基于量子技术的原子沉积光栅的研究进展与典型应用

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作者 雷李华 梁利杰 邓晓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期224-234,共11页

基于量子基准的精密测量技术建立在量子力学原理上,以超越经典方法的测量精度,成为现代科技发展的重要推动力。铬原子光刻光栅基于冷原子量子态的操控技术而制备,是精密测量领域的关键元件,其制备技术与应用研究备受关注。其可作为纳米... 基于量子基准的精密测量技术建立在量子力学原理上,以超越经典方法的测量精度,成为现代科技发展的重要推动力。铬原子光刻光栅基于冷原子量子态的操控技术而制备,是精密测量领域的关键元件,其制备技术与应用研究备受关注。其可作为纳米级长度标准物质,实现微纳尺度高精密量检设备的长度溯源。文中分析了铬原子光刻光栅的制备原理;综述了国内外原子光刻光栅的研究现状及其在几何量精密测量中的应用,并探讨了未来的发展方向,以提升铬原子光刻光栅在计量领域的应用水平。 展开更多

关键词 光栅标准物质 原子光刻 原子跃迁频率 量子基准

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高温液态金属流量在线测量方法与技术综述 被引量：4

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作者 李雪菁 姚新红 张进明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-72,共11页

高温液态金属流量在线准确测量对于设备的安全运行,工业过程控制,优化测量及校准装置等均具有非常重要的意义。根据测量仪表在结构中是否存在阻碍件,将现有技术进行分类分析,从测量技术原理、应用环境、特点等方面论述了现有测量技术的... 高温液态金属流量在线准确测量对于设备的安全运行,工业过程控制,优化测量及校准装置等均具有非常重要的意义。根据测量仪表在结构中是否存在阻碍件,将现有技术进行分类分析,从测量技术原理、应用环境、特点等方面论述了现有测量技术的优势及应用限制等。为了保证测量的准确性和可靠性,高温液态金属流量测量的仪器仪表在线校准是关键技术之一。对现有技术进行分析,目前能够在600℃以上的环境下长时间连续工作的高温液态金属流量测量仪表技术很少,且在线校准误差在6%(或以上)。在总结现有测量技术的基础上,展望了高温液态金属在线测量及校准技术的未来发展要求及方向。旨在为核工业及其他特种工业生产及控制过程中的流量参数检测、校准提供一定的参考。 展开更多

关键词 液态金属 流量测量 在线测量 在线校准

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基于改进U-Net网络的相位解包裹技术研究 被引量：2

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作者 徐瑞书 罗笑南 +5 位作者 沈瑶琼 郭创为 张文涛 管钰晴 傅云霞 雷李华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期120-133,共14页

提出了一种结合深度学习的空间相位解包裹方法,采用基于改进U-Net网络的编码器-解码器架构,同时加入包含双向长短期记忆网络(BILSTM)的CBiLSTM模块,并且结合注意力机制,避免了典型卷积神经网络学习全局空间依赖关系的固有缺陷的同时增... 提出了一种结合深度学习的空间相位解包裹方法,采用基于改进U-Net网络的编码器-解码器架构,同时加入包含双向长短期记忆网络(BILSTM)的CBiLSTM模块,并且结合注意力机制,避免了典型卷积神经网络学习全局空间依赖关系的固有缺陷的同时增强了深度学习模型对相位解包裹任务中的关键信息的关注能力。通过大量的模拟数据,验证了文中方法在严重噪声(SNR=0)、不连续条件和混叠条件下的鲁棒性,在以上三种情况下,同其他深度学习网络模型进行对比,文中所提出的网络模型的归一化均方根误差(NRMSE)分别为0.75%、1.81%和1.68%;结构相似性指数(SSIM)分别为0.98、0.92和0.94;峰值信噪比(PSNR)分别为40.87、32.56、37.38;同时计算时间显著减少,适合应用到需要快速准确的空间相位解包裹任务中去。通过实际测量数据,验证了文中提出网络模型的可行性。该研究将双向长短期记忆网络(BILSTM)和注意力机制同时引入光学相位解包裹问题中,为解决复杂相位场的解包裹提供了新的思路和方案。 展开更多

