计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究

为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO₂膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。     

普朗克常数精密测量的历史和现状

普朗克常数是量子世界和可观测量子效应的基本标志。作为物理学中基本物理常数之一,它的精确测定对于质量计量的物理基准建立、量子效应精密测量及早期宇宙大爆炸物理特性研究等都有重要意义。经过一百多年来各种间接和直接方法测量,普朗克常数的精确值2019年才被定义。系统地回顾了这一历史进程,并展望普朗克常数精密测量领域的未来发展。     

基于支持向量机分类策略的多晶硅电池片色差检测

针对复杂颜色和纹理特征条件下,多晶硅电池片上的色差检测问题,提出了一种基于支持向量机分类策略的多晶硅电池片色差检测方法。首先对预处理后电池片图像进行颜色模型转换和通道分离,利用Otsu方法对单通道图像进行阈值分割处理,并计算各阈值图像的区域对比度,然后根据区域对比度情况选择合适的阈值图像,利用阈值图像所提供的信息提取图像特征;最后使用支持向量机分类器来判别电池片是否存在色差缺陷。实验结果表明提出的色差检测算法可以实现多晶硅电池片色差高效检测,色差缺陷检测的准确度、误检率和检测时间分别达到96.88%, 5％和109ms。     

超声纵波换能器用于平测时的测距修正方法研究

研究了超声纵波换能器用于平测时的测距修正方法.首先,根据弹性波理论分析了利用平测布置代替对测布置测量波速时的实际物理意义;然后,分析了两种换能器布置方式的真实传播距离并通过设计混凝土试件切割-测量实验进行了两种布置方式的声时对比;最后,根据实验数据在对测回归直线方程的基础上提出了计算换能器平测布置修正测距的最小二乘法....     

轮对几何参数及踏面缺陷光电检测方法

提出了一种基于光电检测技术的车辆轮对综合参数自动检测方法。运用精密激光位移传感、CCD及数字图像处理技术,实现了轮缘厚度、轮缘高度、车轮直径等尺寸参数的非接触自动检测;再结合精密运动控制,以及车轴和圆周方向的快速激光扫描,实现了踏面擦伤和剥离等缺陷参数的分类和识别。实验结果表明,基于上述测量方法的检测系统,其尺寸参数测量精度为0.2mm,擦伤深度测量精度为0.1mm,剥离长度测量精度为0.5mm,能满足车辆段修现场使用的要求。     

基于Gabor变换和盲源分离的旋转机械故障诊断方法

传统的盲源分离方法要求源信号相互统计独立,但是实际机械设备很难满足这个条件。为此,提出了一种基于Gabor变换和盲源分离相结合的旋转机械故障诊断方法。首先通过不同混合信号的Gabor变换系数之间的相互关系,得到源信号间的公共频率成分,然后对观测信号进行滤波处理,得到新的观测信号,最后利用矩阵联合对角化方法进行分离,实现相关源信号盲分离。该方法突破了传统盲源分离方法中要求源信号相互统计独立且最多只能有一个高斯信号的限制,仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

不同发射率下红外热图像的非稳态温度场测量研究

通过分析红外测温公式,研究物体发射率对红外热图像测温精度的影响,并找出影响物体发射率的因素。根据经典计算方法,发现了物体发射率在红外热图像测温应用中的局限。从红外热图像的角度对发射率的计算进行了建模,基于修正物体发射率得到提高红外热图像对非稳态温度场测量精度的模型。对铸铁、不锈钢进行了3组测温实验,红外热图像直接测量的最大误差分别为2.1℃、1.7℃、2.3℃,而所提出的方法测量的最大误差分别为1.0℃、0.7℃、1.6℃。通过对比分析3组测量结果数据验证了测量方法的可行性。     

基于图像处理的皮带机上煤量体积计量

为了实现皮带机上煤体积实时计量,提出了一种基于图像处理技术实现皮带上煤量计量方法。通过线激光仪器和工业相机进行皮带机煤图像采集,首先对图像进行预处理,包括滤波、灰度化、二值化;然后通过图像膨胀减少骨架提取的毛刺现象,根据获取的空载无煤时刻的基线与实时获取的激光线,通过对比形成煤轮廓;计算出皮带上煤量截面积,根据截面积与皮带机带速关系实现皮带上煤量体积计量。通过在皮带机不同带速下进行试验测量,最大误差为4.2%,最小误差为0.9%,并且运行稳定。     

基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究

基于约瑟夫森量子电压标准设计了交流功率差分测量系统。通过分析差分采样系统的误差分布及误差传递函数,提出换向差分测量方法,减小了差分采样系统的增益误差,提高了电压幅值测量准确度;通过分析衰减系数η,证明了采用换向差分测量较容易实现10-7量级电压幅值测量。通过评估差分采样系统零相位,结果证明了差分采样系统具有较好的相位测量稳定性。分析了交流功率差分测量系统的不确定度分量,评估了功率因数为1.0,0.5 L和0.5 C时的功率测量不确定度,通过与国家交流功率基准装置进行实验比对,证明了基于约瑟夫森量子电压交流功率测量系统不确定度评估的合理性。     

基于单稳频激光的端面距离微尺寸测量方法

搭建了一种用于端面距离微尺寸测量的干涉光路,分别以频率高度稳定的532nm波长激光和波长不确定度水平相对较差的633nm波长激光作为光源进行照射以获取干涉图样。使用电荷耦合器件(CCD)传感器获取干涉图样,采用数字图像处理手段清晰化干涉图样,并利用条纹的像素距离计算干涉条纹级次差的小数部分,用多波长的小数重合法计算端面间距。通过系统的软件部分,利用数字图像处理的手段对干涉图像的质量进行优化,在较为简单的实验条件下实现精度较高的端面距离微尺寸测量。