我国建立80m大长度标准装置大幅提升室内大长度计量检测能力

日前，国内首台80m大长度标准装置在中国计量科学研究院建立，并通过专家验收。该装置测量范围达到80m，为测距仪、激光干涉仪等大长度仪器提供有效检测范围的标准并保证其大长度量值的准确可靠，填补了测量范围大于50m的高精度测量仪器的国内检测空白，达到国际领先水平。     

高精度80m大长度激光比长装置的研制

介绍了中国计量科学研究院研制的80m大长度激光比长装置,该装置由81m导轨、无阿贝误差测长系统、折射率实时修正系统等多个部分构成,填补了我国大长度标准的空白。装置测量不确定度为U=0.07μm+0.07×10~(-6)L(k=2),关键指标处于国际先进水平。     

基于80m测量装置的双频激光干涉仪系统精度及影响因素分析

双频激光干涉仪是一种以波长为标准对被测长度进行度量的仪器,经常作为长度测量标准使用,但影响其系统精度的误差因素很多。本文基于80m大长度测量装置对双频激光干涉仪系统精度以及影响因素进行分析。     

温度条件对大尺寸测量装置精度影响的研究

大尺寸测量装置由于测量范围大,其测量精度受诸多因素影响,其中大尺寸测量装置所处环境条件变化会影响其测量精度。基于中国计量科学研究院地下一层实验室80m长度标准装置,在空调控温状态和自然温度状态(不控温)下,进行了长度测量范围为10,30,70m的测量精度实验研究,得到空调控温状态下折射率补偿误差分别为7.0,10.5,21.0μm;自然温度状态下折射率补偿误差分别为2.5,2.9,3.9μm。实验结果表明:大尺寸测量装置在自然温度状态下能得到更高的测量精度,当测量范围大于30m时,测量精度可优于10^-7量级。     

实验室里最长的计量标准——我在这头,你在那头

正装置介绍:室内50m长度标准装置是综合光学测量、精密机械设计加工等多种技术的精密测量装置,是浙江省最高等级社会公用计量标准。装置组成:由50m运动导轨平台系统、3台标准激光干涉仪、大长度标准装置环境温度补偿系统组成。装置用途:开展激光干涉仪、     

室内大长度计量标准装置导轨副型式应用

介绍了直线导轨副的基本型式、原理和在大长度实验室中的应用情况;就两种主流的应用型式—气体静压导轨副和滚动直线导轨副,分别选择中国计量科学研究院的80 m导轨副和中国测试技术研究院的60 m导轨副作为实例进行了性能分析,可为以后的室内大长度计量标准装置的建设提供借鉴。     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

国家野外大长度低温标准装置

正一、漠河国家野外大长度标准的建立为了满足极端环境条件下制造科学基础的需要,提高我国计量器具产品质量监督检验的技术能力,为了满足科技基础条件平台建设的需要,建立计量系统野外综合标准,提升我国野外大长度计量仪器的检测能力,以及为了满足日益增长的长距离测距仪器检测的需求,中国计量科学研究院和黑龙江省计量检定测试院依托国家质检总局质检公益项目"国家野外大长度低温基准装置建立研究",在漠河北极村建立了5040m标准基     

1mN·m～1N·m扭矩标准装置力臂系统

介绍了新研制的1 mN·m~1 N·m扭矩标准装置的关键部件——力臂系统的设计方案,并对力臂进行了不确定度分析。分析表明:1 N·m扭矩标准机力臂长度的不确定度为4.2×10~(-6)(k=2),完全满足1 N·m扭矩标准机技术指标的要求。     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。     

折光腔法鉴相式大长度测量仪检定方法

大长度测量仪检定工作一般在野外基线场上进行,耗时费力、强度高效率低、受环境影响严重等问题一直困扰计量检定人员。为改变这一落后作业模式,在手持激光测距仪室内检定装置研制成功的基础上,该文提出基于折光腔法与虚拟基线理论构造鉴相式大长度测量仪检定装置,拟将野外检定基线场完整搬入室内。利用费马原理设计的折光腔将长度1 000 m的光路压缩在数十米以内,利用光的反射定律推导出虚拟基线(室内大长度各段标准值)的计算方法,同时进一步提出检定装置的结构设计,技术参数及控制措施,并通过对系统潜在影响因素分析以论证该大长度室内检定装置的可行性。     

基于磨擦传动技术的大长度自动控制测量标准装置

利用磨擦轮、步进电机、无线数据通讯技术和激光干涉测量系统,实现无线自动伺服控制、环境参数自动采集的无线自动控制的大长度标准测量装置,装置的移动测量平台导轨上的运行速度不低于300 mm/s,快速定位标准偏差优于±20μm,实现自动精确定位,自动测量.     

