基于泰伯-莫尔条纹的激光波前曲率半径测量

为了精确测量激光波前曲率半径,提出了基于泰伯-莫尔条纹技术的波前曲率半径测量方法,建立了激光波前曲率半径测量理论分析模型。对波前曲率半径与莫尔条纹倾角的关系、系统测量不确定度进行了分析,完成了激光波前曲率半径测量系统的设计,构建了测量系统,并对口径为200mm的激光发射系统的出射波前曲率半径进行了测量。结果表明,测量结果为498m时,测量重复性为0.2%,根据测量结果推算光束束腰位置与实际位置相对偏差为0.4%;并根据500m~3000m的测量结果对激光发射系统中出射波前曲率半径、物镜焦距、目镜位置等参量进行了校准,校准完成后与理论值的最大偏差为2%。该方法能够实现大口径激光发射系统出射波前曲率半径的高精度测量。     

基于Talbot-Moiré效应长焦测焦仪的设计及校准技术研究

为了满足100m~3km特长焦距参量的测试校准需求，采用Talbot-Moiré条纹技术法，设计了一套长焦测焦仪。针对影响仪器测量不确定度的系统参量，分别设计了校准方法，并对仪器测量不确定度评定结果进行了实验比对验证。结果表明，校准后仪器测量不确定度评定为6.4%；校准后的长焦测焦仪测量结果与刀口仪测量结果满足测量不确定度比对公式；对比结果最大为0.64，小于1；长焦测焦仪测量不确定度评定合理。该研究验证了长焦测焦仪系统参量校准方法的可行性。     

传导瞬态骚扰发生器校准的不确定度评定——对IEC 61000-4-xx中测量不确定度的解读

在电磁兼容检测设备的校准领域,有些设备校准的不确定度评定难度较大,IEC 61000-4-xx系列标准中给出的不确定度评定概念清晰、方法合理,但标准中省略了很多测量模型的推导过程,导致有些人不容易搞明白模型是如何建立的,致使系列标准中给出的不确定度评定方法至今在国内难以推广。文章给出了测量模型的详细推导过程,并以浪涌发生器校准为例,详细阐述了浪涌开路电压和浪涌短路电流的上升时间、峰值、持续时间以及脉冲磁场的不确定度评定过程,并针对当前数字示波器的特点,对该方法的实际应用展开讨论。人们可以举一反三,评定该系列标准中其它瞬态骚扰发生器校准的不确定度。     

基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

提出了一种基于模板匹配的亚像素处理方法,可以精确计算出在大口径长焦距测量过程中出现的莫尔条纹的角度。基于泰伯效应和莫尔条纹干涉的长焦距测量方法是一种高精度的焦距测量方法。理论分析表明:这种测量方法的精度很大程度上依赖于莫尔条纹角度的精度。之前是通过迭代算法在亚像素域中寻找莫尔条纹频谱的最大值点来计算莫尔条纹的角度。然而实验过程中得到的莫尔条纹往往会出现不同程度的弯曲和畸形,这会大大影响这种方法的测量精度。从改进测算角度算法这个角度出发,针对傅里叶变换后的频谱图,基于模板匹配的思想,对各种莫尔条纹进行二维正态分布拟合,找出频谱点精确坐标,从而精确测量莫尔条纹角度。理论分析和软件仿真表明:这种方法具有高精度、高稳定等优点,能有效提高长焦距的测量精度。     

前向散射粒径探测器测量不确定度的校准

为了对粒径探测器的测量不确定度进行校准,基于衍射原理方法,研制了一套小孔圆盘校准装置。该方法对米氏散射与夫琅禾费衍射的功率进行计算和模拟,得到了衍射针孔孔径与气溶胶粒径转换的关系。通过该转换关系,计算得到校准装置的参量,并进行了理论分析和实验验证。通过实验将标准粒子的测量不确定度传递给云粒子粒径探测器,再通过旋转针孔圆盘进行实验,将测量不确定度传递给校准装置。取得了该校准装置的校准实验数据,验证了理论分析的正确性。结果表明,该校准装置效率高、校准方案的可行性好、校准范围大、测量离散性好、重复性高。这一结果对粒径探测器的校准技术研究是有帮助的。     

