基于SOLT校准技术的S参数测量不确定度评定

目前,常用的S参数测量不确定度评定方法中均未考虑S参数相关性的问题,论文给出了一种2GHz~18GHz频率范围内S参数测量不确定度的评定方法,该方法从校准件的定义出发,基于SOLT校准技术对矢量网络分析仪进行自校准,将校准件引入的不确定度通过矢量网络分析仪传递给被测件(DUT),通过使用蒙特卡洛仿真的方法(MCM)得到矢量网络分析仪测量DUT S参数的测量不确定度,评定过程中考虑了相关性问题,提高了S参数测量不确定度的可靠性和合理性。     

基于 SOLT 校准技术的S参数测量不确定度评定磁

目前,常用的 S 参数测量不确定度评定方法中均未考虑 S 参数相关性的问题,论文给出了一种2GHz ～18GHz 频率范围内 S 参数测量不确定度的评定方法,该方法从校准件的定义出发,基于 SOLT 校准技术对矢量网络分析仪进行自校准,将校准件引入的不确定度通过矢量网络分析仪传递给被测件（DUT ）,通过使用蒙特卡洛仿真的方法（MCM ）得到矢量网络分析仪测量 DUT S 参数的测量不确定度,评定过程中考虑了相关性问题,提高了 S 参数测量不确定度的可靠性和合理性。     

FBG位移传感器的标定与不确定度分析

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准.通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定系数,并对标定装置和传感器进行不确定度评定.实验结果表明:FBG位移传感器标定平台标定得到FBG位移传感器的灵敏度为0.0145 nm/mm,线性度为99.87％,重复性误差为0.082％,校准装置的测量不确定度为0.11 mm.     

基于改进Levenberg-Marquardt算法的地磁矢量校准方法

三轴磁传感器误差校准的椭球拟合方法通常要先求得椭球参数,再通过矩阵分解才能得到误差校准参数,这将导致误差校准参数存在无穷多解.为解决此问题,提出了一种基于改进的Levenberg-Marquardt(LM)算法的地磁矢量校准方法.首先使用质子磁传感器提供地磁场真值,利用改进的LM算法直接求解三轴磁传感器误差校准参数,然后利用加速度计测量恒定重力场作为辅助信息校准三轴磁传感器和加速度计坐标系之间的非对准误差.仿真结果表明,本文提出的方法可以使得三轴磁传感器测量地磁总场的均方根误差减小两个数量级,测量地磁分量的均方根误差减小一个数量级;实验结果表明该方法能够大大提高三轴磁传感器测量精度,最终获得加速度计坐标系下的高精度地磁场矢量.     

对火箭发动机推力矢量测试系统的标定

重点介绍了一种用于测量火箭发动机推力矢量的压电式测试系统,并设计了对测试系统进行静态标定和动态标定的装置。多次标定结果表明:该推力矢量测试系统静态性能良好,灵敏度、线性度都达到了设计要求,直接输出的向间横向干扰在5%以内;动态性能优异,响应迅速,无滞后现象和振荡现象的出现。     

国产智能气压测量仪实验室校准方法研究

以国产智能气压测量仪为研究对象，选取国产DYG4和国外PTB系列气压传感器为实验样本，对国产智能气压测量仪的实验室校准方法展开研究；校准方法对校准所用仪器设备、校准项目、校准数据处理原则展开分析，在校准方法研究基础上设计了DYG4自动化校准系统；校准案例中对样本仪器示值误差、回程误差、测量结果重复性进行了测试，并评定了示值误差测量结果的不确定度，DYG4在各校准点不确定度为0.14 hPa，PTB系列为0.12 hPa；实验室比对结果表明，各校准点归一化偏差绝对值均未超过1，证明校准方法合理。     

压电式压力测量系统准静态校准压力脉宽分析

压电式压力测量系统的低频(零频)特性不理想,静态校准时电荷会产生漂移,对灵敏度的获取产生影响.为准确获取测量系统的灵敏度,可采用准静态校准的方法,该方法存在如何选取校准压力脉宽的问题.根据压电式传感系统的等效电路,建立了在测量过程中电荷泄露的数学模型,分析了电荷漂移的主要原因;探讨了不同压力脉宽1 Hz内低频分量所占能量比;基于准静态校准实验,对典型压电式压力传感系统进行校准,获得了不同脉宽激励下测量系统的灵敏度,对灵敏度的差异进行分析,选取了合适的校准脉宽范围.     

