皮米测量技术及仪器

文章回顾了20世纪计量学和仪器仪表学科的成就,进一步讨论了21世纪该学科的发展趋势,由于科学技术发展对测量精度要求越来越高,预计达到皮米级精度,因此文章着重讨论在皮米测量技术及仪器的方向上,进一步研究的必要性与可能性.     

测量技术与仪器的发展趋势

本文在调查了解的基础上就测量仪器仪表的技术状况、存在问题及将来的发展方向提出了一些个人看法供大家参考。     

基于面阵CCD的高精度测量技术及应用

针对图像尺寸测量,提出了一种基于面阵CCD的高精度测量技术和图像比较测量方法,通过对比被测零件的图像和标准件的图像,得出被测零件的尺寸,多项式插值的子像素细分算法和图像比较法的结合提高了边缘的定位精度,加速了运算速度．推导了一种基于多项式插值改进的子像素细分算法以及各种理论的应用技巧,工业高精度测量实例表明,最大偏差不超过0．01mm．     

外界振动对SPM测量结果的影响

探讨了外界激振对扫描探针显微镜（SPM）扫描图像的影响，针对DI扫描探针显微镜MultiMode^TM SPM，以Tektronix任意波形发生器AWG2021驱动PC扬声器作为激振源，以SIOS微型激光干涉测振仪SP-S为测振系统，研究了0-7kHz频带内SPM机体的简谐迫振对扫描图像的影响。实验表明，针尖-样品副所受激振影响不同于SPM机体；0-1kHz频带内的激振影响显著，再高频段则影响甚微；外界激振与SPM扫描的综合作用影响成像的结果；针尖-样品副的粘弹性模型是SPM振动影响研究的指导理论。     

单总线技术及器件DS1821的高精度测量的实现

介绍了Dallas公司的一项专有技术:单总线(1-wire)技术.在单总线器件的硬件结构的基础上介绍了单总线数据传输协议,着重分析了单总线器件DS1821的功能、工作模式、控制命令与接口协议,最后根据实际工程应用给出了DS1821数据传输协议的程序.     

永磁同步电机高精度转速测量技术研究

针对永磁同步电机闭环调速系统对速度反馈的要求,研究了M法、T法和M/T法电机测速的原理,采用基于增量式光电编码器的T法测速,进一步研究了光电编码器和T法在测速中的对应关系,给出了机械误差和测速干扰误差对该测速方法测速精度的影响.通过限幅滤波与分段式限速滤波相结合的方法降低传感器固有机械误差,采用低通滤波算法减小测速干扰误差.最后给出了T法测速的测量电路和算法实现.通过实验验证了测速系统克服干扰误差影响的效果,提高了测速性能.     

高精度光学糖浓度测量技术研究

为了解决在生产过程中实时在线自动检测的问题,克服现有测量手段没有温度补偿的缺点,提出了一种用于糖浓度高精度检测的光学测量方法。以H e-N e激光器作为光源,利用一个具有倾斜界面的参考水槽和正三棱镜的测量装置,以位置敏感器件(PSD)为光信号的探测器,实现了光学和电学的双差动测量。糖浓度的变化引起光线的偏移,光线偏移量被PSD接收后由电路处理。进行了实验测试和仿真分析。结果表明,在较大的糖浓度测量范围内(0~35%),得到了±0.1%的测量重复性和1-0 5数量级的测量分辨率,而且具有结构简单、成本低、使用方便等特点。     

矿井高精度测量与贯通技术研究

由于采深的增加,巷道围岩对巷道压力增大,从而使导线点移动,造成测量精度降低,为解决此问题,我们采用并改进了全站仪和光电测距仪的使用,既降低了劳动又增加了测量的精度。     

面阵CCD高精度测量技术的应用

利用高分辨率面阵CCD,提出一种新的散射均匀光场照明的方法,通过边缘检测,像素细分技术使测量精度突破像素限制,实测精度为0．01mm。同时对影响系统精度的因素进行了分析并给出补偿措施,使面阵CCD高精度测量技术成功应用于生产实践中。     

仪器测量心得

本文谈了仪器测量的心得,即首先大致对中调平,将仪器固定好,然后利用脚螺丝对中,对中以后,升降脚架使水准泡水平,再微调即可,这样速度会很快的。     

测量地震烈度的仪器

在过去,人们都是根据自身感受来估计地震烈度的,但现在都使用先进的地震仪来测算。权威机构发布的地震预警、列车在地震时的紧急停车等,这些在以前无法想象的事情都得益于地震仪的发明。接下来让我们一起来揭开地震仪的神秘面纱。     

