野外大长度标准器—24 m因瓦基线尺量值的可靠性

野外主要标准基线场的长度量值,均采用24 m因瓦基线尺进行测量,其测量结果相对标准偏差一般优于5×10-7,基线场的长度量值(基线量值)的测量误差除野外的测量误差外,主要有基线尺本身的长度测量不确定度和温度线膨胀系数测量不确定度.24 m光学机械比较仪是利用比较测量的原理室内检测基线尺长度的标准装置,其测量结果不确定度U99优于15μm/24m.通过分析光学机械比较仪检测基线尺的不确定度和检测数据,评估基线尺量值的可靠性.     

一种用于低频测量的光纤光栅振动传感器

利用光纤光栅敏感技术,设计了一种用于低频测量的光纤光栅振动传感器.该传感器采用了等强度悬臂梁作为振动传感元件,并在等强度悬臂梁的上下双面优化布置性能匹配的两个光纤光栅,一个为振动敏感测量光栅,另一个为信号匹配滤波解调光栅.该结构设计可以补偿温度的不利影响,同时也提高了传感器信号检测的灵敏度.实测结果表明,该传感器可以用于25 Hz以下的低频目标的振动测量.     

不同分辨率下增量式光栅编码器测量误差研究

为了研究增量式光栅编码器在不同分辨率下的测量误差,构建了一套基于旋转角加速度测量的编码器误差检测系统。首先介绍了永磁式角加速度传感器的工作原理,以及增量式光栅编码器的角加速度测量原理;然后采用角加速度传感器和增量式光栅编码器,对同一正弦振动源实际轴上的旋转角加速度进行检测,根据实验结果剖析了光栅编码器在不同分辨率下的误差产生原因;最后讨论了在进行角参数测量时,选择增量式光栅编码器分辨率的参考依据。     

冲击荷载下基于埋入式光纤光栅传感器的混凝土动态应变测试

为实现冲击荷载下混凝土材料内动态应变的直接测量,研制了基于光纤Bragg光栅的混凝土光纤光栅应变传感器。将光纤光栅传感器埋入混凝土试件在SHPB装置上进行了冲击试验,由光纤传感器和粘贴于试件表面的电阻应变计分别测量了试件内和表面的动态应变。利用测量结果分析了混凝土在冲击荷载下的动态应力应变响应。对测量结果的分析和比较表明,采用埋入光纤传感器来实现混凝土结构内应变直接测量的方法可行、合理,研制的光纤光栅传感器适合于混凝土内动态应变测量,可更广泛地应用于混凝土、岩石等介质的动态性能试验及结构的动态响应测试中。     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.     

裸光纤Bragg光栅传感器工程特性试验研究

裸光纤Bragg光栅传感器结构纤巧,具有其它光纤光栅传感器无法比拟的结构优势。本文以等强度梁作为试验装置,通过对裸光纤Bragg光栅传感器的静态特性参数和动态响应特性进行的标定试验,验证了裸光纤光栅传感器在工程上直接应用的可能性。试验结果表明：裸光纤光栅传感器线性好,灵敏度较高,动态响应特性好,能够满足普通工程应用现场应力、应变的测量需求。     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正．     

一种新型标准测力仪

介绍了一种新型标准测力仪，其弹性体设计为空心圆柱，应变的测量采用光栅传感器取代传统的百分表，测量力位以数字显示。     

X形测力元件标准测力仪

介绍一种配置了分辨力为 0 .1μm的光栅位移传感器作为测量装置的标准测力仪。     

一种减小比较仪溯源标准不确定度的新方法

使用量块对高精度光学计、比较仪、测微仪进行检定或校准时,其溯源标准量块长度的不确定度会带来很大的影响,而现在通常使用的"配对法"又存在一些问题.经过分析研究和测试试验,提出了一种减小溯源标准(即量块长度差)不确定度的新方法.用量块干涉仪直接测量两个量块的中心长度差,其测量结果的不确定度能够减小到0.01 μm以下,从而可以满足高精度比较仪的溯源要求.     

基于Modbus RTU通信协议的石油井架应力监测系统

采用分布式光纤光栅传感器网络测量石油井架静态载荷实验应力,利用Modbus RTU通信协议通过光纤光栅解调仪串口自动采集实验数据。通过OLE和MatrixVB组件技术,实现了VB、Access与Matlab软件的混合编程,Matlab程序负责试验数据的计算与绘图,试验数据与计算结果均写入Access后台数据库中,从而形成了一套适用于现场操作的石油井架承载能力计算机检测系统。     

一种简易测试光纤光栅应变测量系统的方法

针对光纤光栅应变测量系统应用测试问题,基于悬臂等强度梁应变实验,对比理论计算、光纤光栅应变传感器及电阻应变片的三种应变测量方法,得出光纤光栅应变测量系统具有较好的可靠性和准确性。以国外可靠光纤光栅应变测量系统为参照,提出了简易测量光纤光栅应变传感器和光纤光栅传感分析仪性能的方法。针对准分布式监测问题,主要分析了光分路器对光纤光栅传感应变测量的影响。上述分析为光纤光栅应变测量系统在工程中的应用提供充分依据。     

