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文章快速检索     高级检索 2022年 43卷 5期 刊出日期：2022-05-28 计量学总论 几何量计量 光学计量 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        计量学总论 565 从国际计量机构科研产出看计量领域发展态势——基于文献计量学 段宇宁,刘羿彤,李晓萌,商学棽,张宇,阳彩军,王丽丽,黎柳 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.01 采用国际通行的文献计量学的方法,基于2013～2020年Web of Science(WOS)收录的SCI论文数据,研究分析了发达国家计量机构如:美国标准技术研究院 (NIST)、英国国家物理实验室(NPL) 和德国物理技术研究院(PTB)的科研产出,包括论文规模和学科影响力等指标,并进行了对标分析,尝试剖析计量领域科技创新的未来发展态势,同时期望数据背后的趋势和研究结论,能够在我国“十四五”发展中提供参考和支撑。 2022 Vol. 43 (5): 565-570 [摘要] ( 263 ) HTML (1 KB)  PDF (2088 KB)  ( 443 )        几何量计量 571 计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究 黎雄威,李琪,纪峰,李适,李伟,黄鹭,施玉书,皮磊 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.02 为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO2膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。 2022 Vol. 43 (5): 571-577 [摘要] ( 220 ) HTML (1 KB)  PDF (3482 KB)  ( 460 )        光学计量 578 低温辐射计计量比对研究 徐楠,俞兵,史学舜,张鹏举,范纪红,刘志伟,林延东 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.03 低温辐射计是迄今为止国际上公认最精确的光辐射功率测量系统,基于探测器的光辐射量值是可溯源的基本量。低温辐射计是目前国际上公认最准确的光辐射功率测量方法,是基于探测器的光辐射量值溯源源头。为验证不同实验室间的低温辐射计测量量值的一致性,由中国计量科学研究院作为主导实验室组织了此次低温辐射计比对,参比实验室包括中国电子科技集团第四十一研究所与西安应用光学研究所。介绍了比对的基本情况与技术方案,分析了比对结果。比对结果表明,各参比实验室相对于比对参考值的测量偏差在±0.02%之内;尽管各实验室使用的低温辐射计的类型不同以及装置存在差异,比对结果证明了各实验室低温辐射计测量的量值具有较好的一致性。 2022 Vol. 43 (5): 578-582 [摘要] ( 257 ) HTML (1 KB)  PDF (1046 KB)  ( 629 ) 583 基于事件相机的人体动作识别方法 张远辉,许璐钧,徐柏锐,何雨辰 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.04 现有的人体动作识别方法是以固定的时间间隔分割事件数据作为虚拟帧,没有充分利用事件相机的异步输出特性,针对此不足,提出了一种直接处理事件数据的方法。首先,使用事件相机获取常见的9种人体动作数据,采取滤波、网格降采样的方式进行预处理,去除噪声且减少模型的输入数据量;然后,利用共享的卷积核对特征事件进行并行卷积操作,提取动作空间特征;最后,对人体动作实现分类识别。实验结果表明:在一般光照下,动作平均识别准确率为91.3%,不同光照对该方法的准确率影响较小,还具有训练时间快、参数量小的优点。 