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2020年 41卷 4期
刊出日期：2020-04-28
几何量计量
热学计量
力学计量
流量计量
声学计量
电磁学计量
无线电、时间频率计量
电离辐射、标准物质与生物计量
电离辐射、标准物质与生物计量
393
2019新型冠状病毒的核酸检测
Hot!
张永卓, 王晶, 傅博强, 黄翔, 董莲华, 牛春艳, 杨佳怡
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.001
2019 冠状病毒（ COVID-19）疫情已成为国际关注的突发公共卫生事件。为应对突发病毒疫情事件,加快病毒检测并提高检测准确性变得非常重要。中华人民共和国国家卫生健康委员会《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》规定了核酸检测和基因测序作为确诊病例的方法,检测结果是对潜伏期人群、疑似病例人群和隔离期人群的新型冠状病毒(2019-nCoV/SARS-CoV-2)进行确诊的重要依据。对实时荧光RT-PCR检测、数字PCR检测及基因测序方法进行综述,并对后续监控和生物安全测量（生物计量）标准体系的建立进行展望。
2020 Vol. 41 (4): 393-398 [
摘要
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427
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几何量计量
399
基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统构建与实验研究
Hot!
姜静子, 高思田, 黄鹭, 李琪, 连笑怡
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.002
研制了一种基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统装置,对无机样品进行微区拉曼光谱探测。传统显微共焦拉曼光谱技术没有强调系统的定焦能力,而所研制的光学系统装置利用差动共焦曲线过零点与焦点位置精确对应的特性,采用反馈控制技术,具有长时间定焦功能。在微区拉曼散射信号收集时,采用多模光纤空间耦合技术,以光纤代替传统物理探测针孔,提高了环境抗干扰能力,优化了系统结构和装调性能。实验结果表明:该装置具有较高稳定性,可有效探测单壁碳纳米管在1581.510cm
-1
、2708.065cm
-1
特征峰处的拉曼频移及纯物质硫在153.113cm
-1
、219.917cm
-1
、473.322cm
-1
特征峰处的拉曼频移并且实现碳管的单线检测,满足了光谱探测系统装置设计需求。
2020 Vol. 41 (4): 399-405 [
摘要
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406
ICF靶丸表面形貌及球度误差检测
Hot!
费致根, 王开创, 周强, 巩晓赟
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.003
为了对ICF靶丸的表面形貌及球度误差进行高精度测量,开发了一台五轴坐标测量机,并采用锥光全息技术的激光测头实现对靶丸表面的高精度、非接触检测。首先,根据靶丸表面的结构特点,改进了基于最小二乘的球度误差评价算法;然后,介绍了作为实验平台的五轴坐标测量机的整体配置,推导了该坐标测量机的测量数学模型,该坐标测量机可实现在多个姿态下对靶丸的非接触取点测量;最后,在相同条件下,进行了5次实验测量,其结果表明:靶丸球度误差测量的均值为0.0021mm,标准差为2.07x10
-4
mm。该检测方法可以满足对靶丸表面形貌及球度误差高精度、高稳定性的测量要求。
2020 Vol. 41 (4): 406-412 [
摘要
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405
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热学计量
413
真空汞固定点黑体辐射源的设计与研制
Hot!
李凯, 郝小鹏, 宋健, 孙建平, 胡朝云, 刘洋, 扈又华, 杨延龙
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.004
介绍了中国计量科学研究院研制的真空汞固定点黑体辐射源的结构、工作原理、性能测试结果和不确定度分析。真空汞固定点黑体辐射源灌注的是纯度为99.9999%的高纯汞,黑体空腔开口直径为25mm,空腔内径为28mm,深度为260mm,表面喷涂了NEXTEL 811-21高发射率涂层,采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算的方法,计算了黑体空腔在波长为8~14μm的发射率,结果优于0.9999;在真空环境下,测试了真空汞固定点黑体辐射源的温坪曲线和重复性等主要技术指标,结果表明真空汞固定点黑体辐射源温坪稳定性优于2mK,多次重复性优于1mK;分析了真空汞固定点黑体辐射源的不确定度来源,其合成标准不确定度为16mK。
2020 Vol. 41 (4): 413-418 [
摘要
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419
镓熔点温坪复现研究
Hot!
