Analytical Solution for an Elastic Sphere Indenting a Layered Half-Space

基于大气色散校正器的转角测量系统设计

李文杰^1,2,穆全全^1*,王少鑫¹,杨程亮¹,王海萍¹,曹召良¹,宣丽¹

(1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,长春 130033; 2.中国科学院大学,北京 100049)

创新点说明：

基于自准直仪,利用光楔设计一种转角测量系统,不仅可以实现转角的整周测量,而且结构简单,并能抑制轴系倾角回转误差对测量结果的影响,可广泛应用于其他的工程领域。

研究目的：

本文提出一种新的转角测量方法,该方法能抑制轴系倾角回转误差对测量结果的影响。

研究方法：

利用光楔和反射镜的组合设计了新的转角测量方法,可实现转角的整周测量。文中首先通过理论分析原始方法的缺点,在此基础上提出利用光楔代替传统方法中的反射镜,实现光线的偏折,可抑制轴系倾角回转误差对转角测量的影响。并对传统方法和本文所提新方法进行对比试验,验证所提新方法的优越性。

结果：

传统方法和新方法获得的转角测量误差分别为±1.5°和±0.05°,而且本文新方法中测量点的分布更加的随机。利用设计的方法测量两对蜗轮蜗杆机构的转角误差分别为±0.05°和±0.07°,均满足设计要求（±0.1°）。

结论：

本文基于自准直仪,设计了一种转角测量系统,利用光楔代替反射镜,实现对出射光线的偏折,可抑制轴系倾角回转误差对测量结果的影响。该系统不仅结构简单,还能实现转角的整周测量,大大扩展了自准直仪的应用范围。

关键词：光学测量;转角;自准直仪;轴系倾角回转误差;光楔

     

广西灌阳地区构造应力场研究

利用微断裂擦痕的Etchecopar电算法,结合褶皱和共轭节理的研究,将灌阳地区的构造应力场分5期:按最大主应力方位第1期为84°～105°;第2期为120°～127°;第3期为12°～47°;第4期为298°～336°;第5期为67°～76°。其中,前两期产生于印支构造运动阶段,以褶皱作用为主;后三期产生于燕山构造运动阶段,以断裂作用为主。     

樟东坑矿山岩体工程地质条件及其稳定性分析

本文以樟东坑钨矿床的地质构造为背景、工程地质条件为依据,划分了其岩体结构类型,并应用赤平极射投影方法,求得了该矿床所在地区的构造应力场(σ_1=126°<3°;σ_2=216°<67°;σ_3=36°<23°),进而对矿山目前生产所在地段500m水平以下改分采为合采时岩体的稳定性作了符合客观实际的分析评价。     

桂西南的两类大型断裂构造与金矿成矿──以凭祥地区为例

桂西南发育两类大型断裂构造 :( 1 )逆冲推覆构造为前展式、叠瓦状构造 ,走向2 5°～ 4 0°,倾向SE ,倾角 2 0°～ 30°,逆冲方向 31 0°± ,分带明显 ;e =-33 3% ,εγ=66 7% ,s>560 0m ,为印支—燕山早期冲断 -推覆成因。 ( 2 )东门断裂为一长寿深断裂 ,走向 4 5°～ 80°,总体南倾 ,倾角 50°～ 80° ,海西期为拉张控相 ,印支期以后为右旋走滑 ,先后形成糜棱岩—碎裂岩 ,有限应变测量结果 :k =1 5,γ =3～ 4 ,X∶Z =1 0∶1～ 2 0∶1 ,古差异应力Δσ达 1 0 0～ 1 2 0MPa。金矿主要与东门深断裂有关 ,主断裂导矿 ,北侧NNE—NE向次级断裂容矿 ,原生金矿化常见于T1熔岩质蚀变碎裂岩中 ,表生氧化作用有利于次生富集。逆冲推覆构造中金 (w (Au) )的变化规律是 :锋带 1 0× 1 0 - 9,中带 1 94× 1 0 - 9,根带 2 1 8× 1 0 - 9,从锋带向根带递增 ,今后要适当注意根带附近的找矿工作。     

转台角速率的高速摄像测量方法

针对精确测量转台角速率在转台性能评价中的重要性问题,提出一种测量转台角速率的高速摄像方法.该方法利用平行光管作为可测目标固定在转台上,目标的空间位置与转台转动的角位置相对应,在转台转动过程中,通过高速相机记录目标空间位置实现测量,并采用像元细分技术定位的方法来提高测量精度,细分精度达到0.03个像元.利用该方法对某型号的低速转台进行了试验数据采集及分析,验证了该方法的可行性.误差分析结果表明,在转台角速率为02°/s时,该方法的测速精度可达到3.405×10^-4,完全可以用于高精度转台的角速率测量.由于高速相机的采样频率较高,因此,实现了转台瞬时角速率的测量.该方法的非接触测量方式实现了对转台角速率的客观评价.     

