激光则量线径的方法

<正> 由于激光具有高单色性、高亮度和方向性好的特点,它在测量技术上得到越来越广泛的应用。稳频激光甚至可以作为长度和时间的计量标准。本文仅介绍下述常见的激光动态测量线径的三种方法:1.衍射法;2.扫描法;3.散射法。利用这些方法国内外先后研制了许多种外径测量仪器。它们可以测量金属丝,如仪表行业的游丝直径;也可测出微小的位移和间隙,如精密轴承的间隙、计算机中磁头和磁盘问的缝隙、振动物体的振幅等。近年来激光光导纤维通讯已达到比较成熟的阶段,相应地对传输光频载波的玻璃纤维提出了更实用化的要求。线径均匀就是光导纤维一项重要的指标,这就需要高精度而又无接触地在拉丝过程中测     

基于双CCD的大型轴类零件直径非接触检测方法研究

针对重型机械工业生产中对大型轴类零件外径测量的需求,基于双CCD传感器测量原理研究了一种新型高效率、高精度的轴径检测方法。介绍了CCD测径系统的检测原理,针对单一CCD传感器测量范围小的缺点,提出了双CCD传感器组合测量大型轴类零件直径(Φ150mm~Φ300mm)的方法,并对影响精度的主要误差来源进行了分析。为了验证该方法的有效性,通过对7种不同直径的标准轴件进行测量,实验表明,测量精度小于±3μm,满足大型轴类零件外径测量的要求。     

变距测径仪的光学系统设计

介绍一种新型测径光学系统,其变焦距物镜镜头使物距可变,而成像倍率不变。这是一种中等距离测径仪器,其工作距离为400～680mm,对应的测径范围为φ90～φ150mm,测径精度可达0.2～0.02mm。     

谈谈数字毫秒计的改进——用数字毫秒计测振动周期

在研究物体的运动中,经常碰到物体振动周期的测定问题。停表是测周期的常用仪器,但有时精密度不够,有时物体振动较快而测不准。本文介绍使实验室常用仪器数字毫秒计增加测定周期的功能,可以解决用停表测量时的困难。如果要对某一作振动物体的周期进行测定,可以在物体振动的通路上放一只光电门(图1),从图上可知我们要测的物体     

向从事实验科研工作的朋友进一言

前不久碰到一位早年毕业的学生，她现在是一个重点实验室里负责调试、设置仪器的工程师。我问她忙不忙，她回答说，很忙!来做试验的人很多，其中不少是来做博士、硕士论文的，我们按他们的要求把设备、仪器调好，帮他测量，试验完了，把测得的数据交给他们，由他们去处理。接下来，我们再为另外的试验者调试、设置仪器，再交出测试结果……。听学生说完之后，我觉得这种“定货”式的实验方式似乎有些不妥。试验者如果对试验所用的仪器、设备的性能、原理不了解，也不知道整个检测系统是否处在正常工作状态下，有可能测不到真实结果。下面举几个例子以说明。     

物理实验的准备、实施、报告与数据处理

一、准备实验前,首先要弄清楚实验的主题.通过教科书和参考书,明确用什么样的方法测量,要测定什么物理量等.与此同时,对实验中使用的装置和仪器等都必须充分地理解.实验完成后,还要求提出所做实验的实验报告.为了写好实验报告,必须准备实验笔记.把实验的测定值和实验中测定条件记录在笔记的左页上,计算过程和实验当中的体会要详细记录在笔记的右页上.最后,在右边的页上还     

总装调对心干涉仪的设计与测量精度分析

为了满足大口径光学系统各分立元件的高精度对心要求 ,设计制造了总装调对心干涉仪。介绍了仪器的工作原理及关键结构工艺 ,并对影响偏心测量的因素进行了讨论。仪器的测量精度同被测镜的曲率半径及两测量点的间距有关。当被测镜的曲率半径小于 1.5 m、两测量点的间距为 5 0 0 mm时 ,其偏心测量精度小于 1μm,仪器的测量偏心角度的最小格值达 0 .12     

横梁弯曲衍射法测玻璃杨氏模量的改进

设计、制作了横梁弯曲衍射法测物质材料的杨氏模量仪器,并利用单缝衍射测量了火石玻璃挠度的变化,实现了螺旋加力装置配合拉力传感器对拉力连续、稳定控制.     

