一种数字时钟的校准方法及验证装置

为准确测量数字时钟示值偏差,保障数字时钟溯源的有效性,提出并设计一种数字时钟的校准方法及验证装置。采用PIN结硅光电二极管对数字时钟的数码管进行检测,将多路检测信号运算放大,与阈值电压进行比较后输出逻辑电平,再经过秒脉冲发生电路输出秒脉冲信号与标准时间秒脉冲进行比较测量。实验表明,验证装置延时223.4ns,不确定度为100.1ns(k=1)。     

事件和时基信号双延迟时间内插方法

提出了一种事件和时基双延迟时间内插方法,采用两种不同的延时单元组成两套延迟链,分别对事件信号与时基信号进行延迟,利用多个不同相位的时基信号对事件延迟链中各节点信号进行锁存,根据锁存结果进行时间内插．仿真结果表明,采用该方法可以得到小于延迟单元延时的测时分辨率,并可节省延迟单元．     

时间继电器延时误差校准方法研究

本文介绍了一种利用计数器校准时间继电器延时误差的方法。操作简便、准确度高,通过测量结果的不确定度评定,证明该方法完全满足时间继电器延时误差的校准要求,是目前国内用于校准时间继电器延时误差较先进、方便实用的方法。     

三坐标测量机探针系统误差的研究

为了减少三坐标测量机探针的系统误差,提高测量精度,根据三坐标测量机探针校准的原理,分析三坐标测量机在探针校准过程中产生探针系统误差的因素.在相同条件下,对标准球进行多次重复测量,将测量结果的平均值与标准值进行对比,获得探针补偿的修正值,用修正探针补偿值的方法来减小探针的系统误差.通过实际测量表明,该方法能有效地减少由于探针校准过程中生产的系统误差,明显提高了自动测量过程中采用多探针测量方案的测量精度.     

双通道医用输液泵自动校准系统开发

针对医用输液泵人工校准过程中存在的工作效率低、检测精度低、温度偏差与数据无法批量处理等问题,提出了一个基于间接式流量法的输液泵自动校准方案。通过实验标定特定玻璃管段的体积获得累计流量体积,对输液泵进行自动校准时通过测量注满所标定体积的时间得到累计时间,两者的比值即输液泵的平均流量。由此设计了一套双通道医用输液泵自动校准系统,可以对测量结果进行误差和重复性分析及不确定度评定并给出校准报告。验证实验表明,自动校准系统的相对误差可达到2%以内,满足相关规范5%的要求。该系统可重复测量同一输液泵在不同流量时的准确度,也可利用双通道同时对多个输液泵进行流量校准测试,以及校准输液泵的阻塞报警情况。     

一种水声声速的时频测量综合算法研究

针对飞行时间测量法中信号起振点难以检测而导致的测量误差问题,提出了一种基于时频的综合测量算法,以获得高精度超声波声速。首先运用信号时域互相关法,测量声波飞行的整周期时间;再利用信号频域信息中相位差,获得超声传播群延时信息;最终通过时域与频域综合信息获得高精度的飞行时间测量,从而提高声速的测量精度。声速测量平台采用“FPGA+微处理器”架构,对提出的方法进行验证,实测数据结果表明该声速时频测量算法有效,并具有较好的实用价值。     

基于FPGA延迟线插入法的半导体激光测距

为了提高系统的集成度,同时兼顾精度,介绍用FPGA延迟线插入法采实现较高精度的脉冲激光测时、测距的原理和技术途径.FPGA延迟线插入法是在直接计数法的基础上,采用FPGA内部延时单元将时间间隔转化为数字量,经高速锁存器锁存后得到代表延时信息的温度计编码值来实现高分辨率的时间测量.提出了一种实用的高速时钟下(400 MHz)延迟线延时信息的锁存方法,并设计了FPGA时间数字转换电路及其延迟单元时间测量电路.测试结果表明,FPGA延迟线插入法可以将单点时间分辨率提高到80 ps,多次测量可达40 ps,对应距离分辨率为毫米级.将其应用于脉冲激光测距系统,进行了测距实验研究,给出了实验数据和测量误差分析,最终得到±10 cm的测距精度.     