关键词 相位解包裹 深度学习 注意力机制 长短期记忆网络 卷积神经网络

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Si/SiO_(2)多层膜线宽关键参数精细化表征技术研究 被引量：1

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作者 褚小要 沈瑶琼 +7 位作者 刘丽琴 邹文哲 管钰晴 郭创为 张玉杰 梁利杰 孔明 雷李华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期151-161,共11页

线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)是衡量线宽标准样片质量的重要指标。文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性,提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法,以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征。利... 线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)是衡量线宽标准样片质量的重要指标。文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性,提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法,以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征。利用校准后的SEM,对利用Si/SiO_(2)多层膜沉积技术制备的线宽名义值为500、200、100 nm样片进行关键参数的测量,采用幅值量化参数的均方根粗糙度RMS描述线边缘粗糙度与线宽粗糙度,并通过图像处理技术确定线边缘位置,对线宽边缘特性进行了精确表征。实验结果表明,名义值为500、200、100 nm对的线宽样片,其实测值分别为459.5、191.0、99.5 nm,σLER分别为2.70、2.35、2.30 nm,σLWR分别为3.90、3.30、2.80 nm,说明了多层膜线宽标准样片线边缘较为平整、线宽变化小、具有良好的均匀性与一致性。基于自溯源标准物质校准SEM的方法缩短了溯源链,提高了SEM的测量精度,实现了线宽及其边缘特性的精确表征,为高精度纳米尺度测量和微电子制造领域提供了计量支持。 展开更多

关键词 自溯源标准物质 SEM放大倍率 线边缘粗糙度 线宽粗糙度 多层膜线宽

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阻抗电桥法测量交流分流器时间常数

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作者 冯建 石雷兵 +2 位作者 周碧红 胡俊杰 许峰 《计量学报》 北大核心 2025年第1期75-79,共5页

介绍了四端交流分流器的等效模型,以零磁通电流互感器为电流比例标准,构建了测量交流分流器时间常数这一主要参数的交流电桥,采用多位双级感应分压器对标准交流电阻的电压进行分压,利用差分测量电路实现对被测分流器和标准交流电阻电压... 介绍了四端交流分流器的等效模型,以零磁通电流互感器为电流比例标准,构建了测量交流分流器时间常数这一主要参数的交流电桥,采用多位双级感应分压器对标准交流电阻的电压进行分压,利用差分测量电路实现对被测分流器和标准交流电阻电压差值的测量,通过双路同步采样系统实现电桥信号的测量,并采用离散傅里叶变换算法计算出电压幅值比和相位差,从而计算出被测交流分流器的阻值和时间常数。验证实验表明,测量装置可在20 Hz~3 kHz频率范围内实现100 A以下交流分流器的精密测量,时间常数最佳测量不确定度为8 ns。 展开更多

关键词 电磁计量 交流分流器 时间常数 阻抗电桥法

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涡轮流量计在不同粘度介质下标定曲线形态的实验研究 被引量：5

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作者 刘夷平 梁艳争 +1 位作者 朱碧玉 马力 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期100-107,共8页

涡轮流量计的准确度受被测介质及其运动粘度变化的影响。使用体积流量和仪表系数无法从变粘度实验中取得形态一致且可预测的标定结果。应用量纲分析导出雷诺数和斯特劳哈尔数作为描述涡轮流量计性能的无量纲参数。通过改变丙二醇-水溶... 涡轮流量计的准确度受被测介质及其运动粘度变化的影响。使用体积流量和仪表系数无法从变粘度实验中取得形态一致且可预测的标定结果。应用量纲分析导出雷诺数和斯特劳哈尔数作为描述涡轮流量计性能的无量纲参数。通过改变丙二醇-水溶液的体积浓度得到5个不同运动粘度的介质,分别用于标定一台DN25涡轮流量计。对比结果表明,不同粘度下的标定曲线在雷诺数小于7400区域出现分离,标定数据最大相差0.9%。随着雷诺数增加,仪表系数中轴承阻滞部分的影响相对减小,标定曲线簇由分散趋于聚拢,标定数据差异小于0.1%。叶片表面的流动边界层发生层湍转捩时阻力的突变导致标定曲线出现驼峰,运动粘度越低,驼峰趋于平缓。轴承阻滞中的静态阻力部分是造成相同雷诺数下仪表系数差异的主要原因,这种差异随雷诺数减小而增加,所以,当校准介质和工作介质的运动粘度有显著差异时,涡轮流量计要避免工作在低雷诺数区域。 展开更多

