一种用于测量重力梯度的扭秤装置

基于扭秤测量重力梯度的原理,设计一款扭秤重力梯度仪,该仪器由扭秤系统、角度测量系统、振幅衰减系统、转台、真空容器5部分构成。针对扭秤悬挂系统稳定的时间过长,极大地影响了重力梯度的测量效率的问题,采用PID控制技术,设计了振幅衰减系统。仿真结果表明:曲率及水平重力梯度的测量精度可达0.5E(1E=1×10^-9m/s²),测量一组重力梯度的极限效率优于1h。     

重力关键比对点连续观测不确定度评估

分析了超导重力仪iGrav-012在中国计量科学研究院全球绝对重力仪关键比对参考点连续观测结果的不确定度,通过最小二乘加权拟合计算超导重力仪格值因子为-927.96(nm/s²)/V,标准不确定度为0.80(nm/s²)/V,格值因子对关键比对点连续观测引入的标准不确定度为3.20 nm/s²,超导重力仪与绝对重力仪5.5年同址观测线性拟合得到超导重力仪漂移率为-14.66(nm/s²)/年,标准不确定度为2.1(nm/s²)/年,对关键比对点连续观测引入的标准不确定度为6.30 nm/s²,二者对重力连续观测结果引入标准不确定度为7.07 nm/s²。     

不确定度评定在砝码量值传递中的应用

通过研究E2等级砝码测量结果的不确定度评定,分析了砝码测量值输入分量对不确定度的贡献大小,探讨了测量不确定度在量值传递中被检砝码和配套衡量仪器的计量特性评价的应用。结果表明,在判断E2等级砝码作为量传F1等级砝码的计量标准主标准器时,测量不确定度起着至关重要的作用。配套衡量仪器引入的合成标准不确定度远远小于E2等级相应标称值砝码最大允许误差绝对值的九分之一,配套衡量仪器引入的不确定度可以包含在测量过程引入的不确定度中。     

中空玻璃传热系数测定结果的不确定度评定

采用CD-8080型双试样导热系数测定仪按GB/T 22476—2008《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》中的防护热板法对某结构为6mm透明普通玻璃+12mm空气层+6mm透明普通玻璃的中空玻璃的稳态传热系数进行了测定,并依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》对试验过程中影响测定结果的各不确定度分量进行了评定。结果表明:该中空玻璃的稳态传热系数为U=（2.8±0.2）W·m^-2·K^-1,包含因子k=2;其中,由标准板标定,确定加热单元计量部分平均热流量引入的不确定度为影响中空玻璃稳态传热系数测定结果准确度的主要因素,由温度测量引入的不确定度其次,由数值修约引入的不确定度最小。     

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。     

噪声对阶跃信号上升时间测量不确定度的影响

为了更准确地反映阶跃信号上升时间测量过程中可能存在的不确定度来源、提高测量结果的可信度,对噪声引入的阶跃信号上升时间测量不确定度分量开展了数值仿真和试验分析。结果表明,信噪比对上升时间测量不确定度存在显著影响,在信噪比较低的情况下,噪声引起的上升时间测量不确定度成为主要来源。通过比较Savitzky?Golay平滑算法和移动平均平滑算法在阶跃信号上升时间计算中的应用效果,发现采用适当的平滑算法可以降低噪声引入的不确定度分量,其中,移动平均平滑算法的效果更好。本研究有助于提高动态信号测量结果的可靠性和准确性,对航空、航天、汽车等领域的动态信号测试不确定度分析具有重要的参考价值。     

基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准软件实现控制一体化。经综合分析激光干涉仪的最大允许误差、直线运动导轨的直线度、环境因素、触发信号间时延及激光干涉仪测量时延等因素,该装置的长度示值的测量不确定度为Q[1.8μm, 3×10^-7L](k=2)。与同型号激光干涉仪的比对实验和激光跟踪仪瞬时长度测试实验,证明了不确定度评定的合理性以及该装置在瞬时动态准确度测试中的可行性。     

采用蒙特卡洛法评定转基因水稻样品中NOS终止子的测量不确定度

采用蒙特卡洛方法(MCM)实施“概率分布传播”来评定转基因水稻样品中NOS终止子的测量不确定度,解析转基因成分测量不确定度的概率分布。评定结果表明:NOS终止子的相对含量为2.95%,非常接近理论含量(3%),而且其标准不确定度为2.13×10^-4,远小于1.00×10^-2。在95%的包含概率下,NOS终止子的相对含量分布在2.91%～3.00%非常窄的包含区间内,充分说明测量质量好,测量结果可靠;NOS终止子相对含量的概率分布呈标准正态分布,揭示转基因成分测量条件满足GUM法的假设,MCM和GUM法都可以应用于转基因成分测量不确定度评定。     

罐式集装箱容积测量不确定度分析

分别采用几何测量法和容量比较法测量弧板式罐式集装箱容积,在建立数学模型的基础上,对测量结果的不确定度进行了分析计算,分别为4×10^-3（k=2）和2×10^-3（k=2）。对评定出的结果用试验加以验证,采用传递比较法计算分析试验数据,验证了不确定度评定的合理性。     

