1000V多盘感应分压器标准建立

中国计量科学研究院研制了一台1000V多盘感应分压器标准装置,用作工频1000V电压比例标准。该装置使用了一种基于互感器注入的误差补偿技术,可准确提供从1×10^-8到1的宽范围比例出。感应分压器的误差校验使用了包含三同轴屏蔽技术的改进型参考电势增量法,并设计了多比例参考互感器以便对感应分压器进行整体校验。所研制的感应分压器准确度优于1×10^-7,校准结果不确定度小于2×10^-8。     

便携式分压力质谱计校准装置的性能测试研究

文章对新研制的便携式分压力质谱计校准装置的部分性能进行了测试。采用参考电离真空计测量了装置的极限真空度;对于流导值在10^-2 m³/s的圆孔型抽气流导元件,通过精确测量其直径和厚度的尺寸,采用公式计算得到分子流条件下的流导值;对于孔径在微米量级的进气流导元件,采用定容衰减压力的方法通过实验测量确定其流导值;采用同一真空计分别测量抽气流导元件两端的气体压力获得返流比。测试研究结果表明：装置的极限真空度为4.8×10^-7 Pa,抽气流导元件对N2的流导值为1.37×10^-2 m³/s,对N₂的返流比为0.193,两个进气流导元件对N₂的流导值分别为3.81×10^-6 m³/s、4.50×10^-8 m³/s,综合分析可得装置对N₂的校准范围为(4×10^-1～5×10^-6)Pa。     

常温黑体光谱发射率校准技术研究

为了能够实现常温状态下的黑体光谱发射率的准确测量,基于连续可调激光器,搭建了一套中红外波段黑体光谱发射率测量装置。采用自行设计10mA恒流源对MCT探测器进行驱动,测量结果的动态范围从7.29×10⁴提高到4.32×10⁵,有效提升了探测系统的动态范围。该装置实现了覆盖光谱范围7.5~10.6μm,发射率测量量值范围0.01~0.9999的高精度测量,最优不确定度为4.0×10^-5(k=2)。     

声学法砝码体积测量系统的研究

利用声学原理,设计了一套声学法砝码体积测量系统,以满足高精度砝码体积的测量需求。实际测量实验中,通过系统对10～100g的砝码进行了体积测量,测量结果同液体静力法相比,相对误差低于8.3×10^-4;系统的相对扩展不确定度小于4.3×10^-4。     

光腔衰荡光谱法测定气体中微痕量水不确定度评估

介绍了基于光腔衰荡光谱法测定气体中的微量水的方法原理,该方法适用于含量为0.2×10^-9～20×10^-6 mol/mol的所有气体中水分的测定。建立了光谱分析法的原始数学模型,对测定方法的不确定度进行了评估,结果表明该方法的扩展不确定度为（8～20）×10^-9 mol/mol（k=2,p=95%）。     

锁相环路对氢原子钟性能影响的实验分析

实验以上海天文台SOHM-4型氢原子钟脉泽信号和新研制的模拟-数字混合型锁相环路为基础,主要分析锁相环路参数对氢原子钟输出信号的短期频率稳定度和单边带相位噪声的影响。针对氢脉泽信号高Q值的特殊性,通过理论分析和实验验证寻求与其相匹配的最佳环路参数。实验结果表明,锁相环路的参数设置直接影响到氢原子钟输出信号的性能;在脉泽信号不变的情况下,改进后的锁相环路和主电子学系统可使氢原子钟的频率稳定度提高至1.7×10^-13/1s, 3.3×10^-14/10s, 9.1×10^-15/100s, 2.9×10^-15/1 000s, 1.4×10^-15/10000s,即较之原有的技术指标,在各取样时间范围内,频率稳定度的测试结果均提高了半个量级。     

