气垫导轨平直度测量装置

气垫导轨作为大中学校物理课力学实验的基础设备应用日趋广泛。在实际应用中发现导轨久置后其平直度(本文平直度均指导轨纵向垂直平面内的平直度)会发生变化。往往出现导轨中部凹陷,即所谓:“凹心”的情况;也有少数在中间某个位置出现突起。这些情况均对导轨的使用产生影响。例如对力学规律的验证     

高速重轨平直度在线检测研究

重轨的平直度检测是重轨生产过程中重要的一个环节,该项检测的速度、准确性、稳定性等因素直接影响重轨总体质量。 本文以中国某大型钢铁集团轨梁厂的重轨平直度检测现状为背景,利用激光传感、数据采集、计算技术等现代技术,设计了一套基于并行计算的重轨平直度在线检测系统。系统采用14个激光位移传感器和2个旋转编码器分别对于重轨的7个水平方向位移测点、7个竖直方向位移测点、和重轨传输方向的位移进行实时测量,得到的信号转换为数字信号后,在PC机内通过GPU并行计算进行同步配准、块内数据分析、块间数据分析、帧间数据分析等处理,除去粗糙度、氧化铁皮、高频振动、低频振动等干扰,最后得到并输出平直度信息。实验及现场应用表明,该方法检测速度可达到3m/s、精确度可达到0.1mm.     

一种高精度超声波声速自动测量仪

利用现代电子技术研制成功了脉冲式声速自动测量仪，它采用过零检测数字平均方法，声时测量精度达纳秒量级，可测绝对声速．本文着重介绍了仪器的原理结构，并给出了关键部分的详细电路．对固体及液体进行的若干实测结果表明，该声速仪不仅可用于实验室研究工作，更重要的是它在超声工业测量领域有广阔的推广应用价值．     

基于DSP的高精度自动电阻测量仪设计

以TMS320F2812处理器为核心,采用恒流与恒压相结合的方法针对100 Ω、1 KΩ、10 KΩ和10 MΩ共4种量程内的电阻进行测量,并详细介绍系统硬件电路、软件设计以及ADC采样校正算法研究;经过实验证明,该系统各量程内的电阻测量精度均达到0.3%,具有量程手动或自动转换档位、电阻自动筛选、语音提示、LCD显示等功能;该测量仪功能齐全、测量精度高、性能稳定,具有一定的实用价值。     

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。     

CCD微型线度测量仪的研制

本文介绍用一片单片机既形成编程式ＣＣＤ驱动器，又对ＣＣＤ视频输出作信号处理的微型线度测量仪的设计方法。     

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。     

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。     

快速高精度电子元件温度特性测量仪的研制

大多数电子元器件的性能受到工作温度的影响,其温度特性对设备稳定性和精确度的影响不容忽视。以半导体致冷器(TEC)为核心,ATMega128A单片机为控制芯片,采用PT100、高精度恒流源和AD7731数模转换器(ADC)组成温度测量模块,运用改进的PID控制算法,以脉冲宽度调制(PWM)方式驱动优化的H桥精确控制加热和制冷功率,结合优化设计的变温腔体,制作了快速、高精度电子元件温度特性测量仪。在-10_oC~80_oC之间快速、稳定控制待测元件的温度,控温精度达到±0.2_oC。通过计算机控制数字万用表等测量设备,测量了电阻、电容和电感的温度特性曲线。该测量仪还可以用于IC、三极管和LED等元器件的温度特性曲线研究。在实验研究、工业生产和电子实验教学中均具备很高的实用价值。     

全视角高精度三维测量仪光学系统误差分析研究

大视角、高分辨率、低畸变光学成像系统是全视角高精度三维测量仪中最为关键的核心器件。现有三维测量仪实际使用过程中不可避免会产生各种误差,因此科学合理地评估和降低全视角高精度三维测量仪的测量误差具有十分重要的科学及工程应用意义。通过多角度、全方面分析定量研究了相机内方位元素标定误差对几何定位误差的影响,以及相机光学系统MTF分析、点扩散函数分析、波像差分析和公差分析对匹配误差产生的影响。研究结果表明,在各种影响三维测量仪光学成像系统测量误差的因素当中,相机的传递函数是影响系统三维定位误差最主要的因素,当系统MTF_N值大于0.4 lp/mm、系统几何畸变小于1个像素,PSF能量集中在以3 μm为半径的圆环内(小于1个像素),且PSF峰值达到了0.9时,三维测量仪的定位误差可达到秒级精度。     