李利峰, 李锐, 闫小克, 王宁, 何沛
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.005
镓熔点是ITS-90国际温标中重要的定义固定点,在温度计量研究中起着重要作用。由于高纯镓从液态转化为固态时,体积膨胀约3.1%,传统玻璃外壳的镓熔点容器在冻制过程中很容易造成损坏。为了解决这一难题,设计了一种具有金属外壳的镓熔点装置,以该装置为对象,开展了2种不同镓熔点复现方法和2种不同复现装置对镓相变温坪影响方面的研究,并与国外同类型装置的性能进行了比较。实验结果表明:不同镓点容器复现的镓熔点温度在0.02mK范围内一致,高纯镓中的微量杂质是造成差异的主要原因;外液-固界面复现方法比双液-固界面复现方法得到的温坪值低0.09mK;不同复现装置对镓熔点温坪的影响较小。
2020 Vol. 41 (4): 419-424 [
摘要
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355
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425
基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究
Hot!
马若梦, 林鸿, 张亮, 冯晓娟, 方立德, 张金涛
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.006
二氧化碳气体排放过多是造成温室效应的主要原因,对全球环境及生态系统产生了深远影响。企业燃料燃烧产生的二氧化碳是城市区域碳排放的主要来源。为了通过碳排放交易来实现企业减排,就必须对企业烟囱排放二氧化碳进行精确的计量,而企业烟囱排放的二氧化碳含量一般在20%以下,需要建立高准确度的现场测量方法。通过多次反射吸收光谱技术精确获得二氧化碳在6361.25cm-1的(30012)←(00001)R18e跃迁谱线信息,进一步结合理想气体方程来精确获得15%,10%,5%和1%二氧化碳/氮气(氮气为平衡气体)混合物的浓度。结果表明所建立的装置和方法能够快速精确地测量待测气体的浓度,测量结果与基于天平的称重法相当,扩展相对不确定度小于0.65%(
k=2)。
2020 Vol. 41 (4): 425-429 [
摘要
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449
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流量计量
430
差压式流量计测量脉动流量方法研究
Hot!
张永胜, 张毅治, 刘彦军
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.007
利用脉动流动工况下差压式流量计理论模型,给出了通过双路差压计算瞬时脉动流量的算法,并利用FLUENT软件对文丘里管内流场进行仿真计算,对脉动流量计算方法进行验证。仿真结果表明,单路压差计算脉动流量,由于遗漏流量导数项可产生很大测量误差,最大误差甚至可达100%;而通过双路差压计算脉动流量,可有效消除流量导数项影响,算例中最大误差降低至5%左右。
2020 Vol. 41 (4): 430-433 [
摘要
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323
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434
基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究
Hot!
方立德, 郎月新, 赵宁, 李小亭, 韦子辉
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.008
为了准确测量气液两相流含气率,提出一种同轴线相位差测量方法。利用同轴线传感器,通过测量电磁波经过在同轴线内分布状况不同的气液混合介质后相位差的变化,得到混合介质的含气率。完成了同轴线测量电路及测量传感器的设计,建立了一种含气率测量模型。以气液两相做了室内静态实验,并对垂直管状态下传感器响应和实验结果进行了误差分析。结果表明:相位差输出与含气率呈线性关系;同时,在不同频率下,预测结果和实验结果的相对误差在±5％范围内,说明预测模型准确度较好。
2020 Vol. 41 (4): 434-440 [
摘要
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317
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力学计量
441
气动肌肉的最小二乘支持向量机迟滞模型
Hot!
谢胜龙, 张文欣, 鲁玉军, 张为民, 朱俊江, 林立, 任国营
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.009
针对传统迟滞模型存在的待辨识参数多、参数辨识过程复杂和辨识精度低等问题,采用最小二乘支持向量机对气动肌肉的位移/气压迟滞开展建模研究。通过非线性映射将原始数据空间映射到高维空间,将原系统的非线性问题变成高维空间中的线性问题,借助于最小二乘法求解该线性方程组,从而提高其求解速度及收敛精度。在气动肌肉迟滞特性实验的基础上,采用所建数学模型,与经典的PI模型进行对比。结果表明,采用最小二乘支持向量机建立的数学模型具有更高的建模精度,均方差和平均误差相比PI模型分别减小了99.21%和99.1%,该方法可为后续气动肌肉的迟滞补偿控制提供有效的手段。
2020 Vol. 41 (4): 441-447 [
摘要
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374
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448
基于蒙特卡罗法的冲击力溯源系统不确定度评定
Hot!
