低g值冲击加速度的激光绝对法校准

低g值冲击加速度是表征人体冲击耐受程度的一个重要参数,低g值冲击加速度的准确校准直接关系到量值溯源的有效性和可靠性。分析了落锤式、上抛式和碰撞式3种类型冲击激励源的特点,介绍了ISO 16063-13国际标准推荐的激光绝对法冲击校准的测量原理和系统构成,研究了采用精密空气轴承的碰撞式冲击激励源和信号解调算法。校准结果表明,基于ISO标准方法的碰撞式冲击校准系统,能够实现高精度的激光绝对法校准,冲击加速度范围20~10 000 m/s~2,冲击脉宽0.5~10 ms,校准不确定度1%(k=2)。     

不确定度和稳定度达10-18量级的钙离子光频标

主要回顾了中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在液氮低温钙离子光频标的物理系统设计、不确定度评估与稳定度的优化与测量等方面的工作。液氮低温系统为钙离子创造了液氮的温度环境（~ 80 K）,极大降低了钙离子光频标的黑体辐射频移,使钙离子光频标的系统不确定度降至3.0 × 10^-18,成为第五种不确定度进入10^-18的原子/离子光频标体系。为了优化钙离子光频标的稳定度,将钟激光频率参考在Ramsey条纹上,并引入了参考条纹判定算法及自动寻峰算法,使钙离子光频标可长期稳定运行,长期稳定度达到6.3 × 10^-18@524 000 s。     

激光干涉法冲击绝对校准的研究

基于ISO 16063-13冲击绝对法校准标准,介绍了基于砧体碰撞的低g值和基于Hopkinson杆的高g值冲击激励机械系统的特点,并模拟了2套系统产生的冲击波形,通过解调零差和外差激光干涉仪的输出信号重构了机械激励系统产生的随时间变化的位移信号,信号处理算法有效地抑制了确定和随机噪声,从而准确地确定了加速度信号的峰值与频谱,仿真、实验以及与绝对法振动校准比较的结果表明,其测量扩展不确定度小于1%(k=2)。     

低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置研究与建立

研究建立低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置,在冲击加速度峰值20~10 000 m/s2及脉冲持时0.5~10 ms内实现基于碰撞式激励半正弦平方波形的加速度计冲击灵敏度激光干涉法高精度校准。校准不确定度为1%,k=2。介绍装置的结构组成及解决的关键技术,描述波形发生的材料种类,给出校准的实验数据及不确定度评估。低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置为主导亚太计量规划组织冲击加速度研究性国际比对APMP.AUV.V-P1的主要测量装置。     

防油纸在食品包装中的研究进展

目的 通过测量不确定度的评定,分析食品接触材料中增塑剂测定过程的关键控制点。方法 采用气相色谱-质谱法测定食品接触材料塑料杯中增塑剂邻苯二甲酸二己酯(DEHP)在50%(体积分数)乙醇模拟溶液、60 ℃水浴温度和1 h迁移时间环境下的迁移量,评估和量化检测过程中的各不确定度因素。结果 在检测过程中,对测量不确定度贡献较大的因素为样品均匀性、检测仪器重复性和迁移时水浴温度的波动,三者的相对标准不确定度分别为9.55×10^?2,5.67×10^?2和4.58×10^?2。结论 分析食品接触材料中增塑剂测定过程关键控制点样品的均匀性及检测仪器的重复性,以3组平行试验为宜,浸泡用电热恒温水浴锅的温度波动需控制在±1.0 ℃。通过严格把控各关键控制点,以确保增塑剂测定结果的准确度和精密度。     

一套超高真空测试系统的研制

本文介绍了超高真空测试系统的结构特点。测试表明,系统在没有通液氮的情况下,极限真空度为1.8×10~(-11)托,通液氮的情况下,抑制规测得的极限真空度为6×10~(-12)托。测试系统暴露氮气(1大气压)10分钟后经8小时250℃烘烤,钛离子泵起动后3小时真空度为3.4×10~(-11)托。由于极限真空高,该系统能作超高和极高真空规管的对比测试和相对校准,还能作超高真空规管的本底压强的测量。     

用于原子重力仪的扫频频率源系统

原子重力测量实验中,需要通过扫频频率源来实现主从Raman激光的线性啁啾,进而补偿原子在自由下落过程中产生的多普勒频移,实现当地重力加速度g的测量。针对传统扫频频率源体积大、发热量大的问题,通过AD9959数字芯片设计了一款扫频频率源,可用作原子喷泉扫频控制和Raman光锁相环鉴频鉴相本振参考。最终通过实验测得：该扫频信号源的相位噪声为-112 dB@1 kHz,频率稳定度为1.38×10^-11@1 s,对原子重力仪灵敏度影响为2.81×10^-9 g/Hz^1/2,600 s积分时间对原子重力仪实验影响为1.15×10^-10 g。该系统具有低噪声、高稳定度的特点,可满足搬运式原子重力仪分辨力10^-10 g需求。研究结果为原子重力仪从原理样机向工程化可搬运实验测试仪器发展提供了一定参考。     