TRL校准方法的实现与应用

介绍了目前矢量网络分析仪广泛存在的误差,分析了各项误差的产生机理,针对可修正的系统误差列举了误差校准的方法。详细地推导了针对平面电路的TRL校准方法的算法,制作了TRL校准件,用矢量网络分析仪测量了实际效果,实验结果表明,TRL校准方法有很高的精确度和实用性。     

铁路机车车辆静态限界测量系统校准方法研究

静态限界是保证机车安全运行的基本条件,为了满足铁路机车静态限界快速、精确、自动测量的需要,本文基于电控移动机构和激光测距传感器建立了机车车辆静态限界测量系统.根据系统工作原理及结构组成,研究了系统校准方法,并设计了专用校准附件.该方法操作方便,实用性强,能够在现场一次性完成测量系统的局部标定与系统标定.经检定,该系统测量精度优于0.5 mm,满足了高速铁路机车车辆静态限界测量的要求.     

基于蒙特卡罗法的平面度测量不确定度评定

形位误差的测量不确定度评定是目前测量领域研究的热点;但由于其测量的复杂性和测量结果评定的多样性,导致在实际测量结果中形位误差测量的不确定度评定成了难题;为此,根据形状误差评定准则,选取最小二乘法建立数学模型,确定形状误差数学模型中各参数值的传递系数和单点不确定度,并分析具体的测量方法和测量过程中的不确定度来源,根据传统的GUM法对其进行不确定度评定;然后采用蒙特卡罗伪随机数的方法来模拟实际测量数据,从而得到平面度误差的不确定度;通过设置实验对比,验证了蒙特卡罗法评定平面度不确定度的可靠性和准确性;该方法不需要求出数学模型中的传递系数,利用MATLAB软件很容易实现,为平面度误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法,值得推广和应用。     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

全断面硬岩掘进机的推进速度自适应控制

针对全断面硬岩掘进机(TBM)在掘进过程中负载的不确定性和突变性的问题,提出了一种基于BP神经网络的PID控制策略,增强了推进速度对负载扰动的抑制能力.在分析TBM液压推进系统原理和实际掘进参数的基础上,建立了TBM液压推进系统数学模型,设计了基于BP神经网络的TBM推进速度PID控制器,并采用AmeSim和Matlab联合仿真工具搭建TBM推进系统模型,验证不均匀负载突变下推进速度的控制效果.仿真结果表明:相比于传统PID控制,所提出的控制器能减小不确定性扰动对控制系统的影响,并快速跟踪设定值,实现对TBM推进速度的精确控制.     

小样本ATS测量不确定度评定方法研究

提出一种基于灰色系统理论和贝叶斯信息融合理论评定小样本自动测试系统（Automatic Test System,ATS）测量不确定度的新方法。该方法在已有测量不确定度灰色评定模型的基础上,引入灰色关联理论,建立新灰色评定模型,并引入贝叶斯信息融合思想,融合历史测量数据和当前测量数据的评定结果,得到最终测量不确定度。以某ATS测量链中具体的传递单元作为实例,按该方法计算测量不确定度,并将评定结果与其他常用方法评定结果进行比较,达到很好的一致性,且该方法评定小样本ATS静态测量得到的结果准确度高,评定小样本ATS动态测量,更符合其动态测量特性且计算量小。     

