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校准能见度仪用标准散射体定标系统装调技术 被引量：10
1
作者 张健 张国玉 +1 位作者 孙高飞 张建良 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1207-1215,共9页
为了实现校准能见度仪用标准散射体的快速高精度定标,依据标准散射体校准前向散射式能见度仪的校准原理,提出了一种新型的校准能见度仪用标准散射体定标系统,重点研究了该系统的装调技术。根据定标系统的组成与工作原理,建立了定标系统... 为了实现校准能见度仪用标准散射体的快速高精度定标,依据标准散射体校准前向散射式能见度仪的校准原理,提出了一种新型的校准能见度仪用标准散射体定标系统,重点研究了该系统的装调技术。根据定标系统的组成与工作原理,建立了定标系统装调光学模型,并提出由抛物面反射镜与全景成像能量检测系统相对位置装调以及抛物面反射镜与低反射率球形屏幕系统相对位置装调组成的定标系统装调方案。建立校准能见度仪用标准散射体定标系统极限误差计算模型,在入射光线角度为45°的情况下,计算出装调过程中抛物面反射镜与低反射率球形屏幕系统平移误差与倾斜误差的极限装调误差分别为3.18°和0.847°,抛物面反射镜与全景成像能量检测系统平移误差与倾斜误差的极限装调误差的极限装调误差均为2.14 pixel。实验证明装调后的校准能见度仪用标准散射体定标系统的最大角度检测误差为0.795°,满足定标系统的角分辨率是1°的使用要求。 展开更多
关键词 前向散射式能见度仪 定标系统 装调技术 极限误差 光轴一致性
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折/衍混合光学系统在纳型星敏感器中的应用 被引量：1
2
作者 邓骞 张国玉 +2 位作者 孟遥 孙高飞 杜宗育 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期251-263,共13页
微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm... 微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm、相对孔径1∶1.086、光学系统总长36.4 mm的七片式折衍混合结构的星敏感器光学系统。根据衍射元件的负色散特性,用折衍混合透镜代替常规材料正负透镜组合的方式减少了镜片数量,缩短了光学系统长度,并提高了光学系统的成像质量,使点扩散函数趋于正态分布,有利于质心提取精度的提高。所设计的光学系统在3×3像元内的能量集中度超过90%;最大畸变仅0.013%;全视场垂轴色差小于0.6μm。通过标量衍射理论计算衍射元件在520~780 nm内衍射效率可以达80%以上,通过杂散光分析软件ASAP对系统进行了视场内鬼像分析,系统在多级衍射时探测目标成像光斑路径下的光通量与最亮鬼像光斑路径下的光通量之比大于3.17×10^(4),验证了在极限星等为6.5时满足信噪比大于8.1的结论。最后对所设计的系统进行了公差分析,结果表明加工后该光学系统可满足微纳卫星对星敏感器的使用要求。 展开更多
关键词 纳型星敏感器 光学设计 折衍混合光学系统 大相对孔径 衍射面 鬼像
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电磁振动式凝血过程动态测试传感器 被引量：9
3
作者 王哲 于源华 +1 位作者 于占江 陈启梦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期127-135,共9页
随着对手术外科、重症监护室（ICU）等科室患者血液凝固情况床旁快速检测（POCT）的需求越来越大,凝血快速检测技术及方法引起学者及商业的广泛关注。采用电磁振动原理,通过动力学建模,建立由弹性支撑和电磁感应器件组成的振动系统微分... 随着对手术外科、重症监护室（ICU）等科室患者血液凝固情况床旁快速检测（POCT）的需求越来越大,凝血快速检测技术及方法引起学者及商业的广泛关注。采用电磁振动原理,通过动力学建模,建立由弹性支撑和电磁感应器件组成的振动系统微分方程,并进行谐响应分析与振动疲劳耦合分析,优化分析结果并搭建测试装置。利用本装置与凝血试剂配套,建立POCT快速检测血凝的标准曲线,并与进口POCT凝血仪进行方法学比对。结果表明,本研究设计的传感器一阶固有频率为11.368 Hz,其与进口POCT凝血仪测试结果相关性达到0.996,重复性达到0.002。设计的电磁振动式凝血过程动态测试传感器可以满足临床检测精度的要求,本研究可为开发干生化凝血过程动态测试POCT仪器提供核心技术。 展开更多