大量程位移传感器用于三等量块检定时的不确定度分析

近年来,随着光电技术的发展,国内外出现了一系列基于光栅技术的高准确度大行程的位移传感器。光栅类传感器与其他传感器如电感、电容、容栅等比较,具有测量重复性好、准确度高、测量范围大的特点,特别是在较大行程时仍能保持非常好的线性。此外,由于电子细分技术和计算机技术的发展,大大提高了光栅类传感器的准确度,较高准确度的光栅类传感器在25mm测量范围内的最大示值误差可达到MPE=±(0.03 0.5l)μm(式中:l为测量长度,单位:m)。国外生产这类光栅传感器的厂家主要是德国HEIDENHAIN公司,国内也有厂家成功研制了这类传感器。这类光栅…     

质量比较仪测量方法及使用注意事项

根据质量比较仪在质量计量中的特点,对质量比较仪的计量性能的检测主要是考虑其重复性、各称量点之间测量的质量差值即偏载及局部示值误差的大小.由于质量比较仪与电子天平称量原理的不同,它是通过比较得出质量差值,而这个质量差值只在一定的范围以内,故线性示值误差仅针对一个小的、相对合理的电子显示范围进行测量.测量依据是JJF1326-2011《质量比较仪校准规范》.测量结果只给出重复性、偏载误差、局部示值误差的校准结果及不确定度.     

千分类仪表灵敏度检定

在计量检定站采用机械式比较仪或千分表对零件进行检测时 ,发现同一个成品件 ,用两个机械式比较仪分别测量时 ,会出现测量显示数据不一致的情况 ,这是什么原因造成的呢 ?在检测中使用的机械式比较仪、千分表是周期检定的 ,符合国家检定规程。通过分析研究测试 ,我们认为是机械式比较仪、千分表灵敏度下降造成的。灵敏度下降主要原因是 :经过多年使用 ,仪表活动测量杆间隙进去油污和灰尘 ,而活动测量杆的微小变化量 ,都能够影响机械式比较仪、千分表的读数机构 ,造成灵敏度下降。为此 ,我们采用下述方法检定千分类仪表的灵敏度。　　 1 千分…     

大量程光栅位移测量累积误差的修正

提出了一种自动测量光栅栅距修正累积误差的方法。栅距测量是基于高阶累积量估计光栅传感器输出的两路莫尔条纹信号的时间延迟而得到的,该方法能够实现每个栅距的测量,通过对每个光栅栅距的误差进行修正来减少累积误差,为大量程高精度测量奠定了基础。实验采用长为500 mm的50线/mm的光栅传感器,该传感器包含栅线25 000条,实现栅距测量分辨力为3 nm,达到了纳米级测量。该方法抗干扰能力强,适合在生产现场应用。     

航天液体发动机光纤应变测量技术应用研究

针对液体火箭发动机冷试验应变测量的测点多、传输距离远、测量准确度要求高等特点与要求,本文深入开展了光纤光栅应变测量技术的研究,突破了光纤光栅传感器的5℃～40℃温度范围内温度补偿关键技术,结合有限元仿真规范了光纤光栅传感器的粘贴工艺流程。研制开发了一套光纤应变测量系统,可以实现-3000με～+3000με范围内的应变的测量,并自主开发了数据处理及分析系统,通过调用3D Max程序实现了三维模型应变分布实时显示。本套系统已应用于某型号发动机游机框架静力加载冷试验中,测量结果与应变片测量结果一致,具有测量准确度高、易于实现分布式测量等特点,可推广应用于发动机及其他军工产品关键部件的应变测量中。     

光纤光栅流速传感器的设计和实验

本文通过实验验证了一种新型的测量液体流动的流速传感器。液体流动的力作用在小圆盘上,导致悬臂梁的扭曲变形。将布拉格光纤光栅植于悬臂梁上。通过检测布拉格光纤光栅波长漂移,就可以得到液体流速。实验结果显示了这种传感器的可行性。实验实现的测量范围为0--120cm／s,测量精度最高可达到5cm／s。同时,本文提出了通过改变传感器的材料可以扩大测量范围。     

长度计量基础知识讲座（二十四）

机械式比较仪和扭簧式比较仪（以下简称比较仪）是机械零件形状和位置误差测量以及采用比较法测量零件尺寸的常用计量器具。比较仪还用作其他测量仪器如直角尺检定仪、齿轮测量仪、轴承测量仪等量仪的读数或定位装置。     

直流标准电阻器(0.005级及以下)校准结果测量不确定度评定

本文介绍了利用比较仪电桥及二等标准电阻器测量直流标准电阻器,并进行测量不确定度评定。