透反射率自动化测量系统设计

应用虚拟仪器技术,基于"DF透反仪"的测量思想和光路设计,设计了大角度范围自动化测量透反射率系统,工作波长为6328nm,透反射率测量角度范围可以达到5°~80°。重点讨论了透反射率自动化测量系统的测量原理和信号获取方法,介绍了系统的机械设计、自动化测量以及数据的采集和处理。     

面向光学器件透反射率测量的声光调制型激光功率稳定系统设计

在各类光学系统设计过程中,由于实验系统对于光学器件的透反射率要求不同,需要确定光学器件的透反射率。本文设计了一种对光学器件的透反射率进行精准测量及标定的系统,该系统通过对激光光源进行声光调制,使得激光输出功率的稳定度显著提高,避免了测量时光源不稳定带来的较大误差。实验结果表明,该系统能够稳定光源输出功率,稳定度维持在0.05%/h,甚至更高的水平,满足了光学器件透反射率测量的误差小,精度高等要求。     

单缝衍射自动测量系统的研究

单缝衍射自动测量系统以单片机AT89S52为控制核心,控制步进电机带动光电池逐点测量衍射条纹光强,再通过串口把测量数据传给计算机处理、显示,减小了人工测量中由于移动光电池,或在读数、计算时出现的误差,达到比传统实验方法更高的精度,并可以节省大量的测量、计算工作量,实现单缝衍射实验的数据采集、计算处理自动化.     

基于LabVIEW研究硅光电池特性

利用LabVIEW配合Nextkit数据采集卡,通过计算机实时测量,研究了硅光电池的照度特性和输出特性.实验结果显示,用虚拟仪器平台进行硅光电池特性实验,有助于学生了解虚拟实验及实时测量现代测量技术.     

硅光电池实验设计

采用开放式的实验平台设计了硅光电池系列实验,测量了硅光电池在全暗和光照下的伏安特性,开路电压、短路电流和输出电压与光照强度的关系,以及短路电流和开路电压与温度的依赖关系.实验内容包含电学和光度学知识,学生可以掌握硅光电池的工作原理和基本特性.     

光电法测量金属丝的杨氏模量

根据硅光电池的光电特性,设计了测量钢丝杨氏模量实验中的光电测量装置,钢丝在外力作用下被拉长时,硅光电池的受光面积会发生变化,并引起光电流大小的改变.通过测定光电流的显著改变量即可测算出金属丝的微小伸长量,最终获得更准确的钢丝杨氏模量数值.     

基于荧光差分的紫外光探测器研究

普通的硅光探测器,如硅光电池或硅光电二极管等仅能对可见光和近红外光响应。利用无色透明紫外荧光涂料或油墨能吸收紫外线而发出红色荧光的特点,把紫外荧光涂料涂在普通硅光电池的表面,向紫外光区拓展了其光谱响应范围。采用光声光谱技术测量了荧光硅电池的光谱响应特性,研制了荧光差分式紫外光探测器。     

基于SPARK科学学习系统的硅光电池实验研究

SPARK科学学习系统为移动便携式数据采集和分析的实验系统,适合课内及课外不同环境下学生开展实验探究与科学研究,并可通过网络实时共享实验数据,开展科学合作与在线指导,有效激发学生的科研兴趣,培养创新能力。利用该系统进行硅光电池特性研究,测定硅光电池在全暗和光照下的伏安特性、开路电压及短路电流与光照强度的关系,结果表明,在物理实验中应用该系统,具有测量便捷,数据处理手段丰富,结果清晰的优势。     

基于单片机的地下车库车位监测系统的设计

提出了一种基于单片机的地下车位监测系统, 应用于地下车库车位实时监测. 该系统以单片机为基础, 采集车位照明灯光信号被遮挡前后的硅光电池的电压信号, 用电压比较电路处理硅光电池的电压信号, 并将处理之 后的电信号传送至单片机, 最后将车位实时数据在液晶屏上显示. 本系统将硅光电池和车库照明系统有机结合起 来, 提升了照明灯光的应用价值; 实现了车位信息的实时监测, 提高了车库的运作效率     

用CCD测试系统验证马吕斯定律实验

指出通过硅光电池测电流验证马吕斯定律这一传统实验手段的不足之处,提出使用CCD测试系统进行光强度的测量,给出用CCD测试系统验证马吕斯定律的方法．     

System error removal and structure optimization based on Fizeau interferometer

In the process of interferometric testing, the measurement result is influenced by the system structure, which reduces the measurement accuracy. To obtain an accurate test result, it is necessary to analyze the test system, and build the relationship between the measurement error and the system parameters. In this paper, the influences of the system elements which include the collimated lens and the standard surface on the interferometric testing are analyzed, the expressions of phase distribution and wavefront error on the detector are obtained, the method to remove some element errors is introduced, and the optimization structure relationships are given.     

用四探针及阳极氧化方法测量硅中扩散层杂质分布

本文讨论了:(1)用阳极氧化法在硅片表面去层的技术;(2)用四探针测量扩散层面电导的方法;(3)用阳极氧化去层及四探针测量面电导方法求得扩散层精细杂质分布。文中着重讨论了实验技术中的实际问题,如如何在阳极氧化过程中取得精细而均匀的去层(300—1500?);如何控制及测量去层厚度;测量面电导及杂质分布时的误差来源及减小误差的措施。以典型的磷在硅中扩散的杂质分布测量为例:扩散深度为4.9μm,测量间距为400—1600?,面电导测量误差估计小于3％,杂质分布误差估计小于20％。简单地提出了一些测量中尚待进一步解决的问题。     