便携式高精度相位差测量系统设计及实现

为解决远距离同轴传输线长度的便携式精密测量问题,以STM32G4单片机为控制核心,利用快速傅里叶变换(FFT)算法,完成了便携式高精度相位差测量系统的软硬件设计。深入探究了误差产生原因及提高测量精度措施,实现了同轴传输线中同频正弦信号相位差的精密测量,通过计算获得了待测传输线的准确长度,测得的相位差及长度数据由OLED液晶屏显示。经多次系统调试测量,由所获得数据表明,相位差测量精度可达0.05°,且系统体积小、成本低、便携带。可用于远距离同轴传输线长度的准确测量和鉴定其品质,在精密测量领域前景良好,具有很好的借鉴价值。     

高精度平面光栅尺测量系统减振技术研究

高精度平面光栅尺测量系统的测量精度直接影响浸没光刻机硅片台的定位精度和稳定时间.考虑到安装在平面光栅尺载体上的平面光栅尺因其载体固有频率较低,易受到主基板残余振动和高速硅片台气压扰动而产生振动,因此研究平面光栅尺载体的减振技术意义重大.文中阐述了一种新型平面光栅尺载体减振方法,围绕热解耦技术和粘滞阻尼吸振技术,进行理论建模、仿真分析和测试评价.结果表明粘滞阻尼器和柔性结构并联系统可以显著改善平面光栅尺载体结构动态特性,提升平面光栅尺测量系统的测量精度及缩短硅片台的稳定时间.      

人工智能技术在仪器与测量中的应用

分析了与人工智能技术相关的人工神经网络和模糊逻辑的基本要领和重要方法，根据传感器增强、数据融合和系统辨识、控制等相关领域的几个成功案例，分析了它们的技术优越性和可行性，并展示了人工智能技术在仪器和测量中的应用前景。     

电导率张量测量及仪器设计

岩石电各向异性以电导率张量表征,实验室中多采用四极法与六极法测得岩石电导率,但难以一次实验完全获得电导率张量的9个分量,若多次实验易造成较大的测量误差.为此本文基于文献研究成果,针对方样岩芯设计电导率张量测量仪,该方案也适用于柱塞岩芯.通过氮气驱替完全水饱的岩芯,温控系统和围压控制系统控制岩芯夹持器内部的温度和压力,可运用上位机控制电极测量不同含水饱和度时岩芯电导率张量的9个分量.该仪器亦可用于柱塞岩芯的岩电实验,通过测得的电导率数据,确定阿尔奇公式的未知系数.通过理论与实验数据分析,验证了该电导率张量测量仪设计方案的可行性.     

高精度液位测量电路设计

目的 设计一种高精度液位测量电路.方法 利用磁致伸缩效应.结果 完成了脉冲发射电路、回波接收电路、脉冲转换电路以及脉冲计数电路的设计.结论 实验分析证明电路设计合理.     

高精度时间间隔测量

高精度时间间隔测量是时频领域的重要技术,它深入的探讨两信号之间的时序关系.本文以模拟内插法为理论依据,完整的实现了高精度时间间隔测量.其测量分辨率为50皮秒,测量精度为250个皮秒.     

高精度温度测量电路设计

针对海洋环境监测中广泛应用的铂电阻和热敏电阻温度传感器,设计了一种以恒流源激励的温度测量电路,解决了因传感器自加热和恒流源波动产生的测量误差。经现场测试,温度测量的精度、一致性都达到设计要求,满足海洋环境监测的实际应用需要。     

特种光纤及光通信技术

在国家自然科学基金、973项目、教育部重点项目、上海市光科技重大专项、纳米重大专项、重点基础项目及企事业项目的支持下,主要在特种光纤理论与技术方面进行研究,在波片光纤、保圆光纤及其实现的大电流光纤传感器方向处于国际领先地位,是国内唯一用“特种光纤”命名的市级重点实验室．光波与微波结合、光通信器件的研究也已获得国内先进的成果．在激光（偏振）混沌理论和光保密通信技术方面及光纤传感器的研究领域也进行了深入、扎实的研究,取得了阶段性的成果．