低相干光干涉高精度透镜中心厚度的测量方法

阐述了一种基于低相干光干涉技术的透镜中心厚度的测量方法,并设计了腔式测量结构对未知折射率的材料进行中心厚度测量。测量系统为包括低相干测量和激光测距的全光纤结构。低相干测量结构参考臂和激光测距结构参考臂的共光路设计降低了环境因素的影响,提高了测量稳定性,并利用七步相移法实现对干涉信号的定位和提取。另外,利用低相干测量方法中的平衡差分结构去除了干涉信号中的直流项,同时提高了弱信号的定位精度。实验结果表明,该腔式测量结构对殷瓦合金标准块的测量精度优于0.5μm,该系统能够实现对透镜中心厚度的高精度测量,满足高精密光学系统的测量要求。     

铌酸锂集成光学基片折射率的测量

在2″精度的测角仪上,用棱镜耦合法,以0.6μm的准直He-Ne激光束(直径1mm)实现了铌酸锂(LN)晶片折射率的高精度测量。实验中使用了差分技术与液晶旋光器,结果表明折射率测量精度达到1×10~(-4),系统重复性误差小于5×10~(-5)。     

光栅干涉位移测量技术发展综述

介绍了经典双光栅测量系统、非对称双级闪耀光栅测量系统、单光栅测量系统、基于2次莫尔条纹的光栅测量系统、同心圆光栅2维位移测量系统、2维光栅位移测量系统的测量原理,阐述了各系统的关键问题及不足之处。同时结合双频激光干涉仪外差干涉思想,在单光栅测量系统的基础上,提出了双波长单光栅式纳米级位移测量方法,并通过分析系统特点指出该方法能实现大量程测量、获得纳米级的精度和分辨力。在对各种测量方法进行综合比较之后,总结了光栅测量的关键问题,并展望了光栅干涉位移测量的未来发展方向。     

基于单模异芯光纤结构的液位传感器

提出了一种新颖的光纤液位传感器。在普通单模光纤(SMF)中间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF),构成共轴光纤马赫曾德尔干涉仪(MZI)。液位的变化引起包层模与芯模的相位差发生改变,从而导致干涉仪的透射光谱发生改变。对传感器的工作原理和测量灵敏度及精度进行了理论分析,实验结果显示透射光谱中特征峰波长漂移量跟液位变化量呈较好的线性关系,且灵敏度随待测液体折射率的增大而增高,与理论分析结果相一致。测量得到纯水和饱和氯化钠溶液的测量灵敏度分别为0.160 nm/mm和0.228 nm/mm。该传感器采用全光纤结构,制备简单、测量精度高,可适用于折射率低于光纤包层折射率液体的高精度液位测量。     

采用差分相位测量方法的MEMS运动表征系统

介绍了一种基于计算机控制的频闪干涉测试系统,用于测量可动微机电系统(MEMS)器件的离面运动,实现了nm级分辨力.系统采用五步相移高精度干涉测量方法,通过选择器件上的固定点作为参考点,实现差分测量模式,有效消除了随机误差的影响,提高了系统测量的重复性,10次测量的重复精度为3.17 nm.通过研究微谐振器的离面运动特性,说明该系统的强大功能.     

高精度稳像平台静平衡测量系统设计

为了消除载体抖动对稳像平台光轴稳定性能的影响,研制了基于位置恢复原理的高精度稳像平台静平衡测量系统。在阐述了国内外配重技术研究现状的基础上,重点研究了基于位置恢复原理的配重系统的设计方法,以及基于该系统的稳像平台静平衡测量方法,探讨了提高目前国内稳像平台配重精度的有效途径。进行了重复测量精度及分辨力测试实验,实验结果表明:系统的重复测量精度和分辨力达到了10 g.mm的水平。通过对某两轴稳像平台进行静平衡校正,使其静平衡精度达到了10 g.mm水平,满足了弹载稳像平台的配重要求。     

基于空芯光子晶体光纤的F-P干涉式折射率计

提出了一种基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的Fabry-Perot(F-P)干涉式高灵敏度折射率计。利用被测液体进入F-P腔后可改变腔内介质的折射率,从而使得干涉光光程差发生变化这一特点,通过检测光程差的变化就可实现对液体折射率的测量。实验结果表明,对折射率在1.3340～1.3612内变化的不同浓度酒精溶液测量时,光程差变化了9.508μm,其折射率测量灵敏度可达187μm/RI     

