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2011年 32卷 1期
刊出日期：2011-01-22
1
工程表面分数阶样条滤波分析法
张浩,袁怡宝,朴伟英,张峰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.01
将分数阶样条滤波器作为表面轮廓滤波器以获取表面中线。首先将分数阶样条函数与变分公式相结合,推导出分数阶样条滤波器系统函数。分析了该滤波器的幅度传输特性,其具有截止幅度可调性质。当样条阶次逐渐升高时,截止特性可接近理想低通滤波器,而当阶次r=1.51时,截止特性又可逼近于高斯滤波器,该特性极大地方便了样条滤波器的使用。给出了分数阶样条滤波器的快速FFT算法,由于该滤波算法只涉及频域内乘积,且运算数量有限,所以计算效率很高。最后对FFT算法产生边缘效应的原因进行了分析,并对边缘效应进行了修正。实验结果表明:该滤波器算法不但具有灵活可调的截止特性,而且计算速度快, 在通用计算机上完成一次11 200点表面中线的提取只需4 ms,同时有效抑制了样条滤波器的边缘效应。
2011 Vol. 32 (1): 1-6 [
摘要
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7
基于图像尺寸变换的角点检测算法研究
潘慧,汪敏,徐建亮,许爱瑾,戚晓利,许四祥
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.02
为了研究基于尺寸变换的角点检测技术的检测效果,基于图像缩小法的角点检测技术,提出了图像放大法的角点检测技术。详细介绍了两种检测技术的计算原理并进行了实验验证,结果表明这两种方法都是行之有效的。在此基础上,将这两种方法与不进行图像尺寸变换的角点检测技术进行了对比研究,结果表明,基于尺寸变换的角点检测技术与不进行图像尺寸变化的角点检测技术的检测结果精度基本相同,因此,在角点的实际检测计算中,无需对被检测图像进行尺寸变换处理。
2011 Vol. 32 (1): 7-11 [
摘要
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12
Indoor GPS工业测量系统自标定技术研究
吕景亮,张春富,唐文彦,郝欣宇
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.03
Indoor GPS工业测量系统在进行测量前必须标定各发射头之间的相对位置关系及其空间姿态,针对此自标定问题,采用单个圆柱型传感器配合标准尺进行测量,获得空间点相对于各发射头中心的水平方位角和垂直方位角,在此基础上建立了基于角度值的坐标参数转换模型,采用非线性最小二乘法进行解算以完成Indoor GPS的自标定。实验证明该方法简便可行。
2011 Vol. 32 (1): 12-15 [
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16
基于等效面积法的线宽及线宽粗糙度测量
李洪波,赵学增,赵维谦
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.04
建立一种基于刻线边缘轮廓特征求取刻线线宽和线宽粗糙度的测量方法。理想情况下,刻线线宽方向截面为矩形,面积为该矩形高度和宽度的乘积。实际测量中,沿刻线线宽方向截面为一多边形,认为该多边形面积S1和理想矩形面积S相等。利用Tsai给出的台阶高度算法计算刻线单扫描轮廓的高度以获得线宽截面高度H。刻线等效宽度We可根据上述高度H和截面面积S1求出。线宽粗糙度定义为线宽变化的3倍标准偏差,因此线宽粗糙度也能用该方法求出。
2011 Vol. 32 (1): 16-19 [
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20
消除噪声干扰的动态测量方法研究
吴怀岗
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.05
由于测量噪声和补偿器的频率特性,使得传感器的动态补偿器存在严重的噪声干扰,影响到补偿器的参数辨识和补偿后的测量精度。研究了一种消除噪声干扰的动态测量方法,先通过小波变换估计噪声的方差,再由估计得到的方差,通过偏差消除的递推最小二乘法,对补偿器的参数进行无偏辨识;同时,采用多项式实时滤波器,消除高频噪声对测量精度的影响。最后,通过实验验证了该方法的有效性。
2011 Vol. 32 (1): 20-24 [
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25
基于数字频谱与模拟带通滤波组的两线制涡街流量计
徐科军,刘三山,刘家祥,罗清林
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.06
基于MSP430F1611单片机,采用数字频谱分析与模拟带通滤波器组相结合的方式,研制新型两线制数字涡街流量计,以扩展量程比,保证现场测量精度,并实现低功耗工作,解决目前此类流量计存在的关键性技术问题。采用低功耗运放和数字电位器组成程控放大器,以适应涡街传感器输出信号强度较大范围的变化;根据少点数FFT计算结果,选择带通滤波器组,既满足涡街传感器信号频率范围变化大的需要,又对涡街信号进行最佳滤波;设计有效的电源管理模块和电流输出电路,为仪表两线制工作提供足够的电流。
2011 Vol. 32 (1): 25-30 [
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31
电容层析成像技术测量煤粉输送浓度的研究
刘靖,孙猛,刘石
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.07
采用电容层析成像技术,对常温下稀疏气力输送的煤粉浓度进行了测试研究。为了利用电容传感器敏感场的分布特性,实验系统中设置了一旋风分离装置,通过旋风分离作用将煤粉颗粒集中在壁面区域,传感器电极布置在分离器直管上。改变螺杆给粉速度以及风量可改变煤粉输送浓度,通过对管道截面体积浓度、波动特性以及体积浓度平均测量结果的对比分析,表明利用该方法测量煤粉输送浓度结果准确、可靠。