关键词 床旁快速检测 传感器 电磁振动 弹性支撑 凝血过程动态测试
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用于校准能见度仪的标准散射体定标系统的校准方法 被引量：5
4
作者 张健 张国玉 +2 位作者 孙高飞 苏拾 张建良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期196-204,共9页
为了实现对用于校准能见度仪的标准散射体的快速准确定标,通过测量标准散射体不同散射角的散射系数,实现对标准散射体不同散射角所模拟的大气能见度进行准确定标并对定标系统进行校准.根据定标系统的组成与工作原理,确定定标系统的校准... 为了实现对用于校准能见度仪的标准散射体的快速准确定标,通过测量标准散射体不同散射角的散射系数,实现对标准散射体不同散射角所模拟的大气能见度进行准确定标并对定标系统进行校准.根据定标系统的组成与工作原理,确定定标系统的校准方法并建立相应的校准链,并设计校准链的各组成部分的校准方法.通过对已知散射系数的标准散射体进行定标,验证校准后定标系统定标结果的准确性,进而验证了定标系统校准方法的正确性.实验结果证明:定标系统对标准散射体的散射系数定标结果的误差为7.93%;经由定标系统定标的标准散射体所模拟的大气能见度的最大误差为8.61%,满足用于校准能见度仪的标准散射体的使用要求. 展开更多
关键词 前向散射式能见度仪 能见度测量 校准 散射测量 标准散射体
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基于畸变影响的动态星模拟器星点位置修正方法 被引量：7
5
作者 邹阳阳 张国玉 +2 位作者 孙高飞 张健 陈启梦 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期468-473,共6页
介绍了动态星模拟器工作原理及星点位置误差计算方法,提出一种基于星模拟器自身光学系统畸变影响的星点位置修正方法,根据星点位置修正原理,建立修正模型并推导出相应公式.通过对动态星模拟器光学系统进行分析,在畸变曲线基础上利用Mat... 介绍了动态星模拟器工作原理及星点位置误差计算方法,提出一种基于星模拟器自身光学系统畸变影响的星点位置修正方法,根据星点位置修正原理,建立修正模型并推导出相应公式.通过对动态星模拟器光学系统进行分析,在畸变曲线基础上利用Matlab拟合得出光学系统视场与星点位置修正量的关系曲线,通过确定星点位置修正临界视场并选取适当修正范围,根据公式对星点位置进行修正以满足星模拟器的设计指标,利用该修正方法能够有效降低对动态星模拟器光学系统畸变设计的要求,为动态星模拟器误差修正提供有效方法. 展开更多
关键词 动态星模拟器 像差 星点修正 曲线拟合
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用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计（英文） 被引量：3
6
作者 张健 张国玉 +3 位作者 徐达 孙高飞 苏拾 张建良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期163-171,共9页
为了实现校准能见度仪中标准散射体的快速准确定标,建立了用于校准能见度仪的标准散射体的定标系统.研究了定标系统中全景成像折反光学系统的设计方法.根据抛物面反射镜的光学特性推导出抛物面面型的计算方法.根据定标系统对光学系统的... 为了实现校准能见度仪中标准散射体的快速准确定标,建立了用于校准能见度仪的标准散射体的定标系统.研究了定标系统中全景成像折反光学系统的设计方法.根据抛物面反射镜的光学特性推导出抛物面面型的计算方法.根据定标系统对光学系统的要求,完成全景成像色度计光学系统的设计.对全景成像折反光学系统进行建模仿真并设计实验验证光学系统的设计与仿真结果的正确性.实验结果表明:全景成像折反光学系统的空间检测俯仰角范围为0°~90°,方位角范围为0°~360°,且最小角分辨率为1°,与仿真结果基本一致,满足用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计要求. 展开更多
关键词 仪器光学设计 前向散射式能见度仪 全景成像光学系统 校准 散射测量
