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2011年 32卷 2期
刊出日期：2011-03-22
97
超低频振动国家计量基准装置的研究与建立
于梅,何闻,刘爱东,马明德,杨丽峰,左爱斌,胡红波
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.01
根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求,研究和建立了国家振动幅值和相位基准装置,其频率为0.002 Hz~160Hz、振幅为峰峰1 m、承载30 kg、加速度波形失真度＜1%。介绍了装置的结构组成,描述了大行程水平振动台的设计方案、反馈控制技术、管线拖曳系统和激光测振系统,给出了装置的主要技术指标和比对实验数据。解决了我国超低频振动计量的溯源问题
2011 Vol. 32 (2): 97-100 [
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101
基于梳齿间距偏差的微加速度计灵敏度模型
戴强,于奇,钱可强,周伟
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.02
针对电容式微加速度计梳齿间距偏差所引起的灵敏度变化,基于高维数值积分与概率理论,并结合闭环微加速度计工作原理,导出了其灵敏度模型。当梳齿间距偏差分布在3.7~4.6 μm区间,施加在固定电极上有效电压分别为2.3 V、5.1 V和8.3 V时,其对应的灵敏度将处于120~195、55~85和32~51 mV/gn范围。在相同条件下,对一批体硅玻璃键合结构的微加速度计进行了实验测量,其灵敏度分别落在119.3~179.9、53.8~81.1和33.0~49.8 mV/gn区间。由此可见,该模型与实测值比较接近。模型指出了灵敏度与梳齿间距偏差的相互关系,从而可为微加速度计设计和工艺优化提供参考。
2011 Vol. 32 (2): 101-105 [
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106
光纤光栅传感器在CFRP冲击载荷监测中的应用研究
芦吉云,梁大开,陆观,曾捷
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.03
提出了一种用光纤光栅传感器监测CFRP结构冲击载荷的方法,构建了冲击监测系统。将FBG传感器粘贴于CFRP试件表面构成传感网络,针对不同冲击点,同一传感器监测的冲击响应信号进行分析,CFRP试件的一阶、二阶谐振频率为53 Hz、100 Hz,不同谐振频率对应的幅值随冲击点的改变而不同。冲击CFRP试件,对FBG传感网络感知的冲击响应信号进行小波包分解,获得各传感器的小波包能量谱图。结果表明传感器信号的第6阶小波包能量变化明显,能量大小与冲击点和传感器之间的距离及其夹角有关。研究结果将为CFRP结构的动态监测领域提供了实验参考。
2011 Vol. 32 (2): 106-109 [
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110
基于点云分析的大型立式液态石化产品储罐容量计量方法研究
王金涛,刘子勇,张珑,郭立功,暴雪松,佟林
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.04
采用点云分析的容量计量方法对大型立式液态石化产品储罐容量测量问题进行了研究。利用光学相位测距原理和光栅度盘测角原理,在伺服系统控制下,实现了立式罐圈板空间坐标点云的获取,空间点云位置允差达到2mm。并用迭代算法和最小二乘算法对立式罐测量点坐标的数据进行了分析处理,拟合出立式罐不同圈板处的等效半径。以1000m
3
立式罐为比对试验对象,点云测量分析方法计算结果与国际仲裁标准围尺法测量结果的最大半径偏差为2.8mm。
2011 Vol. 32 (2): 110-103 [
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114
罐式集装箱容积测量不确定度分析
闫凤霞,傅青喜,邵学君,周宝珑
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.05
分别采用几何测量法和容量比较法测量弧板式罐式集装箱容积,在建立数学模型的基础上,对测量结果的不确定度进行了分析计算,分别为4×10
-3
（k=2）和2×10
-3
（k=2）。对评定出的结果用试验加以验证,采用传递比较法计算分析试验数据,验证了不确定度评定的合理性。
2011 Vol. 32 (2): 114-117 [
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118
大齿轮测量中补偿安装偏心的研究
郭敬滨,张大厦,张继承,周广才
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.06
测量齿轮时,安装偏心对齿形偏差和齿距偏差有直接影响。根据安装偏心与啮合线增量的关系,建立了安装偏心引起的啮合线增量的数学模型,给出了安装偏心产生的齿形偏差、齿距偏差和齿距累积偏差的补偿模型;通过对齿轮渐开线样板和标准齿轮偏心安装进行实验,验证了偏心补偿模型的正确性,并指出了补偿模型的应用。
2011 Vol. 32 (2): 118-122 [
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123
CCD自准直仪示值漂移的自校准系统
张俊杰,王震,李政阳,张俊秀
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.07