2011 Vol. 32 (1): 31-35 [
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36
科氏质量流量计的3种驱动方法研究
李苗,徐科军,朱永强,侯其立,李叶
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.08
针对科氏质量流量计的驱动问题,比较和实现了模拟驱动、半数字驱动以及全数字驱动的驱动方法。基于高准CNG050型科氏质量流量传感器,研制基于DSP的二次仪表,进行实际驱动实验,分析各自驱动中存在的问题。实验结果表明,这3种驱动方案性能逐次提高。
2011 Vol. 32 (1): 36-39 [
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40
砝码质量测量中的空气密度测量装置的研究
王肖磊,王健,钟瑞麟,张跃,蔡常青,姚弘,丁京安
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.09
按照砝码质量测量时对空气密度测量的需求,分析了测量空气密度的公式法,研制了用于高准确度砝码质量测量的空气密度测量装置。根据CIPM-2007公式,该装置集成了温湿度、压力和CO2含量的测量,实现了对空气密度的自动实时测量。实验结果表明,当CO2含量达到937.4×10
-6
时,与采用近似公式进行测量的数据的相对误差达到0.022%,验证了增加CO2含量测量对提高空气密度测量准确度的必要性。
2011 Vol. 32 (1): 40-43 [
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44
一种新型的大气数据测量方法
王立新,陶建武
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.10
提出一种测量飞机大气数据的新方法。将声矢量传感器应用于嵌入式大气数据传感系统上,采用矢量传感器测得声波的质点速度,通过建立质点速度、音速和空速之间的数学模型,求出飞机的马赫数,利用马赫数求出飞机的动静压。此方法计算量小,实时性好,计算仿真验证了此方法的有效性。
2011 Vol. 32 (1): 44-48 [
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测量物体转动惯量的新方法研究
张勇,孙宁,任永川,梁永湖
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.11
利用刚体绕定轴转动的动能定理,在建立了单轴气浮台绕定轴转动的转动惯量与时间关系的基础上,提出了一种基于单轴气浮台利用能量衰减测量物体转动惯量的新方法。通过理论推导得出了测量物体转动惯量的实验计算式,并进行了实验验证,实验测量结果与理论计算结果的相对误差均在±0.5%以内。
2011 Vol. 32 (1): 49-52 [
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53
基于固定频段声波共振原理的液位测量方法
徐晓滨,赵晨萍,夏丙铎,王芝,文成林
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.12
已有声共振液位测量方法的量程受限于所获取的初始共振频率,这制约了此类方法在长距离测量中的应用。针对该问题,给出一种基于固定频段内共振频率的液位测量新方法。首先将检测初始共振频率变为检测较高频段内出现的一组共振频率。利用相邻共振频率的等差关系及共振频率液位换算公式得到多个测量值,将它们取平均后作为最终液位值,从而有效地降低测量不确定度。此外,提出的检测算法可以快速获取共振频率,增加了测量的实时性。最后,通过实验验证了所提方法量程更长,受液面泡沫、残渣等障碍物影响小,测量精度可达1‰,优于已有声共振测量方法以及一般超声波液位仪3‰~5‰的测量精度。
2011 Vol. 32 (1): 53-57 [
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58
高速漏磁检测的二维缺陷轮廓重构
王长龙,雷良金,纪凤珠
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.13
针对高速漏磁检测缺陷可视化中的关键技术与难点,通过提升小波包的方法对缺陷漏磁信号进行预处理,根据电磁场基本理论,对高速漏磁检测过程中传感器速度对漏磁信号的影响作了理论分析,提出了基于正则化理论的径向基函数神经网络的补偿措施,通过网络的映射,得到了缺陷漏磁信号的速度不变响应,最后利用蚁群算法优化的径向基函数网络对缺陷漏磁信号进行二维反演,实现了缺陷的二维轮廓重构。
2011 Vol. 32 (1): 58-61 [
摘要
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62
30 MHz~1 GHz可计算偶极子天线与天线系数量值溯源
孟东林,高小珣,谢鸣
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.14
利用市售偶极子天线加S-参数适配器,完成了一套可计算偶极子天线;在30 MHz~1 GHz内,在不同频点、不同高度(2 m、3.5 m)和不同距离（10 m、1.2 m）条件下,该套偶极子天线场地衰减/插入损耗的仿真结果和实测结果的差别小于0.9 dB;相应地,天线系数的仿真结果和实测结果的差别小于0.45 dB。由于仿真结果提供了一种独立的、更为准确的参考值,因此以可计算偶极子天线为基础,可解决在天线系数校准中出现的天线系数与校准场地之间量值循环问题。这种方案借助于S-参数适配器,可把现有的一些偶极子天线转换为可计算偶极子天线。
2011 Vol. 32 (1): 62-65 [
摘要
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66
