高稳定大量程复合光纤干涉位移测量系统研究

为了使位移测量系统达到大量程、高分辨率,采用复合光纤干涉的方法,进行了理论分析和实验验证。利用光纤光栅作为反射镜,构成两个干涉光路几乎共路的光纤迈克尔逊干涉仪。其中一个光纤迈克尔逊干涉仪通过反馈控制补偿环境干扰对测量系统的影响,使测量系统适合在线测量;另一个干涉仪用于完成测量工作。两个不同波长的光同时作用于完成测量的干涉仪中,测量量程由两个波长的合成波干涉信号确定,使测量量程大于1mm;测量分辨率由其中一个单波长干涉信号确定,测量分辨率小于1nm。结果表明,这种基于复合光纤干涉仪的位移测量系统可以实现大量程、高稳定的位移在线测量。     

基于激光吸收光谱技术在线测量燃烧场温度研究

燃烧场温度的测量对研究燃烧机理、提高燃烧效率、降低污染物排放等至关重要。利用水在1397.75 nm和1397.87 nm处两条邻近的吸收线,采用波长扫描直接吸收法实现了单台二极管激光器对标定燃烧炉甲烷/空气预混火焰温度的测量。并利用基于Labview语言的数据采集卡对信号进行采集和实时处理,从而能够实时在线地获得测量结果,在温度1750 K时标准测量不确定度为2.3%。分析了火焰边界层对测量结果的影响,结果表明燃烧场非均匀性对路径积分测量结果影响较大,且其测量结果不是路径积分算术平均值。     

可控温双向反射分布函数测量系统的研制

基于单一参考测量法的测量原理,研制了一套测量温度最高可达500℃的多光谱双向反射分布函数测量系统.光源采用从可见光的0.6328μm到中远红外的10.6μm波长的激光器,针对不同波长的激光器选择相应的光电探测器,利用转角装置来实现光源、探测器和试样相对位置的变化,通过加热炉对试样进行加热,采用模糊PID控制器进行温度的控制,控制精度为±1℃.在可见光和红外波段下,利用标准白板对测量系统进行实验误差标定,通过对实验数据进行分析,测量误差小于15%.该装置可应用于不同温度下材料表面空间反射特性的测量.     

菌落挑选仪中温度检测装置的设计

温度是影响菌落生长的一个至关重要的因素,因此对于菌落挑选仪中温度的实时采集与监控也是必须的.文中提出了一种铂电阻测试温度的方案.该系统具有体积小、灵活度高、实时性强、低功耗的特点,其实现了温度采集,并通过无线方式将采集到的温度数据传送到监控主机.该系统在硬件电路设计中采用新型的三线制接法很好地消除了引线电阻的影响,同时在软件算法中采用多点标定试验或采用查表法与线性插值相结合的方法,能够较好地对铂电阻进行非线性校正,使得测量结果更加准确.     

紫外线定时控制及光强测量系统

基于单片机设计了一套紫外线波长选择、定时控制和光强测量系统,用于研究紫外线照射下维生素D含量提升的试验。系统包括控制装置和测量装置,控制装置采用STC12C5A60S2单片机驱动液晶触摸屏完成人机交互操作,以继电器控制不同波长的紫外线灯管工作,实现控制波长和照射时间。测量装置采用UVM-30A紫外线传感器模块,利用STC12C5A60S2单片机采集传感器输出信号,将测量结果以紫外线光强指数显示在LCD1602液晶屏上,实现紫外线光照强度测量功能。系统有效地解决了紫外线照射蘑菇试验中对紫外线波长、光强测量以及照射时间控制的问题。实验测试表明该系统具有良好的稳定性和实用性,可广泛推广。     

双频激光干涉测量中的环境补偿技术

作为一种超精密的非接触式测量设备,双频激光干涉测量系统可以在保证纳米级测量精度的情况下实现大范围和高速度测量,因而获得非常广泛的用途。环境是影响激光干涉测量系统测量精度的最大因素,为了获得纳米测量精度,必须对测量环境进行补偿。因此,重点研究了环境补偿技术,并研制了一种新型波长跟踪器,与Edlen经验公式进行对比测试,结果表明新型波长跟踪器具有良好的补偿效果。采用自制波长跟踪器补偿之后,被测运动台伺服精度可达1.61nm。     

长距离光栅阵列温度测量系统设计与实现

基于光栅阵列温度测量系统,设计了一种适用于长距离温度监测场景的温度解调系统,通过分布式光纤拉曼放大器的引入对传感链路提供分布式的放大效果,并对回光信号进行了前置放大,有效补偿了信号长距离传输面临的损耗问题.利用光纤光栅的中心波长与温度变化的关系实现了温度解调,系统的空间分辨率可达1 m,在55 km传感距离处实现了温度...     