江文松, 王中宇, 罗哉, 张力, 胡晓峰
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.010
利用蒙特卡罗方法对多变量的冲击力溯源系统进行不确定性量化评定。该方法首先建立冲击力溯源系统各不确定变量的表征模型;再根据抽样空间相邻迭代解的误差限,建立样本量的适应度函数;最后利用适应度函数使冲击力测量模型的输入变量最佳逼近总体分布。为了验证该方法的有效性,利用该方法对冲击力溯源系统进行不确定度评定,评定结果表明,在95%的置信水平上,冲击力溯源系统的相对扩展不确定度优于0.818%,其不确定性主要来源于落锤上表面加速度分布不均匀和横向偏摆。
2020 Vol. 41 (4): 448-454 [
摘要
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385
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455
基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的滚动轴承故障诊断
Hot!
孟宗, 岳建辉, 邢婷婷, 李晶, 殷娜
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.011
针对变分模态分解中模态个数的设定会对分解结果产生重要影响的问题,提出一种求取最优分解层数的方法,该方法以瞬时频率的幅值特性为依据,通过分析变分模态分解过程中,各分量最大幅值之间的关系来确定最佳分解参数;均方根熵可以反映不同振动信号的能量值,以信号均方根熵为故障特征参量,通过优化支持向量机建立故障分类模型,实现故障模式分类。将基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的故障诊断方法应用于滚动轴承实测信号中,实验结果表明基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的方法能够有效识别滚动轴承运行状态,识别准确率高达98.75%。
2020 Vol. 41 (4): 455-460 [
摘要
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303
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声学计量
461
高静水压下换能器阻抗特性的测量方法研究
Hot!
贾梦雯, 赵鹏, 王月兵
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.012
针对在小腔体中阻抗分析仪发射连续波无法准确测得换能器阻抗的问题,提出一种在高静水压下使用脉冲正弦信号激励换能器测量阻抗的方法。以采样电阻法为基础,根据腔体尺寸确定发射脉冲个数以及可测频率范围来有效避免腔体边界反射对测量造成的影响。通过设置不同的发射频率,分别采集换能器两端及采样电阻两端的电压波形信号,利用已知频率的三参数正弦曲线拟合法分别得到波形信号的幅值和初始相位角,计算得到换能器的导纳值。改变静水压力,利用脉冲法测得0～10MPa静水压下换能器导纳特性。实验结果表明,采用脉冲正弦信号激励的方法可在有限空间内准确测量换能器的阻抗特性;且随着静水压力的升高换能器的谐振频率发生偏移,导纳圆直径减小。
2020 Vol. 41 (4): 461-468 [
摘要
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415
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电磁学计量
469
基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究
Hot!
贾正森, 王磊, 徐熙彤, 周天地, 潘仙林, 石照民, 张江涛
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.013
基于约瑟夫森量子电压标准设计了交流功率差分测量系统。通过分析差分采样系统的误差分布及误差传递函数,提出换向差分测量方法,减小了差分采样系统的增益误差,提高了电压幅值测量准确度;通过分析衰减系数η,证明了采用换向差分测量较容易实现10-7量级电压幅值测量。通过评估差分采样系统零相位,结果证明了差分采样系统具有较好的相位测量稳定性。分析了交流功率差分测量系统的不确定度分量,评估了功率因数为1.0,0.5L和0.5C时的功率测量不确定度,通过与国家交流功率基准装置进行实验比对,证明了基于约瑟夫森量子电压交流功率测量系统不确定度评估的合理性。
2020 Vol. 41 (4): 469-474 [
摘要
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383
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475
一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法
Hot!
庄双勇, 赵伟, 赵东芳, 黄松岭
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.014
提出一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法。首先,对一定长度的超谐波电压、电流信号施加矩形窗函数,将其截取为等间隔连续的小数据块,对每个小数据块构建空间矩阵并估计超谐波个数;然后,利用TLS-ESPRIT算法估计每个小数据块所含超谐波的频率和衰减因子,再采用最小二乘法估计超谐波的幅值和相位;最后,以三维形式展示超谐波频谱,实现对超谐波的动态分析。数值仿真分析以及2种非线性负荷实测数据验证结果表明:该方法不仅能准确估计出超谐波的个数、频率、衰减因子、幅值和相位等信息,并具有较高的频率分辨率,还能从三维展示中观测到超谐波的时变特性,为深入研究超谐波提供了一种更精确的测量方法。
2020 Vol. 41 (4): 475-483 [
摘要
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356
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484
新型量子霍尔电阻样品计量应用研究
Hot!