2022 Vol. 43 (5): 583-589 [摘要] ( 280 ) HTML (1 KB)  PDF (3360 KB)  ( 999 )        热学计量 590 基于高温黑体炉的钨铼热电偶校准方法研究 牛兴军,张婷婷,方立德,卢小丰 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.05 基于中国计量科学研究院的高温黑体炉设计了一种适用于钨铼偶等高温热电偶的校准方法。优化设计的均温块测温孔轴向均匀性20mm范围内小于0.5℃,优选的测温孔与中心孔的辐射温度差异可达到小于0.5℃。经铂铑10-铂热电偶验证了基于高温黑体炉的校准方法,在800~1300℃与S型热电偶标准热电势间差异小于0.5℃,不确定度评估为0.8~1.5℃,k=2。在800~1900℃范围内,测试了多只不同来源的C型钨铼偶热电势并考核了偶丝校准前后的均匀性,实验结果表明,钨铼偶丝与国际标准钨铼偶热电势的差异基本保持在1%以内,校准不确定度为3.7~13.0℃,相对不确定度为0.7%t (t为温度),k=2。 2022 Vol. 43 (5): 590-596 [摘要] ( 208 ) HTML (1 KB)  PDF (2516 KB)  ( 387 )        流量计量 597 基于超声回波能量峰值点拟合的气体超声波流量计信号处理方法 马杰,徐科军,江圳,张伦,徐浩然 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.06 针对气体超声波流量计信号处理中难以找到稳定特征点的问题,从回波信号能量的角度出发,研究了回波信号能量的变化规律。回波能量信号轮廓的上升段中间部分比较稳定且中间部分包络线斜率相对较大,近似一条直线。因此,提出一种基于回波能量峰值点拟合的信号处理方法,即连接回波能量信号上升段相邻的峰值点并求得各连线的斜率,选取斜率较大的4条连线作为特征直线,将这4条特征直线对应的右端点作为特征峰值点,并拟合成一条直线,以该直线与x轴的交点作为特征点,从而计算出超声波的传播时间。在基于FPGA和DSP的双核心系统上实时实现该信号处理方法,并在国家认可的检测机构进行标定实验,结果表明:基于回波能量峰值点拟合信号处理方法的双声道气体超声波流量计系统达到1级精度,可测流量范围为30~1200m3/h。 2022 Vol. 43 (5): 597-602 [摘要] ( 163 ) HTML (1 KB)  PDF (2991 KB)  ( 615 ) 603 基于十字型天线微波传感器截面含气率测量 于晓飞,张涛,徐英,方立德 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.07 为了克服两相流流型对气液两相流含气率的影响, 基于微波技术,设计了基于十字型天线结构的微波传感器。该传感器由水平和竖直双天线组成,可以很好地感应截面上含率值,提高测量准确性。同时对大量的截面含气率模型进行了研究,并参考科学有效的统一评价标准,通过标准装置给出体积含率得到截面含气率的参比真值。利用流动实验数据拟合得到含气率公式,并验证了公式准确性,结果表明传感器测量值与L-M模型具有很好的一致性,微波传感器测量的截面含气率的平均误差在2%以内。 2022 Vol. 43 (5): 603-608 [摘要] ( 249 ) HTML (1 KB)  PDF (1807 KB)  ( 247 )        力学计量 609 基于支持向量机的相位敏感光时域反射仪研究 马诗洋,王宇,王鹏飞,李君婵,白清,刘昕,靳宝全 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.08 为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取出特征向量;然后利用支持向量机的“一对一法”多分类策略对振动事件进行识别分类。考虑到实际环境因素的影响,对沿光纤行走、敲击光纤以及沿光纤慢跑3种模式的振动进行了检测试验;最后,采用准确率、精确率、召回率和F值来综合评价支持向量机分类器的性能。实验结果表明:该模式识别方法实现了84.9%的振动事件分类准确率。 