基于马赫-曾德尔干涉的温度和应变同时测量的光纤传感器研究

提出了一种基于马赫-曾德尔干涉的温度和应变 双参数同时测量的光纤传感器,其结构是在单模光纤(SMF)上分别熔接两 个球形结构并在SMF光纤中间熔接一段细芯光纤(TCSMF)。利用光纤的纤芯 模、包层模对温度、应变的灵 敏度差异,通过检测不同级次的干涉谷的特征波长位移变化,结合敏感矩阵实现了对温度、 应变双参数的 同时测量。实验选取位于波长1545.1nm554.8nm处的干涉谷进行温度和应变的同时测量,测 得两个波谷 的温度灵敏度分别为53.86 pm/℃和47.51pm/ ℃,两个波谷的应变灵敏度分 别为0.75 pm/με和1.39pm/με,并且不 同级次干涉波谷的波长位移量与外界温度和应变具有良好的线性度。     

三米激光测长机

三米激光测长机由精密机械，光学和电气三个部份组成。在满足一定精度和保证测量结果可靠的前提下，采用了接触式干涉测量法，以氦-氖激光波长为标准，对被测件实施接触测量，直接获取测量结果。温度、气压、湿度对测量结果的影响，采取单项测量的方法，进行计算修正。     

光纤F-P解调的双参数光纤光栅传感系统

介绍了一种利用光纤F-P滤波器解调的、可同时测量应变及温度两种参数的光纤光栅传感系统.将一个光纤光栅的长度分成相等的两部分,其中一部分的两端固定在一块钢板上,另一部分处于自由状态.根据这两部分光纤光栅对应变及温度的不同感应,实现对应变及温度的同时测量.可利用波分复用技术实现对分布式应变及温度的测量.应变、温度的测量分辨率分别可达1.3 με及0.12 ℃.     

Performance enhancement of PEMC liquid level sensor subjected to environmental temperature variation

In this paper, the performance of a resonant Piezoelectric-excited Millimeter-sized Cantilever (PEMC) used as liquid level sensor has been studied. The sensitivity of this sensor affected by environmental temperature variation is investigated via theoretical and Finite Element Models (FEM). In order to validate this FEM, first, simulation results are compared with the theoretical and experimental ones for a sensor operating at constant room temperature. The simulation results are in a good agreement with experimental ones. Then, proposed theoretical model and FEM are used to study the dynamic behavior of the device when the environmental temperature is changed. The results indicate that although natural frequencies of sensor change due to temperature variation, the resultant shift remains almost the same regardless of specific immersion depths. Also, it can be concluded that temperature variation of about 50 °C affects the liquid level measurement accuracy up to 29 μm which is significant compared to a minimum detectable liquid level change of about 8 μm by this sensor reported previously in literature.     

Room Temperature Single-Electron Transistor Featuring Gate-Enhanced on -State Current

A single-electron transistor operating at room temperature was successfully fabricated by an improved nanodamascene process. It consists in a gated titanium nanowire interspersed by two very closely spaced tunnel junctions constituting a Coulomb island. The improvement in the process concerns the presence of an individual control gate close to the island, paving the way toward the fabrication of single-electron circuits. Moreover, a final oxidizing plasma treatment was used to tune the tunnel junction capacitances and, thus, the device operating temperature. As expected, electrical characteristics showed Coulomb blockade at room temperature, with an unexpectedly high on-state current.      

