基于蒙特卡罗法的平面度测量不确定度评定

形位误差的测量不确定度评定是目前测量领域研究的热点;但由于其测量的复杂性和测量结果评定的多样性,导致在实际测量结果中形位误差测量的不确定度评定成了难题;为此,根据形状误差评定准则,选取最小二乘法建立数学模型,确定形状误差数学模型中各参数值的传递系数和单点不确定度,并分析具体的测量方法和测量过程中的不确定度来源,根据传统的GUM法对其进行不确定度评定;然后采用蒙特卡罗伪随机数的方法来模拟实际测量数据,从而得到平面度误差的不确定度;通过设置实验对比,验证了蒙特卡罗法评定平面度不确定度的可靠性和准确性;该方法不需要求出数学模型中的传递系数,利用MATLAB软件很容易实现,为平面度误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法,值得推广和应用。     

基于新型复合齿轮线结构光的齿廓测量及其不确定度的评定

齿轮齿廓偏差是齿轮检定中的重要参数之一。文章采用新型复合齿轮线结构光测量系统,对一级标准(u=1μm,k=3)齿轮渐开线样板的齿廓进行了测量,从机、热、光、电等多个方面分析了测量误差的来源,并以JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与指南》为基础,评定了用该系统测量齿轮齿廓偏差的不确定度。研究表明,用该测量系统测量齿轮齿廓时存在误差,包括:仪器测量重复性误差、渐开线样板标准量误差、样板线膨胀误差、顶尖同轴度误差、齿轮安装偏心误差、线结构光系统误差等,其中CCD相机标定误差、结构光视觉模型标定误差以及线结构光光条中心检测误差所引起的合成标准不确定度为0.98μm,是新型复合齿轮线结构光测量系统误差的主要来源,并通过分析计算得到该测量系统扩展不确定度为2.3μm(k=2),可以满足测量精度在2.3μm以上的齿轮测量。     

迈克尔孙干涉仪系统误差的估测

分析了迈克尔孙干涉仪的仪器误差的7个分量,确定了迈克尔孙干涉仪的仪器误差,分析了迈克尔孙干涉仪由于调节不当而产生的误差,提出了减小这类误差的方法,对迈克尔孙干涉仪的系统误差进行了估测.     

基于神光Ⅲ主机装置的中子半影锥成像系统设计

针对半影孔加工和检测困难的缺点,设计了半影锥成像系统。根据神光Ⅲ主机装置中子产额条件,确定成像系统排布参数;根据点扩展函数的尖锐性和等晕性要求,确定半影锥参数;模拟半影锥系统的分辨率,以及在不同加工精度、偏心误差、旋转误差和物距误差时,对成像质量的影响。模拟结果表明,系统分辨率能达到15 m,半影锥椭圆度的加工误差要小于0.1,瞄准的偏心误差要小于60 m,旋转误差要控制在0.35 mrad以内,物距误差要控制在1 mm以内。     

球面玻璃铣磨加工的面形误差分析

本文根据空间啮合理论,求解出计算面形误差的方程。应用此方程,不仅能定量的算出面形误差、确定面形误差最大值的位置,而且还能控制面形误差的大小和位置。     

偏差、误差和不确定度的准确使用

正科学实验中常需对实验的结果进行数据分析,数据分析的准确与否直接关系到实验所得到的结论是否正确,因此数据处理对科学实验至关重要。在数据分析过程中,常用到偏差、误差和不确定度的概念,它们之间既相互联系,又有区别,因此偏差、误差和不确定度的使用极易混淆。错误使用偏差、误差和不确定度,不仅影响到数据分析的结果,甚至影响到由科     

