双纵模He-Ne激光无导轨大尺寸测量仪研究

一种基于拍波干涉原理的无导轨大尺寸测量系统已研制成功.它以双纵模热稳频He-Ne激光为光源,其两纵模生成于同一振腔内具有天然同轴的优势,在整个测量范围内不会发生光束分离.两纵模频差约790MHz,拍波波长约380 mm.其稳定度(即拍波波长稳定度)与激光频率稳定度相同,在无空调并有冷热气流吹拂时可保证不低于10-7.两纵模频差以拍波节点为对准标志,采用自适应滤波和小波锐化器有效滤除噪声,从而提高了节点检测的测量精度.测量起点和终点到最近节点的距离由同一光源分出来的双频干涉仪精确测定,分辨力为0.08 μm.经实验验证:系统的测量范围大于20m,测量不确定度优于30 μm/10m.     

抖晃仪校准装置的测量小确定度的评定

一切测量结果都不可避免地具有不确定度。本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》．对抖晃仪校准装量的测量不确定度进行评定。     

抖晃仪校准装置的测量不确定度的评定

一切测量结果都不可避免地具有不确定度.本文依据JJF1059-1999<测量不确定度评定与表示>,对抖晃仪校准装置的测量不确定度进行评定.     

He-Ne拍波激光干涉仪的研究

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的方法和装置。装置以双纵模热稳频HeNe激光器为光源。理论及实验均证明该光源的频差有较高的稳定度(室外不低于1×10-7)和强的抗干扰性,拍波频率约为750MHz,拍波长约为400mm。该装置以拍波合成的场强信号的节点为对准标志,以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分。实验表明,该装置的节点定位精度小于0.05mm,尾数测量部分分辨率为0.08μm,整个测量系统可在20m范围内进行精度为±50μm+1.5×10-6·L(L为被测长度,单位为m)的测量。     

一种提高脉冲电流测量准确度的方法

对脉冲电流的测量,现用设备由数字示波器和电流探头组成,此测量装置的误差限为±1%,对误差限有较高要求的脉冲电流测量,该测量装置存在局限性。本文在上述测量设备的基础上,分析并找出常用方法产生误差的主要来源;为减小误差分量,提出了一种提高脉冲电流测量准确度的方法,即直流电流替代法;并详细阐述了直流电流替代法的工作原理和方法,对改进方法和常用方法进行不确定度分析比较。实验结果表明,改进方法可操作性强,能明显提高电流测量的准确度。     

一种扩展三角波线调频信号测距范围的新方法

针对线调频信号测距范围受到最大回波延时限制的问题,提出一种双差拍-傅立叶变换的处理方法。通过将回波信号与两种形式的发射信号分别混频,并对混频信号进行傅立叶变换获取目标距离信息。该方法在损失一定输出信噪比的代价下,扩展了信号的测距范围。理论分析和实验仿真均证明了该方法的有效性。     

基于光压原理的高功率激光测量装置

建立了一套基于光压原理的高功率激光测量装置,其功率测量不确定度优于2%(置信因子k=2)。在0.6~15 kW功率范围内将光压方法与量热方法进行了比较,得到的最大相对偏差小于1%。该装置的功率测量上限仅受限于激光反射镜的损伤阈值,因此其功率测量上限可达100 kW甚至更高,同时还具有响应速度快、测量准确度高、可在线测量等优点。     

高精度梁式光纤多普勒压力测量技术的研究

为实现在恶劣环境下对微小压力变化量的测量,提出了一种基于外差多普勒原理的高精度梁式光纤压力测量系统。通过分析光纤压力测量系统中压力变化量、悬臂梁的形变量、多普勒频移、输出电压四者的关系,建立数学模型。采用差动多普勒测量原理,快速、准确地测量出悬臂梁的形变量,实现对纳米级微小位移的测量。将反射镜位置由悬臂梁中段移至其自由端位置,提高了测量的灵敏度。用光纤准直器代替传统传导光纤,光束的平行度更高,发散角度更小,提高了测量的精度。选用取样积分对有效信号进行提取,结合软件,实现从强噪声信号中提取微弱信号,改善了系统信噪比。实验结果表明,本文提出的光纤压力测量系统的不确定度可达到0.05%,可以实现对缓慢变化的微小压力值的测量,适用于石油、化工等领域。     

高能激光能量测量装置的现场标定方法

在高能激光能量测量装置标定方法中,现场标定的方法可以有效地消除各种外在因素对测量结果造成的影响.介绍了3种现场标定方法,分析了这3种方法的原理以及数据处理过程.由于标定中多个参量未知,因此采用了最小二乘法拟合.对于分光镜反射率和透射率比值不确定造成的影响,采用了现场标定分光比的方法予以消除.通过对实验数据分析和比较可以看出直接传递法最简单,可有效消除环境因素、激光光斑特性等造成的影响;间接传递法可以同时消除包括分光比改变在内的几乎所有外在因素造成的影响,但是由于标定过程较复杂.测量不确定最大;交叉传递法标定过程比间接传递法简单,同时也可以消除分光镜分光比改变产生的影响,且数据处理过程是这3种方法中最简单的.     