数显式自准直仪使用时,气流等环境条件的影响以及仪器本身发热等原因都会引起示值的漂移和跳动,使测量误差增大、测量结果不能回零。采用增加一块固定反光镜作为参考镜,它与工作反光镜以自准直仪进行差动,组成自校准系统,可以有效地进行消减。仅用工作反光镜时2h内的漂移量为0.03″,经自校准系统后为0.01″;样本标准偏差为0.091 1″,经自校准后为0.057 4″。差动式反光镜自校准系统可以显著减小CCD自准直仪的示值漂移,对减小示值跳动也具有一定作用。且无论是对环境条件还是仪器本身原因引起的漂移和跳动都是有效的。
2011 Vol. 32 (2): 123-125 [
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126
基于相移布喇格光纤光栅的折射率传感实验研究
裘越,陈哲敏
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.08
利用图解法求解光纤特征方程,获得腐蚀过程和传感过程中光纤光栅的光谱特性,设计了光纤光栅的部分腐蚀方案,采用氢氟酸溶液腐蚀制作相移布喇格光纤光栅。对光纤光栅进行部分腐蚀,将形成相移光纤光栅。根据相移光纤光栅的特性,讨论了利用反射光光强解调的方式,该方式具有结构简单且对温度不敏感的优点。
2011 Vol. 32 (2): 126-130 [
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131
智能优化平台的并行实现及在光学设计中的应用研究
张火明,高明正,张晓菲,金尚忠
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.09
构建了一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括4个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在RGB LED混合白光的优化设计中,对混合照明模块中发光效率和显色指数进行优化,给出了混合照明模块中发光效率和显色指数的计算方法。
2011 Vol. 32 (2): 131-136 [
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黑体空腔辐射理论和设计
李文军,孙坚,邹超,刘兆铭,黄得铭
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.10
评述了作为黑体空腔辐射理论一个重要组成部分的积分方程理论及其发展。提出了一种用于0~200℃温度范围的新型黑体空腔设计。该空腔具有夹层结构并与恒温槽的液体介质相连,使之在夹层内循环流动,因而处于良好的等温环境中。空腔内壁表面使用高辐射耐热涂层,具有良好的漫射性能。新设计的黑体空腔的有效发射率可以达到0.998。
2011 Vol. 32 (2): 137-140 [
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141
插入式静电传感器特性研究
阚哲,邵富群,李成志,李庆华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.11
插入式静电传感器在测量气-固两相流参数和保证其传送安全方面有较好的应用。通过建立电极数学模型,讨论了插入式静电传感器电极的插入深度、空间滤波特性和空间灵敏度特性,得到固体颗粒位置对电极上感应电荷的影响情况、感应电极灵敏度分布规律和插入深度L与电极测量信号幅值之间关系。对于连续流动的固相颗粒,当插入式电极插入深度L为管道直径的1/2时为最佳尺寸,此时电极具有低通滤波特性。在利用电极数学模型对电极空间滤波特性理论推导的过程中获得了固相颗粒速度与测量信号截止频率的表达式。实测结果证实了电极的空间滤波特性和空间灵敏度特性。
2011 Vol. 32 (2): 141-146 [
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147
一种钢琴全频段的基频识别方法
栾极,那文波
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.12
对钢琴全频段音符频率进行了研究,提出一种基于自相关和插值的钢琴基频识别方法。采用三电平中心削波的自相关计算得出函数值,用求最大值的方法选取代表基频整数倍周期的点数位置,运用抛物线插值进行位置修正,结合最小二乘计算得出基频估计,低中频的识别误差在±1音分内。对于高频音符,采用内插算法提高采样率以降低识别误差,使得识别结果准确可靠,满足精度要求。
2011 Vol. 32 (2): 147-151 [
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152
焦耳天平（量子质量基准）磁场系统的不确定度分析
韩冰,贺青,李正坤,李辰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.13
基于焦耳天平激励线圈系统的具体结构，分析了磁场系统几何中心磁场强度的不确定度分量，磁场的相对合成标准不确定度ΔH/H达到1.8×10
-3
。证明了影响焦耳天平磁场最大的不确定度分量来源于线圈中加载电流的不确定度u(I),它对磁场的相对合成标准不确定度ΔH/H影响达到1.8×10
-3
,因此推荐采用高稳定的恒流源来较少焦耳天平磁场的不确定度。
2011 Vol. 32 (2): 152-157 [
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158
磁场对感应式电导率传感器检定过程中的影响初探
张川,胡波
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.14