2022 Vol. 43 (5): 609-616 [摘要] ( 164 ) HTML (1 KB)  PDF (2686 KB)  ( 376 ) 617 基于IMB-CNN的薄壁件超声铣削颤振辨识方法 吴凤和,李申烨,孙迎兵,郭保苏 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.09 针对薄壁件超声铣削加工时产生的颤振严重影响工件质量,加剧刀具磨损的问题,搭建了颤振图像监测系统,利用卷积神经网络(CNN)进行颤振图像辨识,综合运用趋磁细菌算法(MB)、爬山算法(HC)和禁忌算法(TS)的优点,改进MB算法进行超参数优化,提出了一种基于改进趋磁细菌卷积神经网络(IMB-CNN)的薄壁件超声铣削颤振辨识方法。首先,通过MB算法进行全局搜索,再以最优解为初始点,通过HC算法进行邻域搜索,避免了MB算法在最优解附近的振荡;同时,通过禁忌列表跳过已搜索的节点,减小计算规模,加快计算效率;最后,将获得的最优超参数用于CNN,实现颤振图像的精确辨识。与其他方法相比,该方法实现了97.69%的识别率,判断时间为363ms,能有效地进行颤振监测,且整体性能较优。 2022 Vol. 43 (5): 617-623 [摘要] ( 219 ) HTML (1 KB)  PDF (2199 KB)  ( 296 ) 624 基于扩展卡尔曼滤波的气力输送动态称重系统 王秦越,钱振华,贺关丽,蔡志端,许宇翔,陈礼群 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.10 为了提高粉料在气力输送过程中动态称重的精度,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的动态称重方法。通过设置多个称重传感器,对采集的数据进行融合并滤波处理,以消除干扰噪声对系统测量的影响。同时采用减重计量法,将数据处理结果通过智能控制器实时调节卸料控制阀的开关度,以提高动态称重的精度。实验结果表明:称重30kg二氧化硅粉末,平均误差在0.3%以下。 2022 Vol. 43 (5): 624-628 [摘要] ( 191 ) HTML (1 KB)  PDF (1398 KB)  ( 500 ) 629 比较振荡管法和比重瓶法测定15~80℃原油视密度换算标准密度的研究 何云腾,张健,李华,李东晖,吴应湘 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.11 原油标准密度(20℃)是原油理化指标中重要的一项。通过使用安东帕(Anton Paar)DMATM 35 V4 Ex Petrol防爆便携密度计等设备,对多个油田的油井采出液原油试样在15～80℃时分别用比重瓶法、震荡管密度计法进行密度检测,绘制密度-温度曲线,推导和完善了经验公式,并给出了一个以测试密度和温度为参数的计算公式。将振荡管密度测试法与石油计量表联合求解原油标准密度,相对误差控制在±0.5%以内,使在现场快速得到原油标准密度参数成为可能。 2022 Vol. 43 (5): 629-635 [摘要] ( 179 ) HTML (1 KB)  PDF (3139 KB)  ( 229 )        声学计量 636 高静水压下障板样品声特性的计算与测量 李水,罗马奇,易燕 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.12 为研制一种在声呐水下声系统中起到屏蔽噪声、提高声基阵空间增益作用的耐压、低频、宽带声障板,设计了声管样品,根据分层介质中的声传播理论,利用多层均匀结构的传递矩阵法计算了它在空气和水介质背衬下的声压反射系数和透射系数,在不同的背衬情况下具有明显不同的声学特性。制备了直径206mm的样品,利用杭州应用声学研究所水声驻波管和行波管测量系统测量了频率范围100Hz～4kHz、静水压范围从常压到2MPa的声学性能,测量结果和理论计算值基本吻合,声障板样品在静水压状态下具有一定的低频、宽带反声特性。 2022 Vol. 43 (5): 636-642 [摘要] ( 215 ) HTML (1 KB)  PDF (2830 KB)  ( 150 )        电磁学计量 643 基于改进型两次平衡对检法的感应分压器自校准方法 冯建,孙健,潘洋 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.13 介绍了参考电势变压器和指零仪变压器设计原理,分析了屏蔽间泄漏对测量结果的影响;对常规两次平衡参考电势对检法进行了改进,使零平衡和段平衡测量过程中,参考电势和测差电路均可实现等电位保护;对自校准方法进行了推导,校准结果仅与段平衡和零平衡时锁相放大器测量的电压差值相关,与参考电势变压器、指零仪变压器、辅助变压器等的误差无关,屏蔽间泄漏的影响也得到消除。