光栅卡卷尺测长技术

本文在光栅卡尺技术和力矩电机技术的基础上，把卡尺量程扩大到２０ｍ作成卡卷尺。利用力矩电机作为卡卷尺的卷紧机构和利用力矩电机作为保证光栅编码器标尺光栅平直度的施力元件，在此基础上，发展了光栅卡卷尺测长技术。基于莫尔条纹技术的光栅卡尺测长技术与其它现有长度测量技术相比成本较低、性能可靠，其测量精度可达０．０５ｍｍ甚至更高。为克服实际应用中卡卷尺的平直度对测量精度的影响，在系统设计中使力矩电机工作在堵转状态作为保证光栅卡卷尺标尺光栅平直的施力元件，并设计了线性调节的力距电机电源。对系统的检测表明，在２０ｍ测程内测量精度为０．１ｍｍ。     

高精度表面粗糙度外差干涉仪信号处理系统的研制

针对用于磨床加工的光外差表面粗糙度在线干涉测量仪，文中介绍了整机的信号处理系统，着重讨论了两项关键技术。即宽动态范围测量信号的自动控制和高精度动态相位测量，系统的测量精度达２．６°（相当于３．２ｎｍ），允许测量中最大多普勒频移±２０ｋＨｚ（对应高度的变化率±８．７５×１０－３ｍ／ｓ），完全满足磨床加工中表面粗糙度在线测量的要求。现场测试证实了这一点，这对于精加工、超精加工表面粗糙度的在线质量控制、提高加工精度等非常重要。     

表面热透镜技术应用于薄膜微弱吸收测量的理论和实验

由薄膜表面光热形变简化理论和表面热透镜衍射理论导出表面热透镜信号表达式，从理论上证明了表面热透镜信号和薄膜吸收率的线性关系. 应用表面热透镜技术研制了薄膜吸收测量仪，测量结果表明其吸收率测量灵敏度和精度均达10^-6量级. 关键词： 吸收测量 表面热透镜 光热形变 薄膜     

光学极化度测量仪的研制及弱光Stokes参数的测量

极化电子束在物理学及其相关领域应用十分广泛,要深入研究这些应用必须对电子束的极化度进行精确测量,通常测量电子束极化度的仪器有两种：Mott极化度测量仪和光学极化度测量仪。因光学极化度测量仪与Mott极化度测量仪相比有许多优点而倍受关注。文章首先阐述了光学极化度测量仪的理论基础和实验原理,然后介绍了所研制光学极化度测量仪的设计方案和物理结构,最后给出了用该光学极化度测量仪测量弱光的Stokes参数的结果。     

基于嵌入式系统的发射度测量仪

基于嵌入式系统的发射度测量仪采用法拉第筒测量方法,数据采样率达到200 kHz,设计有7个不同的电流采样量程。讨论了发射度测量仪的系统构成和工作原理,详细介绍了其数据采集系统的设计与制作。通过选用高速、低噪声的集成电路芯片并组合适当大小、适宜材料的电阻和电容构建模拟链路,贯穿于整个模拟链路的滤波设计和低噪声的模拟电源技术及屏蔽防护技术都保证了低噪声采集电路的实现。实验测试表明:在量程为10 nA时,该测量仪测量精度为1.47%,量程1 000 nA时则达到0.32%;采样20 kHz的正弦波信号失真度为6.5 dB;运动精度为1.25 m时,运动速度最高3.125 mm/s。     

卧式杨氏模量测量仪

针对传统杨氏模量测量仪的不足,设计了卧式杨氏模量测量仪.该仪器采用千分表直接测量金属丝伸长量,提高了测量精度.     

基于光纤声光调制的轮廓检测技术研究

为实现对工件表面微观形貌测量系统要求远距离传输、实时在线及非接触测量,同时达到高精度、高分辨力、高信噪比测量,提出基于声光调制的光纤外差法轮廓检测技术,采用外差法可有效抑制随机噪声,提高信噪比,通过原理分析建立数学模型;系统设计画出工件表面粗糙度测量框图;实验测量得出被测工件表面粗糙度,分辨力达到1 nm;讨论了不确定度来源及控制方法,测量精度为1。实验结果表明:外差法、声光调制及光纤测试技术可有效降低噪声、提高分辨力和测量精度。     

光纤连接器端面几何参量自动测量仪

报道了一种高精度测量光纤连接器端面几何参量的自动测量仪。叙述了光纤连接器的端面几何参量的测量原理。由光纤连接器端面形貌和纤芯中心坐标,可以高精度得到曲率半径、顶点偏移量、端面倾斜角和光纤高度等影响连接器性能的关键端面几何参量。该仪器体积小,自动化程度高,用户界面友好,使用方便,可测量物理接触、角度式物理接触等类型的光纤连接器端面几何参量。实际测量证明,该测量仪有很好的重复测量精度。该测量仪与美国Dorc公司ZX-1 mini PMS测量仪和Norland公司NC3000测量仪相比,测量精度水平相当。该仪器样机已通过华东国家计量测试中心的测试。     

自校整空间位移测量仪精度分析

对自校整空间位移测量仪的原理作了简要介绍，推导和计算了导向测量单元和总体的测量精度，对提高总体测量精度提出了几点建议，为该仪器的精度设计提供了理论依据。     

市电参数测量仪的设计

为了实现市电质量监测并降低测量成本,以STC12C5A60S2微处理器为控制核心,利用电压有效值转换芯片等器件,设计了一款市电参数测量仪,对频率、电压有效值及失真度进行测量;基于测周法实现50 Hz频率的测量,通过一块电压有效值转换芯片测量总电压有效值与谐波电压有效值,实现市电电压的测量,并通过计算获得失真度值;实验结果表明,该测量仪测量精度较高,频率测量误差小于0.1%,电压有效值测量误差控制在1%以内,失真度测量误差小于5%;该测量仪结构简单、性能稳定,可应用于电能质量监测系统。     

