杨氏弹性模量测量精度的研究

针对杨氏弹性模量测量精度不高的问题,从测量不确定度和有效数字处理入手,提出相对不确定度是影响测量精度的主要因素,通过试验,得出尺镜组装置中标尺使用是制约整个测量精度的瓶颈。从测量精度的角度改进杨氏弹性模量测量装置,将尺镜组中标尺改进为自制的移动标尺,描述了自制移动标尺装置,并将光杠杆常数的测量仪器由米尺改进为游标卡尺。采用改进方法和装置,通过试验得出,测量结果总不确定度下降了47.2%。     

基于转镜运动补偿的弹丸同步摄影技术研究

弹丸的空间飞行姿态是武器性能的一项重要指标。为了使数字摄影相机实现对高速运动弹丸运行轨迹的成像,设计了一种基于转镜运动补偿的弹丸同步摄影装置。在高速数字相机前设置一面反射转镜,当弹丸进入跟踪视场时,利用转镜的旋转补偿弹丸的空间运动,使得由转镜反射到相机像面的弹丸图像偏移在许可范围内,实现同步摄影过程。实验证明该方法能够满足常规弹丸同步摄影的需求。     

阵列式皮带秤检定测量结果不确定度评定研究

本文重点分析了阵列式皮带秤检定测量过程中的误差来源,结合应用实例基于相关数学模型对检定测量不确定度的主要来源和因素进行了系统分析,给出了实物校验过程中对造成测量不确定度的主要因素,并依此开展了计算合成不确定度和扩展不确定度的研究,进而对阵列式皮带秤检定测量结果开展了测量不确定度评定,获得了其计量精度等级。     

基于ARM的弹道跟踪转镜控制器设计

弹道跟踪转镜已经成为一种跟踪拍摄弹丸飞行姿态的成熟可靠的方法.其中,伺服运动控制器是跟踪转镜的核心部件,其精度和实时性是决定系统整体性能的关键.基于advanced RISC machine(ARM)系统原理,提出了一种转镜伺服控制系统的设计方案,详细介绍了控制器的原理以及软硬件设计方案.分析结果表明:设计可以实现0....     

寄生式时栅传感器测量不确定度的分析与评定

为了全面分析寄生式时栅误差和不确定度来源,提高寄生式时栅的测量精度,建立符合国际GUM规范检测结果的不确定度评定模型,以84对级的寄生式时栅为研究对象,根据其测量原理分析所测量角度的计算公式,进而将不确定度来源分为插补脉冲个数的误差、插补脉冲信号的量化误差、行波信号的周期误差和环境误差四大类,从理论上建立各不确定度分量之间的理论传递关系,应用现代不确定度理论,推导出合成测量不确定度计算公式。搭建实验平台,利用示波器等仪器的测量结果评定各不确定分量具体数值大小,计算被测角度的合成测量不确定度值。通过与寄生式时栅整圆周的实际测量误差相比较,可以看出利用该评定方法评定的传感器角度测量不确定度与实际误差相符,因此可以用于寄生式时栅传感器的实际评定。     

轴承径向游隙自动测量装置的设计与精度分析

针对目前轴承径向游隙检测过程中,人工手动检测效率低、精度差等问题,采用超高精度的激光传感器,研制了一种新的轴承径向游隙自动测量装置。通过测试条件的设计、数据的采集与处理,对装置的测量不确定度进行了分析,并与超高精度Mahr测长仪进行了比对测量。研究结果表明:该装置实现了对轴承径向游隙的自动检测,满足测量的精度要求。     

滑板式汽车侧滑检验台测试结果不确定度评定

在简述汽车前轮定位技术在交通运输企业和交通安全检测领域中应用的基础上,阐述了汽车前轮定位检测技术的必要性和可行性。针对目前滑板式汽车侧滑试验台存在检测精度低、重复性差的不足,以滑板为研究对象,依照测量不确定度方法,对求解滑板式汽车侧滑实验台的测试结果不确定度的各种数学参数、误差来源进行了分析,建立了双滑板式汽车侧滑试验台的数学模型,推导出不确定度的计算式。通过对公式中各变量的分析,计算了各变量的不确定度,最后计算出合成不确定度。本研究成果为未来开发性能更可靠、效果更佳的滑板式汽车侧滑实验台提供了一定理论依。     

