智能型重力加速度测试仪的研制

智能型重力加速度测试仪,是在原单摆实验装置的基础上,采用单片机和红外光电传感器实现对摆球的检测和控制,进而实现自动释放摆球、自动计数、自动计时、同时将检测信号进行自动处理,算出重力加速度。使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大的改进,提高了测量精度。     

波片位相延迟测量的双λ/4波片法

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差,为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量.实验结果表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°.与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法.     

混沌测量中的噪声抑制

利用混沌系统的初值敏感性进行小信号测量是一种很好的有应用潜力的方法,可混沌系统也同样对干扰敏感,某一初值对应的混沌轨道会由于电路中的噪声产生偏离,从而造成测量误差.本文提出了一种减少测量噪声的方法.通过混沌电路的耦合使耦合轨道相互靠近,从而抑制噪声.实验研究表明该方法对混沌测量抑制噪声是有效的.     

分光计最小偏向角法测量方案及其误差产生原因与改进

本文介绍了使用分光计测量三棱镜折射率的实验原理,分析了在传统的分光计测量最小偏向角的方法中,还存在着一些不足之处,导致测量结果误差较大,并介绍了一种减小分光计最小偏向角测量误差的改进的实验方法,进而对该方法进行了较详实的分析和介绍。     

基于多分辨率动态轮廓线的面积测量与跟踪方法

提出了一种基于多分辨率动态轮廓线的物体表面积测量方法。该方法使用光电式图像瞄准系统采集被测物体的目标图像并构造该图像的高斯金字塔,并采用了多分辨率动态轮廓线且使其由初始位置向目标轮廓边缘收敛;根据基于B样条封闭曲线面积与形心公式,准确计算出图像的目标面积与形心;再利用形心自标定技术、图像目标形心以及双频激光器测量出像素的尺寸当量,从而准确测量出真实物体的表面积。实验表明,在动态轮廓线控制点数目为20时,其单次测量误差达到了±0.2%。与单分辨率动态轮廓线面积测量方法相比,该方法具有鲁棒性强,平均值误差、单次测量误差及重复性误差小等优点。将该方法应用于基于红外与可见光图像融合的运动目标跟踪过程的实验表明,它不仅具有很好的跟踪准确性,而且能够跟踪快速运动的目标。     

一种表面发射率的测量方法研究

大型实验设备由于表面温度难以控制而使其表面发射率精确测量较为困难。在分析表面发射率测量误差主要来源的基础上,提出一种表面发射率工程测量方法。分析并推导了到达探测器上的辐射量,利用两发射率已知的设备,实现了环境辐射量的测量,从而消除了环境辐射对表面发射率测量的影响,有效提高了测量精度。设计了实验方法并进行了发射率测量实验,实验结果表明未考虑环境辐射的测量方法与该方法的计算结果相对误差可达20.37%,验证了该测量方法的可行性和准确性。     

重力加速度准直接法测量装置的设计

使用数字集成电路设计一种测量重力加速度的装置,它通过精确计量自由落体的下降时间达到对重力加速度较精确的测量,该方法较直观,称之“准直接法”。学生对实验操作的要求容易满足,该设计可作为学生学习数字电路的综合性实践练习。     

提高强度型光纤溶液浓度传感器灵敏度方法的研究

介绍一种利用光纤准直器作扩束耦合光学系统,采用低频光调制方式测量溶液浓度的光纤传感器。从菲涅耳反射公式出发推导了浓度计算的理论公式,并提出了提高测量灵敏度的方法,对食盐溶液进行了实验测定,其测量误差小于3％,实验结果表明：该光纤传感器用于测量溶液的浓度在灵敏度、精度方面都有较大的改善,并可在线连续测量或控制溶液的浓度。     

精确数据分析与统计规律研究的计算机实现

随着科技的发展,计算机在科技发展与进步起到了举足轻重的作用,而科学技术的进步又推进计算机的发展,使其具备精确数据分析与统计规律研究的能力。文章将结合研究与分析单摆运动求重力加速度的实例,论证计算机在数据分析与统计规律研究方面的实现。     

基于激光散射的高速微粒测速系统

高速微粒速度测量技术是空间高速粒子地基模拟系统中的一项关键技术。设计并实现了一种利用激光光幕对高速运动微粒的非接触式速度测量系统,分析了测量误差以及进一步提高测量精度的方法。该系统以高功率半导体激光器作为光源,同时采用PIN光电二极管作为光电探测器,利用接收侧向散射光脉冲作为起始和结束信号以测量微粒的平均速度。实验结果表明,该系统可对速度范围为1~10 km/s,直径大于100μm的高速微粒进行测速,精度优于1.8%。     

线激光传感器的边缘偏差修正方法

为了修正线激光传感器在轮廓测量中的边缘偏差,提出了一种边缘偏差修正方法。该方法通过分析边缘偏差的主要误差来源,建立一种基于曼哈顿距离和切比雪夫距离的混合去噪模型,实现杂散噪声的滤除;采用最小二乘法对线激光轮廓测量误差模型进行补偿。为了验证该方法的有效性,以量块的标称尺寸作为评价指标进行测量校准实验。实验结果表明:该修正方法对杂散噪声的滤除效果显著;其中,未经补偿的尺寸测量误差为0.43 mm,经修正方法补偿后的尺寸测量误差最小达0.04 mm,比前者降低了一个数量级。因此,该方法可有效修正边缘偏差,提高线激光传感器的轮廓测量精度。     