对1kV感应分压器进行了校准实验,并对校准结果进行了测量不确定度分析,其相对扩展不确定度的评估结果为5.4×10-8(k=2)。 2022 Vol. 43 (5): 643-648 [摘要] ( 196 ) HTML (1 KB)  PDF (731 KB)  ( 127 ) 649 基于WOA-UKF算法的锂电池容量与SOC联合估计 吴忠强,王国勇,谢宗奎,何怡林,卢雪琴 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.14 锂电池的荷电状态(SOC)和有效容量是表征电池当前剩余电量和电池寿命的重要参数,提出一种锂离子电池有效容量和SOC的联合估计方法。在电池全寿命周期内,给出一种开路电压与SOC和电池有效容量非线性模型的两变量多项式描述;当电池循环使用次数超过预设值,采用鲸鱼优化算法估计当前电池容量与电池模型参数,根据模型参数与容量值采用无迹卡尔曼滤波器估计电池SOC;在SOC估计过程中,采用鲸鱼优化算法更新无迹卡尔曼滤波器的观测噪声方差和过程噪声方差,实现噪声方差的自适应调节,进而提高估计精度。实验结果验证了该方法的有效性和联合估计方案的可行性。 2022 Vol. 43 (5): 649-656 [摘要] ( 205 ) HTML (1 KB)  PDF (2379 KB)  ( 868 ) 657 用于芯片电容精确测量的在片开路方法研究 李灏,乔玉娥,丁晨,丁立强,刘霞美,吴爱华 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.15 为实现芯片电容参数测量过程中的有效开路,提高在片电容测量的准确性及一致性,针对在片电容开路方法开展了研究工作。通过对标准电容器及开路器原理结构进行分析,结合半导体芯片工艺测试实际需求,设计并制作了在片开路器。在完成在片电容测试系统搭建基础上,分别利用传统悬空开路法和在片开路法对1pF量值的在片电容进行了测量。实验数据显示,同悬空开路法相比,在片开路法电容测量结果的准确性及一致性有显著提升,测量重复性可达0.01%,为芯片电容计量测试工作提供了有效开路手段。 2022 Vol. 43 (5): 657-661 [摘要] ( 226 ) HTML (1 KB)  PDF (1438 KB)  ( 156 )        无线电、时间频率计量 662 基于北斗短报文通信的NIMDO方案设计与实现 顾杨义, 陈亮, 梁坤, 杨志强 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.16 作为地面通信手段的备份,也为了提供更可靠的时频传输路径,提出了一种基于北斗短报文通信的NIMDO方案,并设计了一套使用更可靠通信的远程时间溯源装置,利用北斗短报文通信传输参考端的时频数据,客户端解析时频数据并完成对客户端NIMDO的驯服。实验结果表明:在短基线条件下,基于北斗短报文通信的NIMDO方案实现了远程时间精确溯源,客户端与参考端间的溯源偏差优于±4ns,溯源偏差的不确定度为3.6ns。 2022 Vol. 43 (5): 662-666 [摘要] ( 196 ) HTML (1 KB)  PDF (1933 KB)  ( 624 ) 667 高精度光纤微波时频传递技术 齐苗苗,林平卫,潘家荣,蒋志远 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.17 光纤微波时频传递技术具备高可靠性、高稳定性、高精度以及低损耗等优点,能够为航空航天、国防建设、高速通信行业等提供高精度的时间频率参考基准。如何克服现有光纤时频传递技术中存在的时刻同步精度低、网络化和一体化技术不成熟等问题,同时还能保证系统在长距离传输时不会导致同步精度显著下降,成为光纤时频传输领域核心研究问题。综述了光纤微波时频传递研究领域的进展,从传统的时频传递技术切入,介绍了时频一体化传递新技术,并对光纤微波时频传递技术的应用前景进行了展望。 