针对电导率、温度传感器检定装置——高精度恒温水槽中,由磁耦合搅拌装置所带来的磁场干扰对电磁感应式电导率传感器所产生的影响问题,进行了一系列实验。以加拿大RBR公司生产的RBR XR-620（感应式）CTD传感器为研究对象,以美国SEABIRD公司生产的SBE 37（电极式）CTD传感器为参比对象进行实验。实验分别在采用磁耦合搅拌方式和机械搅拌方式的两台高精度恒温水槽中进行,结果表明两台CTD传感器在正常工作状态下在不同工作环境中给出不同的测定盐度值（由传感器给出的温度值和电导率值计算得出）。因此,实验结果证明由于磁耦合搅拌方式所带来的磁场干扰会对感应式CTD的测定产生影响。
2011 Vol. 32 (2): 158-161 [
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162
基于多频参考误差法的TIADC通道失配校准
张昊,师奕兵,王志刚,朱肇轩
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.15
针对时间交替采样系统（TIADC）通道失配的校准问题,分析了TIADC通道失配现象误差的特征,建立了基于参考通道的系统校准模型,提出了一种多频参考误差法,通过快速频率估计及数值查表过程,即可完成有效的误差校准。进一步讨论了方法在系统全输入带宽内的适用性及其校准性能。实验仿真表明,多频参考误差法可将TIADC系统无杂散动态范围提高至少25 dB。
2011 Vol. 32 (2): 162-167 [
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168
无需短路活塞相位信息的波导同轴转换器校准方法
吴昌英,谢春健,韦高,许家栋
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.16
针对采用矢量网络分析仪测量波导设备反射系数的问题,推导出一种采用匹配负载和短路活塞校准波导同轴转换器的方法。校准时只需要确定一个相位参考面,不需要记录短路活塞的位置信息。该方法消除了读刻度带来的误差,实施方便。在X波段通过一组实测数据验证了该方法的有效性。
2011 Vol. 32 (2): 168-171 [
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172
GLONASS时间频率传递研究
梁坤,张爱敏
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.17
分析了基于GNSS的时间频率传递方法的发展趋势和GLONASS发展现状及趋势。对GLONASS时间频率传递进行了研究,就其原理实现、误差补偿及数据处理进行了阐述,实现了GLONASS时间频率传递的基本方法,实施了GLONASS和GPS时间频率传递实验。将两种时间频率传递结果进行了对比,对GLONASS时间频率传递自身性能进行了分析,结果显示:GLONASS时间频率传递已达到了可与GPS时间频率传递相比较的水平。
2011 Vol. 32 (2): 172-177 [
摘要
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178
基于KPLS的蒸发器出口溶液浓度软测量方法
柴琴琴,阳春华,桂卫华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.18
针对实际生产过程中结疤、结垢等原因造成的蒸发器出口物料浓度在线检测不准的问题,在分析蒸发器非线性特性及影响出口物料浓度因素的基础上,建立了基于核偏最小二乘法的出口物料浓度的软测量模型,利用KPLS有效的非线性特征提取功能,建立了相关直接检测变量与出口物料浓度之间的非线性关系,实现了出口浓度的在线测量。基于工业数据的仿真结果证明,该方法比线性偏最小二乘法更有效,模型精度满足实际生产工艺要求。
2011 Vol. 32 (2): 178-181 [
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182
基于级联长周期光纤光栅的溶液折射率与浓度的测量研究
胡兴柳,梁大开,曾捷,陆观
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.19
级联长周期光纤光栅的谐振峰对外界折射率较敏感,利用该特性制成的折射率传感器可以实现对溶液折射率和浓度的实时在线测量。通过对不同折射率的NaCl溶液和蔗糖溶液的实验研究,得出溶液折射率、浓度与谐振峰之间的关系。实验结果表明: LPGP较为灵敏的外界折射率范围为1~1.4513,在此范围内,随着外界折射率的增加,透射谱干涉峰的幅值逐渐减小而谐振波长逐渐向短波方向漂移。该传感器可应用于生物、化学、过程控制等高灵敏度传感领域的各种溶液进行监控,具有较高的实用价值。
2011 Vol. 32 (2): 182-186 [
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187
稀释法发生低含量硫化氢气体方法的研究
胡树国,杨圣辉,吴海,盖良京,李梦怡
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2011.02.20
研制了采用高精度质量流量控制器组成的气体稀释装置,并通过不同种类气体标准物质对稀释装置的性能进行评价。将装置用于低含量硫化氢气体的发生,经硫化氢气体标准物质对装置多次测试得出结论,稀释装置能够快速、准确发生低含量的硫化氢气体,且具有较好线性、准确度和重现性。
2011 Vol. 32 (2): 187-192 [
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主管单位：
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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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