游标时钟数字符合技术研究

微小时间间隔测量是雷达、测距、导航等技术的基础,时间内插是测量微小时间间隔的关键技术.通过游标时钟与主时钟符合可实现游标时间内插,游标时钟符合技术决定了游标时间内插的测时精度.传统的游标时间内插采用微分电路进行时钟符合,测量精度低.为了提高测量精度,本文分析了影响符合精度的多方面因素;在此基础上,建立了离散时间系统中游标内插的数学模型,提出了基于数字电路的游标时钟数字符合方法,仿真结果表明该方法测试精度高于传统方法.     

大口径超声流量计延时误差的安装前校准

大口径多声道超声流量计在水利、水电行业应用非常广泛,但由于发展时间较短,检定校准方法上存在不足。流量计除将声波在水中的传播时间t外,还会把测量系统中软件、线路、换能器等产生的延时引入流速计算,产生延时误差。利用延时校准装置,对溪洛渡电厂用流量计进行安装前校准。实验得到的单声道延时误差最大为0.15％,经过加权平均计算得到的流量误差为0.06％,校准结果用于该流量计的修正。     

时延系统中T-LSSVR动态软测量建模方法研究

针对工业过程中由于系统存在延时导致软测量模型难以建立、模型精度偏低等问题,提出将系统延时(T)与最小二乘支持向量回归机(LSSVR)相结合,构建一种基于T-LSSVR的动态软测量建模方法;该方法在建模过程中利用互相关函数与一阶广义差分算法辨识得到“静态响应延时”和“动态响应延时”,通过软测量手段对变量进行预测以实现辅助变量对主导变量的最佳估计。对某化工企业具有此类双延时性质的系统进行实验,实验结果表明该建模方法在动态和稳态数据预测方面都有良好的预测效果。     

白车身视觉检测系统中多类型传感器全局校准技术

针对白车身视觉检测系统中传感器数量多、种类各异、分布空间大、位置关系复杂等问题,提出了一种适用于工业现场的多视觉传感器全局校准技术。基于坐标系间接统一法,设计多个精密立体靶标作为坐标系转换中介,利用激光跟踪仪获取现场校准数据,在单位四元数数学模型的基础上,求解两坐标系间最优转换矩阵,将固定式传感器和柔性传感器的测量坐标系统一到全局坐标系。该方法已在某企业在线测量项目中成功应用,现场只需完成传感器坐标系与全局坐标系转换关系标定,降低了复杂现场环境对多传感器全局校准的限制,简化了校准过程,提高了环境适应性,校准后检测系统各向测量精度均优于±0.2 mm,满足白车身在线测量精度要求。     

基于模式识别的自适应时钟重置检测算法

为解决网络测量中因测量主机的时钟重置导致单向时延测量误差的问题,根据时钟重置发生的不定时性和发生次数未知的特征,提出了一种基于模式识别的自适应时钟重置检测算法（PRBA）。该算法基于模式识别中的最大最小距离聚类算法对单向时延测量值进行聚类,同时利用时间序列技术中的一种低通滤波器过滤出噪声区间,从而有效识别网络行为特征,自适应地检测时钟值瞬时调整方式的时钟重置。实验结果表明,与现有同类算法相比,该算法具有较高准确性和自适应性。     

基于FPGA的TDC设计及非线性校正

时间数字转换电路是飞行时间质谱仪和火星能量粒子分析仪中必不可少的环节,其分辨率和精度的高低将直接决定飞行时间质谱仪和火星能量粒子分析仪中的粒子鉴别能力。文章利用FPGA内进位链结合粗计数的方法完成了对时间数字转换器的设计,采用Xilinx Spartan-6系列FPGA完成。设计了码密度测试法对进位链中延迟单元的延迟时间进行测量,在测试时发现其进位链中存在延迟时间较大的延迟单元,严重影响时间数字转换器测量的非线性程度。为解决这一问题,采用bin-by-bin的校准方式对延迟链非线性进行修正,提高TDC的测量精度。     

舰载声纳换能器的就地校准

本文介绍了一种可以对舰载声纳换能器进行就地校准的方法。本方法与普通互易校准不同,它既能对换能器的灵敏度幅值也能对其相位随时进行就地校准,校准精度只取决于电流和电压的测量精度。     