多抽头EMCCD相机时序控制及像元合并技术

高速、高灵敏度相机在自适应光学系统中可以对波前误差进行实时测量,为大型地基望远镜提供接近衍射极限的目标图像。多抽头电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)相机是自适应光学波前探测的最佳选择之一,基于8抽头的CCD220设计了2000f/s级高速、高精度、多路同步时序发生器,并通过时序控制的方法在CCD器件上实现了多种像元合并,进一步将相机帧频提高到3500f/s(2×2合并)和5700f/s(4×4合并),并能对相机感兴趣区域进行控制。时序发生器的步进精度可达到2.5ns,输出的各路驱动信号的相位抖动可达200ps以下。     

基于长周期光纤光栅和ZigBee组网技术的无线溶液折射率传感网络

阐述了一种基于长周期光纤光栅和Zig Bee组网技术的无线溶液折射率传感网络。整个系统包括了传感节点、路由节点、协调器和中心计算机几个部分。传感节点部分,设计了一种基于强度调制型的低成本的长周期光纤光栅溶液折射率传感器,其中包括了长周期光纤光栅和一种特殊结构的封装。同时,设计了传感器的驱动板,包括激光二极管及其驱动电路、光电探测电路。利用损耗峰两侧近似线性的特性,通过测量单侧损耗峰半峰处固定波长光功率的变化实现了折射率传感。系统搭建了基于Zig Bee的自组网系统,并且实现了实时的多点的溶液折射率监测。测量了折射率为1.3347~1.3418的氯化钠溶液,分辨率为0.0001,最大误差为0.0004,平均误差为0.00015。所述系统提供了一种将光纤传感器应用于无线传感网络的方案,其优势在于可以大面积铺设大量低成本传感器并组网,方便地增减传感节点,实现了大范围、多点、高分辨率的环境监测。     

测量微量液体折射率的新方法

液体折射率的毛细管焦点测量法具有样品需要量极少和封闭测量的特点,在微量液体的折射率测量方面有重要的应用前景。为了提高毛细管焦点测量法的测量精度和改善测量的方便性,用内置CCD的电子目镜取代传统目镜,在计算机上直接观察和判断毛细管焦点的成像状态;用电动精密位移台取代传统的手动精密位移台;用新的测量系统对不同浓度的乙二醇水溶液做了折射率测量。结果表明,折射率的测量精度达到±0.0002;一次性测量样品需要量小于0.002mL。在毛细管焦点测量法中引入电子目镜和电动精密位移台,提高了微量液体折射率的测量精度。     

Pulse-widening measurement

A new time-domain formula is derived for the change in pulse width due to transmission through a two-port network. A simple measurement scheme based on this formula is described. The measurement technique is sensitive enough to allow measurements of pulse widening in short lengths of cable.     

Self-tuning measurement fusion Kalman filter with correlated measurement noises

For the multisensor system with correlated measurement noises and unknown noise sta-tistics, based on the solution of the matrix equations for correlation function, the on-line estimators of the noise variances and cross-covariances is obtained. Further, a self-tuning weighted measurement fusion Kalman filter is presented, based on the Riccati equation. By the Dynamic Error System Analysis (DESA) method, it rigorously proved that the presented self-tuning weighted measurement fusion Kalman filter converges to the optimal weighted measurement fusion steady-state Kalman filter in a realization or with probability one, so that it has asymptotic global optimality. A simulation example for a target tracking system with 3-sensor shows that the presented self-tuning measurement fusion Kalman fuser converges to the optimal steady-state measurement fusion Kalman fuser.     

Microwave frequency measurement with improved measurement range and resolution

An approach is proposed and demonstrated to improve the measurement range and resolution of a microwave frequency measurement system. Two optical wavelengths are modulated by a microwave signal in a Mach-Zehnder modulator (MZM). The optical output from the MZM is sent to a dispersive element to introduce different chromatic dispersions, leading to different microwave power penalties. A fixed relationship between the microwave power ratio and the microwave frequency is established. The microwave frequency is estimated by measuring the microwave powers. A new measurement range is defined with an improved measurement range and resolution. Analysis is performed and confirmed by an experiment.     

