面向能量天平同步测量的磁链差测量方法研究

能量天平法作为一种质量量子基准研究方案,其中磁链差测量是能量天平测量过程的核心,其基本原理是对线圈感应电压的时间积分进行测量.原有的磁链差测量方法是基于数字积分原理的,当其应用于能量天平同步测量方法中时,难以克服数据采集卡的本征弱点,无法满足10-8量级的相对标准不确定度需求.为此,基于双积分型模数转换器(ADC)提出...     

能量天平不确定度分析与整体系统改进

将质量单位千克溯源到普朗克常数上是目前计量领域公认的实现质量重新定义的方法。能量天平法则是我国提出的用来测量普朗克常数与复现质量的一种方案。与国外采用的功率天平法相比,能量天平法拥有静态测量的优点。第一代能量天平系统已经完成了整体系统实验,对其不确定度的详细分析,有助于进一步优化设计方案,改进实验过程。最后得到其整体的不确定度为2.5×10~(-6)。针对其中主要的不确定度来源,在第2代能量系统中分别提出了相应的改进办法,为进一步降低实验不确定度提供了保证。     

能量天平永磁体系统的温度场分析

提出基于COMSOL有限元仿真的方法对永磁体系统的温度场进行分析。通过分析,得到永磁体在不同工作模式下的温度上升曲线。仿真结果表明永磁体磁盘在两种工作模式下存在10^-4 K量级的温度差异,由于钐钴永磁体磁盘存在-3×10^-4 K^-1的温度系数,温度对磁链差的测量影响在10^-8量级。为改善能量天平永磁体系统中悬挂线圈的发热问题,提出调整悬挂线圈电流,增大辐射面辐射系数,改变天平支撑结构3种方案,以改善温度波动引入的普朗克常数测量不确定度。     

任意阶次多项式最小二乘拟合不确定度计算方法与最佳拟合阶次分析

阐述了一种采用矩阵方程表示的任意阶次多项式最小二乘拟合的不确定度计算方法,同时通过仿真研究了该方法的特性。通过该方法,可以得到拟合不确定度最小的拟合阶次,也就是最佳的拟合阶次。仿真得到的最佳拟合阶次与仿真模型的原函数阶次都为5阶,从而验证了该方法的有效性。     

基于BIM技术的管廊运维平台应用研究

为解决地下综合管廊传统施工方式信息化程度不足、难以协同等问题.利用BIM技术与GIS、物联网、云计算等高新技术进行管廊运维管理,基于BIM技术在应用中的适用性和需求性,构建管廊三维可视化运维平台,实现信息共享,能有效提高管理效率、协同水平,控制工程建设进度、质量、安全风险,为综合管廊后期运维和构建信息可视化平台提供技术参考.     

中国计量院在千克重新定义方面的工作和贡献

为了应对国际单位制的重大变革-用普朗克常数对质量单位千克进行重新定义,中国计量科学研究院于2006年提出了能量天平方案。该方案采用静态测量,可避免国外功率天平方案中因动态测量引入的技术难题。2013年原型试验装置NIM-1研制成功,在空气中测量普朗克常数的不确定度达到2. 6×10~(-6)(k=1),证实了能量天平方案原理可行。2017年,新一代能量天平装置NIM-2研制成功,并实现了真空环境下的测量,相对不确定度为2. 4×10~(-7)(k=1)。目前中国计量科学研究院正对能量天平装置中几项主要的不确定度来源进行改进研究,预计在未来的两年内可达到10-8量级的不确定度。     

基于斜率一致性的电气设备红外与可见光图像配准方法

针对电气设备同一场景间红外与可见光图像间难以 匹配的问题,提出了一种基于斜率一致性的图像配准方法。首先通 过基于多方向结构元素、不同权值的数学形态学边缘检测算法分别提取红外与可见光图像的 边缘,得到粗边缘图像; 然后通过SURF算法检测两幅边缘图像的特征点,根据正确的匹配点对之间斜率一致性的先 验知识,进行特征点匹配; 最后通过最小二乘法求得仿射变换模型参数实现两幅图像的配准。实验结果表明,本文方法 有效提高了匹配点对的正 确率,特征点的定位也更加精确,能够对电气设备红外和可见光图像实现高精度的配准 。     

能量天平电磁体系统非线性误差研究

在功率天平和能量天平实验中,当磁体由铁磁材料构成时,悬挂线圈通电后产生的磁场会引入非线性误差。功率天平法采用的永磁体系统,磁场较强,引入的非线性误差小于1×10-9。而在能量天平法中,电磁体系统产生的磁场较弱,同时存在闭磁路,磁路模型复杂,其非线性误差需要进一步研究。磁体的非线性误差主要与两个因素有关,一个是悬挂线圈电流大小,一个是磁轭在BH曲线上的工作点。在电磁体系统中,这两个因素都与激励电流有关。通过对电磁体系统磁路模型的分析,得到非线性误差随激励电流的关系曲线,发现磁轭适当的磁饱和可以减小非线性误差。通过调整激励电流,电磁体系统中的非线性误差可基本消除。磁路模型分析与实验结果在10-7量级上相符合。