中国NIM型绝对重力仪及国际绝对重力仪比对

本文概述了中国计量科学研究院研制的ＮＩＭ型绝对重力仪三十年来的研究发展情况，着重介绍了其参加在国际计量局举行的历次国际绝对重力仪比对的结果。比对结果表明，中国计量科学院在绝对重力测量研究方面达到了国际先进水平。     

光干涉绝对重力仪衍射修正

针对绝对重力仪的衍射修正进行研究计算。在光干涉绝对重力仪测量原理基础上,分析并得到激光的高斯特性给重力加速度测量带来的影响。利用90/10刀口法测算激光特性参数(束腰半径),推算得到光衍射(激光的高斯特性)引入的重力加速度值相对修正量。结果表明:激光束腰半径为1.158 6 mm,使用该高斯激光束给重力加速度值引入的偏差,其相对修正量为7.56×10^-9。该方法适用于光干涉绝对重力衍射修正量的计算。     

利用国产绝对重力仪进行南极中山站重力校准

2019-2020年南极夏季期间,中国第36次南极科学考察队利用中国计量科学研究院自主研发的国产NIM-3C型绝对重力仪在南极中山站进行了绝对重力测量,给极区海洋重力提供了计量校准点,并进行了30天以上的连续观测研究.该计量校准点的绝对重力校准值的标准不确定度优于3×10-7m·s-2,填补了我国目前极区海洋重力量值无...     

基于冷原子重力仪的轨道移动绝对重力测量

绝对重力测量在铁路路基探测等领域发挥着重要作用，但大多数室外移动重力仪结构复杂或精度一般，可使用的范围有限。研制了一套轨道移动绝对重力测量系统，实现了高集成的系统结构设计、自动化的测试流程，开展了实验室及轨道环境下的绝对重力测量，测量结果可靠。首先，在实验室环境下重力测量灵敏度达到了440 μGal?Hz-1/2，测量300 s的误差小于30 μGal。其次，在炎热、嘈杂的室外轨道移动条件下，绝对重力测量不确定度优于15 μGal，与相对重力仪（LG-1）的测量偏差优于40 μGal。最后，轨道环境下的重力测量灵敏度达到707.9 μGal?Hz-1/2。所提出的轨道移动绝对重力测量系统可以在室外条件下进行快速重力测量，为铁路路基探测提供了新的仪器与解决方案。     

绝对距离测量技术综述

本文从非相干测量和干涉测量两方面综述了绝对距离测量技术方法。重点介绍了干涉测量法中的半导体激光调频干涉测量技术在绝对距离测量中的一些新应用和新方法。     

绝对重力仪国际比对新动态

全球绝对重力仪国际比对活动从1981年起每隔4年在法国国际计量局举办。近两年来,该比对活动发生了一些变化,同时,区域性绝对重力仪国际比对活动日益兴起。中国计量科学研究院代表我国参与了这方面的工作,并介绍了中国计量科学研究自主研制的NIM-II型绝对重力仪参加2009年第8届全球绝对重力仪国际比对的情况和结果     

绝对重力仪落体光心与质心空间距离测量

为了准确测量重力仪落体光心与质心距离,减少落体光心与质心不重合引起的旋转对重力加速度测量的影响,设计了落体光心与质心空间距离测量装置。提出了1种光心与质心间距的计算方法,并仿真验证了计算方法的可行性。使用设计的测量装置对落体进行测试,结果表明:激光干涉仪在信号频率为0.3~0.5Hz时的测量精度为0.1nm,提出的计算方法可以使测量系统的A类不确定度优于10μm,最大调校测量误差为1μm。     

绝对重力仪中落体光心与质心间距的精确测量

为了减少用光学干涉法测量绝对重力过程中落体旋转对测量结果的影响,设计了基于扭摆法调校落体光心与质心间距的方法。采用标准模态分析落体的本征频率,推导光心与质心沿铅锤线方向偏移的测量方程。并分析了角锥棱镜折射率与气体阻尼分别对测量结果的影响。结果表明:入射角在0~0.1°之间,品质因子Q=1000时,调校落体使光心与质心重合,旋转导致的重力加速度干扰最佳可控制在1.4μGal。     

CCM.G-K2国际比对和NIM-3A型绝对重力仪

基于激光干涉法的自由落体原理,中国计量科学研究院研制了最新的NIM-3A型绝对重力仪。该仪器参加了第9届全球绝对重力仪国际比对CCM.G-K2,根据公布的国际比对结果,NIM-3A型绝对重力仪的测量结果与参比各仪器的测量结果达到了等效一致,测量结果的合成标准不确定度为5.3 μGal。     

绝对重力仪国际关键比对情况介绍

正2013年2月18日至22日,在法国巴黎国际计量局(BIPM)召开的第14届国际计量委员会-质量及相关量咨询委员会(CIPM-CCM)会议上,中国计量科学研究院(NIM)昌平院区被正式批准为2017年全球绝对重力仪关键比对(ICAG-2017)主办地,NIM为ICAG-2017主导实验室。这是该重要国际关键比对自开始组织30多年以来第一次移出欧洲。ICAG来     