平行度垂直度测量仪中的自动调光控制

依据改变线性ＣＣＤ的积分时间可调节其曝光量的特点，将ＣＣＤ的曝光量即其输出的测量信号控制在某一可调的目标电平上，使得采用线阵ＣＣＤ的平行度垂直度测量仪能够在很大的测量范围内准确测量，而不会出现ＣＣＤ饱和等现象。     

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.     

高精度太赫兹探测器响应度定标系统

为了保障太赫兹探测器测试的准确度和可信度,对太赫兹探测器响应度定标溯源技术进行研究,针对常用太赫兹探测器黑体辐射测试技术存在对环境、设备要求高和搭建难度大等问题,以中国计量科学研究院的热电型太赫兹探测器作为计量标准,提出一种校准方案,设计搭建了一套太赫兹探测器响应度定标系统。为提高定标准确度,实验测试了定标光学系统的光束质量,并合理设置光阑孔径以满足定标要求。在0.1 THz频点处对2个响应度未知的场效应自混频太赫兹探测器进行响应度定标。结果表明,定标的相对扩展不确定度为6.80% (k=2),验证了定标系统的可行性,系统可实现太赫兹探测器功率响应度溯源到国家激光功率标准,保障太赫兹功率测量的准确可靠。     

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。     

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...     

高精度物镜波纹管致动器的线性度分析

采用有限元方法对高精度物镜波纹管致动器的几何非线性变形进行了分析,并引入线性度对波纹管致动器的性能进行了评估.通过有限元方法分析了常见的U型、S型、C型、方型及三角型波纹管的几何非线性变形,并结合最小二乘法,得到了上述各种波纹管致动器的行程及线性度.计算结果表明：在设计大行程波纹管致动器时,S型波纹管的线性度最好,为0.161%|而在设计小行程波纹管致动器时,三角形波纹管的线性度最好,为0.135%.     

电扫描型单缝单丝强流离子束发射度测量仪

介绍了一台基于电偏转扫描方法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,该发射度仪采用阶梯型电压对通过前缝的束流进行扫描来获得束流散角信息。并对测量计算软件和数据处理方法进行了介绍,采用了先扣除本底,再设置阈值的方法进行数据处理。处理后的数据利用程序可获得均方根和边界发射度、束斑大小、最大正负散角以及发射度相图。利用该发射度仪对ECR离子源引出的强流质子束的发射度进行了测量,并对测量数据进行了分析。对于引出电压为50 kV、脉冲重复频率为166 Hz、脉冲宽度为1 ms、平均束流强度为4 mA的质子脉冲束,其归一化均方根发射度为0.27 pmm·mrad。     

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。     

高精度辐射热流计的不确定度分析与评价

为满足实验室条件下长时间、高精度的热流密度测量要求,基于电替代测量原理研制了一种新型辐射热流计,该型辐射热流计可通过自校准的方式溯源至国际单位制单位。本文简述了辐射热流计的系统构成,结合辐射热流计的测量原理,分析并计算了辐射热流计自校准过程中9项影响量的测量不确定度和合成标准不确定度。通过与中国计量科学院所标定的标准探测器比对,计算了辐射热流计的不确定度,最后根据实验数据及分析结果为该型热流计的优化设计提供了参考。实验结果表明：辐射热流计的相对标准不确定度优于0.26%,与标准探测器的归一化偏差为0.60,验证了不确定度评估结果。实验结果将为辐射热流计下一阶段的研制提供有效参考。     

高精度物镜波纹管致动器的线性度分析

采用有限元方法对高精度物镜波纹管致动器的几何非线性变形进行了分析,并引入线性度对波纹管致动器的性能进行了评估.通过有限元方法分析了常见的U型、S型、C型、方型及三角型波纹管的几何非线性变形,并结合最小二乘法,得到了上述各种波纹管致动器的行程及线性度.计算结果表明:在设计大行程波纹管致动器时,S型波纹管的线性度最好,为0...