仿真用红外动态场景模拟器现场校准技术

现今红外成像导引头在武器系统中的应用越来越广,在其研制过程中普遍采用红外动态场景模拟器作为实验室内的仿真测试设备,但目前国内还没有红外动态场景模拟器的计量标准,无法保证测试结果的准确可靠。文中设计了一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置,实现对红外动态场景模拟器光谱范围、帧频特性、辐射温度、非均匀性、畸变等性能参数的现场校准,并取得了较好的试验结果。     

基于多信息融合铸坯温度场测量方法及影响因素分析

连铸生产过程中,铸坯内部温度场无法实时测量,表面温度难于准确测量,而稳态传热模型不能模拟实际工艺参数频繁变化的浇注过程,本文建立了实时凝固传热模型,并对模型的影响因素进行了分析.考虑到铸坯表面随机剥离的氧化铁皮对其测温的干扰,研究建立了基于面阵的CCD测温系统,并结合数值分析方法,消除了铸坯表面氧化铁皮对测温的干扰,还原铸坯表面真实温度,使测量的铸坯表面温度波动在±10℃范围内.通过采用CCD面阵测温、射钉测厚以及数值分析方法,实现了基于多信息融合的铸坯温度场在线测量,为二冷配水动态优化和铸坯温度场闭环控制提供了基础.     

动态冰蓄冷蓄冰装置综合性能分析

动态蓄冰技术是今后蓄冰技术发展的方向…。本文通过分析比较目前常用的几种蓄冰装置的性能参数、技术特点和综合性能,得到：动态蓄冰装置比静态蓄冰装置效率高;动态蓄冰装置综合成本低、融冰速度快、融冰温度稳定性较好等;静态蓄冰占用空间最大,而板冰片冰蓄冰等动态蓄冰设备占用空间小。动态蓄冰装置的最大缺点就是运行不够稳定,需要进一步完善。本文可为蓄冰系统和设备的设计师提供参考。     

Avalanche behavior of power MOSFETs under different temperature conditions

The ability of high-voltage power MOSFETs to withstand avalanche events under different temperature conditions are studied by experiment and two-dimensional device simulation.The experiment is performed to investigate dynamic avalanche failure behavior of the domestic power MOSFETs which can occur at the rated maximum operation temperature range(-55 to 150℃).An advanced ISE TCAD two-dimensional mixed mode simulator with thermodynamic non-isothermal model is used to analyze the avalanche failure mechanism.The unclamped inductive switching measurement and simulation results show that the parasitic components and thermal effect inside the device will lead to the deterioration of the avalanche reliability of power MOSFETs with increasing temperature.The main failure mechanism is related to the parasitic bipolar transistor activity during the occurrence of the avalanche behavior.     

Electron energy distribution at the insulator-semiconductorinterface in AC thin film electroluminescent display devices

Electron emission from insulator-semiconductor interface in ZnS:Mn ac thin film electroluminescent (ACTFEL) display devices was investigated by studying the current and field waveforms. A new technique for measuring the interface electron energy distribution at insulator-semiconductor interfaces was developed. The technique involves the measurement of tunnel current transients and can be used to study the interface electron energy distribution between any insulator-semiconductor pair with which an ac thin film test structure can be fabricated. It was applied to a ZnS:Mn display device at two temperatures of 10 K and 300 K and to a metal interface device structure     

一种使用双棱镜的动态小角度测量方法

提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法.使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉,通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量.由于采用位置探测器(PSD)对测量臂中两平行光束的间距进行测量,简化了测量方程,消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求.通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制,形成准外差干涉测量模式,提高了光程差的测量精度.实验验证了该方法的可行性,并讨论了影响小角度测量精度的误差因素.研究结果表明,基于该方法的动态小角度的重复测量精度可达到10-8rad数量级.     

爆炸场振动装置的设计与数据分析

本文介绍了一种灵巧的爆炸场加速度存储测试装置,该装置用于测试记录爆炸场建筑振动信号。它由传感器、模拟适配调理电路、AD变换器、存储器、控制器、接口电路、电池等组成,具有体积小,微功耗,抗高冲击等特点。该装置成功记录了爆炸冲击对建筑体产生的振动加速度信号。分析数据得到了爆炸冲击波作用建筑体产生的加速度信号和建筑体在冲击作用后产生的自激加速度。记录数据对了解建筑物在爆炸冲击波作用下的响应提供了依据。     

Dynamic Fowler–Nordheim injection in EEPROM tunnel oxides at realistic time scales

The purpose of this work is to investigate the dynamic behaviour of Fowler–Nordeim injection through EEPROM tunnel oxides, in conditions representative of the standard device operation. An experimental procedure based on the acquisition of current transients induced by trapezoidal-shape short voltage pulses is presented. It is then used to evidence a rapid positive charging and to determine some of its properties. Implications regarding the device behaviour and modelling are finally discussed.