对2005年高考试题中关于螺旋测微计实验试题的解析与拓展

解析了2005年普通高等学校全国联考(理综卷)中考察螺旋测微计原理的实验填空题,并给出了3方面的拓展:不常见的游标卡尺、圆弧游标、具有游标的螺旋测微计.     

可用于传感领域的环形谐振腔游标效应的研究

为了验证光纤环形谐振腔的游标效应,对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系,当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时,根据差值等分测量原理,以其中一个谐振谱线作为标尺、另一个作为游尺,对标尺的自由频谱宽度九等分,得到游尺的最小测量分度为0.01GHz,这与MATLAB理论仿真结果一致。结果表明,通过改变谐振腔尺寸差,增加自由频谱宽度的等分刻度数,可以提高测量精度;基于微谐振腔对外界环境变化的敏感特性,谐振腔游标效应在高灵敏传感领域将具有潜在的应用。     

基于m序列统计特性的序列密码攻击

主要论述对序列密码的攻击方法:对于线性反馈移位寄存器序列,利用m序列的游程特性以及序列本身的递推关系,彻底还原产生该m序列的线性反馈移位寄存器。对于非线性组合序列,利用m序列的采样特性,降低其攻击难度,从而易于求取非线性组合生成器中各个线性反馈移位寄存器的极小多项式和初始密钥。     

多重游标标准具

提出了用多重游标标准具ＶＥＴ（ＶｅｒｎｉｅｒＥｔａｌｏｎ）测量连续可调谐激光器输出波长的原理，并用自行设计的两个ＶＥＴ和一台小型的光栅单色仪组成的波长计测量了ＣＲ８９９－２１型激光器８００ｎｍ处的输出波长，波长测量精度优于１×１０－６。在此基础上，设计了一种由三重游标标准具构成的新型激光波长计。     

Incident angle of parallel light measurements based on optical vernier principle

The incident angle of a parallel light beam is hard to measure accurately under the requirement of both high precision and large measurement range. A solution based on the optical vernier principle is presented, and a corresponding measuring device is given. Compared with the former method, the suggested apparatus realizes high accuracy in a larger measurement range. The experiments on the designed apparatus show a high precision of better than 0.02° in a measurement range of ±64° and the experimental results are in accordance with analytical results in theory. The invented apparatus can be widely used in many technical areas such as aerospace, precision measurement and automatic control.     

一套新型基于物理放大原理的微小长度测量工具的设计

设计了一套利用圆盘放大和普通长度测量工具相结合的测量微小长度的工具,分别利用该设计装置和螺旋测微器对钢丝的直径和普通A4纸张的厚度进行了测量。结果显示了新设计的可行性、创新性和数据的高精度性、准确性。     

基于游标效应的萨格纳克干涉仪温度传感器

提出了一种基于光学游标效应的级联光纤萨格纳克干涉仪和光纤模态干涉仪高灵敏度温度传感器,并对其传感特性进行了实验研究。光纤萨格纳克干涉仪由一段保偏光纤和3 dB四端口耦合器组成,光纤模态干涉仪由一段少模光纤与两段单模光纤熔接形成。选取光纤萨格纳克干涉仪作为温度传感器,光纤模态干涉仪充当滤波器。通过控制保偏光纤和少模光纤的长度,使光纤萨格纳克干涉仪的自由光谱范围为2.63 nm,光纤模态干涉仪的自由光谱范围为2.82 nm,两者的自由光谱范围相近又不相等,从而形成光学游标效应。实验结果显示,单个光纤萨格纳克干涉仪的温度灵敏度为-1.30 nm/℃,级联光纤模态干涉仪后,其温度灵敏度提高到-18.19 nm/℃,放大倍数为13.99。该传感器制造工艺简单,稳定性好,不需要特殊的增敏材料来提高灵敏度。     

自制组合游标刻度尺实现非接触法测距

介绍了一种利用游标卡尺和游标角度尺所组合成的新型器具进行非接触法距离的测量，从理论上和实际操作上对仪器可能达到的精度和产生的误差，以及如何减少误差提高精度进行了分析和描述。     

基于游标内插原理的多脉冲测距方法

将游标内插原理和多周期测量技术应用于脉冲测距方式,提出一种适用于近距离高精度电波或激光脉冲测距仪的方法,即在多周期脉）中工作方式下,利用2个时钟信号的微小周期差,将收发脉冲的时间间隔扩展放大以提高测量精度,有效测量范围由主时钟周期决定。设计了相应的时钟控制电路和时间间隔测量电路,并将该方法实际应用于近程网线电缆测距,达到了厘米量级的测量误差。     

减小电流并联负反馈电路噪声影响的探讨

利用微变等效电路法,分析电流并联负反馈对电路的噪声影响,得到了电流并联负反馈电路的噪声特性和减小电流并联负反馈电路噪声影响的方法。即:当反馈电阻RC满足低噪声化条件时(RCe2n/i2n),则电流并联负反馈对电路噪声的不利影响就可以减到最小而可以忽略不计,因此,在设计电流并联负反馈电路时应尽可能满足低噪声化条件。