关键词 涡轮流量计 标定曲线 运动粘度 雷诺数

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纳米长度溯源链融合计量研究

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作者 张玉杰 雷李华 +7 位作者 管钰晴 刘丽琴 郭创为 谢张宁 徐瑞书 梁利杰 李强 凌刚 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期236-242,共7页

为了更好地研究量子扁平化的溯源体系,提出一种纳米长度溯源链融合计量的方法。溯源性是纳米测量中的基础性问题,多种溯源途径与测量方法的融合测量已经成为未来微纳结构测量的趋势。建立“自上而下”型和“自下而上”型溯源相融合测量... 为了更好地研究量子扁平化的溯源体系,提出一种纳米长度溯源链融合计量的方法。溯源性是纳米测量中的基础性问题,多种溯源途径与测量方法的融合测量已经成为未来微纳结构测量的趋势。建立“自上而下”型和“自下而上”型溯源相融合测量体系,需要确保两种溯源体系之间的测量准确性、等效性与可比性。利用激光会聚原子沉积技术与软X射线干涉光刻技术相结合的方式,制作直接溯源至原子跃迁频率的光栅,理论准确性可达到0.001nm量级,在保证准确性极高的同时也在其整体结构面积内均能保持良好均匀性。通过制作高精度的小尺寸光栅作为两条溯源链的比对载体,有效规避以线宽为载体时产生的误差来源。文中利用基于原子光刻-软X射线干涉光刻制备的53.2nm硅光栅作为有效载体,提升自上而下的计量型原子力显微镜测量水平以及自下而上的基于硅晶格常数测量的准确性,提升国内“自上而下”型和“自下而上”型溯源的测量准确性、等效性与可比性水平。 展开更多

关键词 融合计量 自溯源光栅 纳米溯源链 硅晶格常数

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基于激光干涉仪的微纳光栅姿态校准方法研究

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作者 邹文哲 管钰晴 +5 位作者 郭创为 张玉杰 刘丽琴 徐瑞书 雷李华 凌刚 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期263-271,共9页

微纳光栅作为光栅位移测量系统的核心部件,其安装姿态误差直接影响系统的测量准确性与长期稳定性。针对微纳光栅多维度安装误差导致衍射场相位畸变这一纳米测量领域共性难题,为了减小其因为位置解算而产生的纳米级误差,提出基于矢量衍... 微纳光栅作为光栅位移测量系统的核心部件,其安装姿态误差直接影响系统的测量准确性与长期稳定性。针对微纳光栅多维度安装误差导致衍射场相位畸变这一纳米测量领域共性难题,为了减小其因为位置解算而产生的纳米级误差,提出基于矢量衍射场相位调制特性的位姿协同校准新方法。分析了微纳光栅位姿误差产生的原因,利用一维光栅的横滚、俯仰和偏航角共同描述一维光栅相对于位移台的装配状态,并基于矢量衍射理论对其误差值进行量化分析。创新性地构建了基于激光干涉仪基准的可溯源校准链,通过极值追踪与干涉仪示值闭环反馈的复合调控策略,实现光栅-位移台多自由度协同校准。同时,通过在装置搭建环节中,对于核心部件的校准,减小了系统搭建时的不确定度引入,使实验数据更可靠。最后经由实验验证了该方法在500μm行程范围内的安装误差量为13.2 nm,整体装置引入的合成测量不确定度为2.17 nm,设计的校准方案稳定可靠,因激光干涉仪的引入,具有可溯源性。 展开更多

关键词 微纳光栅 位姿校准 激光干涉仪 不确定度分析

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反门控去耦技术-定量核磁共振法测定染料木素的含量 被引量：1

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作者 李永利 陈鹰 李杰 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期629-633,共5页

