标准太阳电池标定值计量方法研究

基于差分光谱响应度法搭建了标准太阳电池标定值校准装置,分析了标准太阳电池绝对光谱响应度随电池温度和偏置光辐照度的变化关系,通过数值拟合得到太阳电池短路电流与偏置电流的关系,实现太阳电池标定值测量不确定度1.2%(k=2)。搭建了标准太阳电池标定值户外计量装置,实现测量不确定度2.38%(k=2)。差分光谱响应度法与户外总辐射法测量结果比对的比率值为0.95,表明2种方法测量结果在不确定范围内量值等效。     

烟道流量计量标准装置

为了解决我国烟道流量计的量值溯源问题,中国计量科学研究院建立了烟道流量计量标准装置。装置使用可溯源至标准转盘的激光多普勒测速仪作为原级标准器,采用激光多普勒流速剖面扫描和超声流量计波动修正的方式测量标准流量,经校准的8声道超声流量计为工作级标准表,具备了908~104840m3/h的测量能力,扩展不确定度为0.62%(k=2),可对最大口径为1m的流量计进行校准。装置下游测试段包括圆形管段和矩形管段,能够开展烟道流量计测量性能的研究。     

基于分束比监测法的激光能量计校准原理研究

激光能量计是一种应用非常广泛的设备,其量值准确与否直接影响医疗安全、产品质量与装备作战效能。本文对激光能量计校准的直接测量法与比对测量法进行了分析,对主要误差来源进行了讨论。为减小激光能量计校准的误差,提出了基于分束比监测法的校准方法,深入的分析了该校准原理。通过对分束比监测法的不确定度来源进行分析,对测量不确定度进行评定,该方法基本排除了激光器稳定性引入的不确定度,基于该方法设计的校准装置测量不确定度能达到U=1.2%(k=2)。     

基于双离心机的线加速度计动态校准

介绍基于双离心机的线加速度计动态校准方法,在分析双离心机原理的基础上,对各加速度分量进行合成,建立了基于双离心机的正弦加速度数学模型.阐述了线加速度计动态校准装置的组成和校准过程,分析了校准装置所产生的正弦加速度的幅值测量不确定度和相位测量不确定度.介绍了实验数据的处理方法三参数正弦波拟合算法,并在正弦加速度幅值为200 m/s.、角频率范围为0.1～10 Hz的条件下进行了实验验证,给出了相应的实验曲线图.线加速度计动态校准装置具有产生大g值正弦加速度的优点,正弦加速度幅值可达700 m/s2.     

烟气超声流量计时间测量准确度校准方法研究

大口径气体超声波流量计广泛应用于烟道排放监测和工业控制等领域。超声波流量计的传播时间测量准确度校准是非实流校准的重要环节,通过建立超声波流量计时间测量准确度校准装置,实现对大口径气体超声流量计传播时间的非实流校准。该文首先提出3种不同的超声流量计传播时间校准方法,分析不同方法的影响因素,其次通过改变探头间距离,对不同探头间距时超声波流量计传播时间的测量误差进行校准。试验结果表明:超声波流量计传播时间的测量误差随距离变化,并确定利用标准声速对超声波流量计传播时间进行修正的方法更为准确,测量结果不确定度为0.2%。     

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%。     

直流数字纳伏表校准装置研究

基于研制出的低热电势分压箱，组建了直流低电压校准装置，可用于直流数字纳伏表的校准。研究了电缆连接处的压接技术，研制了精密控温机柜，以便减小测量线路的热电势。制作了哈蒙结，以减小引线电阻。提出对称观测法和线性拟合法，使热电势的影响减小了一个量级。校准装置的测量范围为1μV～100mV，其1μV量值的测量不确定度为2．2％。     

直升机旋翼气动试验测力天平原位校准技术

研究了直升机旋翼气动试验测力天平原位校准技术。针对安装于直升机全尺寸旋翼试验塔顶部的机械式多分量气动力测量天平的测量原理和结构特点,确定了基于力叠加原理的组合加载原位校准方法。依其原理研制了原位校准装置,介绍了装置的关键机械结构设计,及基于自适应协同算法的控制系统;研制了高精度微小形变测量系统并评估校准误差;通过旋翼试验塔现场的原位校准试验对校准装置性能进行了验证。结果表明:各力素的原位相对校准不确定度均优于0.1%(k=2),被校系统各分力的相对线性度均优于1%。通过原位校准可获得新的天平工作公式。     

微风速标准装置的建立和热线风速仪校准方法的实验研究

中国计量科学研究院建立了微风速标准装置,基于该标准装置对热线风速仪的校准展开了实验研究。微风速标准装置基于相对法测量原理,实验通过气浮滑车搭载热线风速仪运动,由激光干涉仪测得的距离对时间微分得到标准速度,通过这种方式实现了热线风速仪的校准。滑车的运动速度可以溯源到国家计量院的时间和长度基准;此外,根据热线风速仪传感器的理论模型计算得到了热线风速仪的静态特性方程,比较理论模型与校准结果,发现二者具有良好的一致性。实验结果和不确定度分析表明:微风速标准装置的扩展不确定度U=0.82%（k=2）;热线风速仪校准结果的扩展不确定度U=2.42%（k=2）。     

