地基空间目标红外辐射特性测量技术

空间目标红外辐射特性测量试验是获取空间目标辐射特性的唯一直接手段。介绍了研制的地基空间目标红外辐射特性测量系统的组成及关键技术,分别利用红外单色照明光管和大面源黑体实现该地基测量系统的光谱定标和辐射定标,并通过大气参数测量设备实现目标和地基测量系统之间的大气传输修正。对该地基测量系统的辐射定标精度和目标辐射测量精度进行了深入分析,中波和长波红外测量系统的辐射定标精度分别为6.9%、4.8%,目标辐射测量精度分别为23.7%、23.2%。最后,利用该地基测量系统对国际空间站进行了辐射测量试验,并给出了空间站的中波红外和长波红外辐射测量结果。     

紫外辐射照度标准装置测量不确定度的评估分析

较为详尽地分析了紫外辐射照度标准装置中各个因素对测量结果的影响,并给出了装置测量结果的相对扩展不确定度,为紫外辐射照度计的测量校准工作不确定度的评定以及新的标准装置的研制提供参考。     

小视场绝对辐射计视场测量及修正项计算

风云三号A星和B星上搭载的太阳辐射监测仪由于视场较大而引入较多不确定因素,因此风云三号C星太阳辐射监测仪采用小视场绝对辐射计来跟踪太阳测量.本文研究了小视场绝对辐射计视场带来的修正因素.计算了C星太阳辐射监测仪由视场光栏和主光栏确定的视场大小;基于此视场计算值,给出了仪器辐照度测量值随光源入射角变化的理论曲线;并且利用实验室搭建的视场测量装置,对此变化曲线进行了实际测量.结果表明,测量曲线与理论曲线的相对偏差平均为1％～2％,接近测量装置的极限精度,从而验证了视场计算值的准确性.利用计算视场评价了在轨测量时辐射计与冷空间背景的辐射交换修正项,结果显示,小视场会对太阳辐射测量产生2.023 W/m2的冷空间背景修正,相对太阳辐照度测量精度要求,修正项计算标准差可以忽略.     

成像光谱仪辐射定标影响量的测量链与不确定度

分析了成像光谱仪遥感观测数据中包含的地物光谱特征、仪器参数和大气传输特性等的信息结构。研究了成像光谱仪辐射定标的物理过程和测量链,应用1993年国际标准化组织(ISO)颁布的《测量不确定度表示指南》,分析了辐射定标11项影响量的测量不确定度和合成标准不确定度。遥感辐射定标的绝对精度就是不确定度。辐射定标需要辐射标准、积分球光源、光谱辐射计以及遥感器上设置星上定标装置等专用设备和技术,并经过多级测量链的测试过程才能完成。光谱辐照度标准的不确定度在3%~5%,辐射定标中其它影响量的测量不确定度限制在1%~2%,成像光谱仪辐射定标的绝对精度才能达到5%~8%,这需要相当好的仪器设备和光辐射测试技术。     

轴承径向游隙自动测量装置的设计与精度分析

针对目前轴承径向游隙检测过程中,人工手动检测效率低、精度差等问题,采用超高精度的激光传感器,研制了一种新的轴承径向游隙自动测量装置。通过测试条件的设计、数据的采集与处理,对装置的测量不确定度进行了分析,并与超高精度Mahr测长仪进行了比对测量。研究结果表明:该装置实现了对轴承径向游隙的自动检测,满足测量的精度要求。     

光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化

光干涉绝对重力仪采用迈克尔逊干涉仪监测被测落体的下落位移.干涉仪的参考棱镜需相对于地球中心静止,然而置于地面上的参考棱镜会随着地面振动,这将使干涉法所测的落体相对于地球的位移变化有偏差,直接影响重力仪单次测量数据的准确性,同时增大了多次测量数据的分散性.因此,针对NIM-3A型绝对重力仪提出了全新的测振补偿法,利用高精...     