电子束极化度测量仪及其电子学系统的研制

介绍了研制成功的电子束极化度测量仪的基本原理、结构及其电子学测量系统,该系统基于PC机的数据获取和处理,并实现了整个实验过程的自动控制.作为对电子束极化度测量仪及电子学测量系统性能的检验,实验测量了线偏振光相对Stokes参数.测量结果表明整个系统具有测量精度高、结构紧凑和性能稳定的特点.     

一种基于旋转1/4波片法的激光偏振度测量仪

为了满足光的偏振特性测量要求,设计了一套激光偏振度测量仪。该装置利用旋转1/4波片对光波进行调制,通过对调制信号进行傅里叶分析获得光源的偏振度。利用测量光功率的方式对激光偏振度测量仪的偏振度进行校准,实验结果表明,所研制的激光偏振度测量仪测量精度优于0.5%,满足高精度激光偏振度测量需求。     

电子束极化度测量仪及基电子学系统的研制

介绍了研制成功的电子束极化度测量仪的基本原理、结构及其电子学测量系统，该系统基于PC机的数据获取和处理，并实现了整个实验过程的自动控制，作为对电子束极化度测量仪及电子学测量系统性能的检验，实验测量了线偏振光相对Stokes参数，测量结果表明整个系统具有测量精度高、结构紧凑和性能稳定的特点。     

基于STM32和AD5933的多通道阻抗测量仪的设计与实现

针对目前传统使用的阻抗测量仪通道少、精度低、操作复杂等诸多缺点,研制了一款测量阻抗范围0~10MΩ、支持USB总线的全自动多通道阻抗测量仪;系统采用STM32F103C8T6处理器为控制核心,高精度阻抗转换芯片AD5933为测量核心,通过上位机设置AD5933配置参数即可完成多通道的单频、多频自动化测量,阻抗数据经USB总线传输至上位机存储及图形方式显示;结果表明该测量仪电路集成度高,操作简单,而且测量相对误差小于1%,性能稳定可靠。     

基于阿基米德定律的微小质量测量

基于阿基米德定律设计制作了一个可测量100~500 mg微小质量的测量仪,通过本仪器测量精度可达到2 mg。该测量仪原理简单,构思巧妙,全机械式结构,成本低廉,为质量测量提供了一种新方法。     

双波长自由载流子吸收技术测量半导体载流子体寿命和表面复合速率

提出了采用双波长自由载流子吸收技术同时测量半导体材料载流子体寿命和前表面复合速率的方法.通过数值模拟,定性分析了不同载流子体寿命和前表面复合速率对信号的影响,同时对测量参数的可接受范围和不确定度进行计算并与传统频率扫描自由载流子吸收方法测量结果进行比较.结果表明：提出的双波长自由载流子吸收方法可明显减小载流子体寿命和前表面复合速率的测量不确定度,提高参数测量精度;表面杂质和缺陷越多的样品,其前表面复合速率测量不确定度越小.进一步分析表明,此现象与不同波长激光抽运产生的过剩载流子浓度分布不同有关.     

炮管内径测量仪校准装置研究及不确定度分析

针对炮管内径测量仪的校准溯源问题,阐述了炮管内径测量仪的结构原理,设计了一种具有双动测头的校准装置,建立了测量模型,分析了影响校准结果的主要因素,并对各因素的影响程度进行了定量评估,最后评定出测量不确定度.结果表明,校准装置的不确定度为0.22μm,测径仪校准结果的不确定度为3.0μm,能够满足内径测量仪的校准溯源要求...     

三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的数据处理

为了研究三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的数据处理,介绍了三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的原理,对除三坐标测量仪自身误差之外的误差进行了详细的分析,在此基础上建立了校正这些误差的离轴非球面数据处理模型。使用Matlab与C语言混合编程,并进行了数据模拟,对实际离轴非球面进行了测量。在对离轴非球面数据进行模拟时,面形误差PV值小于0.001μm;实际应用时,面形误差PV值约为0.245μm,利用数据处理模型得到的面形误差PV值为1.2μm,达到了三坐标轮廓测量仪本身的测量精度。结果表明,所建立的数据处理模型和处理软件是正确的。     

基于激光平面镜反射的长度测量仪的理论设计

给出了利用小型激光器和平面镜测量长度的基本原理,测量长度及其不确定度与平面镜转动角之间的关系,并例举了有关理论计算和分析．讨论了设计长度测量仪的注意事项．该长度测量仪可用于大学、中学物理实验教学和一般的长度测量．     

无接触式索网张力测量方法

为了准确获取天线反射器上柔性索网结构的张力,提出了一种无接触式索网结构张力测量方法。该方法借助摄影测量仪一次即可测出所有绳索的位移变化量,再根据绳索载荷位移关系计算出全部绳索张力。理论分析表明：当摄影测量精度一定时,张力测量精度随绳长增加而提高;张力测量精度与载荷大小相关,随着载荷提高,绳子钢化,此时测量精度即对应绳子的刚度。通过简单验证试验表明该方法具有测量效率高、准确性高等特点,可用于测量索网系统的张力。