降水现象仪测量结果的不确定度评定方法

文章根据降水现象仪计量检测实验室的雨滴谱式降水现象仪检测实例,介绍了降水现象仪雨滴谱检测结果的测量不确定度评定方法。首先,说明了降水现象仪雨滴谱测量检测系统组成和技术指标;其次,建立降水现象仪雨滴谱测量结果的检测模型,分析了各测量不确定度来源;最后,对测量不确定度分量进行了评定。研究结果表明:降水现象仪检测结果的不确定度来源主要包括被测设备和检测标准器引入的标准不确定度。     

重力式自动装料衡器检定标准装置的测量不确定度评定

本文就重力式自动装料衡器依法监督管理中需建立的标准检定装置的测量不确定度问题做些表述与分析,介绍了该装置的法规要求、试验测量方法及数学模型,重点阐述了测量不确定度来源及评定。     

0.5级力传感器示值误差测量结果的不确定度评定

采用杠杆式测力机标准装置依据JJG 391-2009《力传感器检定规程》测量0.5级力传感器并参考JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对其测量结果不确定度进行评定。文章探讨了检定力传感器测量结果的不确定度来源,评定过程和方法。     

磁驱动飞片的超高速激光阴影扫描摄影技术

针对磁驱动飞片的物理过程,设计了显微装置和激光阴影照明装置.结合超高速转镜式扫描相机,利用串联式光电开关避免相机像面重复曝光,有效地解决了飞片被碰撞过程中严重影响测试结果的自发强光现象,获得了磁驱动加载下飞片运动过程清晰的一维扫描试验图像.图像分析数据表明,在充电电压为60～64 kV时,可将尺寸为8 mm×6 mm×0.7/0.9 mm的Lyl2铝飞片发射至9～14 km/s的超高速度,且飞片运动速度与充电电压和飞片厚度有关.该项工作为磁驱动飞片运动过程的研究提供了一种重要的测试手段,其测试方法也适用于其它产生强烈杂光的高速碰撞的测试研究.     

聚变反应速率测量光学系统设计

基于塑料闪烁体和条纹相机设计了聚变反应速率测量系统,论述了测量光学系统的工作原理和设计方法。通过设置防辐射石英玻璃窗,防止了光学元件受强X射线辐射而变暗;采用晶体等紫外透过率高的光学材料,满足了光学系统对透过率的要求;光学系统像面与条纹相机的阴极面直接对接,解决了条纹相机孔径不匹配的问题;最后在一次像面设置场镜,大幅缩小了光学元件的口径。设计的光学系统总长为2 660mm,放大倍率为1/3,像方F/#数达到0.667,系统透过率达到67%,时间弥散小于7.3ps。这些结果能够适应不同中子产额的实验需求,在激光打靶实验中取得了较好的实验效果。     

自由空间光通信ATP系统中精瞄偏转镜的设计

二维精瞄偏转镜是自由空间光通信中捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统的关键组成部分,对偏转镜进行了机构设计和有限元模态分析,偏转镜采用压电陶瓷驱动器驱动,采用柔性铰链传动。研制了集驱动、检测、主控模块为一体的数字式精密定位控制器,在实验室构建了两套测试系统,对偏转镜的频率和静态性能进行了测试,并着重介绍了频率的两种测量方法及其优缺点分析。仿真和测试结果表明,偏转镜的频率约为1.5 kHz,转角范围约为±2 mrad,精度约为1 μrad,分辨率约为0.1 μrad。     

Self-calibration of precision angle sensor and polygon mirror

The present paper describes a high-precision angle sensor and a new method for calibrating precision angle sensors absolutely without the use of any accurate reference instruments. Two angle sensors with compensating devices which compensate thermal drift of the light source are developed and calibrated by themselves. The repeatability error of the evaluated mean sensitivity was improved to 0.01% by the compensating device. The repeatability of the calibrated linearity error was reduced to 0.025 s (arc). This paper also describes a new differential method that can calibrate simultaneously the dividing errors of a polygon mirror and angular profile of polygonal surfaces by using the developed angle sensors. Calibration of a 24-sided polygon mirror showed the repeatability error of dividing angle and angular profile to be approximately 0.2 s (arc).     