高精度轴对称非球面反射镜轮廓测量方法（特邀）

为实现轴对称非球面反射镜轮廓的高精度、可溯源测量,建立了非球面测量轨迹的数学模型,提出了一种基于独立计量回路的非接触式坐标扫描测量方法。该方法采用分离式计量框架结构,有效减少了跟踪扫描模块运动对测量精度的影响;测头采用集成阵列式波片的四象限干涉测量系统,保证测头精度的同时更有利于实现复杂面形轮廓的跟踪扫描运动;设计扫描执行机构与多路激光干涉系统共基准的运动模块,实时跟踪扫描运动机构的位置信息,提高测头空间定位精度并使其测量值能溯源到“米”定义。搭建测量装置测试该方法的准确测量精度,试验结果表明,测量误差小于0.2 μm,重复性精度为70 nm,测量精度达到亚微米级。     

非接触式承载鞍磨损测量系统

为了探索承载鞍尺寸测量的新途径,以替代传统的手工测量方式,利用特征点检测、图像标定和测量技术,提出了一种非接触式测量系统,介绍了系统的工作原理,讨论了其中应用到的图像处理等关键技术,分析了测量误差产生的因素。实验表明,测量结果符合使用要求,测量速度较快,该测量方式是一种新颖有效的方法,并且为测量其他物体提供了新的思路。     

基于改进LK光流法的MEMS面内运动分析技术

为获取微机电系统(MEMS)面内运动过程中的动态 特征,文中提出了一个MEMS面内运 动测量系统．该系统通过FPGA产生相机外触发和频闪光源两路时钟同步驱动脉冲,利用频闪 成像的原理对谐振状态下的MEMS器件进行图像采样．对图像序列进行Canny边缘检测后,引 入Shi-Tomasi角点和Lucas-Kanade光流追踪的方法进行运动分析,获取器件的幅相信息参 数 ．使用该系统对一个定制的微陀螺仪进行实验测量,实验证明该技术可实现MEMS面内运动的 亚像素精度测量,与传统的LK光流法匹配相比,能够减少由图像灰度值变化带来的测量误差 ,同时该方法具有较好的测量精度,测量重复性可达10 nm。     

基于MEMS加速度计倾斜角检测的误差分析及校准

利用微机电重力加速度计实现倾斜角测量,阐述了其基本工作原理及重要指标参数,增量灵敏度对输出倾斜角分辨率的决定性。使用Matlab分析了影响输出测量结果的误差,如0g偏置和灵敏度失配,及其影响程度,提出基本的校准方法;还分析了温度漂移对前两者失调造成的测量误差。通过基本校准,本文所设计的系统测量精度达0.1°。     

基于Android的远程实验客户端设计

为了让实验者在移动终端上完成远程实验的异地操作,设计一种基于Android平台的远程实验客户端。通过对开源播放器VLC进行二次开发,使用Socket通信传输跨平台控制指令,利用HTML5中的canvas标签绘画波形图,实现客户端进行远程实验的视频监控、远程控制实验仪器和数据处理等功能。以单摆法测重力加速度实验进行效果验证,实测结果表明,客户端具有稳定可靠、实验数据处理精度高、人机交互性好等优点。     

基于电磁控制的周期运动装置设计

本系统以单摆为控制对象,通过电磁控制方式,设计电路实现对周期性运动装置的运动幅度(摆角)和周期(频度)的控制。控制核心采用ATMEL公司的ATmega16A,电磁线圈驱动器采用L298,角度检测采用MMA7455重力加速度传感器,显示采用LCD12864。通过PWM来控制线圈电流大小调节磁场强度,从而实现单摆摆动摆角和周期的控制。     

铝基覆铜板导热系数测试方法改进分析

为方便准确地测量铝基覆铜板的导热系数,设计了一种改进的导热系数测试方法。该方法用样本试件作为参照,利用两试件随环境变化导热系数比值近似不变的原理,求出待测试件的导热系数。经过理论分析与仿真验证后,搭建了一种新的铝基覆铜板导热系数测试平台。实验结果显示,该平台有效减少了测量误差,简化了操作流程,节约了实验成本。     

消除温度对应变测量的影响

提出了用光纤布喇格光栅( FBG)传感器测量光纤有效弹光系数的方法。利用光纤布 喇格光栅的性质,建立了一个可以有效地解决温度与应变对光栅存在交叉敏感的问题实验系统。实验结果表明,该系统能有效地测出了光纤的有效弹光系数,而且测量误差小于1. 3%。     

重力加速度测量仪的数字化改造

利用单片机和计算机完成了对重力加速度测量仪的数字化改造,设计了一个数据采集与处理系统,实现了重力加速度测量中数据的精确实时采集、显示和处理。利用此系统进行实验,得到了准确可靠的结果。