MnO2纳米棒-还原石墨烯复合修饰玻碳电极用于苋菜红的检测

利用电化学还原法制备MnO₂纳米棒-还原石墨烯复合修饰电极（MnO₂ NRs-ErGO/GCE）用于苋菜红的检测。采用SEM和XRD分别对修饰电极材料进行微观形貌和成分结构表征。通过循环伏安法考察了苋菜红在裸电极、ErGO/GCE和MnO₂ NRs-ErGO/GCE上的电化学行为,并对测定条件如pH值、富集电位、富集时间进行了优化。结果表明,MnO₂ NRs-ErGO增大了GCE电化学活性面积,提高了苋菜红的电化学氧化响应。在最优的检测条件下,MnO₂ NRs-ErGO/GCE线性扫描伏安法检测苋菜红线性范围为2.0×10^-8~1.0×10^-5 mol/L和1.0×10^-5~4.0×10^-4 mol/L,检测限为1.0×10^-8 mol/L。MnO₂ NRs-ErGO/GCE用于真实饮料样品检测,获得满意结果。     

罐式集装箱容积测量不确定度分析

分别采用几何测量法和容量比较法测量弧板式罐式集装箱容积,在建立数学模型的基础上,对测量结果的不确定度进行了分析计算,分别为4×10^-3（k=2）和2×10^-3（k=2）。对评定出的结果用试验加以验证,采用传递比较法计算分析试验数据,验证了不确定度评定的合理性。     

小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现

设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10^-12τ^-1/2。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10^-12τ^-1/2（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。     

圆柱微波谐振法测量氩气折射率

氩气等单原子气体的折射率,是检验量子力学从头算理论的重要参数。基于圆柱微波谐振法,精确测量了234～303 K、 0～750 kPa范围内氩气的折射率。测量了圆柱腔内不同压力下4种横磁 (TM) 模式的微波谐振频率,对谐振频率进行非理想因素修正后,结合真空下的微波谐振频率获得氩气的折射率。圆柱腔内微波谐振频率测量不确定度为2×10^-8,4种模式获得的氩气折射率的相对标准偏差小于1×10^-6。通过氩气的折射率计算获得了氩气的第一介电维里系数,与国际上已发表的结果具有良好的一致性。基于建立的实验系统,后续可开展其他气体的折射率测量。     

基于双离心机的线加速度计动态校准

介绍基于双离心机的线加速度计动态校准方法,在分析双离心机原理的基础上,对各加速度分量进行合成,建立了基于双离心机的正弦加速度数学模型.阐述了线加速度计动态校准装置的组成和校准过程,分析了校准装置所产生的正弦加速度的幅值测量不确定度和相位测量不确定度.介绍了实验数据的处理方法三参数正弦波拟合算法,并在正弦加速度幅值为200 m/s.、角频率范围为0.1～10 Hz的条件下进行了实验验证,给出了相应的实验曲线图.线加速度计动态校准装置具有产生大g值正弦加速度的优点,正弦加速度幅值可达700 m/s2.     

高精度低冲击加速度校准装置研究

研究建立了基于ISO国际标准的碰撞式高精度低冲击加速度校准装置,在冲击加速度峰值20~10000 m/s2,冲击脉宽0.5~10 ms范围内实现产生半正弦波形的冲击加速度传感器的高精度校准。本文介绍了校准装置的构成和工作原理,通过与冲击加速度国家基准的比对,结果表明本装置可实现0.5%（k=2）的冲击加速度校准不确定度。本装置提升了我国冲击加速度校准装置的准确度,满足航空航天、交通运输、汽车工业等领域广泛存在的对冲击加速度计的高精度校准需求。     

基于任意波形发生器的高压短路试验测量系统校准方法和装置的研究

提出了一种将标准短路试验波形注入多通道任意波形发生器,来产生模拟实际的校准波形,进而对测量系统进行校准的方法。校准装置使用现场可编程门阵列(FPGA)、直接数字频率合成器(DDS)等器件。对装置的检定结果表明:在10 Hz^200 kHz频率范围内,输出频率、输出电压最大误差分别为2.1×10^-6、3×10^-3。重复输出10次,输出幅值的最大相对标准偏差为5.7×10^-4,1年内幅值变化的最大相对标准偏差为1.9×10^-4。通过将该装置用于实际高压短路试验测试系统的校准,验证了试验波形的噪声、零漂及带宽均会对测量系统的准确度产生显著影响。     