基于LDV测速算法的多普勒频率测量不确定度分析和评定

为了明确激光多普勒测速仪(LDV)通过转盘装置校准的低速结果在高速的适用性，分析得到LDV测量流速的不确定度与测量体中的干涉条纹间距和多普勒频率的不确定度相关。由于干涉条纹间距与被测流速无关，则高、低流速测量结果不确定度间的可能差异由多普勒频率算法引入。用基于蒙特卡洛法(MCM)传播概率分布评定测量不确定度的方法分析在不同流速下多普勒频率算法引入的多普勒频率测量不确定度，发现在流速为0.1～340 m/s时，由多普勒频率算法引入的多普勒频率相对不确定度均小于0.03%,且该相对不确定度在不同流速下基本保持不变。流速不同产生的多普勒频率不确定度差异对LDV测速结果的影响小于0.013%,验证了测速算法精度的适用范围。得到了LDV低速校准结果可以应用于高速测量的结论，解决了高流速测量的溯源问题。     

基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究

二氧化碳气体排放过多是造成温室效应的主要原因,对全球环境及生态系统产生了深远影响。企业燃料燃烧产生的二氧化碳是城市区域碳排放的主要来源。为了通过碳排放交易来实现企业减排,就必须对企业烟囱排放二氧化碳进行精确的计量,而企业烟囱排放的二氧化碳含量一般在20%以下,需要建立高准确度的现场测量方法。通过多次反射吸收光谱技术精确获得二氧化碳在6361.25 cm^-1的(30012)←(00001)R18e跃迁谱线信息,进一步结合理想气体方程来精确获得15%,10%,5%和1%二氧化碳/氮气(氮气为平衡气体)混合物的浓度。结果表明所建立的装置和方法能够快速精确地测量待测气体的浓度,测量结果与基于天平的称重法相当,扩展相对不确定度小于0.65%(k=2)。     

抗拉强度测量不确定度评定

探讨了抗拉强度测量不确定度的分析方法,主要从试样截面积测量和拉力测量两个方面分析了测量不确定度来源,以及测量不确定度在试验结果中的表示方法。说明了不确定度在试验结果表达中的重要意义和对产品质量判定的重要性,为以后在类似试验中对试验结果不确定度分析提供借鉴。     

基于流速面积法的明渠流量测量不确定度评定

针对ISO 748进行明渠流量测量不确定度评定,需在测量断面上设置充足的垂线数和测点,且没有考虑底层、表层和两边壁盲区流速插补引入的不确定度问题,提出了一种新型明渠流量测量不确定度评定方法。通过Fluent数值模拟,得出明渠断面垂线流速分布模型和横向平均流速分布模型。在实验测量中,根据两者流速模型分别计算出断面垂线测点不足和垂线数不足引入的不确定度,对明渠流量测量的不确定度进行了评定。结果表明,该方法提高了明渠流量测量不确定度评定的准确性。     

Measurements of the yield and chlorine utilization of singlet oxygen generator by use of Raman spectroscopy

A Raman scattering system was used to measure the O2 (a1delta) yield end the chlorine utilization in a singlet oxygen generator of chemical oxygen iodine laser with nitrogen diluent. We present the results from the tests that conducted on a 0.1-mol/s jet-type singlet oxygen-iodine generator. On the basis of the current reported uncertainty of the Raman cross section, the error in the yield measurement is calculated to be less than 8%, and the error of the chlorine utilization is 12%.     

绝对重力仪落体光心与质心空间距离测量

为了准确测量重力仪落体光心与质心距离,减少落体光心与质心不重合引起的旋转对重力加速度测量的影响,设计了落体光心与质心空间距离测量装置。提出了1种光心与质心间距的计算方法,并仿真验证了计算方法的可行性。使用设计的测量装置对落体进行测试,结果表明:激光干涉仪在信号频率为0.3~0.5Hz时的测量精度为0.1nm,提出的计算方法可以使测量系统的A类不确定度优于10μm,最大调校测量误差为1μm。     

The measurement of the distribution of residual stresses through the thickness of a welded joint

A new method for the measurement of residual stresses in welded joints of complex cross section is described. The method involves the measurement of strain changes in the body as a narrow slot is cut in the plane of interest, in small increments of depth. A finite element model of the cross section is used to relate the strain changes at the measurement points to the residual stresses across the slot plane.
The accuracy of the method is demonstrated by using it to measure a known residual stress field in a cold bent bar. The method has been used in combination with a block removal technique to measure the through wall distribution of axial residual stresses at a circumferential butt weld in a cylinder with a protruding root bead. It could also be applied to the measurement of residual stresses in other joint configurations, such as fillet welds or T-butt welds.     

白光干涉测量系统的测量不确定度评定

白光干涉测量系统(white-light interference system,WLIS)广泛用于微纳米表面形貌的精密测量,其测量不确定度评定是研究白光干涉测量系统计量特性的一项重要工作.基于微纳米线间隔和台阶,建立了 WLIS测量表面形貌时的测量模型,明确了测量不确定度来源;以5000 nm的线间隔和180 nm的...     

Linearity Study of a Spectral Emissivity Measurement Facility

Linearity is one of the important characteristics of a spectral radiation measurement facility. Basically, it depends on the linearity of the spectral responsivity of the detector and amplifier at different wavelengths. As spectral emissivity is measured over wide wavelength and temperature ranges and the detection system has significant drift and noise, it is not easy to measure the linearity of this facility accurately using only one standard radiator. A simple double-blackbody method has been adopted to simulate reference emissivity samples and test the linearity of the spectral emissivity measurement facility developed at the National Institute of Metrology. Good linearity results were obtained from 3 μm to 15 μm. This method minimizes the influence of drift on the emissivity measurement over a wide ratio of measurement signals and wide spectral range.