一种正弦波有级自动调压装置的设计

介绍适用一般居民家庭的交流自动调压装置 .它由自耦变压器、数字逻辑电路和低压小继电器电路组成 .自动调压范围设计为 :输入 1 70～ 2 60V时输出 2 2 0± 1 1V(可按用户要求重新调定 ) ;控制容量由小继电器触点容量及自耦变压器容量决定 (一般为 5 0～ 4 5 0 0VA) ;输入高于 2 60V后自动断电     

汽车主销后倾测量模型误差分析及标定方法

针对四轮定位仪采用线性模型测量主销后倾的误差问题,建立了精确的测量模型。根据该模型得出影响主销后倾测量精度的因素为主销内倾、车轮外倾及转角盘转角。分析了由主销内倾产生的测量误差,得出当主销内倾大于10°时线性模型不能进行准确测量的结论。为解决无法检定校准四轮定位仪测量主销倾角结果的现状,提出了在汽车纵横两平面内主销倾角独立生成的检定原则,研发了四轮定位仪检定装置。试验表明:受检四轮定位仪当主销两倾角均大于15°时,其测量误差大于10′,存在零点和线性度系统误差,且系统误差随主销倾角的增大而增大,从而解决了测量主销倾角量值检定的问题。     

双垂尾抖振实验研究

边条翼双垂尾布局是新一代战斗机的主要布局形式,这种气动布局可能引起双垂尾抖振,是飞机设计中的一个技术关键。边条翼布局双垂尾的抖振特性实验研究在西北工业大学低速风洞进行,测试迎角范围:0°～50°。实验还将垂尾位置前移了30mm(15.8%垂尾平均气动弦长)进行测量,并将垂尾前后2种位置的响应进行了对比分析。对2种模型都测量了垂尾的根部弯矩响应和翼尖加速度响应的时间历程,经数据处理得出弯矩和加速度脉动响应的均方根值及功率谱密度分布。实验结果表明:1抖振主要发生在一弯模态;2当迎角达到20°后,翼根弯矩响应和翼尖加速度响应都急剧增加,抖振起始迎角约为20°;3抖振响应在迎角27～40°之间最大;4垂尾前后位置对抖振起始迎角影响不大,但对抖振响应强度有明显影响;5边条涡破裂是诱发边条翼布局双垂尾抖振的主要原因。     

恒星敏感器

航天技术的发展 ,对航天器姿态的测量精度提出了更高的要求 ,促进了姿态敏感器的迅速发展。以往航天器定姿使用太阳敏感器、红外地球敏感器和陀螺等设备 ,但仍难以满足航天器姿态测量精度的更高要求。而具有高精度的恒星敏感器(以下简称星敏感器 )则技高一筹。一般来说 ,当卫星姿态确定精度低于 1°时 ,以地球大气边界为基准的红外地球敏感器及中等精度的陀螺就可满足要求。当姿态确定精度在 0 1°～ 1°之间时 ,除红外地球敏感器及陀螺外 ,尚需增加以太阳位置为基准的高精度数字式太阳敏感器。当卫星姿态确定精度在0 0 3°～ 0 1°之间 …     

高精度多用转速表检定仪的研制

转速表检定直接影响电机质量和输出电网的稳定 ,因此提高转速表检定仪的测量精度和测量范围在实际生产中具有重要的应用价值。高精度多用转速表检定仪以SZJ - 4标准转速发生装置为基准 ,通过改造工厂现有的检测装置 ,可适用于机械式、光电式等多种转速表的检测 ,测量范围从 2 0r/min至 2 0万r/min ;当转速≤ 2 0 0 0r/min时 ,测量精度为± 1r/min ,当转速 >2 0 0 0r/min ,测量精度为 - 1r/min至 9r/min。在详细阐述高精度多用转速表检定仪的工作原理和系统构成的基础之上 ,着重介绍了系统所采用的测速方法 ,同时给出了转速的对比测量结果和实际测量精度。     

垂直绝对反射率计的结构原理

本文介绍一种测量垂直入射条件下光学薄膜元件绝对反射率的反射率计。该装置使用了一个可转动的分束镜和一个补偿镜,在测量中不需要用标准参考样品。文中详细分析了读仪器的各师主要误差。该仪器的测量准确度可达±0.2％。     

PSD用于空间角度测量的研究

空间角度测试技术在航天和国防技术中具有广泛的应用前景.本文通过对空间角度测量方法的研究,设计了以高灵敏的光电位置敏感器件(Pos ition Sens itive D etectors,PSD)作为探测器,半导体激光器为光源的空间角度测量系统,并对测试系统的测试原理及测试光路、电路进行了分析和说明.实验结果表明:该测试系统与原有的检测装置相比较精度和灵敏度等参数都有明显提高,在±1°的角度范围内相对误差仅为±0.0015%,分辨率可达到2.4.′本测试方法可应用于其它类似于大型回转构件的空间角度实现非接触测量,对今后深入开展这方面的研究有一定参考意义.     

