计算测量问题与求解方法初探

计算测量是指对复杂测量过程进行建模计算并通过测量仪器在一定观测条件下获得观测数据,然后通过逆问题精确求解以获取待测参数的一种测量方法。提出计算测量的基本概念和特点,指出其本质是一种基于模型的测量,是一个典型的逆问题求解过程。探讨了计算测量的可测量性、测量误差分析与精度评定、测量优化配置、正向模型快速准确数值计算、待测参数鲁棒快速提取等基础科学问题及其普适求解方法,强调现代数学理论与工具在求解相关问题的重要性和必要性。给出计算测量的若干研究实例,表明计算测量可望为批量化制造过程中的在线测量提供一种快速、低成本、非破坏性的精确测量新途径。     

界面工程实现Au@MoS2核壳异质结在等离激元学和光电子学领域卓越的热载流子输运动力学(英文)

贵金属和二维半导体构建的异质结为等离激元纳米结构产生的热载流子提供了独特的电荷传输路径,有望应用于各种等离激元和光电子器件.然而,传统异质结构的电荷转移速度和效率通常受限于有限的界面面积和不可避免的界面污染.本文中,具有原子级清洁和较大接触界面的新型Au@MoS₂核壳异质结构能够实现超快和高效的热电子转移.飞秒瞬态吸收光谱研究表明,Au@MoS₂中从金纳米颗粒到MoS₂的热电子注入时间常数小于244 fs,而机械转移方法制备的Au/MoS₂对照样品的热电子注入时间常数为493 fs,同时,电荷转移效率从Au/MoS₂的3.33%提升至Au@MoS₂的25.3%.开尔文探针力显微镜和离散偶极近似研究进一步证明了上述结果,明显改善的电荷转移归因于原子级清洁和完全封装的异质结界面.这项研究提供了贵金属-二维半导体异质结构内固有电荷转移的基本理解,从而展现了Au@MoS₂这一新型异质结结构在等离激元和光电子器件中的应用前景.     

应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术

综述了应变式旋转轴扭矩测量信号的无线传输方法,对各种无线传输方法的基本原理和供电方式进行了深入分析,并对各种方法的特点和技术性能作了详细论述。     

利用转速波动信号在线识别内燃机气缸压力的研究

提出一种利用转速波动信号在线识别内燃机气缸压力的方法,通过分析曲轴飞轮系统的动力学特性,建立一个简明实用的内燃机动力学模型,揭示瞬时转速波动信号与气体力抟矩及各缸气体压力之间的本质联系,给出气缸压力波形成的在线识别方法及其快速实现算法,试验及分析结果表明这种方法的可行性和有效性,为进一步诊断内燃机各缸工作不均匀性及单缸或多缸失火故障奠定了基础。     

双端口 RAM 数据采集板的研制及应用

讨论用８０９８单片机、双端口ＲＡＭ等研制的ＰＣ机数据采集板的结构及其在铣刀状态监测数据采集中的应用。该数据采集板与ＰＣ机的接口采用内存直接映象方式，解决了高速ＰＣ主机与低速外设的矛盾。文中讨论了当从两个端口同时访问双端口ＲＡＭ时，在程序设计上应如何保证数据的完整性     

基于UV光照的圆片直接键合技术

研究了UV辅助活化与湿化学清洗活化相结合的圆片直接键合技术,并利用红外测试系统、单轴拉伸测试仪和场发射扫描电子显微镜,结合恒温恒湿实验、高低温循环实验对键合质量进行了测试.结果表明,采用该技术可以实现较好的圆片直接键合,提高键合强度,控制合适的UV光照时间可以获得更高的强度,对键合硅片进行恒温恒湿和高低温交变循环处理后,硅片仍能保持较高的键合强度.因此,该工艺对于改进圆片直接键合技术是行之有效的,具有很大的应用潜力.     

微/纳结构三维形貌高精度测试系统

为实现微/纳结构三维形貌的高精度测量,提出利用显微干涉技术和偏振技术相结合的方法来研制微/纳结构三维形貌亚纳米级精度测试系统.首先,利用五步相移干涉技术采集5幅带有n/2相移增量的干涉条纹图.然后,通过Hadharan五步相移算法得到包裹相位图.最后,利用分割线相位去包裹算法和相位高度关系转换得到微/纳结构三维形貌.在测试过程中通过偏振片产生强度可调的线偏振光,再由1/2波片改变偏振光在分光镜中的分光比,补偿参考镜与试件的反射性能差异,可得到亮度适中且对比度高的干涉条纹图,从而有利于实现微/纳结构三维形貌的高精度测量.系统的轮廓算术平均偏差R_a的重复测量精度可迭0.06 nm,最大示值误差不到±1%,示值变动性不到0.5%.通过对标准多刻线样板、硅微麦克风膜和硅微陀螺仪折叠梁的三维形貌测量验证了系统的有效性和实用性.     

基于条纹图的微结构离面运动特性测量

为了测量微结构离面（Out—of—plane）运动特性,利用频闪显微干涉技术设计研制了微结构离面运动测试系统,首先采集微结构运动周期内不同时刻的一系列干涉条纹图,并通过SUSAN滤波算法对各干涉条纹图进行降噪处理,再利用5步相移算法从干涉条纹图中提取被测微结构的相位信息得到包裹相位的锯齿型条纹图,并采用质量导向图法进行去包裹处理,最后根据相位高度关系式可得到被测微结构运动周期内不同时刻的形貌图及其离面运动曲线。通过实验对正弦基础激励下硅微悬臂梁的离面振动响应进行了有效测量,且测量重复性小于10nm。     

小波包改进算法及其在柴油机振动诊断中的应用

针对柴油机缸盖表面振动信号的非平稳时变特点,提出了基于小波包分析的柴油机振动诊断方法。给出了小波包变换的一种改进算法,通过移频处理,克服了原算法中的频率混叠现象,使分解序列的排列顺序与频带的线性划分顺序一一对应。通过对完整工作循环内的缸盖信号进行小波包分解,实现了整循环诊断特征向量的快速提取。试验结果表明,该方法在柴油机振动诊断中是有效可行的,对其它复杂机械的振动诊断同样具有参考价值。     

柴油机缸盖振动信号的小波包分解与诊断方法研究

研究了柴油机缸盖表面振动信号的时域、频域和循环波动特性,揭示了它的非平稳时变特点,提出了从振动信号的小波包分解系数中实现整循环征兆提取和故障识别的方法。实际及分析结果表明了该方法的可行性和有效性,这对其它复杂机械的振动诊断同样具有参考价值。