基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法

为了解决传统航天器姿态测量方法中存在的误差率高的问题,提出基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法。首先对使用的精密星敏感器进行设计,并将在不影响航天器运行的前提下安装在合适的位置上。通过建立运动坐标系、坐标参数转换和设置姿态参数三个步骤得出航天器运动模型,在该模型下分析出航天器姿态的基本运动规律、利用精密星敏感器识别并选取航天器空间下的任意三个星点,最后综合定位的星点和航天器姿态的运动规律,从不同的角度上确定航天器姿态测量结果,为了提高航天器姿态测量结果的精度进行标定处理。通过模拟实验分析得出结论：与传统测量方法相比,基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法的平均误差率降低了6.0%。     

基于量子粒子群优化的动态标定辨识方法

针对传统辨识方法对非线性系统辨识效果不理想的情况,提出将量子粒子群优化（ QPSO）算法引入到力传感器的动态标定辨识中来。搭建了基于垂直正弦力加载的力传感器动态标定装置优化,该系统使用正弦运动机构作为激励装置,动态力由安装在正弦机构上的质量块产生。为验证QPSO算法进行系统辨识的可行性,进行了两组对比实验。结果显示：相比于递推最小二乘（ RLS）法,QPSO算法的辨识精度较高,适用于非线性系统的参数辨识。     

回转体七轴综合测量的数据融合研究

针对回转体七轴综合测量,研究了电感测头采集到的三组柱坐标系下数据的融合方法。介绍了测量系统的工作原理,详细分析了各测头在敏感方向和非敏感方向位置的标定方法,结合标定结果建立了数据融合模型。该系统实现了工件一次装卡完成内、外轮廓的全部几何参数的测量。实验表明：该系统的测量不确定度在0．02mm以内。     

一种基于弹道曲线模型的脱靶量测试方法

针对传统的脱靶量测试设备体积庞大、不便移动且测试成本高等缺点,提出了一种基于弹道曲线模型的双目立体视觉的脱靶量测试方法。研究了摄像机的成像模型及坐标系变换,分析了摄像机标定的一般方法,构建了摄像机标定模型,并推导了标定参数的表达式。基于双目立体视觉测试技术设计了弹道曲线模型的弹丸脱靶量测量系统,其测量过程简单且标定结果稳定,可实现弹丸运动目标的快速检测,通过对运动目标的空间定位和轨迹拟合实现了脱靶量的测试。实验结果表明:弹道直线模型和曲线模型均能简便地求解飞行弹丸脱靶量,后者比前者更贴近实际弹丸飞行轨迹,可获得更高精度的脱靶量,弹道曲线模型的脱靶量平均绝对误差(MAE)比直线模型降低了大约一半。     

基于坐标变换的六维力传感器静态标定方法

为了提高传感器的测量精度,研究了六维力传感器标定矩阵的构造方法。首先,指出了传统标定矩阵的物理意义。然后,在传统标定矩阵中引入坐标平移变换算式,提出了一种综合考虑位置、姿态、坐标轴刻度比例缩放变换关系的六维力传感器静态标定方法。在标定试验的基础上,构造了标定矩阵,并对实测数据进行了补偿计算。误差分析表明:在传感测量系统无平移系统误差时,与传统标定方法相比,该方法的补偿精度略有下降。当在传感测量中加入平移系统误差时,该方法的补偿精度不变,而传统标定方法的测量精度明显下降。该方法起到了消除平移系统误差作用。     

蒙特卡洛法在发动机推力测量不确定度评估中的应用

现行对发动机试验推力测量不确定度的评估一直采用GUM法,存在输入量和输出量概率分布假设以及非线性模型近似等问题,有一定的局限性;以发动机推力矢量测量为例,文中简述了压电式推力矢量测量的数学模型,运用GUM法对推力矢量参数的不确定度评估,同时分析了蒙特卡洛法的原理、具体评估过程和适用性,编制了软件,并将不确定度评估结果与GUM法评估结果进行对比;对比结果表明,在发动机试验推力矢量参数的不确定度评估过程中,蒙特卡洛法相比GUM法更为适用.