2～4 MPa燃气流量标准装置不确定度评估及验证

为了满足燃气流量仪表的溯源需求，基于标准表法建立一套燃气流量标准装置。该装置采用4台涡轮流量计作为标准表，可达到燃气压力2～4 MPa时，流量范围60～8 600 m³/h的测量能力。针对标准装置存在的标准表非定点使用和低温介质的问题，对其进行不确定度的评估及控制研究。基于NIM-2015模型非线性拟合技术控制标准表非定点使用的不确定度，该标准装置可提供标准流量的不确定度为0.26%(k=2)。在此基础上，建立天然气管道流动传热模型，发现增加预流动时间动态置换管容可实现装置温度动态平衡，提高测量重复性，装置可校准流量计的最优不确定度为0.32%(k=2)。     

面向能量天平同步测量的磁链差测量方法研究

能量天平法作为一种质量量子基准研究方案,其中磁链差测量是能量天平测量过程的核心,其基本原理是对线圈感应电压的时间积分进行测量。原有的磁链差测量方法是基于数字积分原理的,当其应用于能量天平同步测量方法中时,难以克服数据采集卡的本征弱点,无法满足10^-8量级的相对标准不确定度需求。为此,基于双积分型模数转换器(ADC)提出了一种模拟积分测量原理的磁链差测量方法。该方法利用双积分型ADC的模拟积分测量特性,消除原方法中电平保持采样过程引入的测量误差;通过定序触发多个并联的ADC进行接续测量,去除ADC数字量化过程引入的测量死区;配合使用多ADC分时清零方法,抑制时变噪声累积导致的测量分散性。测试结果表明,在同步测量过程中应用上述方法之后, 磁链差测量的相对标准不确定度由原来的10^-6量级抑制至1.7×10^-8。     

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。     

热电厂连续监测系统CEMS烟气污染物测量不确定度研究

烟气排放连续监测系统(CEMS)已经广泛运用于热电联产机组烟气污染物排放监测中,并且测试数据实时上传到生态环境部门。为了评估某热电厂CEMS系统监测数据的准确度和可信度,分析了该系统中影响烟气污染物测量不确定度分量因素,主要包括零点漂移、量程漂移、示值误差、测量误差、标准气体组分浓度和测量重复性。结果表明当包含因子 k=2,置信概率为95%时,SO2、NO和NO2的扩展不确定度分别为2.28mg/m³、3.50mg/m³和0.50mg/m³。由于参比法与CEMS对烟气监测的采样方式不同,使测量误差引入的不确定度分量最大。     

LDV标定装置校准盘动态半径不确定度测量方法

提出一种对LDV标定装置校准盘动态不确定度半径测量的新方法,该方法基于LCV的测量特性,通过逐点测量闪烁信号幅值的轮廓分 取得校准盘不同圆周位置上的线速度,以此有效地确定了工作状态下LDV标定装置校准盘的总体半径不确定度。     

常温黑体光谱发射率校准技术研究

为了能够实现常温状态下的黑体光谱发射率的准确测量,基于连续可调激光器,搭建了一套中红外波段黑体光谱发射率测量装置。采用自行设计10 mA恒流源对MCT探测器进行驱动,测量结果的动态范围从7.29×10⁴提高到4.32×10⁵,有效提升了探测系统的动态范围。该装置实现了覆盖光谱范围7.5～10.6μm,发射率测量量值范围0.01～0.999 9的高精度测量,最优不确定度为4.0×10^-5(k=2)。     

基于灰色关联分析的动态测量不确定度评定

提出了一种基于灰色关联分析的动态测量不确定度评定新方法.该方法分析了灰色关联度和灰色关联系数与动态测量不确定度的关系,利用灰色关联度的倒数作为动态测量不确定度的扩展系数,测量数据总体灰色关联系数作为动态测量标准不确定度,并将其与其他因素导致的不确定度进行合成,作为动态测量不确定度的最终结果.该方法尤其适用于被测信号是时变信号的动态测量不确定度评定.经仿真实验与其他方法对比,方法具有计算量小、原理简单、易于在计算机上实现、不受数据分布限制、准确度高等特点.     

酸值测定仪示值误差不确定度的评定

针对酸碱滴定法(颜色指示剂法)为原理的石油产品酸值测定仪的要求,使用酸值为(0.50±0.07)mg KOH·g^-1的酸值标准物质对其进行示值误差的测定,示值误差为+0.004 mg KOH·g^-1;重复性为0.003 mg KOH·g^-1;扩展不确定度为0.070 mg KOH·g^-1。通过对酸值测量结果示值误差的不确定度进行详细评定,提出提高酸值测定仪测量准确性的方案。     

数字式温湿度计校准结果的测量不确定度分析

JJF 1076-2020《数字式温湿度计校准规范》^[1]于2021年5月26日正式实施,本文依据新校准规范对数字式温湿度计温湿度修正值校准结果的测量不确定度来源和评定过程进行了分析,得到最佳校准和测量能力(CMC)。     

氨气标准气分光光度法量值比对的不确定度评定

为研究所配制的氨气标准气体的重复性与稳定性,采用分光光度法对重量法配制的氨气标准气的浓度进行了量值比对,根据JJF1135-2005《化学分析测量不确定度评定》对测量过程进行不确定度评定。结果表明,配制浓度为17.7 mg/m³的氨气标准气体,比对结果为（17.6±0.4）mg/m³,k=2, 两者吻合较好,完全满足使用要求。     

0.01级活塞式压力计检定装置测量值的不确定度评定

本文分析了用0.01级活塞压力计检定装置测量值的不确定度的来源,对各项测量不确定度进行了评定,最后给出了一台压力变送器3MPa点电流信号测量值的扩展不确定度。并对检定结果进行了验证,验证结果表明,装置测量不确定度符合要求