基于无人机平台的制导控制半实物仿真系统研究

基于无人机制导控制一体化和实时仿真技术,设计了一种新的包括惯性导航系统、GPS系统、三轴转台、仿真计算机和显示监控系统等的半实物仿真系统.该系统运用仿真计算机采集导航控制一体计算机的输出信号,进行无人机运动学、动力学模型实时解算,并将姿态信息传输给三轴转台;三轴转台和惯性测量装置完成无人机航向、姿态等模拟;导航和控制计算机运用导航信息生成控制指令,传输到仿真计算机.试验结果表明:惯性导航算法设计合理,仿真步长1ms,控制信号误差小于1%,该系统可以实现微型化,模块化,改进后可应用到无人机的制导和控制系统中.     

德国牧羊犬的关节角及其地反力

利用VICON MX三维动作捕捉系统测定了德国牧羊犬水平面小跑和行走时前后肢关节角度的变化,并结合KISTLER测力台对德国牧羊犬地反力进行了测定。实验结果表明:在水平面上,随着速度增大,前后肢关节角变化范围增大,前肢肩关节角及肘关节角变化范围分别由28.6°和57.3°增大到31.5°和65.2°,腕关节角变化范围则由128.2°减小到112.5°;后肢各关节角变化范围均有所增加。由地反力测定可知,犬前肢制动时间占整个前肢触地时间的(55.8±3.4)%,前肢推进时间占整个前肢触地时间的(44.2±3.4)%,后肢制动时间占整个后肢触地时间的(32.4±3.3)%,后肢推进时间占整个后肢触地时间的(67.6±3.3)%。本文还从运动学和动力学角度对德国牧羊犬关节角度及地反力变化机理进行了分析。     

广东梅陇断裂带变形岩石的应变分析

对梅陇断裂带变形岩石中的火山砾及石英粗晶进行二维和三维应变分析的结果表明:发生在晚侏罗世末—早白垩世的一次韧性变形其应变类型为平面型(k=1±0.3,ν=0±0.2);应变椭球主轴方位X为223°∠20°、Y为为117°∠35°、Z为335°∠45°,XY面为156°∠45°,与宏观主要变形面理产状一致;下侏罗统的金鸡组在此前经过另一次变形变质作用;长埔锡矿一带时代不明的火山杂岩体与高基坪群应为同期或相近期之产物。     

激光表面粗糙度测量仪的研制

激光表面粗糙度测量仪利用半导体激光器为光源，激光束投射到试件表面经微观形貌调制而形成散射场，根据对散射场分布的处理测量表面粗糙度。接收半散射带的方法处理散射光分布，测量对试件的放置位置要求低（允许的最大倾斜度Ｘ向±２°，ｙ向±５°，测量距离偏差限为±２ｍｍ）；测量范围Ｒａ从０．００５μｍ到２μｍ，配置附件可对有特殊形面的试件和内表面的粗糙度进行测量．     

数字频率合成技术在晶振测量中的应用

对直接数字频率合成技术应用于π网络法石英晶体谐振器的串联谐振频率和串联谐振电阻测量进行了实验研究 ,实验结果表明 ,从 1MHz到 1 2 0MHz的石英晶体谐振器串联谐振频率的测量重复性达到了± 5× 1 0 -7,串联谐振电阻的测量重复性达到了± 5%     

硬操縱系统調整的解析法研究

(一) 引言由拉桿、搖臂、支臂組成的硬式操縱系統,被广泛地使用在高速飞机上。硬式操纵系统有其一系列优点如较小的弹性间隙,摩擦小,使用可靠;但与軟操縱相比其工艺性較差. 国内某工厂所生产的飞机,脚操縱系統的技術條件規定:脚蹬的范围为29°±1°而舵面的相应转动范围为25°±1°同时要求脚蹬在中立时舵而也处在中立.在生产中常发现当操纵系统装配完毕后,脚蹬与方向舵的转动不协调,如脚蹬在某一位置时,舵面对相应位置的偏差竟达4～5°.这时工人必须调整拉桿上的耳环螺栓或叉式螺栓,从而使系统达到技术要求。由于系统由一系列四联桿机构组成,因而调整工作极为复杂:如调整垃桿时虽满足舵在中立及左极限的要求,但不能符合在右极限的规定.据了解:该厂总装车间调整一架飞机的脚操纵系统的周期卽达数小时(在57年5月以前).此生产上困难从而成为本文研究的对象.     

大角度激光干涉测角方法研究

传统激光干涉测角方法,大多采用迈克尔逊干涉仪光路或其变形,将角度测量转变为光程测量。但传统干涉测角方法测角范围通常很小,一般在±5°之间。后来虽然做了改进,但测角范围也只到95°(-45°～+50°)。在分析了传统干涉测角方法优缺点的基础上提出了一种新的干涉测角方法,在不降低系统灵敏度的前提下,测角范围极大提高,可到180°(±90°)。     

气-质联用快速检测蔬菜、水果中农药多残留的分析方法

采用选择离子 气相色谱 质谱联用 (SIM GC MS)方式 ,依据保留时间和特征离子丰度比 ,对农药进行确证。此方法可以在 36min之内检测有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯等 48种农药 ,并可同时定性和定量 ,可用于蔬菜、水果等多种农产品的检测。根据检测农药的异同 ,检出限在 2 .0× 1 0 - 1 0 ～ 2 .0× 1 0 - 7( μg·g- 1 )。