以香草扁桃酸为内标物,提出了测定染料木素的定量核磁共振法(qNMR).采用反门控去耦模式采集氢谱,驰豫延迟时间为40 s,扫描次数为32次,采集时间为4.0 s,溶剂为氘代二甲亚砜,以染料木素中化学位移(δ,×10^(-6))6.38的峰为定量峰,香... 以香草扁桃酸为内标物,提出了测定染料木素的定量核磁共振法(qNMR).采用反门控去耦模式采集氢谱,驰豫延迟时间为40 s,扫描次数为32次,采集时间为4.0 s,溶剂为氘代二甲亚砜,以染料木素中化学位移(δ,×10^(-6))6.38的峰为定量峰,香草扁桃酸中δ6.96为内标物信号峰.结果表明,染料木素与内标物香草扁桃酸的质量比在0.83~7.50内,与其定量峰和内标物信号峰的峰面积比值呈线性关系,检出限(3.3s/k)为0.2 g􀅰L^(-1).在精密度试验中,测定值的相对标准偏差(n=6)均小于0.35%;稳定性试验显示供试品溶液在避光条件下24 h内稳定.方法用于实际样品的分析,测定结果与国家标准GB/T 23788-2009的一致. 展开更多

关键词 染料木素 定量核磁共振法 反门控去耦技术

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基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法研究 被引量：4

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作者 陈凯晴 管钰晴 +6 位作者 邹文哲 邓晓 孔明 陈雅晴 熊英凡 傅云霞 雷李华 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期671-678,共8页

建立了一种基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法。以国家自溯源光栅标准物质来建立标准样板校准溯源体系的可行性为基础,保障测量仪器更高精度、可溯源性;设计并制备了节距长度有序递增的多周期电子束直写光栅样板,满足可... 建立了一种基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法。以国家自溯源光栅标准物质来建立标准样板校准溯源体系的可行性为基础,保障测量仪器更高精度、可溯源性;设计并制备了节距长度有序递增的多周期电子束直写光栅样板,满足可适配于不同分辨率的nm测量仪器的需求,名义节距值分别为200、400、600、800、1 000 nm。经国家自溯源光栅标准物质比对后的AFM完成对nm栅格标准样板的测量与表征,实验表明:电子束直写制备的光栅标准样板均匀性水平1 nm,相对不确定度低于2%,光栅均具有良好的均匀性、准确性以及稳定性,验证了研制的光栅标准样板能作为一种理想的实物标准运用于nm几何量量值溯源体系。 展开更多

关键词 计量学 Cr原子光刻技术 比对定值 光栅标准物质 自溯源 扁平化 AFM

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基于矢量衍射理论的光栅干涉仪位移测量误差研究 被引量：2

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作者 雷李华 张玉杰 傅云霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期90-97,共8页

光栅干涉仪位移测量系统作为测量领域中最精密的测量仪器之一,由于在测量过程中光栅的姿态位置无法保证完美装配,使得光栅的光栅矢量方向与运动矢量方向之间出现偏差,导致位移测量结果出现周期性非线性误差。文中针对在光栅干涉仪位移... 光栅干涉仪位移测量系统作为测量领域中最精密的测量仪器之一,由于在测量过程中光栅的姿态位置无法保证完美装配,使得光栅的光栅矢量方向与运动矢量方向之间出现偏差,导致位移测量结果出现周期性非线性误差。文中针对在光栅干涉仪位移测量过程中出现的光栅与位移台以及读数头之间的姿态位置误差进行分析,通过分别建立位移坐标系及光栅坐标系,参考惯性导航领域中飞行器姿态表示方法,利用一维光栅的横滚、俯仰和偏航角共同描述一维光栅相对于位移台的装配状态。通过基于矢量衍射理论分析光栅干涉仪位移测量时三个维度的角度偏差量,对可能产生的位移测量误差进行了分析说明。基于广义一维光栅方程,探究出了一个更为普遍的结论,为后续装置的改进提供理论依据,以提高系统的测量精度。 展开更多

关键词 精密位移测量 光栅干涉仪 光栅矢量衍射 周期性误差

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电气设备剩余电压测试仪校准方法

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作者 冯建 胡俊杰 +1 位作者 许峰 周碧红 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期626-630,共5页