分振幅型全Stokes同时偏振成像系统波片相位延迟误差分析

分振幅型全Stokes同时偏振成像仪具有实时性好、空间分辨率高、精度高等优点,有很高的应用价值.分振幅型全Stokes同时偏振成像系统利用偏振分束器、1/2波片和1/4波片将入射光Stokes矢量调制在4幅图像中,可解析入射光Stokes矢量. 1/2波片和1/4波片的相位延迟误差对Stokes矢量测量精度有着不可忽略的影响.建立了包含上述两种误差的Stokes矢量测量误差方程,分析了1/2波片和1/4波片相位延迟耦合误差对自然光、0°/45°线偏光、左旋圆偏光等典型基态入射光的Stokes矢量测量误差的影响,推导了任意偏振态的Stokes矢量测量误差的表征方法.在邦加球球面和球内选取不同偏振度的Stokes矢量作为入射光进行仿真.结果表明, Stokes矢量测量误差和偏振度测量误差均随着入射光偏振度的增大而增大.选取入射光偏振度为1时的偏振测量精度评估系统.为满足2%的偏振测量精度, 1/2波片相位延迟误差应在±1.6°内, 1/4波片相位延迟误差应在±0.5°内.这对提高系统的偏振测量精度具有重要意义,为系统设计和研制提供了重要的理论指导.     

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。     

高精度光学中心偏测量仪主要技术指标的检测

简要阐述高精度光学中心偏测量仪主要技术指标，即仪器基准轴运动误差、测微目镜值误差、测量系统倍率误差和偏心测量误差的检测原理，最后人出计算实例。     

Single-lens 3D digital image correlation system based on a bilateral telecentric lens and a bi-prism: Systematic error analysis and correction

Recently, we proposed a single-lens 3D digital image correlation (3D DIC) method and established a measurement system on the basis of a bilateral telecentric lens (BTL) and a bi-prism. This system can retrieve the 3D morphology of a target and measure its deformation using a single BTL with relatively high accuracy. Nevertheless, the system still suffers from systematic errors caused by manufacturing deficiency of the bi-prism and distortion of the BTL. In this study, in-depth evaluations of these errors and their effects on the measurement results are performed experimentally. The bi-prism deficiency and the BTL distortion are characterized by two in-plane rotation angles and several distortion coefficients, respectively. These values are obtained from a calibration process using a chessboard placed into the field of view of the system; this process is conducted after the measurement of tested specimen. A modified mathematical model is proposed, which takes these systematic errors into account and corrects them during 3D reconstruction. Experiments on retrieving the 3D positions of the chessboard grid corners and the morphology of a ceramic plate specimen are performed. The results of the experiments reveal that ignoring the bi-prism deficiency will induce attitude error to the retrieved morphology, and the BTL distortion can lead to its pseudo out-of-plane deformation. Correcting these problems can further improve the measurement accuracy of the bi-prism-based single-lens 3D DIC system.     

能动磨盘变形检测中的各误差因素分析

针对现有f530 mm能动磨盘的检测系统（有效检测口径f420 mm）,系统分析了检测过程中的球头误差、传感器安装角度误差和坐标定位误差,并给出了各项误差对检测精度的影响。同时,还针对检测基座不完全水平的问题建立模型,应用最小二乘法实现了检测数据的去倾斜处理。给出了实测数据去倾斜前后和误差补偿前后的检测精度对比情况,结果表明去倾斜算法能较好地还原实测数据,补偿检测中的系统误差有助于提高检测精度。     

太赫兹自由电子激光波荡器的设计、测量与优化

波荡器电子轨迹中心偏移和磁场误差对CTFEL装置性能影响很大,通过前期设计和后期测量与优化将其限制在指标要求范围内。在前期设计中尽量避免引入全局性的系统误差:磁结构具有平面反对称结构,保证电子轨迹中心和波荡器磁轴重合;磁结构端部的特殊设计减弱了间隙对出口磁场二次积分的影响;机械系统的大梁和立柱具有良好的刚性,闭环控制系统保证了高的波荡器间隙控制精度,这些措施降低了间隙不一致引入的磁场误差。在后期测量与优化中削弱了磁场的残存全局系统误差和局部随机误差:利用磁场点测台测量了波荡器磁场的纵向和横向分布,通过调节标准单元组件位置对磁场进行了垫补和优化,优化后电子轨迹中心偏移、峰峰值误差、相位误差、好场区及其误差均满足指标要求。     

干湿表测量氢冷发电机氢气湿度的研究

1引言在我国火力发电厂中，目前普遍使用阿斯曼通风式干湿表测定氢冷汽轮发电机内冷却介质氢气的绝对湿度，在实际测量中由于没满足干湿表使用所需的测量条件和测量操作不得法，所以测量结果相对偏差很大。往往是同一时刻、同一工况下、不同的测量者得出差别很大的测量结果，这种相对误差可高达30～50％。这种状况往往造成对发电机氢气湿度监控的误导而导致发电机内湿度严重超标，已经诱发了多次机组事故，给国民经济造成了巨大损失[1]。因此弄清干湿表测定氢冷发电机氢气湿度的误差来源，找到消除误差的措施对于发电机氢气湿度实施准确严格…     

同步光成像方法对加速器储存环束流的测量

利用可见光波段的同步光直接成像对北京正负电子对撞机二期工程（BEPCⅡ）储存环束流的横向截面尺寸进行了测量,对可见光直接成像方法的光路搭建注意事项进行了详细说明,并详细阐述了此测量方法对光路放大倍数的精确测量及过程,同时对可能产生的随机误差和系统误差提出了处理方法,利用点扩散函数（PSF）对成像过程中产生的衍射误差进行了处理,这些处理方法对其他测量系统如X射线小孔成像也适用,并将测量结果与可见光空间干涉方法测量结果进行了对比,且符合很好。