2022 Vol. 43 (5): 667-674 [摘要] ( 213 ) HTML (1 KB)  PDF (2752 KB)  ( 408 )        电离辐射、标准物质与生物计量 675 光腔光谱方法气溶胶消光系数比对测量 张家洛,杜盈盈,陈军,王孟,苏明旭,李凌,程义,楼晟荣 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.18 搭建了非相干宽带腔增强吸收光谱(IBBCEAS)实验装置,旨在实现大气气溶胶宽波段消光系数的在线测量。为评估IBBCEAS系统测量大气气溶胶消光系数的稳定性和准确性,联用单波长腔衰减相位移反照率监测仪(CAPS-ALB)在复旦大学环境科学楼开展比对测量研究。比对结果显示,两台装置在532nm波长处测量的气溶胶消光系数变化趋势基本一致,相关系数为0.974,说明IBBCEAS装置具有与通过计量检测认证的高精准度仪器相似的稳定性和可靠性。通过CAPS-ALB仪器的比对校准,IBBCEAS装置的测量平均偏差由7.08Mm-1降低到2.4Mm-1,测量准确性得到显著提升。另外发现,宽波段光谱测量对研究气溶胶消光系数的波长依赖性具有重要意义。 2022 Vol. 43 (5): 675-681 [摘要] ( 196 ) HTML (1 KB)  PDF (2436 KB)  ( 164 ) 682 亚稳态氪原子束流诊断系统结构设计与优化 张佳乐,冯高平,宋俊玲,饶伟,朱潇潇,梁健玮,金星 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.19 亚稳态氪原子具有较高的内能,在金属表面碰撞时会激发产生电子,利用电子透镜对退激发电子进行成像与检测,即可实现亚稳态氪原子束流强度以及空间分布的表征。基于该原理设计了一种亚稳态氪原子束流成像系统,采用有限元分析方法研究了电极间距、厚度与电势对退激发电子束流运动的影响规律。结果表明:成像弥散随着电子透镜聚焦能力的提升而减小。其亚稳态氪原子束流各物点成像误差在2mm以内,成像大小为 16.5mm,平均误差为3.71%,最大误差为9.38%。 2022 Vol. 43 (5): 682-687 [摘要] ( 186 ) HTML (1 KB)  PDF (2433 KB)  ( 146 ) 688 基于线性判别分析的决策融合脑电意识动态分类 付荣荣,李朋,刘冲,张扬 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.20 脑电信号的识别与分类是脑机接口技术的热点研究问题,单一分类器不能很好利用特征以及分类器的适应性,导致识别的准确率很难进一步提高,基于线性判别分析的分类决策级融合策略,可用于提高脑-机接口系统的分类准确率。首先,通过分离出两种分类器的假性试验特征,从这两种方法中选择更有可能正确决策提高分类准确性;其次为了测量每个决策的不确定性,使用与所对应分类器的最大和第二大相关系数提取特征向量。基于这一思想,提出了一种新的决策选择器,该方法通过整合两种基于线性判别分析的算法选择更有可能是准确的决策,从而达到提高脑电信号分类准确度。实验结果表明,该方法通过与精度相近的算法相结合在运动想象数据分类上获得了较好的分类准确率。 2022 Vol. 43 (5): 688-695 [摘要] ( 221 ) HTML (1 KB)  PDF (2931 KB)  ( 455 ) 696 生物气溶胶雾化器对大肠杆菌活性影响的评价 田莹,张国城,李晶晶,刘佳琪,潘一廷,吴丹,沈上圯,霍胜伟 DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.05.21 生物气溶胶的研究依赖于稳定可靠的雾化过程。从颗粒数量浓度、粒径大小分布、细菌可培养性和细胞膜破损等方面评价不同气溶胶发生器的性能, 并探讨进气流量的影响。结果表明在气溶胶发生过程中的机械应力严重损害细胞膜的完整性,使得细菌的可培养率降低90%以上,并且随着进气流量的增加,细胞碎片的比例增加,细胞膜损伤更为严重。由于生物气溶胶的研究不仅需要高浓度的微生物,更要保证细胞的完整性和可培养性,因此以上研究将对生物气溶胶发生器的性能评价和选择提供依据。 2022 Vol. 43 (5): 696-700 [摘要] ( 224 ) HTML (1 KB)  PDF (1322 KB)  ( 235 )

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