动态几何量多站法激光跟踪测量自标定

采用激光跟踪控制系统实现工业几何量动态测量,提出了实现动态几何量测量的基本目标和任务。重点分析了采用多个激光跟踪测量系统实现动态几何量测量的基本原理,以及多站法完成自标定的方法。分析了自标定的仿真算法并给出实验结果,仿真结果表明影响自标定精度的主要因素为标准尺的精度     

基于小波变换的多频静电力显微镜动态过程测量方法

静电力显微镜(electrostatic force microscopy,EFM)具有较高的灵敏度和空间分辨率,在新能源材料静电性质的测量中被广泛应用.时间分辨静电力显微镜技术主要用于材料的动态电学性质测量,该技术中常用的泵浦探测方法存在设备装置复杂、成本昂贵、测量存在不确定性等问题.本文采用直接时域测量方法,减小了测量的实现复杂度,通过应用多频激励或者激励悬臂高阶模态的方法实现了EFM多种参数同时测量和时间分辨率的提高,达到了微秒级的时间分辨率,并应用小波变换对测量得到的探针信号进行分析,实现了对材料动态电学性质的提取.通过应用该技术进行仿真实验,实现了对模拟样品电势衰减过程中的动态电势变化和模拟电池放电过程中的离子运动特征时间等性质的测量.     

微球三维位置快速精密测量的新方法

为了实现对液态环境中微球三维位置的快速精密测量,尤其是轴向的测量分辨力和速度,基于离焦成像测量理论,结合并改进象限插值法和矢径投影算法,提出了一种新的方法,实现了对微球三维方向1nm测量分辨力的跟踪测量。该方法测量效率高,对单个粒子轴向位置的测量速率最快达到每秒上百帧甚至更高。进一步讨论了横向位置测量误差对轴向测量分辨力的影响,分析了轴向方向大范围的跟踪测量分辨力。通过和相同实验条件下的互相关方法对比,说明该方法在实际测量中具有可行性,在实现相同轴向测量分辨力的情况下测量效率更高。     

基于LabVIEW的激光器辐射度参数综合测量系统

设计了一套基于LabVIEW的激光辐射度参数综合参数测量系统,实现了激光器辐射度、激光器电压、电流和功率等参数的实时、智能化测量。介绍了该测量系统的设计方法、编程实现方法和测量结果。该系统基于LabVIEW平台开发,具有界面美观、易于操作、自动化程度高等特点。     

虚拟仪器概念在压气机实验研究中的实现

从实现压气机在线动态测试与监控环境建设出发,采用虚拟仪器技术实现了三级轴流压气机各级特性的在线测量、十六通道热线风速仪测试方案和数据分析模块集成的在线实现、以及三孔测量探针的在线标定和两维速度、总压、静压的在线测量。对虚拟仪器概念在压气机实验研究中的实现作出了初步的探讨。     

空间太阳望远镜偏振光测量技术

在空间天文望远镜上,由于需要用科学仪器采集太阳偏振图像,所以引出了对偏振光测量问题的研究。利用Stockes参数进行偏振光测量,可以使得原本需要对两个方向的振幅(a1,a2)和相位差进行测量的问题转化为对三个都是强度量纲的Stockes参数进行测量,这就使得测量和实现起来变得简单和容易多了。利用Stockes参数讨论了偏振光测量的原理和方法,并描述了它在空间天文望远镜(SST)中的实现方案。     

2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法

在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论,已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备,并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法,并对测量误差进行了分析,该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性,可以在30 s内完成单磁块的测量,重复性和精度均好于510-4。     

高精度激光倾角测量技术研究

本文提出了一种高精度激光电子二维倾角测量技术,该技术利用液体表面多次光反射,将倾角变化转换成激光光斑的位移,并通过多次光学反射实现光学放大,从而实现了倾角和倾角变化的高精度测量.利用本技术实现的倾角测量仪器具有测量精度高、体积小等优点,经过标定试验系统测量精度达到2.5″.高精度激光电子二维倾角测量系统可广泛应用于水坝安全监测工程、各种建筑和检测领域.     

