月刊
编 辑：
计量学报编辑委员会
主 编：
崔丽红
邮发代号：
2-798
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