分析了电气设备剩余电压测试仪基本原理,提出一种基于标准阻容网络法对剩余电压测试仪剩余电压幅值和延迟时间参数进行校准的方法。结合交流标准电阻器和电容器等效模型,分析了标准电阻时间常数和标准电容损耗因数对校准结果的影响,推... 分析了电气设备剩余电压测试仪基本原理,提出一种基于标准阻容网络法对剩余电压测试仪剩余电压幅值和延迟时间参数进行校准的方法。结合交流标准电阻器和电容器等效模型,分析了标准电阻时间常数和标准电容损耗因数对校准结果的影响,推导了校准时剩余电压和延迟时间标准值的计算方法。采用1 MΩ交流标准电阻和1μF标准电容器组成的电路网络对剩余电压测试仪进行了校准,结果表明标准阻容网络法可满足该仪器的校准。对测量结果进行了不确定度分析,剩余电压幅值测量不确定度为1.1%,延迟时间测量不确定度为1.2%,主要不确定度分量为标准电容器损耗因数的影响。 展开更多

关键词 电学计量 剩余电压 延迟时间 阻容网络 损耗因数 不确定度

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基于曲面拟合的光学偏折系统显示屏标定方法 被引量：1

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作者 郭创为 管钰晴 +6 位作者 沈瑶琼 徐瑞书 朱言瑧 刘丽琴 张玉杰 雷李华 傅云霞 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期419-424,共6页

针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示:平面屏幕模型波前像差均方根误... 针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示:平面屏幕模型波前像差均方根误差(RMS)值为0.8375μm,而曲面屏幕模型仿真波前像差RMS值仅为0.0596μm。采用透射式光学偏折系统对球面透镜进行波前测量,曲面屏幕模型中波前像差RMS值为0.1371μm,平面屏幕模型中波前像差RMS值为1.4326μm。实验结果表明:使用曲面拟合效果明显优于平面拟合效果,证明了曲面拟合屏幕模型的可行性。 展开更多

关键词 光学计量 透射式光学偏折术 显示屏标定 波前测量 曲面拟合

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基于ICEEMDAN-HT的双光栅干涉间距数字化校准研究

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作者 朱言瑧 李智玮 +8 位作者 刘丽琴 管钰晴 张玉杰 郭创为 李强 刘一 蔡晋辉 万军 雷李华 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期147-158,共12页

双光栅零差干涉的非线性因素对于信号的相位提取精度容易产生影响,进而导致干涉测距精度下降。提出了一种基于改进自适应噪声的完备集合经验模态分解融合希尔伯特变换(ICEEMDANHT)的双光栅干涉间距数字化校准方法。在经验模态分解算法... 双光栅零差干涉的非线性因素对于信号的相位提取精度容易产生影响,进而导致干涉测距精度下降。提出了一种基于改进自适应噪声的完备集合经验模态分解融合希尔伯特变换(ICEEMDANHT)的双光栅干涉间距数字化校准方法。在经验模态分解算法的基础上,通过添加白噪声后使信号进行分解重构迭代,筛选符合标准的本征模态分量进行重构得到完整信号,仿真对比其他信号分解方法的分解特性,验证改进自适应噪声的完备集合经验模态分解方法重构信号的重复性和分解完备性。采用改进的双光栅测距系统对标准平面光栅间距进行校准实验,结果表明,基于ICEEMDAN-HT的双光栅间距数字化校准方法的相对误差低至0.40%,有效提高了信号的鲁棒性和间距校准精度。 展开更多

关键词 光栅间距校准 信号处理 自溯源 平面光栅

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基于机器视觉的量规测位偏差自动调整装置研究

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作者 薛琛 陈挺 +2 位作者 陈浩 赵艺博 王健 《工具技术》 北大核心 2024年第5期137-141,共5页

设计基于机器视觉的量规自调位装置,该装置在视觉检测部分标定后,对采集到的图像利用双边滤波Canny、加权Turkey算法和切线法自动识别量规的型号及量规偏离待测位置的位移与角度信息,并通过上位机将参数信息传递至三菱GX Works2软件,三... 设计基于机器视觉的量规自调位装置,该装置在视觉检测部分标定后,对采集到的图像利用双边滤波Canny、加权Turkey算法和切线法自动识别量规的型号及量规偏离待测位置的位移与角度信息,并通过上位机将参数信息传递至三菱GX Works2软件,三菱FX3U-48MT-ES模块将处理完毕的信号发送给电机,驱动电机使四自由度夹具自动调位进入待测位置,并在C#窗口界面实时显示。实验表明,该系统调位后15次实验的离待测位置偏差量均小于0.3mm,符合理论不确定度范围,优于人工放置,识别量规表面标志有效率达97.33%,实现了设备的数字化改造。 展开更多

