基于保角变换的微小电容标准建模与设计

在可编程电容器中,亚皮法量级的微小电容单元因受边缘效应等杂散电容的影响较大,难以实现准确、稳定的微小电容标准。本文给出了一种基于Kelvin等电位保护电极的微小电容单元实现方法,该方法将影响小电容单元的杂散电容限定为中心电极与保护电极之间因边缘效应而产生的杂散电容。并对此结构建立了等效微小电容单元解析模型,给出了一种通过保角变换分析杂散电容变化的算法,发现在电极厚度以及间距一定的情况下,中心电极与保护电极之间的气隙是杂散电容的主要影响量。基于此,分析气隙变化对杂散电容和主电极电容值的影响,同时结合有限元分析软件Ansoft Maxwell验证,确定微小电容单元的最佳气隙区间,进而准确实现微小电容标准的设计。经测试,在可编程熔融石英电容器中,亚p F量级实际微小电容单元电容值与设计微小电容单元电容值一致性良好。     

中国计量科学研究院建成量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐，1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力，在2003年建成了量子化霍尔电阻标准。课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件，并建成了高精度的低温电流比较仪，以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进电阻值。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为10^-10量级，达到国际领先水平。     

微弱信号多站时差协同检测技术

针对现有时差相关检测方法难以有效检测微弱信号的现状,为提升现有检测系统对微弱信号的检测性能,提出了一种针对微弱信号的多站时差协同检测技术.通过在空间域内将多组时差站的相关结果积累,然后搜索二维网格中的最大值得到检验统计量.分析了检验统计量的概率分布,明确检验统计量在纯噪声条件下服从极值I型分布,依据奈威-皮尔逊(Neyman-Pearson)准则得到了检测门限.蒙特卡洛仿真结果表明,相同条件下,该方法比传统的相关检测的处理增益高约10lgK dB(K为时差线数目).     

小孔径天波超视距雷达多径模糊污染消除及海杂波抑制

由于电离层的结构分层性及厚度的不均匀,在超视距探测中会出现多径模糊的现象,使同一个目标出现在多个距离单元上,造成目标识别的不准确。针对传统天波超视距雷达( OTHR)接收阵列不具备俯仰分辨能力的不足,利用小孔径OTHR在俯仰方向的分辨能力,将几何估计结果与测向结果相结合,在俯仰方向自适应波束形成,消除了多径模糊带来的影响。同时改进了基于奇异值分解( SVD)的海杂波抑制算法抑制海杂波,提高了目标信杂比以便于后续检测。仿真实验结果显示所提方法能够很好地消除多径模糊带来的影响,同时抑制了海杂波,信杂比提高了9 dB。     

低温电流比较仪介绍

低温电流比较仪是当前国际上最准确的测量直流电流的比例量具,其比例准确度可达到１０～(－１３)以上,且可实现任意的比例值,在电磁计量基准、标准的建立中起着重要的作用。     

交流量子化霍尔效应及其应用

利用量子化霍尔效应实现的直流电阻自然基准已经得到广泛应用,国际计量委员会给出了量子化霍尔电阻的国际推荐值作为各国统一电阻量值的依据。为了保持单位的一致性,交流阻抗的单位亦应溯源到量子化霍尔电阻,国际上因此开展了交流量子化霍尔电阻的研究。目前从交流量子化霍尔电阻传递出电容量值的不确定度已达到１～２×１０－７,可以基本满足实际工作中交流阻抗单位准确度的需要。要进一步提高交流量子化霍尔电阻的准确度,则需要在一些基础性的研究方面作更为深入的工作。     

基于嵌入式系统的电脑横机上位机的设计

通过对电脑横机上位机的需求分析,提出一种基于嵌入式系统的电脑横机上位机设计方法.分别介绍了硬件设计中的ARM处理器、电源模块、存储模块、USB存取模块、LCD触摸屏模块、JTAG模块和串口模块、以太网模块;提出了一种以ARM-Linux为平台的上位机软件的设计方法.指出电脑横机上位机图形用户界面的开发采用的是宿主机/目标机的开发模式,其中Qt-Embedded的移植包括准备资源和搭建移植环境、配置编译安装以及移植tslib和Qt-Embedded-4.6.0、环境变量的配置等步骤;Qt界面的设计包括用户界面的设计实现、建立信号与槽之间的关系、实现自定义的槽函数3个方面.使电脑横机人机交互界面更加友好、性能更加完备.     

一种用于摆动天平系统的位移传感器设计

在摆动天平法的研究中,为了准确地采集到天平横梁摆动的位移信号,需要设计一款测量范围20mm左右,灵敏度高于0.1V/mm的位移传感器。针对摆动天平法研究中对位移信号检测的要求,作者分析了非接触性测量中的电涡流式位移传感器的基本结构和工作原理,设计了一种用于检测天平横梁摆动信号的电涡流式位移传感器,并通过实验对自主设计的涡流传感器的线性度、灵敏度、迟滞以及重复性进行了测试。实验结果表明该传感器在20mm范围内,输出与线性拟合值差值的相对标准差小于3.46×10-3,相对迟滞误差小于0.0045,适合用于摆动天平法课题研究中对天平垂直摆动位移的测量。     

磁共振成像仪主磁场计量性能指标的选择

主磁体是磁共振成像仪的重要构成部分,决定着整套装置的图像质量和工作效率。从某种程度而言,主磁体的性能指标可以成为判断磁共振成像仪好坏的重要参考指标。不同于以往使用检测体模方法,本文尝试从磁场计量的角度,优选主磁场强度、磁场均匀性、5高斯磁场范围和磁场稳定性四个指标用来衡量磁共振成像仪的产品质量,方便计量部门开展对磁共振成像仪设备安全性和有效性的监管。通过对比三种测量主磁场均匀性检测方法的优劣,推荐采用核磁共振测场法来测量磁共振成像仪主磁场磁场均匀性参数。     

可编程熔融石英标准小电容的仿真研究

可编程标准电容器中小电容单元的电容值按线性比例变化是输出任意电容值的重要条件。小电容单元受到寄生电容的干扰,导致实际电容值与名义值误差较大,并且随着电容单元名义值减小,引入的相对误差值变大。文中利用有限元分析软件Ansoft Maxwell在静电场下对可编程电容器中小电容单元进行仿真,深入研究和分析了不同条件下寄生电容的影响并提出了改善措施,提出一种微小电容设计方案,通过仿真辅助实现了可编程熔融石英标准小电容单元的设计。