蔡建臻, 黄晓钉, 潘攀
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.015
采用AsGa砷化镓系材料研制了多种结构的新型量子霍尔电阻样品,介绍了该样品的特点及应用领域。使用常温电流比较仪和低温电流比较仪,用过渡比对法对新型的量子霍尔电阻与标准量子霍尔电阻样品进行了双重测量比对验证,在实验室内测量结果的相对偏差小于4×10-8,验证了新型的量子霍尔电阻样品和测量系统的准确度满足当前计量应用需求。
2020 Vol. 41 (4): 484-488 [
摘要
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370
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489
恒流放电法测量超级电容器静电容量的影响因素分析与不确定度评定
Hot!
许峰, 李智玮, 冯建
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.016
静电容量是超级电容器的主要电气参数之一,相关标准中均推荐采用恒流放电法对超级电容器静电容量进行测量。介绍了恒流放电法的测量原理和测量电路,通过实验分析了放电电流、充电电流、初始电压对测量结果的影响,并对静电容量测量不确定度进行了评定。结果表明:放电电流对测量结果有较大影响,静电容量随放电电流的增大而减小;充电电流和初始电压对测量结果的影响影响较小;恒流放电法测量静电容量的相对扩展不确定度为2.2%(
k=2)。
2020 Vol. 41 (4): 489-493 [
摘要
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463
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494
基于任意波形发生器的高压短路试验测量系统校准方法和装置的研究
Hot!
周小猛, 林志力, 苗本健
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.017
提出了一种将标准短路试验波形注入多通道任意波形发生器,来产生模拟实际的校准波形,进而对测量系统进行校准的方法。校准装置使用现场可编程门阵列(FPGA)、直接数字频率合成器(DDS)等器件。对装置的检定结果表明:在10Hz～200kHz频率范围内,输出频率、输出电压最大误差分别为2.1×10
-6
、3×10
-3
。重复输出10次,输出幅值的最大相对标准偏差为5.7×10
-4
,1年内幅值变化的最大相对标准偏差为1.9×10
-4
。通过将该装置用于实际高压短路试验测试系统的校准,验证了试验波形的噪声、零漂及带宽均会对测量系统的准确度产生显著影响。
2020 Vol. 41 (4): 494-499 [
摘要
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373
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无线电、时间频率计量
500
惯性导航设备升沉数据测试系统研究
Hot!
徐新平, 王锐, 袁静, 杨帆, 路立勋
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.018
研制了一套基于STM32单片机与单轴摇摆台的测试系统,利用固定圆心、固定半径条件下的圆内三角形关系,通过拉线传感器采集单轴摇摆台复合运动中的升沉数据;同时,对惯性导航设备输出的升沉数据进行采集与处理。对测试系统输出的升沉数据进行了验证,实验结果表明:该测试系统的测试数据准确合理,可实现对惯性导航设备升沉参数的动态测试,弥补了现有同类测试系统的结构复杂、量程小等不足。
2020 Vol. 41 (4): 500-504 [
摘要
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356
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505
基于改进蝙蝠优化自确定的模糊C-均值聚类算法
Hot!
汤正华
DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.019
针对模糊C-均值聚类算法敏感于初始聚类中心及聚类收敛慢、聚类数目手动设定等缺陷,提出了基于改进蝙蝠优化自确定的模糊C-均值聚类算法。该算法是基于密度峰值综合衡量聚类中心外围数据密集程度和聚类中心间距离,自动确定聚类中心和聚类数目,以此作为改进蝙蝠算法的初始中心;在原始蝙蝠算法中引入Levy飞行特征加强算法跳出局部最优能力;使用Powell局部搜索加快算法的收敛,利用改进的蝙蝠种群进行种群寻优,并将最优蝙蝠位置作为聚类C-均值新聚类中心,进行模糊聚类,以此循环交叉迭代多次最终获得聚类结果。将基于改进蝙蝠优化自确定的模糊C-均值聚类算法与其它两种聚类算法在标准数据集上进行仿真对比,实验结果表明:与其它两种算法相比,该算法收敛速度快、误差率低。
2020 Vol. 41 (4): 505-512 [
摘要
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信息动态
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《计量学报》“生物计量”专刊征稿通知
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《计量学报》变更为月刊公告
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关于征集2019-2021年度“青年人才托举工程”托举人选的通知
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关于召开“第12届中日韩计量测试学术研讨会”通知
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关于开展“2019年度中国计量测试学会科学技术进步奖”推荐工作的通知
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快讯︱《计量学报》2019年增刊征稿啦！
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电子专刊阶梯波研究论文专辑
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关于召开“纪念5.20世界计量日学术报告会”的通知
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版权信息
主管单位：
国家市场监督管理
总局
主办单位：
中国计量测试学会
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
国内定价：
全年1200.0元
单价100元/期
京ICP备:14006989号-1
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