陀螺经纬仪校准系统精确对中方法探讨

在陀螺经纬仪校准过程中,需要将陀螺经纬仪中心与天文定向时的观测中心对中,此对中精度直接影响其寻北精度的测量结果。本文设计了一种基于两个平行光管的双目标精确对中方法,经实验验证,该方法可实现被检陀螺经纬仪中心与天文定向时的观测中心的高精度对中,成功提高了陀螺经纬仪校准的准确性;为配合该方法的使用,设计了陀螺经纬仪对中调整机构,该机构可以实现陀螺经纬仪水平二维位移调整和高低姿态调整,通过姿态调整,可以与天文定向时的观测中心高精度对心,提高测量精度,并满足不同型号陀螺经纬仪校准需求。     

基于ZigBee的无线温湿度变送器自动校准系统

目前,温湿度变送器的校准通常采用手持精密万用表进行测量,然后将测得的电压或电流值换算后的温湿度值与标准温湿度值进行比对,但该过程耗时费力。因此,本文提出一种基于ZigBee的无线温湿度变送器自动校准系统设计,以ZigBee芯片为核心,通过终端无线组网、高精度采集模块方法,实现无线数据传输、客户端实时动态数据展示、自动分析、报表自动生成等功能,能有效提升校准数据的精度、可靠性和校准效率。     

MIMO信道相对路径延时校准技术的研究

应用模块化仪器平台组建多输入多输出(MIMO)信道路径参数校准装置,利用信道估计技术测量MIMO信道的频率响应,依据傅氏变换理论设计数据处理程序,并计算出相对路径延时,实现对MIMO信道模拟器中该参数的校准。使用延迟线制作两路径标准延时网络,解决量值溯源问题。经过实验验证,校准系统的相对路径延时测量范围最长可达到5000 ns,在500 MHz的频率点上,从291 ns到585 ns相对路径延时测量最大示值误差不超过56 ns的延时分辨力。     

环境试验设备无线校准系统研究及不确定度评定

针对环境试验设备的密闭性的问题,本文提出一种无线校准系统来完成环境试验设备的校准。本文先就该无线校准系统的组成、校准过程和方法进行阐述,同时在空载的情况下,对该系统温度偏差的不确定度进行评定。为了验证环境试验设备的密闭性对温度测量值的影响情况,将其与有线校准系统对同一环境试验设备在空载情况下进行现场校准,得到两个系统下的校准结果,从而得到环境试验设备密闭性对于测量值的影响量,并对校准结果进行对比分析。实验结果表明,环境试验设备的密闭性对于测量值存在影响,无线校准系统更适合应用于培养箱温度的校准。     

单滚筒底盘测功机主要参数测定方法研究

针对单滚筒底盘测功机在测量过程中出现测量精度降低的问题,运用实验法对单滚筒底盘测功机的测力系统、测速系统分别提出校准方法,利用惯性原理对基础惯量、寄生阻力和加载阻力分别进行测定。试验数据表明:测力系统最大偏差处的误差仅为0.02%,测速系统最大偏差0.01%,测得的基础惯量值偏差小、稳定性高,测得的测功机寄生阻力最大偏差值仅为-1.41N,汽车在道路上的行驶阻力与校准后的底盘测功机上的行驶阻力的最大偏差均5%,证明该校准方法精度高、可靠,为单滚筒底盘测功机的校准提供理论依据和参考价值。     

基于回波模型仿真的ADCP实验室校准中波束间干扰研究

针对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)水域环境校准效率低下的问题，提出了一种实验室水池环境下多个波束同时校准方案。通过建立一种精准的仿真回波模型，并进行湖试实验验证了模型的准确性，经由换能器对回波模型在实验室消声水池中进行回发，可以实现对ADCP多个波束同时校准，同时利用回波模型探究校准时波束间的干扰误差。在底跟踪校准模式中，波束间的干扰误差与底速度成正相关，在速度1.6 m/s以下，相对误差在0.5%以下，超过1.6 m/s时，误差超出实验ADCP的测量精度；水跟踪校准模式下波束间的干扰误差呈现高斯噪声的特性，其相对误差集中在0%附近。实验与仿真的结果证明了ADCP实验室多个波束同时校准方案的可行性，其误差经过有效屏蔽能控制在测量精度范围内。