加速度冲击校准研究

文章将加速度冲击校准分为绝对法、相对法和比较法进行介绍,并给出了几种半正弦冲击脉冲激励装置的激励范围及校准装置的测量范围和测量不确定度。所提出的加速度类比法系冲击校准新方法,是相对法和比较法的结合,能对冲击加速度传感器灵敏度、幅值线性度与频率响应等进行较为准确的检定与校准。     

三厘米波段自校准法衰减测量装置

本文叙述采用电平倍增的三厘米波段自校准法衰减测量装置。该装置在0—42分贝的衰减测量量程内,达到的不确定度优于±5×10~(-4)。     

基于冲击法的压电式力传感器灵敏度研究

为了开展冲击力校准装置下压电式力传感器动态灵敏度的校准,介绍了基于自由落体的落锤冲击力模型和基于空气轴承悬浮支撑的水平式质量块冲击碰撞的模型;通过4阶Butterworth低通滤波,研究加速度信号波形的滤波平滑,比较了不同截止频率的滤波效果;通过激光测振仪和标准加速度计测量加速度的对比试验,研究加速度绝对测量法与比较测量法对力传感器动态灵敏度校准精度的影响。试验结果表明,激光测振仪测量加速度须通过微分解调,要选择合适上限截止频率的4阶Butterworth低通滤波器进行滤波平滑处理;激光干涉绝对法复现的动态力精度为2%,加速度计比较法复现的动态力精度为4%;激光干涉绝对法校准的灵敏度波动性比加速度计比较法校准的灵敏度波动性小。     

带声学放大器的行波热声发动机声阻抗特性

通过分析带有声学放大器的行波热声发电系统中直线发电机的电-力-声类比图，发现直线发电机的最佳工作状态与行波热声发动机的输出声阻抗特性相关。采用DeltaEC软件计算带有声学放大器的行波热声发动机（以下简称系统）的输出声阻抗特性。计算结果发现，输出声阻抗虚部X_a为-1×10⁷ Pa·s·m^-3时，系统的最大输出声功率545.47 W，最大热声转换效率为7.2%；当输出声阻抗虚部X_a在-3.9×10⁶~-1×10⁷ Pa·s·m^-3之间变化，实部R_a在1.37×10⁶~2.31×10⁷ Pa·s·m^-3之间时，等效位移在1.89~6 mm之间变化，符合直线发电机的位移要求；结合输出声阻抗对压力与体积流率的相位差及系统工作频率的影响，发现声阻抗实部R_a应在1.37×10⁶~2.31×10⁷ Pa·s·m^-3之间，声阻抗虚部X_a在-7.5×10⁶~-1.0×107 Pa·s·m^-3之间时，系统具有较好的工作状态。     

含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷热种子的制备与表征

本工作将钙铁氧体与溶胶-凝胶法制得的生物活性玻璃陶瓷复合,制备了含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷磁热种子。对所制得材料的物相组成、磁性、体外生物活性、磁生热能力及磁热对肿瘤细胞的杀伤效应、组织相容性进行了表征。结果表明,材料主晶相为CaSiO₃、Ca₅(PO₄)₃F和CaFe₂O₄。充磁约8×10⁵ A·m-1时,材料饱和磁化强度约5 A·m²·kg-1,矫顽力约2×10⁴ A·m-1。暴露在342 kHz、1×10³ A/m的交变磁场下,0.1 g材料20 min内即能实现升温约40 ℃。在浸泡入模拟体液中14 d后,材料表面能形成不连续的含有碳酸根生物的活性层。MTT细胞增殖实验显示材料无细胞毒性,MG63细胞能在材料上粘附和生长。将材料与VX2细胞在交变磁场下复合培养20 min,材料周围出现明显的死亡细胞圈。兔肌肉植入实验显示材料组织相容性良好。     

高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

在详细分析反射式激光多普勒原理的基础上,研究了高g值加速度传感器的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆作为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪来绝对复现冲击加速度的量值。针对高g值压阻加速度传感器SIMIT-AYZ-60k进行了一系列的校准试验,利用积分运算法和最小二乘法的组合从准动态条件下的校准数据得到了准静态条件下的传感器冲击灵敏度。试验表明,这种方法实现了利用脉宽有限的激励脉冲对固有频率在20kHz以上的高g值加速度传感器的校准,校准的不确定度可以满足冲击测试的工程需求。     