电学计量检定及测量的误差原因讨论构建

电学计量检定及测量在实际的操作过程中容易受到相关存在因素的影响，可能会产生系统误差，对于各种数据的真实有效性造成了较大的影响。因此，技术人员需要对电学计量检定及测量过程中误差产生的原因进行必要地分析，找出各种误差因素，为后续工作的顺利完成奠定坚实的基础。     

一种实用化实时测温系统的测温灵敏度

基于基尔霍夫定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于该系统A/D转换器件的分辨率、V(T)-T曲线的温度灵敏度及其与测温范围间的制约关系,确定了系统应选用16位的芯片为其A/D转换器件;基于该系统的测温精度、V(T)-T曲线的相对温度灵敏度及其与波长间的关系,对其工作波长的优化选择进行了进一步的讨论;基于探头的温度分辨力、A/D转换器件的分辨率以及与V(T)-T曲线的温度灵敏度间的制约关系,对其波长带宽的优化设计进行了进一步的分析,并给出了系统在673K～1473K内的测温灵敏度。对系统进行优化设计后,在测温范围的低温段,其灵敏度不低于0.5K;在测温范围的高温段,则不低于0.1K。在673K～1473K内,其测温不确定度不低于0.3%。     

爆轰实验中接触测量与非接触测量的应用对比

以爆轰实验中常用的电探针测试系统和激光干涉测速系统为例,研究接触测量与非接触测量对爆轰实验测试结果的影响。在平面爆轰波驱动金属飞片实验中,利用电探针测试飞片到达固定位置处的时刻,同时利用VISAR测试飞片飞行速度历史,对两者的测试数据进行对比分析,结果表明:光杆探针与卷筒探针的第一台阶测试结果一致,卷筒探针的第二台阶由于飞溅物等原因,比光杆探针提前导通约0.1μs;3个层面的光杆探针测试结果与任意反射表面的速度干涉仪(VISAR)测试结果一致。分析认为,在爆轰实验中,由于被测物体处于高温高压状态,且运动速度很快,接触测量产生的测力也将随之加大,在固定点位置,接触测量将对飞片上此点的后期运动产生明显影响;对于被测飞片的整体运动,由于电探针尺寸重量等远小于飞片,接触测量在固定点造成的影响对整个飞片来讲可以忽略不计,因此得到与非接触测量一致的测试结果。     

工程测量应用探究

工程测量广泛应用在工程建设中的各个领域、道路施工、桥梁建设、水利工程、航天军工,如此等等不一而足。在不同的领域工程测量进行的工作并不完全相同。采用的技术也是根据需求进行选择。本文就工程测量的应用进行探索,就不同领域中,工程测量采用的主要技术,工作流程进行了阐述。     

系统频率测量方法研究及基于DFT的测频算法仿真

频率是电力系统运行质量和安全情况的最主要标志之一,集成保护与控制系统需集成低频减栽等控制方式,测频是低频减载算法的核心,本文较全面地阐述了电力系统频率测量的重要意义和这些年来的研究成果.以测频主算法的数学原理为线索,对现有的各种测频算法进行了分类和评述,并提出了频率测量的发展方向.在考虑到现有条件的基础下,考虑算法的实时性以及精度问题,选用基于DFT算法,并对该算法进行了matlab仿真.     

激光雷达测量系统的测量场规划研究

为了解决大尺寸空间测量场建立过程中会出现测量效率无法保证、精度不达标,以及测量过程中任务经常有遗漏等问题,对测量场的建立进行了规划研究。以激光雷达测量系统为载体,采用蒙特卡洛仿真方法对系统的测量模型进行分析,并对测量场全周期的建立过程,即系统站位配置、转站点布置优化、数据采集方式选择以及测量数据的预处理等进行了理论分析和实验验证。结果表明,经过规划的激光雷达测量场精度可以达到0.05mm以内,单点测量精度达到0.1mm以内,符合大尺寸空间测量场精度要求,实现了对测量场的规划评估。此研究对于大尺寸测量领域具有一定的意义。     

Microwave loss measurement

A simple and convenient technique is given for the determination of losses in microwave circuits. The technique uses a transformation from measurements made on a mismatched transmission line to the actual dissipative losses in a matched system. These measurements are then compared with theoretical calculations.