基于组态王的钟罩式气体流量标准装置控制系统设计

<正>国家石油天然气大流量计量站于20世纪80年代从美国仪表公司引进的10m3钟罩式气体流量标准,其复现的流量范围为(10~1500)m3/h,不确定度为0.1%,是目前国内准确度等级最高的钟罩式气体流量标准,经国家质检总局授权,承担着全国天然气标准表的检定任务。但由于原检定控制系统陈旧,不仅人工劳动强度大,还存在效率低下、准确度低等问题,无法满足日益庞大的检定需求,因此开发出了一种现代化的钟罩式气体流量标准装置控制系统。一、钟罩式气体流量装置结构钟罩式气体流量标准装置的标准器是由上下移动     

手持式激光测距仪检定方法及系统研究

针对现有手持式激光测距仪检定方法所需场地大、室外环境干扰因素多的问题,提出了一种“小空间长距离”的测量方案,基于此方案研制的手持式激光测距仪检定装置,以高精度全站仪的示值作为长度基准,利用镜面反射原理,在室内16 m长导轨上复现50 m标准长度,消除了野外测量中环境因素的影响。实验结果表明,检定系统满足JJG 966-2010《手持式激光测距仪》检定规程中示值误差检定技术要求,可以实现对手持式激光测距仪示值误差的检定。     

野外大长度标准器—24 m因瓦基线尺量值的可靠性

野外主要标准基线场的长度量值,均采用24 m因瓦基线尺进行测量,其测量结果相对标准偏差一般优于5×10-7,基线场的长度量值(基线量值)的测量误差除野外的测量误差外,主要有基线尺本身的长度测量不确定度和温度线膨胀系数测量不确定度.24 m光学机械比较仪是利用比较测量的原理室内检测基线尺长度的标准装置,其测量结果不确定度U99优于15μm/24m.通过分析光学机械比较仪检测基线尺的不确定度和检测数据,评估基线尺量值的可靠性.     

移动式天然气流量标准装置不确定度评定

<正>一、标准装置组成及工作原理国家石油天然气大流量计量站采育检定点的移动式天然气流量标准装置为标准表法气体流量标准装置。如图1所示,标准装置选用3台不同口径(DN80mm、DN150mm、DN400mm)的涡轮流量计并联组合作为标准器,并选用1台DN300超     

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。     

水大流量标准装置控制系统设计及性能评价

水大流量标准装置是负责开展大口径流量仪表测试、确保大流量量值溯源与传递准确可靠的核心设备,而测控系统是流量标准装置的重要组成部分。目前国内专门针对水大流量装置控制系统的研究开展较少,已有的研究成果已远远滞后于水大流量计量技术现状,且难以满足社会对大口径流量仪表自动化、智能化、高准确度的检定校准需求,而这些问题的存在又反过来对流量标准装置的进一步推广和应用造成了制约。设计并开发了一套适用于水大流量标准装置的控制系统,并通过稳定性和流量调节响应时间这两个性能指标对系统性能水平进行了评价,测试结果表明:管路流量处于480～7 800 m3/h范围内的系统稳定性Eq=0.193%<0.2%、流量从0提升至8 500 m3/h的稳定流量对应的系统响应时间约为110 s,其性能水平较为出色。     

固体材料导热率测量标准装置的研究

中国计量科学研究院正在建立保护热板法测量固体材料导热率的标准装置,本文对实验原理、装置与实验过程作了简单的介绍,在室温至80℃温度范围内对PTB提供的标准参考物质进行了多次导热率测量,对测量结果进行拟合的相对标准偏差为0.6×10-2W/(m.K),并与欧洲实验室的测量结果进行对比;在80℃~530℃温度范围间测量了花岗岩材料的导热率,测量的结果随着温度的上升而下降。     

100kN·m静重式扭矩标准装置

介绍了中国计量科学研究院研制的100kN·m静重式扭矩标准装置。该装置采用高精度大承载的刀口支承机构,力臂采用单梁结构并配置了力臂限位保护机构,砝码加载系统采用内外圈砝码组和升降机构结合的结构形式,实现了1kN·m～100kN·m范围大扭矩量值的复现。理论分析和性能验证试验表明:100kN·m扭矩装置在1kN·m～100kN·m范围内的重复性优于5×10^-5,相对扩展不确定度优于1×10^-4(k=3)。