精密声速和超声衰减自动跟踪测试仪

中国科技大学超声检测实验室研制的精密声速和超声衰减自动跟踪测试仪已于去年通过省级鉴定。并投入小批量生产．该仪器在声速和超声衰减的测量原理方面进行了创新，在精密声速的测量中实现了脉冲回波重合法（PEO）和回鸣法（SA）两者优点的兼容，从而实现了精密声速的目动高精度测量癌超声衰减的测量中采取了一系列措施，提高了测量精度．仪器的另一特色是实现了精密声速和超声衰减的同时自动测量，整个测量过程用微机控制，工作软件提供了较强功能，测试结果可以显示、存储、打印，也可以根据测量要求方便地编制特定的测量软件进行定时…     

全视场外差长腔干涉测量技术

提出了一种适用于长焦光学镜片面形测量的新型激光干涉仪。利用全视场外差移相技术能有效抑制振动和大气等环境因素对长腔干涉测量的影响,采用Twyman-Green干涉仪结构,实现测量波面和参考波面的外差相干测量。搭建了实验验证系统,实验证明该方案能较好地抑制外界振动和大气湍流对测量精度的影响,实现了较高精度的长腔干涉测量,仪器的RMS(Root Mean Square)重复测量精度达到0.45‰λ。该技术可以作为长腔干涉测量的可选方案之一。     

石英晶体右旋光与左旋光折射率差的温度特性

利用Jones矩阵,从理论上分析了石英晶体的旋光特性。在-10～60℃的温度范围内,实验测试了石英晶体的旋光角随温度的变化关系,并得出了石英晶体右旋圆偏振光与左旋圆偏振光折射率差随温度的变化关系。结果表明,对单色光来说,石英晶体右旋光与左旋光折射率差随温度的升高而增加,也就是说,石英晶体的旋光率随温度变化的这一特性是由晶体的右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的折射率差随温度的变化引起的。     

数值分析环形池硅熔体旋转-热毛细对流及其稳定性

数值模拟了内半径20 mm、外半径40 mm、深5 mm环形池内硅熔体在旋转和热毛细力共同驱动下的热对流,通过线性稳定性分析确定了旋转-热毛细对流失稳的临界Marangoni数等临界条件。研究结果表明,液池低速旋转会降低轴对称热毛细对流的稳定性,而较高速度的旋转能增强热毛细对流的稳定性。临界条件下旋转-热毛细对流耗散结构波纹的传播方向与液池的旋转方向相同,临界周向波数随旋转速度的增加而增加。在较大的旋转速度下,液池底部出现涡胞,底部涡胞对热毛细对流的稳定性具有削弱作用。     

A Novel Rotation Speed Measurement Method Based on Surface Acoustic Wave

This paper presents an original passive wireless rotation speed measurement method based on surface acoustic wave (SAW) technology. A theoretical analysis was conducted on the principle of SAW rotation speed measurement and a numerical analysis on the SAW response energy pulses with different rotation angles and resonance frequencies was performed. Numerical calculation results showed that when the distance and the effective length of the antenna connected to SAWR vary with the rotation angle, the energy of acquired SAW response varies periodically. The rotation speed was estimated by searching the crossing points of the SAW response energy pulses and its mean value line. The SAW rotation speed measurement system was set up and the high performance SAW resonators were fabricated on a quartz substrate. The proposed measurement system was tested with a maximum error of 0.6 rpm, indicating that the system is capable of measuring rotation speeds from 10 to 100 rpm. Experimental results verified the validity and feasibility of presented rotation speed measurement method.     

CCD测量转速的新方法

为了测量瞬时转速，对旋转体转速在空间坐标系中的关系进行了研究，并建立了旋转机械瞬时转速测量模型。利用线阵CCD技术设计了一种新型光学瞬时转速测量系统。该系统采用3级流水线结构对测量数据进行实时处理。测试结果表明，该方法解决了旋转机械瞬态性能分析中瞬态转速测量存在的缺陷，克服了传统转速测量方法在测量瞬时转速方面存在的不足，为瞬时速度测量提供了另一种思路。     