低温状态下的材料法向发射率测量

研究了在-60~50℃条件下准确测量材料法向发射率的方法。基于发射率定义建立了材料法向发射率测量模型。为屏蔽环境杂散辐射与大气吸收的影响,利用真空液氮背景通道搭建了低温状态下材料发射率测量装置。测量了氧化铜与高发射率陶瓷两种样品的法向发射率随温度、波长的变化情况。结果表明:两种样品的法向光谱发射率均随波长增加而降低;随温度的升高,氧化铜样品法向积分发射率稳定为0.850±0.012,陶瓷样品的法向积分发射率降低了0.124。最后,实现了低温状态下红外光谱辐射的高精度采集,对低温状态下材料法向光谱发射率测量结果的不确定度进行了评定,得到的结果显示其相对扩展不确定度小于6.0%。     

磁光阱异面空间角度测量及测量不确定度评定

随着空间几何量精密测量技术在装备制造工业的制造与装配过程中应用越来越广泛,角度计量正在从平面角度向空间角度发展。针对磁光阱的异面空间角度进行测量,使用平行平晶作为标准平面引出待测面法向量,并将其空间角度有效的划分成水平投影角和竖直投影角两个平面角度进行测量,保证了空间角度的可溯源性,得到磁光阱各待测面法向量间的空间角度偏差最大值为0.286 0 mrad;然后通过蒙特卡洛法评定该方法的测量不确定度为0.095 9 mrad;最后与三坐标测量机法比对结果中偏差最大值为0.184 2 mrad,在考虑待测面平面度指标为±0.145 4 mrad时,二者的一致性良好。目前该方法已在NIM5铯原子喷泉钟物理真空子系统的研制中进行了应用,证明了该方法能够满足测量的准确度要求。     

皮托静压管的流量测量及不确定度评估

本文介绍了皮托静压管的结构原理及使用场合,讨论了使用皮托静压管进行流量测量时的测量计算方法,分析了实际测量条件下不同因素对流量测量结果的影响,并对测量结果的不确定度进行评估.     

微小缝隙式层流流量计设计及测量特性研究

为解决层流流量计(LFM)线性度不佳的问题,提出了一种微小缝隙式LFM,并介绍了层流流量计的测量原理、结构设计及参数计算。对一台设计流量范围约为0～280 mL/min的试验件进行了试验,试验中使用的标准装置为活塞标准装置,合成不确定度为0.12%,扩展不确定度为0.24%(k=2)。试验结果显示,在未使用任何修正系数的前提下,试验件最大引用误差为-0.90%。试验件基本达到准确度1.0级的设计指标,量程比10∶1。此外试验件线性度优良,其Re_(max)d_e/l值为3.42,大于传统要求的2～2.5,说明此结构设计可有效克服突扩突缩带来的非线性影响。     

激光跟踪仪在舞台吊杆停位精度测量中的应用及不确定度评定

介绍了激光跟踪仪的测量原理,提出了用于舞台吊杆停位精度现场测量的一种方法,分析了影响激光跟踪仪现场测量不确定度的来源,进行了停位精度测量的扩展不确定度评定,结果表明激光跟踪仪是能满足舞台吊杆停位精度测量的要求;也为激光跟踪仪在舞台机械位置测量的运用提供了一种方法.     

触针式粗糙度仪的测量不确定度分析及仪器的特性评定

测量不确定度是对测量结果质量的定量表征,它在一定程度上表示了测量结果的可用性。针对触针式粗糙度仪的校准结果进行测量不确定度分析的论述,并进行了仪器的特性评定。     

三坐标测量机及配合使用的光学转台测量结果不确定度的评估

本文着重介绍了采用量块、双频激光干涉仪和多面棱体、光电自准直仪对三坐标测量机及配套光学转台在校准过程中因各项标准设备引入的不确定度分量的分析和评定。通过对校准过程中标准器的选用和分析计算,证实了标准器在该类设备日常校准中的可行性和可靠性,也确保了实验室校准能力工作的开展。     

电子级氮气中超痕量杂质的质谱分析方法及测量不确定度评估

采用大气压电离质谱（APIMS）技术及标准添加法建立了一种电子级氮气中超痕量杂质的分析方法。以高效纯化后氮气中的5种杂质（CO、CH₄、H₂、O₂和CO₂）作为检测对象,以动态稀释后的标准气体作为参考进行回归分析,标准气体依据ISO 6142及ISO导则34规定的重量法在实验室制备,同时采用蒙特卡洛（MCM）法及《不确定度表示指南》描述的GUM法对本方法的不确定度进行评定。结果表明：在0~1 nmol/mol范围内,5种杂质的校准曲线呈现出良好的线性关系,线性相关系数R²均大于0.998;方法的灵敏度高,检出限可达几至几十pmol/mol水平,扩展不确定度为37%（k=2）,通过与文献中报道的数据相比,CH₄和CO的检出限分别改善了1个和2个数量级,H₂、O₂、CO₂则与文献的报道值基本一致。本方法能够满足对相关电子气体中杂质的分析要求,并可为量值溯源提供参考依据。