高g值加速计和压电式力传感器的动态校准

本提出一种高g值加速度计的动态校准方法和装置,其最大加速度峰值超过100000g。这套装置还可以对压电式力传感器进行动态校准。中给出两个加速度计加速度峰值的二十余次实验结果,以及加速度计与力传感器的冲击响应实验曲线。同时,还求出它们的动态数学模型（包括差分模型、传递函数、频率特性）和动态性能指标。此外,还讨论了本的4个创新点。     

基于离心-振动复合装置的加速度计整流误差校准

通过对加速度计传统整流误差校准方法的分析研究,提出了基于离心-振动复合加速度输入的加速度计整流误差校准方案。并通过建立加速度计的非线性耦合模型,给出恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计整流误差计算方法。利用研制的离心-振动复合校准装置, 进行了恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计的整流误差试验,结果验证了基于恒加速度和振动加速度复合输入的加速度计整流误差校准方法的合理性和可行性。     

EVM可控的数字调制信号的产生方法研究

针对数字信号发生器检定装置和信号分析仪期间核查缺乏产生EVM值可控的数字信号标准装置的情况,在理论推导加性高斯白噪声环境下的EVM与SNR之间的解析关系基础上,提出了基于噪声发生器和数字信号发生器的EVM值可设置的数字调制信号产生系统方案。对系统输出的BPSK信号和64QAM信号展开重复性和稳定性测试,测试结果表明,尽管理论设置值与实际值之间存在一定的差距,但并不影响任意EVM值数字调制信号产生系统的稳定输出,其重复性和稳定完全可满足数字信号发生器校准装置或者矢量信号分析仪的期间核查的需要。     

交流电压源毫伏级量值准确测量的技术研究

基于电压比例和交直流转换技术,提出了一种对交流电压源的毫伏级量值进行准确测量的方法。采用自行研制的二进制级联结构电压比例装置和792A交直流转换标准,将被测交流电压源的毫伏级量值溯源至交流电压国家基准。实验采用替代测量法,通过选用不同电压比例和不同792A量程的组合,在55Hz~5kHz频率范围内,对1台5720A多功能校准源10~200mV范围的交流电压进行准确测量。结果表明,各毫伏级交流电压示值相对误差的绝对值均不超过±40μV/V,测量结果扩展不确定度优于80μV/V,满足交流电压源毫伏级量值溯源需求。     

压电式动态力传感器校准方法的研究

针对智能制造行业里压电式传感器的动态性能校准问题,介绍了针对传感器动态力参数的相关方法和脉冲力法校准装置,在装置上完成了试验验证和分析。介绍了两种常规的动态力校准方法,针对不同的校准方法建立了运动方程,做出了差异性分析。然后介绍了一种基于绝对法测量的压电式传感器脉冲力法校准装置,装置的结构包括基于刚体碰撞的脉冲力发生装置和基于外差式迈克尔逊干涉仪的测量系统,说明了工作原理和解算方法。最后利用建立的校准装置对典型压电式传感器进行动态力校准,进行结果分析和可靠性验证。     

正弦力校准装置研制

针对现有正弦力校准装置量程无法完全满足动态力校准需求的现状,为了扩展正弦力校准范围,降低动态力的测量不确定度,研制了（2.5～250）kN正弦力校准装置,旨在解决我国动态力溯源体系不完善的问题,并为建立高精度正弦力标准奠定基础。     

脉冲磁场传感器的时域标定

针对脉冲磁场测量的要求，对传感器的时域标定问题进行了研究，组建基于高压脉冲源，ＴＥＭ传输室，数字存贮示波器及计算机的时域标定系统，提出了基于输出误差模型的时域定数据处理方法，利用该模型可方便地获得的传感器的灵敏度，转折频率等参数，成功地利用所建立的误差修正模型对传感器造成的测量失真进行了恢复。