镱离子光钟的多波长数字PID激光稳频系统

针对镱离子光钟实验中激光冷却并操控离子时,激光器频率漂移影响原子钟系统的问题,基于数字PID控制方法,设计了一种新的多通道频率-数字信号转换稳频方法,将多路多波长激光频率锁定在波长计的参考频率上。对激光器锁定前和锁定后的频率进行一定时长的数据采集及数据对比,激光频率漂移由800 MHz控制在± 0.8 MHz,激光频率稳定度由9.29 × 10^-10@1 s优化至2.79 × 10^-10@1 s,频率千秒稳达到3.85 × 10^-12。该系统简单、易实现,具有小型化、适应性强的优点。     

基于正弦激励的压电加速度计模型参数辨识

针对压电加速度计常规校准无法完全满足实际机械动态量测量要求的问题,采用基于加速度计模型参数校准的方法。参数未知的线性二阶微分方程用来表示加速度计动态特性,利用绝对法振动校准加速度计频率响应数据,采用最小二乘算法确定了未知的参数的值,同时利用蒙特卡罗法确定了参数值的不确定度。最后对加速度计进行了瞬态冲击加速度校准,计算辨识所得模型在相同冲击激励下的预测输出。结果表明:瞬态冲击加速度校准与计算辨识模型结果相差不超过1%。     

中国三台标准测力机的比对(英文)

本文概述了我国1MN测力基准及被比对的标准测力机,介绍了力值比对所用的传递标准器、电测量装置和测量程序。比对结果表明,成都计量测试研究院1MN基准与中国计量科学研究院杠杆式标准测力机的相对偏差不超过1×10~(-4),测量的不确定度为5×10~(-5);与长城计量研究所300kN静重式标准测力机的相对偏差不超过3×10~(-5),测量的不确定度为3×10~(-5)。     

基于激光绝对法冲击校准技术的动态力测量方法的研究

本文讨论测量原理相似的落锤式动态力标准装置和冲击力法的冲击加速度校准装置的工作原理、力值复现方法 ;分析落锤式动态力标准装置校准方法的缺陷 ;重点介绍瞬态冲击力绝对法校准系统中采用的质量块碰撞式力源、外差式激光干涉绝对法冲击加速度测量技术、有限元法的加速度修正等内容 ;并就我国冲击力标准装置的发展提出建议和设想     

高精度低峰值冲击加速度绝对法标准装置的研究与建立

介绍建立的一种高精度低峰值的冲击加速度标准装置,该装置利用空气轴承支撑的两根金属棒间的机械碰撞来产生冲击加速度激励,利用外差式激光干涉仪测量碰撞过程中的机械位移量,按照ISO国际标准推荐的算法,结合虚拟仪器技术精确复现冲击加速度物理量,从而实现加速度计的冲击绝对法校准.实验数据表明,该标准装置在冲击加速度峰值小于5000m/s2范围内,测量结果扩展不确定度小于1％(k=2),并且与绝对法振动校准结果比较的En值小于0.1.     

30兆赫截止衰减器一级标准

本文介绍30兆赫截止衰减器一级标准及其校准装置的一些主要特点。误差分析和实验结果表明:截止衰减器在线性段的不确定度为士(5×10~(-5)A+0.0002)分贝,A 为被测衰减值;校准装置在100分贝范围内的不确定度为土(1～2)×10~(-4)A。     

2195铝锂合金热变形流变行为与热加工图研究

目的 研究2195铝锂合金在实验温度360~510 ℃、应变速率0.01~10 s⁻¹条件下的热压缩变形行为,建立其本构模型及热加工图,获取该合金的安全加工工艺参数。方法 采用Gleeble−3500热模拟试验机进行热变形实验,分析合金的流变行为及热加工图,结合微观组织阐述其热变形机理,并对所得最优参数进行热挤压实验验证。结果 2195铝锂合金的流变应力随变形温度增加而减小,随应变速率增加而增加;其热激活能Q为203.643 9 kJ/mol、结构因子A为1.943 9×10¹⁴、应力因子α为0.013、应变硬化指数n为5.883 9。确定合金的主要失稳区工艺参数区间为379~420 ℃、0.75~10 s^–1和480~510 ℃、1～10 s⁻¹,安全加工区间为440~510 ℃、0.01~0.25 s⁻¹。铸态2195铝锂合金的屈服和抗拉强度分别仅为(179±6)MPa和(239±11)MPa,经热挤压实验后分别达到(605±6)、(633±3)MPa,分别提高了3.5和2.6倍;铸态合金的显微硬度仅为(115±1)HV,热加工后型材达到(178±4)HV,相较于铸态合金增加了54%。结论 2195铝锂合金的流变行为符合正应变速率敏感特征,其安全加工区域集中在高温低应变速率区,主要发生了动态再结晶,实验型材在此区域表现出卓越的力学性能。