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用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的误差分析（英文） 被引量：5
7
作者 张健 张国玉 +1 位作者 张建良 赵云率 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期133-144,共12页
为了实现用于校准能见度仪的标准散射体的快速高精度定标,依据标准散射体校准前向散射式能见度仪的校准原理,建立定标系统中光学系统的误差分析方法.分析标准散射体定标系统的工作原理,结合其光学系统、机械结构的加工及装调偏差,建立... 为了实现用于校准能见度仪的标准散射体的快速高精度定标,依据标准散射体校准前向散射式能见度仪的校准原理,建立定标系统中光学系统的误差分析方法.分析标准散射体定标系统的工作原理,结合其光学系统、机械结构的加工及装调偏差,建立了标准散射体定标系统的光学系统模型并设计实验证明其正确性.分析影响定标系统中光学系统精度的主要误差,得到标准散射体定标系统中光学系统的误差传递模型.通过对畸变偏差、像面位置偏差、主点位置偏差、像面倾斜偏差和焦距偏差的分析,提出了一种系统综合误差分析的方法并建立了综合偏差模型,对每个偏差单独分析,得出畸变偏差、像面位置偏差、主点位置偏差、像面倾斜偏差和焦距偏差的偏差范围依次为0.024mm,0.399mm,0.02mm,0.28rad和0.392mm.该研究为提高用于校准能见度仪的标准散射体定标系统的精度以及校准时误差的来源分析与补偿提供理论依据. 展开更多
关键词 能见度与成像 像差补偿 光学设计及装配 校准 气象仪器
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姿态敏感器地面标定精密调整机构设计 被引量：3
8
作者 陈启梦 张国玉 +1 位作者 王哲 张健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1926-1932,共7页
为了满足光学姿态敏感器地面标定更高精度的应用需求,针对当前敏感器地面测试设备的标定精度与设计值不一致的实际问题,提出了一种分辨率高、稳定性好的五自由度精密调整机构设计方案。分析了光轴一致性误差对星点位置误差的影响,结合... 为了满足光学姿态敏感器地面标定更高精度的应用需求,针对当前敏感器地面测试设备的标定精度与设计值不一致的实际问题,提出了一种分辨率高、稳定性好的五自由度精密调整机构设计方案。分析了光轴一致性误差对星点位置误差的影响,结合姿态敏感器技术指标,采用搭积的调整层结构形式及合理的消隙方法,设计符合敏感器标定要求的调整架机械结构并进行力学分析。仿真结果与测试数据表明:调整机构的实测位移分辨率优于0.1μm,角分辨达到0.1″,在对星图的反复测试中,降低了光轴一致性误差对测试结果的影响,星点位置误差比使用常规调整机构时提高了5″以上,达到了敏感器地面标定的精度要求。 展开更多
关键词 姿态敏感器 光轴一致性 精密调整 高分辨率 星点位置误差
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多轨道准直式红外地球模拟器结构设计 被引量：1
9
作者 陈启梦 张国玉 +1 位作者 王哲 张健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期97-103,共7页
为解决红外地球敏感器地面性能测试实验中需要模拟多种地球张角的现实问题,文中利用准直光学系统模拟目标,对多轨道红外地球模拟的技术进行了深入研究。提出一种可变地球张角模拟的总体方案,并对模拟器各关键部分锗准直透镜、可变地球... 为解决红外地球敏感器地面性能测试实验中需要模拟多种地球张角的现实问题,文中利用准直光学系统模拟目标,对多轨道红外地球模拟的技术进行了深入研究。提出一种可变地球张角模拟的总体方案,并对模拟器各关键部分锗准直透镜、可变地球光阑等进行了详细的光机结构设计,给出了设计结果和设计方法。针对地球模拟器地球张角检测的需求,还提出一种地球张角检测方法,搭建了检测装置,并对模拟的不同轨道对应的地球张角进行了实测,结果表明:对应于18 000、35 786、42 000 km三种轨道高度的地球张角模拟精度均优于±0.05°,完全符合对红外地球敏感器的标定要求。 展开更多
关键词 地球敏感器 可变光阑 结构设计 热力学分析
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