一种雷达光电轴一致性校准新方法

光电轴一致性是精密测量雷达的一项关键技术指标,它关系到雷达系统测试时的架设质量,直接决定着雷达系统能否快速准确捕获目标。传统的光电轴一致性校准方法可以概括为光标刻度判读法,该方法主要存在判读困难、适应性较差等缺点。文中基于精密测量雷达自身的高准确度伺服角度编码器,提出了一种新的光电轴一致性校准方法:伺服编码器较差法,通过对比该方法与传统方法的校准不确定度及其操作实施等特点证明,其相比传统方法,该方法更加高效准确,具有更强的适应性。。     

基于双频激光干涉技术的高精度直线度基准装置

提出一种高精度直线度基准装置 ,它以激光波长作为测量基准 ,采用双频激光干涉技术和直尺反转误差分离技术 ,在一般实验室条件下实现了优于 0 1μm/m的测量不确定度。目前该装置已应用于航天质量保证体系国防校准实验室     

大尺寸无导轨激光精密测量仪的研究

介绍了一种大尺寸、无导轨激光干涉精密测量的方法与装置。该测量装置以稳定度较高和抗干扰性强的双纵模热稳频He -Ne激光器为光源 ;以拍波合成的场强信号的节点为对准标志 ;以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分。实验测量结果表明 :节点定位精度小于 0 .0 5mm ,尾数测量部分分辨率为 0 .0 8μm ,整个测量系统在 2 0m范围内的测量精度达± ( 5 0 1.5× 10 - 6 L) μm(L为被测长度 ,单位为m)。     

旋转双棱镜大范围快速高精度扫描技术

大范围、快速、高精度扫描是光电探测、激光雷达、红外对抗等领域的一项关键技术,目前传统的扫描方式很难兼顾这些指标。首先分析了旋转双棱镜用于大范围、快速、高精度扫描的优势;其次介绍了前向扫描和反向扫描的原理和方法,并重点对反向扫描的不同算法(一阶近似法和矢量光学法)进行了分析;最后建立了旋转双棱镜快速扫描仿真系统,对两种反向扫描方式的有效性和精度进行了验证,结果显示,在±1.5°扫描范围内,一阶近似方法精度约20″,而矢量光学方法约1″。文中为大范围快速高精度扫描领域提供了新的技术途径。     

高精度测速设备动态目标模拟研究

针对基于动态目标模拟方法,检验和考核高精度测速设备性能,训练操作手的实战水平,提出了一种基于高精度测速设备理论弹道的动态模拟方案,通过对预先提供的理论弹道文件,进行插值、坐标转换和中频模拟等步骤,解算出理论弹道文件中包含的信号电平、多普勒频率和目标位置等信息,并据此产生中频模拟信号[1,2]。模拟信号作为动态模拟信号送给高精度测速设备,用于检验和考核设备性能,训练操作手的实战水平。利用理论弹道数据产生高精度测速设备的动态模拟数据,具有精度高、贴近实战的特点。     

高精度频差测量方法研究

针对分布式多基地雷达多源信号产生与处理技术的关键问题,分析了现有频差测试方法,探索高精度频差测量方案。通过频差扩展方法,完成被测源间相对频差指标的高精度测量系统方案设计。此方案克服了传统时间同步设备需要大量时间来校正频率误差的缺陷,使校正之后的精度大大提高。根据设计方案研制了试验样机和测试系统,并通过对高精度源间相对频差的测量获得实测数据,测试结果验证了高精度频差测量方案的可行性。     

飞秒光学频率梳在精密测量中的应用

飞秒光学频率梳通过锁定飞秒锁模激光的重复频率和偏置频率至微波频率基准,在时域上得到重复频率稳定的飞秒脉冲激光,在频域上得到频率间隔稳定的激光频率梳。飞秒光学频率梳作为微波频率与光学频率的桥梁,可以实现对激光频率的直接精密计量,同时作为一种有别于传统连续波稳频激光的特殊激光光源,在激光频率标尺、绝对距离测量和精密光谱测量等光学精密测量领域都有着重要应用。综述了飞秒光学频率梳在若干光学精密测量应用中的研究进展、关键技术和研究动向,分析了其在未来光学测量中的重要作用。     

基于双小波系数测量有效值

从双正交小波出发,得出利用双正交小波及正交小波系数求电压、电流有效值的公式,并进行了离散化,同时对一电压信号进行了数字仿真,最后对结果进行了分析和研究。     

两台独立激光器拍频线型对线宽测量的影响

根据两台独立激光器拍频的理论模型,计算得到了洛伦兹线型和高斯线型的拍频线宽随衰减值的变化关系。为了提高激光线宽测量精度,在未知拍频线型时应选取较小的衰减值计算激光线宽;在已知拍频线型的情况下可选取较大的衰减值计算激光线宽。实验上采用窄线宽半导体激光器拍频测量其激光线宽,根据几个特殊衰减值处的线宽比值关系来判别拍频线型。选用较大衰减值处的拍频线宽计算激光线宽,测量结果与仪器出厂指标相比,误差仅为0.23%。该方法对其他线型仍然适用。     

基于DSP的高精度位置检测的实现

利用激光波长作为长度计量的基准虽然能够达到较高的精度,但是在高档数控机床中仍然需要进一步提高其精度。因此,提出了使用DSP（数字信号处理器）来处理数控测量中的关键的数值处理的方法——数据延时分析法,通过DSP的数值运算来代替电细分网络及其放大电路,实现信号的细分工作,从而取消了电细分的所有环节,完全没有直流漂移,大大提高了测量的稳定性和可靠性,能够有效地实现高精度、快速位移的测量,使测量分辨率达到0．02μm,最高位移速度达到100m／min以上。     

用于半导体器件模拟的高精度三次样线法

采用三次样线方法(SADI)与高阶紧致差分相结合的方法计算用于半导体器件模拟的漂移扩散模型(DD)模型,并实现了该算法在半导体器件模拟中的应用。数值计算表明,这种方法可以降低方程的迭代次数约35%,并明显减少方程的求解时间。