非合作航天器逆深度参数化姿态估计

为了实现对空间失效卫星、空间碎片等非合作目标,尤其是具有自旋运动特性的目标进行在轨服务或者离轨清除,需要精确完成追踪飞行器与目标飞行器之间的相对姿态测量。首先,以逆深度参数化表示相机在世界坐标系下的坐标值、高低角、方位角和深度信息,可以有效解决小视差情况下的单目视觉姿态估计。其次,建立了相机相对于非合作目标的运动模型和测量模型。最后,基于单点随机抽样和扩展卡尔曼滤波实现了相机和目标之间的相对运动姿态估计。实验结果表明:对于三轴稳定目标,接近过程中姿态测量精度约为0.5°;对于匀速慢旋目标,相对角度误差约为3.5%,平均角速度误差约为0.1°/s。可以满足工程上空间非合作目标相对姿态测量的使用需求。     

桌面97单元自适应光学系统性能测试

构建了一套桌面自适应光学系统性能测试系统,用以验证97单元自适应光学系统的校正能力。该测试系统主要由光源、快速控制反射镜、变形镜、Shack-Hartmann波前传感器、高速波前处理器、扰动相位屏等部件组成,分别利用干涉仪和Shack-Hartmann波前传感器的数据控制变形镜进行光路的展平校正,得到了系统的静态校正精度。然后,测试了精密跟踪系统的校正能力。最后,利用扰动相位屏模拟不同的大气扰动条件,以成像相机图像的斯特列尔比(SR)为指标,在不同目标亮度下测试了自适应光学系统的动态校正能力。测试结果显示:该97单元自适应光学系统的静态波像差校正精度的RMS接近λ/20;两种控制模式下精密跟踪系统的误差抑制带宽分别达到了15 Hz和39 Hz;系统在强湍流情况下,动态校正后的成像分辨率基本优于3倍衍射极限。由此表明,97单元自适应光学系统能够有效地校正像差,提高成像分辨率。     

微速差双转子整机动平衡仪的开发与研究

在分析了微速差双转子系统信号特性的基础上,开发了一套便携式智能化单双转子整机现场动平衡仪,包括模拟信号处理,微处理器的硬件系统和智能信号数字处理的软件系统。该仪器实现信号跟踪滤波,信号自动处理,结果自动输出等功能。仪器进行了实验室测试和现场测试,其平衡效果都是令人满意的。     

星上设备安装姿态高精度自动测量系统设计

为了满足高分辨率对地观测卫星上设备安装姿态高精度测量的需求,设计了一种由二维龙门导轨、精密转台和CCD成像辅助自准直经纬仪构成的高精度自动姿态测量系统。该系统采用了多传感器数据融合的高精度测量算法,融合了自准直经纬仪的俯仰角、偏航角数据,精密转台的数据以及CCD图像数据,可以精确计算出远间距异面直线间的夹角。同时基于理论安装数据驱动的经纬仪自动定位方法,可以实现经纬仪沿导轨自动定位到最佳准直位置和朝向,再通过局部图像识别可以搜索出立方镜镜面法线的指向,最终实现精确准直。试验中,通过测量标准17面棱体与标准值比对,得到最大偏差为4.1",标准差为3.3";通过对模拟卫星上的立方镜进行搜索,可以实现自动化测量。该系统已经在我国高分二号卫星总装测试中进行了应用,保障了高分二号卫星的装配检测精度。     

大型精密转台高精度角度微驱动装置的研制

针对用于标定和检测的大型精密转台(要求其定位误差≤±0.5″),研制了高精度角度微驱动装置。介绍了转台的总体结构,给出了角度微驱动装置的驱动原理和构成。该角度微驱动装置主要通过一个角位移转换机构把精密直线位移转化为精密角位移来实现高的角度分辨率,其在驱动转台旋转的过程中几乎不给转台带来轴向力和径向力,因此不影响转台的轴系精度。为了满足定位要求,转台设计采用了粗精结合、二次定位的方法,即先采用力矩电机进行粗定位,然后使用角度微驱动装置来实现精定位。最后,从理论上计算了角度微驱动装置的分辨率并进行了测试和应用验证,证明此角度微驱动装置的分辨率优于0.08″,满足转台定位精度要求。