千分尺、游标卡尺的零值误差

1 零值误差 零值误差是指当被测的量为零时或没有被测物时,仪器显示值偏离零位的示值.它是系统误差的一种.对于某些仪器而言,可以通过简单的调整而基本消除,例如天平的指示针、万用电表的指针等没有指在零位时,可以旋转调零旋钮使指针对准零位;而有些仪器则无法通过简单的调整来消除零值误差,只有在测量结果或在计算公式中加入修正项去消除,例如游标卡尺.     

弱磁材料磁测线圈的设计

一、引 言 测量磁化率的仪器和装置是多种多样的[1,2].提高测量灵敏度,尤其对弱磁性材料,是一个十分重要的问题.提高冲击法测磁灵敏度的主要途径有;选用灵敏的积分器,增加磁场以及合理地制作测量线圈.本文仅就后者进行讨论. 二、测量线圈 在一般冲击法测量弱磁材料磁性的装置中     

旧式大型工具显微镜数显化

大型工具显微镜是用途较广的精密长度计量仪器,主要用于测量螺纹中径、圆柱的直径等。目前实验室和工厂现有的仪器属50年代生产的老型号产品,用目视螺旋测微鼓上的刻度读数,人工记录和处理数据,测量时费时费工。针对大型工具显微镜数显化的问题,阐述了光栅、光电显微镜、单片机、新型传感器在数显上的应用。利用新技术和新型传感器改造老设备,使其实现数字化和智能化,以提高测量效率和测量精度。改造的结果表明,改造后的仪器测量效率大大提高,精度可提高一个数量级。     

城市污染气体分布的车载被动差分光学吸收光谱遥测技术研究

介绍了一种基于被动差分光学吸收光谱(differential optical absorption spectroseopy,DOAS)技术探测城市上空污染气体分布的光学遥测方法.采川安装在汽车上的被动DOAS系统对所测城区进行连续测量,通过DOAS拟合方法处理采集的太阳散射光谱,获得测量点上的污染气体柱桁度.同时利用此车载DOAS技术对深圳城区进行了连续六人的观测实验,得到了深圳市上空SO<,2>,NO<,2>的空间分布信息.从脱测结果发现,深圳市西边的污染较东边严重,SO<,2>西边浓度均值约址东边的2.0倍,NO<,2>约为3.6倍.并把柱坝光点测量的乍载DOAS结果与此站点的点式仪器测量结果对比,两种仪器的测镀结果具有相关性,SO<,2>的相关系数R<'2>=0.86,NO<,2>的相关系数R<'2>=0.57.实验结果表明车载DOAS的光学遥测方法为城市污染气体分布快速测量提供了一种有效的手段.     

相移型磁通门实验仪

为测量弱磁场,设计制造了相型磁通门实验仪,实验仪选用频率为32.768 kHz的晶振、计数器CD4060、运算放大器AD708和OPA551、高速精密比较器LM319、精密基准电源、高速D触发器74HC74等通用元件,安装了内、外2部分励磁线圈和均匀密绕长直螺线管.仪器电路简单,测值对探头磁芯参量的变化不敏感,稳定性好,准确度高.电路不需任何调节,仪器的测量精度优于0.5%.本仪器适宜在普通物理实验课程中开设磁通门实验,便于推广应用.     

布莱恩(J.B.Bryan)建议的应用一例

阿贝(Abbe)原则是进行长度测量的指导性原则。它指出:若要得到正确的测量结果,必须将仪器的读教刻度尺放在被测尺寸线的延长线上.根据此原则,制造了阿贝比长仪,进行绝对测量.一般测长仪器的测量值,可用下式表示式中S为刻度尺到被测物的垂直距离,,△θ为量爪的角位移.如图1所示,可见误差由S和△θ这两个因素引出.阿贝原则恰能使S=0. 由于阿贝原则难于应用于一般测量仪器,故布莱恩建议修改阿贝原则:位移测量系统工作点的路程应和被测位移作用点的路程位于一条直线上;或者必须使传送位移的导轨没有角运动,或者必须用实际角运动的数据计算偏移…     

同轴-环形TSV电学性能

针对性能优越的同轴-环形硅通孔（Coaxial-Annular Through Silicon Via,CA-TSV）结构,提出特征阻抗、功率、时间常数及寄生参数的解析模型,研究结构参数对电学特性的影响,并通过HFSS软件对S21参数进行验证.结果表明：增加CA-TSV的内径或减小其外径可以有效减小特征阻抗,而减小其内径或增加其外径可以有效减小功率;增加CA-TSV的内径或外径可以有效减小RC等效电路的时间常数,而增大其内径或减小其外径可以有效减小RL等效电路的时间常数;增加CA-TSV的内径或外径可以有效减小电阻并且可以使电容值显著提高.     