载流子复合对时间分辨法拉第旋转光谱的影响

利用二能级体系速率方程,推导了半导体中探测光探测到的法拉第旋转光谱的理论模型,发现电子-空穴对的复合对法拉第旋转信号随时间的衰减有重要影响,并利用该模型对GaAs量子阱中实验测得的法拉第旋转光谱进行拟合,得到GaAs量子阱材料中的电子自旋弛豫时间为73.5 ps,而直接利用单指数进行拟合得到的电子自旋弛豫时间仅为51.3 ps. 因此,直接利用单指数对法拉第旋转光谱进行拟合得到电子自旋弛豫时间的传统做法是不准确的. 关键词： 自旋弛豫时间 时间分辨法拉第旋转光谱 GaAs量子阱     

Influence of Mixing Technique on Microstructure and Impact Properties of Isotactic Polypropylene/ Poly(Cis-Butadiene) Rubber Blends

Isotactic polypropylene/poly(cis-butadiene) rubber (iPP/PcBR vol%: 80/20) blends were prepared by melt mixing with various mixing rotation speeds. The effect of mixing technique on microstructure and impact property of blends was studied. Phase structure of the blends was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). All of the blends had a heterogeneous morphology. The spherical particles attributed to the PcBR-rich phase were uniformly dispersed in the continuous iPP matrix. With increase of the mixing rotation speed, the dispersed phase particle's diameter distribution became broader and the average diameter of the separated particles increased. The spherulitic morphology of the blends was observed by small angle light scattering (SALS). Higher mixing rotation speed led to a more imperfect spherulitic morphology and smaller spherulites. Crystalline structure of the blends was measured by wide angle X-ray diffraction (WAXD) and small angle X-ray scattering (SAXS). The introduction of 20 vol% PcBR induced the formation of iPPβ crystals. Higher rotation speed led to a decrease in microcrystal dimensions. However, the addition of PcBR and the increase of mixing rotation speed did not affect the interplanar distance. The long period values were the same within experimental error as PcBR was added or the mixing rotation speed quickened. The normalized relative degree of crystallinity of the blends slightly increased under lower rotation speeds (30 and 45 rpm) and decreased under higher rotation speeds. The notched Izod impact strength of the blends was enhanced as a result of the increase of mixing rotation speed.     

Bi4Ge3O12晶体的磁光法拉第旋转

在可见光范围测量了Bi₄Ge₃O₁₂晶体磁光法拉第旋转的色散关系,也测量了从室温到液氮温度磁光旋转在633nm的变化。大的磁光旋转和很宽光波范围的高透过率表明晶体在磁光应用上也是很有价值的。扼要讨论了Bi离子在抗磁晶体中对磁光旋转的重要作用。 关键词：     

大口径像旋补偿系统的分析与设计

由成像系统和可控扫摆镜组合的具有周视功能的系统常出现像旋现象,根据反射棱镜具有调整光轴和引起像旋的性能,将不同的组合结构设计成像旋补偿系统,以相互抵消的方式来消除像旋的影响。利用平面反射镜组合代替反射棱镜的方式,消除棱镜加工等实际因素对通光口径的限制。根据反射棱镜转动定理分析扫摆镜产生像旋的原因,举例说明反射镜组合能够解决大口径扫摆光学系统的像旋问题。     

Study of the magnetomechanical effect in a gas discharge with the use of dust particles

This paper reports on a test using laser Doppler anemometry of the hypothesis that the magnetomechanical effect involves rotation of the plasma of the positive gas-discharge column in an axial magnetic field. This was done by measuring the velocities of the dust macroparticles dropping in a vertical discharge tube. No rotation of the gas was revealed at a sensitivity of 40 cm/s. The rotation of dust particles suspended in striations and in the trap near the narrowed region of the discharge in a magnetic field was observed. The possible connection of this rotation with the magnetomechanical effect is discussed.     

Rotation Sets of Billiards with One Obstacle

We investigate the rotation sets of billiards on the m-dimensional torus with one small convex obstacle and in the square with one small convex obstacle. In the first case the displacement function, whose averages we consider, measures the change of the position of a point in the universal covering of the torus (that is, in the Euclidean space), in the second case it measures the rotation around the obstacle. A substantial part of the rotation set has usual strong properties of rotation sets.The first author was partially supported by NSF grant DMS 0456748.The second author was partially supported by NSF grant DMS 0456526.The third author was partially supported by NSF grant DMS 0457168.