关键词 计量学 视觉检测 量规辅助测量 自动调位夹具 数字化改造

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数值研究温度对多孔介质填充的通道型正压标准漏孔泄漏率的影响

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作者 刘燚 胡馨丹 +3 位作者 张忠立 邬昕 蒋厚庸 刘贝贝 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1067-1074,共8页

针对多孔介质填充的通道型正压标准漏孔(CTPPSL),在实际测量泄漏率时受温度的影响无法控制和获得泄漏率随温度变化的规律。文章采用数值模拟的方法建立数学模型,描述流体在多孔介质填充的CTPPSL内部流动机理。分析了不同进气温度和压力... 针对多孔介质填充的通道型正压标准漏孔(CTPPSL),在实际测量泄漏率时受温度的影响无法控制和获得泄漏率随温度变化的规律。文章采用数值模拟的方法建立数学模型,描述流体在多孔介质填充的CTPPSL内部流动机理。分析了不同进气温度和压力、孔隙率和孔径共同作用对CTPPSL泄漏率影响的三维曲面图,并给出了速度场分布。结果表明:CTPPSL的泄漏率随进气温度的升高而降低,随进气压力、孔隙率和孔径的增大而增大;当进气压力为700 kPa时,温度每相差2 K,获得泄漏率的相对误差为0.54%;当进气温度为291 K时,孔隙率ε从0.85增加到0.95获得的泄漏率增长速率比孔隙率ε从0.55增加到0.65获得的泄漏率增长速率高63.5%;此外,在相同的孔隙率变化幅度内,CTPPSL泄漏率的增长速率随孔径的增大而增大。基于研究结果得到了在温度和压力、孔隙率、孔径共同作用下可以有效控制和调节CTPPSL泄漏率大小的结论。该项研究对未来CTPPSL的加工设计,控制泄漏率变化快慢程度提供有价值的参考意义。 展开更多

关键词 多孔介质 通道型正压标准漏孔 温度 泄漏率 数值模拟

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多工况下涡轮流量计标定曲线的分散与聚合 被引量：3

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作者 刘夷平 陈超 +1 位作者 马力 宋进 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期147-154,共8页

由于缺乏足够的数据对比,多工况下涡轮流量计标定曲线之间的差异性问题一直受到仪表研究者的关注。在天然气贸易交接过程中,涡轮流量计在常压空气下的检定结论和标定数据能否应用于高压工况一直存在争议。为了对比多工况下涡轮流量计的... 由于缺乏足够的数据对比,多工况下涡轮流量计标定曲线之间的差异性问题一直受到仪表研究者的关注。在天然气贸易交接过程中,涡轮流量计在常压空气下的检定结论和标定数据能否应用于高压工况一直存在争议。为了对比多工况下涡轮流量计的标定曲线,使用高压空气环道流量标准装置,在1.6~5.0 MPa之间3个工作压力下对涡轮流量计进行了标定,3条标定曲线在低雷诺数区域出现明显的分散,标定数据最大相差0.65%。随着雷诺数增加,3条标定曲线逐渐接近,最终标定数据之间的差异不超过0.2%。应用涡轮流量计物理模型的函数形式分析并解释了标定曲线簇的形态。结果表明,轴承阻力是导致标定曲线分散的原因,而随着雷诺数的增加,仅和雷诺数有关的流体粘性阻滞力矩逐渐成为阻滞力矩的主要部分,因而多个工况下标定曲线趋于聚合。变粘度液体涡轮流量计的标定实验也可以观察到类似的曲线簇形态,这表明标定曲线的分散与聚合和流体的运动粘度有关。标定曲线的聚合减弱了工况条件引起的物性变化对涡轮流量计准确度的影响,如果涡轮流量计能够在高雷诺数下保持良好的线性度,就可以将其很好地应用于多工况的测量工作。 展开更多