径向剪切干涉仪系统的研制与校准研究

为了测量超长焦距高功率激光系统的波前畸变,研制并校准了基于空间相位调制的径向剪切干涉仪。仪器采用多波长设计,满足可见光和红外探测的需要。为研制并校准径向干涉仪,同哈特曼-夏克(HS)传感器、Zygo干涉仪进行了对比实验。通过实验与理论对比,得到径向剪切干涉仪参数的最佳值。研究了汉宁窗的取值范围和边缘截取值的合理范围,结果表明,校准后的径向剪切干涉仪能够准确测量,仪器的重复性和精度都能满足高精度波前探测要求。     

基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试

为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套?50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应参量。分析评估了装置的扩展测量不确定度,对影响测量不确定度的系统参量进行了校准,最后设计并完成了测量不确定度对比验证实验。结果表明,系统波前畸变测量不确定度为0.06λ,30m~120m范围热焦距的扩展测量不确定度为8.4%。该系统能有效地用于高能激光材料热效应参量的在线测试。     

HP8902A功率电平校准装置的不确定度分析

简要介绍了HP8902A功率电平校准装置的基本功能和主要用途.着重分析了该校准装置的各个测量不确定度分量,合成标准不确定度和扩展不确定度.解决了采用HP8902A来校准信号发生器的不确定度分析评定的问题。     

无线电设备射频参数测量中链路校准的不确定度评估

文章对无线电射频参数测量中链路校准因素的不确定度评估进行了研究,以WCDMA手机功率测量为例,对ETSITR100028-1标准给出的链路校准因素的不确定度评估方法做了分析和实验,指出了其缺陷,并提出了新的合理的评估方法。     

莫尔条纹倾角快速求解算法及应用

为了满足基于泰伯-莫尔条纹长焦距测量技术在测量激光材料热效应等效热焦距时对测量速度的需求，提出了一种莫尔条纹倾角快速求解算法。在对传统频域迭代法测量速度影响因素分析基础上，基于迭代运算坐标值相似性和离散傅里叶变换可分离性，将频谱值求解过程中包含小数值的坐标点进行公共项分离, 公共部分采用傅里叶变换指数项进行滤波，不同部分在提取相似项的基础上进行组合运算，将2维条纹图像傅里叶变换降为1维进行处理；同时相关指数项被限定在极小的可知范围，极大地方便了查表运算和位运算的采用。结果表明，采用相同配置计算机，在保证测量精度的前提下，将完成一次测量的测量时间从15s降低到0.4s，测量速度提高了38倍。该算法很好地满足了激光材料热效应等效热焦距参量快速测量的应用需求。     

基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

为了实现长焦距的精确测量,基于泰伯莫尔法测量长焦距的原理,构建出了由准直波前发生器、泰伯干涉仪和成像采集系统组成的长焦距测量装置。分析了准直波前畸变对焦距测量精度的影响,用数值分析的方法分析了待测样品到光栅G1 的距离s,光栅G1、G2 的间距d 以及栅线夹角对焦距测量精度的影响。提出了具体的装调方法:用五棱镜法检测波前,保证准直波前质量PV 值优于一个波长;用光栅尺位移传感器测量s,标定d,使其精度达到0.1mm;采用标准反射凹球面法标定光栅夹角,使光栅夹角的装调精度达到0.001。对焦距为5436mm 的透镜进行实验测量,误差小于0.35%。     

高g 值加速度校准激励脉冲的横向激光干涉测量方法

为了准确测量高g值加速度传感器校准激励脉冲的幅值和持续时间,研究了基于激光多普勒的加速度脉冲测量方法。在分析激光多普勒原理的基础上,设计了以光栅为合作目标的激光测速仪;针对干涉仪输出的存在零点漂移的多普勒信号,提出了基于多项式拟合和希尔伯特变换的局部均值分解法;利用该方法对实测多普勒信号进行了解算,得到了激励加速度脉冲;分析了由干涉仪及其合作目标引起的加速度脉冲的幅值和脉宽测量不确定度。实测数据表明:该方法在包含因子k=2时幅值测量的扩展不确定度为U=3%,脉宽测量的扩展不确定度为U=4.8%。测量精度符合ISO16063-13(2001)规定的指标。     