超小型绝对重力仪主机系统设计

为了解决NIM-3A和NIM-3C绝对重力仪传动方式在车载、共基座上使用时会产生自振及磁性材料对重力数据准确度和稳定性影响的问题,设计了一套超小型绝对重力仪主机系统,通过传动托盘的伺服跟踪运动改为托盘先行下落的落体测量过程无其他内部机械运动的测量方式等新设计,消除自振及磁性材料的影响.在主机系统重质量减小至30 kg的...     

iGrav-012超导重力仪定期格值结果分析

利用绝对重力仪FG5X-249与超导重力仪iGrav-012在中国计量科学研究院昌平院区开展连续同期同址观测,通过最小二乘回归分析法对iGrav-012超导重力仪进行定期格值标定。2014年至2017年间的相关计算结果表明:iGrav-012超导重力仪每年的格值因子精度均优于0.1%;当绝对重力仪FG5X-249的下落次数超过 6000 次时,即可得到稳定的格值因子;格值因子年最大变化量低于0.6nm·s^-2·V^-1,每年格值一次即可达到精度要求。iGrav-012超导重力仪可以作为国家重力计量基准仪器的组成部分,为2017年全球绝对重力仪关键比对CCM.G-K2.2017期间的重力测量结果建立时间链接,比对结束后用于重力测量量值的溯源。     

第10届全球绝对重力仪关键比对相对重力测量

2017年10月至12月,中国计量科学研究院作为主导实验室,组织全球14个国家的计量院或其指定实验室进行了第10届全球绝对重力仪关键比对(CCM.G-K2.2017)。由于不同类型绝对重力仪参考高度不一样,此次比对相对重力测量主要实现将不同参考高度测得的绝对重力值归算到同一高度进行比较。根据比对初步结果,相对重力测量结果的合成标准不确定度优于4μGal,确保了此次比对最终结果的准确有效。     

加速度传感器对重力仪振动补偿效果分析北大核心CSCD

为分析加速度传感器对重力仪的补偿效果,基于NIM-3C绝对重力仪搭建了平台式重力测量实验平台,并用激光测振仪输出信号作为标准信号,通过实验标定了平台式重力测量环境下MSA1000A-02、991B、INV9832-50三种不同型号的加速度型传感器的振动采集性能。实验结果表明,为保证平台式重力测量环境下的重力测量不确定度达到mGal量级,加速度计引入的测量不确定度应在百μGal以内。在平台式重力测量工况下,传感器MSA1000A-02和激光测振仪所测振动(标准信号)的拟合二次项系数极差为2.94μGal,满足平台式重力测量环境的不确定度及带宽等的要求。     

基于激光绝对法冲击校准技术的动态力测量方法的研究

本文讨论测量原理相似的落锤式动态力标准装置和冲击力法的冲击加速度校准装置的工作原理、力值复现方法；分析落锤式动态力标准装置校准方法的缺陷；重点介绍瞬态冲击力绝对法校准系统中采用的质量块碰撞式力源、外差式激光干涉绝对法冲击加速度测量技术、有限元法的加速度修正等内容；并就我国冲击力标准装置的发展提出建议和设想。     

基于系数搜索的振动补偿在平台重力测量中的应用研究EI北大核心CSCD

平台式绝对重力仪在测量过程中受振动干扰的影响较大,主要采用振动补偿的方法处理振动干扰,提高测量精度。基于自主研制的激光干涉式绝对重力仪搭建了一套模拟车载平台绝对重力测量系统,利用基于系数搜索的振动补偿方法来减小振动干扰对重力测量的影响,在三种不同地面环境进行试验并对振动情况进行了评估。试验结果表明,经过振动补偿,室内地面环境重力值标准差减小83%,室外方砖地面环境重力值标准差减小41%,室外柏油地面环境重力值标准差减小60%,三种工况下重力值测量准确度均优于2 mgal。基于系数搜索的振动补偿方法可为平台式绝对重力仪的重力测量提供参考。     

绝对重力仪数值计算及不确定度评定方法

简要叙述了曲线拟合最小二乘法的原理及算法,推导了绝对重力测量的数学模型;重点叙述曲线拟合最小二乘法在绝对重力精密测量中的应用以及如何在NIM-Ⅱ型绝对重力仪中得到相应的落体下落时间和下落距离参数.文中还根据当前负责重力测量的国际组织CCM-WGG和SGCAG制定的国际比对技术规范,介绍了NIM-Ⅱ型绝对重力仪的不确定度评定方法.     

图象式绝对码位移测量系统的研究

在分析了传统光学式位移测量系统及现代数字化位移测量系统优缺点的基础上，提出了一种新的图象式位移测量比方记叙民传统位移系统相比，具有精度高、抗能力强、长期稳定性好、应用范围广等优点，给出了新系统的结构、工作原理，讨论了系统实施的精度保证措施。最后，分析了系统的精度，并通过实验与双频激光干涉仪的测试结果进行比较。     

华中科技大学研制并交付使用首台高精度量子重力仪

近日,华中科技大学引力中心团队宣布,团队历经15年潜心研究,在量子重力仪研发方面取得突破,近期成功研制并交付有关行业部门首台高精度绝对重力仪。经过多个点位的双盲测量评估,以及多家单位的专家综合评定,该仪器精度达到微伽水平,受到用户好评,已顺利通过验收。     

气体折射率的测试光路--用激光干涉条纹计数原理

本文阐述两种气体折射率的测试光路。它们是用白光干涉“O”级条纹定位，激光干涉条纹计数原理作光程差补偿测试。便于自动测量。