测量不确定度的一些新概念的分析与讨论

介绍不确定度与误差在定义主计算方法上的区别,讨论不确定度新概念的特点和优越性,并说明在物理实验教学中采用不确定度的必要性。     

用不确定度表示实验结果的合理性与优越性

关于“测量不确定度”已有一些文献，其中《测量不确定度表达指南》（以下简称e指南》）’‘’对国际计量委员会提出的“建议INC—1（1980）”中的一些基本概念及不确定度表示提供了新的、具有发展性的定义．C指南》中规定的计算方法是易于参照应用的一份可贵的资料和通用规则．为了深人地搞清不确定度提出的背景及传统误差概念的不足，本文进一步分析不确定度与传统误差概念的区别，阐述不确定度的分类方法及制订不确定度表示的理由．并以实例来说明不确定度新概念和新规定的合理性与优越性．一、不确定度与传统误差在分类上的区别传统误…     

厚度误差对THz-TDS的测量不确定度分析

阐述了基于菲涅尔公式的透射式太赫兹时域光谱系统提取样品光学常数的方法和原理,分析了样品厚度误差对THz-TDS测量不确定度的影响,并建立了相应的不确定度模型。进行太赫兹时域光谱测量实验,提取硅片在太赫兹波段的折射率,并计算了误差对提取样品折射率的影响。结果表明,随着厚度误差的增大,系统测量偏差也随之增大。对于较厚样品,相同厚度误差对其测量结果影响较小。样品厚度为994μm时,在厚度存在1μm的测量误差情况下,系统测量折射率的偏差为0.001 2,接近模型的仿真值。实验结果验证了厚度误差对测量不确定度模型的有效性,了解了厚度误差对系统测量结果的影响情况,对测量过程及结果分析具有一定的指导意义。     

根据不确定度原理合成不同性质误差

按国家标准或规程得到的仪器的误差属于不确定度的Ｂ类评定、平均值的标准偏差属于平均值的标准不确定度的Ａ类评定,根据《测量不确定度表示指南（１９９３）》,利用标准不确定度的合成方法规范直接测量的不同性质误差的合成．     

圆光栅测角系统误差分析与修正

为了提高测角系统的测量精度，基于误差的特性和表现形式，从谐波角度对测角系统中的刻划误差、光电信号误差、偏心误差、倾斜误差和变形导致的误差建立相应的数学模型，并对偏心误差和倾斜误差进行仿真分析。搭建了金属圆光栅测角系统，对系统中的误差进行了分析和修正。实验结果表明:测角系统测角误差为134.2″，修正后误差为32.23″，圆光栅测角系统误差分析为后续的误差补偿提供了理论基础。     

单线阵CCD相机双激光器立靶测量系统误差分析

为提高单线阵CCD相机双激光器立靶测量系统的坐标测量精度,为系统设计提供理论和实验依据,对系统测量误差进行了理论分析,在建立系统数学模型的基础上,推导了系统测量误差公式,采用Matlab软件对测量误差进行了仿真,获得了各误差影响因素对着靶坐标测量误差影响的大小和趋势,以及1 m×1 m靶面内的误差分布,并通过模拟实弹实验对误差分析结果进行了实验验证,实验结果表明,x坐标测量误差的标准差σ_x为4.1 mm,y坐标测量误差的标准差σ_y为10.2 mm,模拟实弹实验坐标测量误差与理论分析结果一致。     

温度误差对激光陀螺零偏温度补偿精度的影响分析

分析了温度测量误差对环形激光陀螺(RLG)零偏补偿精度的影响,通过仿真,在动态温度模型中,发现温度测量误差主要通过温度变化率对补偿结果产生影响,提出了该模型在陀螺零偏动态温度补偿中是否考虑温度测量误差的标准。仿真结果表明,对使用的温度补偿模型与温度传感器而言,在温度补偿精度明显小于0.001°/h时,要考虑温度测量误差的影响。     

拼接式编码器测角误差分析及试验

根据望远镜测角系统的精度需求,分析了影响拼接式编码器测角精度的误差源,以及多读数头测角消差原理,确定了采用相位相差90°的4读数头的测角方式。在某望远镜方位轴系转台进行了逆时针和顺时针方向的测角试验,通过对测角数据进行谐波分析并补偿后,得到两组实验测角误差RMS分别为0.34"、0.38"。实验表明,相位相差90°的均布4读数头的测角方式消除了由轴系误差、编码器安装位置误差和钢带安装盘部分圆度误差对测角精度的影响,实现了亚角秒级测角的目的。研究结果可用于大口径望远镜设计阶段的误差分析与分配、预估测角精度,为降低设计和加工误差提供参考。     