用于测定精煤中全水分的微波测水仪

目前国内选煤厂测量洗精煤产品的全水分,都是使用烘干重量法.这种方法需要化验人员将煤样进行搅拌、缩分、天平称量两次、预烘于、烘干等一系列复杂操作,而且所需设备多而庞大(包括烘箱、称量天平、称量盘等设备).根据国际标准的规定,作一个精煤全水分测定,需要80min的时间.多年来广大选煤化验人员迫切需要改进这种笨重落后的化验工具与方法. 精煤中全水分测定的微波测水仪,是采用微波测量技术研制成的一种新型仪器.使用时,只需将煤样装满取样盒放入仪器中,即可在55s内自动显示出全水分值并打印出全水分值. 此微波测水仪的测量精度符合国家…     

一种新型光电经纬仪多功能检测设备的设计与研究

介绍了一种对光电经纬仪进行检测的多功能检测架,并对其工作原理、主要功能、设计指标及其精度计算进行了介绍。与以往的检测架和动靶标相比,具有可模拟目标的视向运动、评检被测设备的动态测角定向误差及模拟目标的视向运动轨迹的特点,解决了以往在室内无法对仪器的动态测角定向误差进行测量的难题,大大提升了室内检测仪器的能力。经计算和检测,该设备的最终测角定向精度可以达到±2″。     

冲击法测定直螺线管磁场的误差分析

冲击电流计是测量在极短时间内电路中通过的电量的高灵敏度仪器，可用来测磁场、电容、电感等.本文结合用冲击法测定螺线管磁场的实际教学经验，对实验中出现的一些误差及对测量的影响进行了较详细的分析，并试图对冲击电流计的正确、合理使用进行探讨.一、测量原理及线路冲击法测量磁场是根据电磁感应定律，利用被测直螺线管中磁通量变化时，包围在这个磁通回路的探测线圈感应出电动势为基础，由串联在探测回路中的冲击电流计准确地测出流过回路的瞬时电量，借以计算磁场.磁场测定的实验线路如图1所示，BG为电流计，N1和N2分别是被测螺管…     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

超宽光谱的飞秒脉冲测量一直是超快激光领域的重要研究方向之一.常规的飞秒脉冲自相关方法是通过测量自相关倍频信号来获得,而倍频信号具有波长选择性,不同中心波长的飞秒脉冲测量需要更换不同的倍频晶体,十分不方便.因此,提出了一种改进型的瞬态光栅频率分辨光学开关(TG-FROG)方法用于测量飞秒脉冲.该方法结合四波混频和频率分辨光学开关方法,其基本过程是将待测脉冲分为三束,其中两束脉冲经过精密的延时控制并聚焦在光学介质上达到时空重合,利用三阶非线性效应产生稳定的瞬态光栅作为开关光;另一束脉冲作为探测光与产生的瞬态光栅进行相互作用产生一个信号光,使用光谱仪对该信号光的光谱与延迟时间进行测量,并通过反演迭代算法处理而获取待测飞秒脉冲的光谱与电场信息.该方法只需要待测光的功率密度达到三阶非线性效应就可以实现测量,因此可以应用于任意中心波长的飞秒脉冲测量.利用该方法对中心波长分别为800 nm, 400 nm的飞秒脉冲,以及超连续亚10 fs的周期量级超宽光谱飞秒脉冲进行了测量,并与常规的干涉自相关仪器测量结果进行了比较,所得测量结果基本一致.实验结果表明,建立的基于TG-FROG方法对不同中心波长,不同脉冲宽度的飞秒脉冲测量是十分有效的.     

过采样∑-△A/D技术在差分吸收光谱系统中的应用

差分光学吸收光谱法(DOAS)已经成为测量大气中微量气体成分含量常用的方法,该方法基于最小二乘原理,利用测量的大气光谱的差分吸收光学密度与标准的吸收截面进行拟合,确定待测气体的浓度.其测量精度不仅取决于光谱测量精度、仪器本身的噪声以及测量波段内其他气体的干扰等因素,还与痕量气体前期采集和处理有关.文章简介了差分吸收光谱法测量原理和仪器结构,提出过采样∑-△A/D技术,过采样技术与∑-△调制器的噪声整形技术结合,可对量化噪声进行双重抑制,从而提高待测波段内的信噪比,实验结果表明提高了DOAS系统的测量精度.