直流标准电阻的校准方法及不确定度评定

该文描述了该实验室对直流标准电阻的校准过程中使用的测量标准和校准方法,并依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJG166-1993《直流电阻器检定规程》对直流标准电阻测量结果的不确定度进行评定,分析各种影响条件下测量过程中所引入的A类及B类测量不确定度分量,并对测量不确定度的评定结果进行表示。     

IEC 61000-4-12第3版的新变化

基于IEC 61000-4-12第3版振铃波抗扰度试验标准,与IEC 61000-4-12第2版相比较,解析了标准中关于振铃波发生器和耦合去耦网络参数指标以及校准方法的变化、原因以及对测试的影响,介绍了测量不确定度的评定思路。     

用P6015A探头校准电浪涌发生器开路输出电压

电浪涌发生器是电磁兼容抗干扰试验中用到的重要仪器。对电浪涌发生器开路输出电压的校准,国家标准《GB/T 17626.5-1999》规定了电浪涌发生器开路输出电压的技术特性指标,没有给出具体的校准方法。介绍用TEK公司的P6015A高压探头和DPO4104数字示波器校准电浪涌发生器开路输出电压的方法,给出详细的操作步骤,最后对此方法进行了不确定度评定。     

液位标准装置的不确定度分析

介绍了以双频激光干涉仪为测量设备的液位标准装置的测量原理,对影响装置的主要因素进行了分析,采用不确定度A、B两类判定方法,通过实际应用的计算公式,最终对测量结果进行了不确定度分析,得出液位标准装置的标准不确定度uc为0.022 36 mm,展伸不确定度U为0.067 08 mm.     

激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容

为了实现pF量级小电容的精密测量,建立了基于激光锁定Fabry-Perot干涉仪的精密电容测量系统。对该系统所采用的计算电容原理、激光锁定干涉仪方法及其整数级次确定方法进行了研究。首先,根据Lampard和Thompson电学基本原理介绍了Fabry-Perot干涉仪的结构与工作方式,采用一种锁定干涉仪测量位移的方法。其次,介绍了Fabry-Perot干涉仪的光路设计,详细分析了干涉仪锁定控制系统的工作状态以及锁定状态下干涉仪腔长的抖动情况。通过分析利用电容值确定干涉仪整数级次变化的可行性,提出了基于1 pF标准电容器确定Fabry-Perot干涉仪整数级次的实验过程。最后,介绍了Fabry-Perot锁定干涉仪的台阶式位移过程以及利用该套系统测量电容的重复性。实验结果表明:Fabry-Perot干涉仪在锁定状态下,腔长抖动峰峰值为0.4 nm,测量1 pF标准电容器重复性达到5.010-9。     

电动舵机负载模拟器现场校准方法探讨及不确定度分析

针对飞行器研制中控制系统半实物仿真试验所用高性能电动舵机负载模拟器系统设备原理,分析了校准测试难点,提出了一种现场原位校准方法,阐述了校准方法的原理,分析了可行性。结合实际校准测量数据进行了不确定度分析,对校准方法和装置进行了验证。     

一种莫尔法测量焦距的改进方法

利用Talbot效应和莫尔技术的莫尔偏折术可用来测量相位物体。本文中,我们用新的理论分析和实验装置研究并论证了用这种方法测量透镜焦距的问题。 当两块光栅的栅线相互平行时,就形成莫尔游标条纹,透镜的焦距可以通过测量游     

一种基于非参数模型的相机内参校准方法

影响大空间视觉三维坐标测量不确定度的主要因素有相机内参数、外部方位参数和特征成像质量.传统相机内参数校准方法需要参数模型化及全局最优化求解方法,会造成各内参数相关性过高,局部校准误差较大,对基于测角的测量方式不确定度影响较大、结合相机成像原理及垂线法,提出了一种基于物理参数校准的方法,对主点位置偏移、全视场范围非均匀镜头畸变等参数进行了精细校准.最后,以交比不变误差作为相机校准精度的评价方法,与传统校准方法的对比实验表明,该校准方法能够有效地提高测量不确定度指标,是一种简单、实用的校准方法.