关键词 涡轮流量计 标定曲线 多工况 运动粘度 仪表系数

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基于改进型两次平衡对检法的感应分压器自校准方法 被引量：2

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作者 冯建 孙健 潘洋 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期643-648,共6页

介绍了参考电势变压器和指零仪变压器设计原理,分析了屏蔽间泄漏对测量结果的影响;对常规两次平衡参考电势对检法进行了改进,使零平衡和段平衡测量过程中,参考电势和测差电路均可实现等电位保护;对自校准方法进行了推导,校准结果仅与段... 介绍了参考电势变压器和指零仪变压器设计原理,分析了屏蔽间泄漏对测量结果的影响;对常规两次平衡参考电势对检法进行了改进,使零平衡和段平衡测量过程中,参考电势和测差电路均可实现等电位保护;对自校准方法进行了推导,校准结果仅与段平衡和零平衡时锁相放大器测量的电压差值相关,与参考电势变压器、指零仪变压器、辅助变压器等的误差无关,屏蔽间泄漏的影响也得到消除。对1 kV感应分压器进行了校准实验,并对校准结果进行了测量不确定度分析,其相对扩展不确定度的评估结果为5.4×10^(-8)(k=2)。 展开更多

关键词 计量学 感应分压器 两次平衡对检法 自校准 参考电势 屏蔽泄漏 不确定度

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高分辨率连续可调的直流电流比例变换装置 被引量：3

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作者 周力任 朱力 耿骥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期46-54,共9页

基于测差原理的直流电流比例量值溯源通常是满足测量不确定度要求的有效途径。然而,电流比例可调分辨率的短板限制了实际溯源的应用范围。提出“等效分数匝”的概念,建立比例深度调节的数学模型,突破现有理论下比例最小步进值的束缚,实... 基于测差原理的直流电流比例量值溯源通常是满足测量不确定度要求的有效途径。然而,电流比例可调分辨率的短板限制了实际溯源的应用范围。提出“等效分数匝”的概念,建立比例深度调节的数学模型,突破现有理论下比例最小步进值的束缚,实现多盘联动、分辨率达到1×10、误差优于±2×10的直流电流比例变换装置。级联两台电流比例标准器,调节组合后的比例与被校比例名义值一致,解决量程内全步进值溯源的难题。针对该变换装置,提出一种基于参考绕组的自校准方法,逐盘测量一次绕组与参考绕组和二次绕组的差值,关联各盘间误差,得到任意盘任意置位下的比例实际值,具备不依赖上一级标准器、实时复现量值的特点。 展开更多

关键词 直流电流比例 分辨率 级联 联动 不确定度 自校准

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镜面反射式激光跟踪干涉测长的测量方法研究 被引量：7

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作者 平少栋 傅云霞 +2 位作者 张丰 任瑜 孔明 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期393-399,共7页

为了解决镜面反射式激光跟踪干涉测长方法在不同尺寸长度标准溯源中缺乏有效的误差分析,测量效率低等问题,文中研究了平面镜调节分辨率、平面度引入的长度测量误差,并给出了针对不同长度的平面镜角度调节允许范围。建立了镜面反射式激... 为了解决镜面反射式激光跟踪干涉测长方法在不同尺寸长度标准溯源中缺乏有效的误差分析,测量效率低等问题,文中研究了平面镜调节分辨率、平面度引入的长度测量误差,并给出了针对不同长度的平面镜角度调节允许范围。建立了镜面反射式激光跟踪干涉测长模型,分析了该模型的测量不确定度来源,模拟仿真了平面镜角度调节的影响,并进行了坐标测量机长度测量比对实验和平面镜角度调节实验。实验表明:长度测量比对的E;验证结果小于1,证明了长度测量不确定度的准确性。通过针对不同长度的平面镜角度调节实验,得到了测量不确定度为3μm (长度1 m)和3.7μm (长度2.5 m)的测量结果;同时,测量效率提高了56%,验证了此方法的准确性、高效性。文中方法实现了长度的高精度测量与测量不确定度分析。 展开更多

关键词 干涉测量 镜面反射 不确定度评定 长度标准 激光跟踪仪

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