软质齿轮影像法测量及系统误差和随机误差分析

通过实验了解影像法测量时的误差特性,分别对塑料、木质等软质齿轮公法线及模数在数显投影仪进行测量,并对实验数据进行分析处理,得到测量的系统误差主要来自测量时零线的对齐误差,通过对比检定法计算得出。随机误差主要来自于测量人员对齿廓的瞄准误差,通过A类不确定度进行计算得出。另外测量仪器的不确定度,按B类不确定度计算,由于其远小于A类不确定度,故忽略不计。对比塑料齿轮和木质齿轮测量的结果,得出软质齿轮测量的随机误差与材料、加工特性及表面质量相关的特点。木质齿轮的加工变形小于塑料齿轮,而且加工后齿廓表面质量较好,使得木质齿轮测量的随机误差小于塑料齿轮的随机误差。     

基于影像仪测量直线度误差的优化方法研究

针对影像仪测量直线度误差的特点,设计了一种改进的边缘检测模板进行边缘提取,并提出一种满足最小条件的直线度误差评定的方法区间距离算法来优化直线度误差的测量。通过采用影像法对光滑极限塞规的高精度测量实验,与传统边缘检测方法和斜率搜索法进行比较,实例结果表明,改进的边缘检测算法相对于传统检测模板计算卷积次数减少一半,可以提高测量速度,采用区间 距离算法与斜率搜索算法相比较,相同8组数据直线度误差相对误差不超过2%,平均计算速度提高0.01 s。实验验证在影像仪测量不同直径塞规直线度误差的自动化测量中,采用该优化方法可以节约计算时间4.45 s,并通过不同评定方式的比较,提出测量直线度误差最佳测量跨距在0.078 mm~0.104 mm的建议,对实际直线度误差测量具有指导意义。     

光电准直经纬仪的测量控制系统

测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度.本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统,该系统采用CCD作为光电传感器,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在CCD靶面的中心点,根据设定的数学模型求出失准角,从而完成自准直经纬仪系统的自动测出失准角的功能.     

基于分步式压印光刻的激光干涉仪纳米级测量及误差研究

针对在未做隔离保护处理的环境中，基于Michelson干涉原理的激光干涉仪测量系统存在严重的干扰误差，不适合分步式压印光刻纳米级对准测量的要求.采用Edlen公式的分析及计算，不仅在理论上揭示出环境温度、湿度、气压等变化对激光干涉仪测量准确度的影响，而且证明影响测量准确度的最大干扰源是空气流动的结果.通过气流隔离措施和系统测量反馈校正控制器，能够实时补偿激光干涉仪两路信号的相差.最终，测量漂移误差在10 min内由13 nm降低到5 nm以内，满足压印光刻在100 mm行程中达到20 nm定位准确度要求.     

Non-piece-wise error compensation for grating displacement measurement system with absolute zero mark

A method for compensating the measuring error of the grating displacement measurement system with absolute zero mark is presented. It divides the full scale range into piece-wise subsections and compares the maximum variation of the measuring errors of two adjacent subsections with the threshold. Whether the specified subsection is divided into smaller subsections is determined by the comparison result. After different compensation parameters and weighted average values of the random errors are obtained, the error compensation algorithm is implemented in the left and right subsections, and the whole measuring error of the grating displacement measurement system is reduced by about 73%. Experimental results show that the method may not only effectively compensate the spike error but also greatly improve the precision of the measuring system.     

透镜单色焦距的测量

本文根据夫朗和费单缝衍射原理，结合光电扫描技术，给出了测量透镜单色焦距的原理和测量装置，并以凸透镜为例给出了详细的测量方法和测量结果，计算了测量中的相对误差约为０．７％，最后讨论了减小测量误差的技术途径以及对凹透镜的测量方法。该方法不仅适用于可见光区，也适用于不可见光区的测量。测量方法简便，精度高。