一种由NIM5铯喷泉基准驾驭实现的独立时标TA（NIM）
高源,高小珣,张爱敏,王伟波,宁大愚,刘年丰,王平,林平卫,陈伟亮,李天初,黄艳
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.15
原子时标TA（NIM）是一个独立时标,其频率由NIM5铯喷泉基准驾驭。产生时标的主钟是一台主动型氢原子钟,铯喷泉基准定期对其测量和校准。时标算法通过预估氢钟将来的频率,补偿过去预估频率与校准频率之差,并评估无校准数据期间的氢钟频率,最终尽可能实现TA（NIM）的频率与NIM5铯喷泉基准保持一致。2007年8月,TA（NIM）开始试运行,2008年6月正式运行。1年多来的数据分析表明,TA(NIM)运行连续可靠,与TAI间的时间稳定度(5天)达到1.2 ns,相对频差为2.0×10
-15
。
2011 Vol. 32 (1): 66-69 [
摘要
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70
短稳标准高Q值超导腔的研究
王暖让,吴琼,杨仁福,年丰,高连山
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.16
针对频率标准用超导腔的设计，通过理论分析及编程计算得到了影响微波腔指标的参数，并对不同温度下微波腔的品质因数（Q值）进行计算得到了温度变化曲线，通过此曲线可以确定达到指标所需要的温度。所设计的微波腔参数为：工作模式为TM
010
模式，直径D为60mm，高度l为50mm，频率为4.4GHz,Q值在液氦温度4.2K时达到3.9×10
7
,在减压降温到2K时达到1.9×10
9
,实验结果与计算结果吻合。
2011 Vol. 32 (1): 70-74 [
摘要
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75
地面铷原子钟稳定性和一致性研究
仲崇霞,姜东伟,杨军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.17
研究了铷原子钟的稳定性和一致性。重点对稳定度的不同表示方法进行了比较,对同一铷原子钟不同寿命时期的稳定性、同一类型多个铷原子钟的稳定性进行了比较,研究了断续工作铷原子钟的频率稳定性、漂移率和一致性。
2011 Vol. 32 (1): 75-79 [
摘要
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80
一种高信噪比铷原子频标物理系统
祁峰,赵峰,王芳,夏白桦,梅刚华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.18
物理系统是铷原子频标的核心部件,通过分析物理系统原子鉴频信号信噪比对频标频率稳定度的影响机理,对物理系统内部结构进行了改进。改进后的物理系统采用了优化的开槽管微波腔,用Xe气作为起辉气体的铷光谱灯,采用分离滤光的三泡设计方案。对改进后的系统进行了初步测试,秒稳定度约为8×10
-13
。此结果表明铷原子频标的稳定度可以突破1×10
-12
/τ
(1/2)
,铷原子频标的长期稳定度还有进一步提高的潜力。
2011 Vol. 32 (1): 80-84 [
摘要
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85
氨气标准气分光光度法量值比对的不确定度评定
肖安山,丁德武,崔涛,姜素霞,邹兵
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.19
为研究所配制的氨气标准气体的重复性与稳定性,采用分光光度法对重量法配制的氨气标准气的浓度进行了量值比对,根据JJF1135—2005《化学分析测量不确定度评定》对测量过程进行不确定度评定。结果表明,配制浓度为17.7 mg/m
3
的氨气标准气体,比对结果为（17.6±0.4）mg/m
3
,k=2, 两者吻合较好,完全满足使用要求。
2011 Vol. 32 (1): 85-88 [
摘要
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89
液态奶中三聚氰胺含量的测量不确定度评定
孔小平,李博,朱茜,孟洁,许建军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.20
依据国标GB/T 22388—2008规定,采用高效液相色谱法对液态奶中三聚氰胺的含量进行了检测。建立数学模型,分析确定检测液态奶中三聚氰胺含量的不确定度来源,并对测量过程中的不确定度分量进行逐层分析与合成,得到合成标准不确定度和扩展不确定度分别为0.054 mg/kg和0.11 mg/kg。计算结果显示由样品溶液测量重复性、标准溶液测量重复性、标准溶液配制过程引入的不确定度分量对合成标准不确定度贡献较大,是不确定度的主要来源;由样品称量、定容引入的不确定度相对来说较小。
2011 Vol. 32 (1): 89-92 [
摘要
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93
比对参考值与等效度计算方法探讨
原遵东,王池,林延东
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.01.21
介绍了计算比对参考值的平均法和考虑了比对实验室量值与参考值的相关性的等效度不确定度计算方法,提出采用加权平均法计算参考值时应考虑比对传递或修正环节引入的不确定度对权重的影响,指出在分析计算参考值的不确定度或外部独立量值的最佳估计值的不确定度时应考虑实验室量值间的相关性的影响。
2011 Vol. 32 (1): 93-96 [
摘要
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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：
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