家用燃气泄漏智能报警系统研究

针对当前许多家庭因燃气泄漏而导致巨大的生命和财产损失的现状,采用无线通信和GSM移动通信组建家用燃气泄漏智能报警系统。该系统实现了对家用燃气浓度、烟雾浓度及室内温度等进行实时监测,并能在发现问题时的第一时间通过GSM移动网以短信方式通知户主,并自动采取声光报警、自动开窗、智能通风及自动灭火等应急处理措施。同时将采集到的数据通过无线通信自组网发送到小区燃气监控中心,实现小区集中管理并存入数据库,管理端软件可以进行风险分析。实际运行结果表明:该系统性能稳定、操作简单方便、成本低,为燃气泄漏报警提供了新的解决方案。     

传输腔稳频的397nm半导体激光器

商用的半导体激光器由于其长期漂移大,不能满足单离子光频标中离子的激光冷却和长时间探测的目的。因此,采用了传输腔稳频技术减小商用397nm半导体激光器的长期漂移。利用经过Pound-Drever-Hall(PDH)技术锁定的729nm超稳激光器作参考激光,采用扫描的法布里-珀罗(F-P)干涉仪作传输介质,实现了397nm半导体激光器的长稳锁定。稳频后397nm激光器在1h内的漂移小于1MHz,100s的Allan方差小于1×10-10。这些指标为下一步利用传输腔技术实现866nm激光的长稳锁定打下了基础,同时为优化单个钙离子的激光冷却和长时间精密测量提供了条件。     

自修复混凝土内置玻璃管掺入方法试验研究

自修复混凝土是近几年来建筑材料的研究热点,内置胶粘剂自修复混凝土中胶粘剂载体是影响混凝土修复效果的关键因素之一,文章在混凝土中以装载胶粘剂的玻璃管掺入方法为研究对象,通过试验对比了内置玻璃管的不同强度等级混凝土抗压试验后玻璃管的破裂及抗压强度变化情况。     

转台定位误差谐波函数计算方法研究

为了保障转台定位误差谐波补偿准确性,针对一种谐波误差函数计算方法开展研究。 首先分析了转台定位误差谐波补 偿方法,阐述了基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC)的谐波误差函数计算原理可行性;针对算法原理误差进行分析,分别建 立了与迭代次数 n、数据位宽 b 的量化模型,明确了算法在谐波补偿值计算过程的总量化误差;根据计算精度要求对 n 和 b 取值 进行设计,在现场可编程门阵列(FPGA)中实现谐波误差函数计算并进行实时误差补偿。 以谐波误差函数理论值为参考,仿真 证明了计算方法的有效性;以自制电路板为实验平台,证明了计算方法的总量化误差模型正确性;搭建转台测试平台验证定位 误差补偿效果,实验结果证明采用本文提出的谐波误差函数计算方法进行补偿,使转台定位精度由 29. 0"提高至 5. 3" 。     

圆光栅测角系统示值误差分析与补偿

首先针对引起圆光栅测角系统示值误差的主要来源(光栅盘的偏心及倾斜)进行理论研究,同时提出光栅盘与转动轴的同轴安装方法;利用中国计量科学研究院的全圆连续角度标准装置(测量不确定度为0.05″)对待测圆光栅测角系统直接进行溯源性测试,避免了圆光栅安装过程和间接溯源性测试(多面棱体和光电自准直仪配合校准)过程中引入的仪器误差;其次利用谐波理论分析偏心和倾斜以及其它阶次误差在频谱中的分布;最后针对安装偏心和倾斜造成的误差,进行谐波补偿。实验结果表明,测角系统的示值误差从补偿前的100″减小到了10″,有效消除了光栅盘安装偏心、倾斜造成的稳定可复现的误差谐波成分。     

基于傅里叶变换的转台分度误差分离与补偿方法

为了保证和提高转台测角系统的现场测量精度,本文针对基于傅里叶变换的转台分度误差分离与补偿方法开展研究。在原理证明傅里叶变换实现转台分度误差分离的基础上,建立转台分度误差与读数头测量值之间的函数模型;根据傅里叶变换中传递函数性质,重点说明双读数头安装角度间隔与测量误差谐波阶次间关系,优化了双读数头布置;在现场可编程门阵列电路平台上实现多读数头测量值的同步获取,采用坐标旋转数字计算方法完成谐波误差函数实时计算。搭建实验平台进行误差分离与补偿效果验证实验,实验结果证明采用优化布置的双读数头信号进行分度误差分离并补偿后,转台的分度误差峰峰值由57.58″减小到3.36″,补偿后的转台测角系统扩展测量不确定度为0.9″(k=2)。     

一种转台测角系统动态比对的信号同步方法

针对转台测角系统和环形激光测角仪进行动态比对时的数据同步问题开展研究。 首先分析了转台测角系统与环形激 光测角仪之间的同步问题,阐述了转台测角系统和环形激光测角仪之间因各自系统延时不同引入的同步角偏差;针对同步角偏 差进行分析,提出延迟补偿方案以实现转台测角系统和环形激光测角仪相同时刻测量输出值对应同一转台角位置;开发基于现 场可编程门阵列(FPGA)的同步角偏差实时补偿电路,重点说明了角速率解算和延时触发关键环节。 搭建动态角度测量实验 平台验证同步角偏差补偿效果,实验结果表明,在不同转速下补偿方法均能够实现良好的补偿效果,且各个转速下的补偿效果 差异小于 0. 5″。     

基于蒙特卡洛方法平尺测量直线度不确定度评估方法的研究

采用蒙特卡洛方法(MCM)对平尺最小二乘直线度和最小条件直线度进行测量不确定度评估。通过与测量不确定度评定指南法(GUM)的评估结果进行比较发现,MCM评估出的最小二乘直线度和最小条件直线度的测量不确定度分别比GUM评估结果小0.028μm和0.026μm。在给定的0.05μm允差范围内,两种评估方法对直线度测量不确定度的评估均有效。统计检验采用了kolmogorov-smirnov检验法、jarque-bera检验法、normal probability plot图示法、偏度和峰度检验法。通过对两种不同定义直线度的测量模型进行统计检验分析发现,被测量分布函数与正态分布的峰度偏离是造成差异的主要原因。     

小试件材料弹性常数超声测量线聚焦PVDF探头的研制

本文针对小试件材料力学性能测试的特殊需求,利用PVDF压电薄膜设计制作了无透镜柱面线聚焦超声探头。文中介绍了探头材料的选择和结构参数的确定,对探头性能进行了数值模拟。该探头具有孔径角大、频带宽、中心频率高等特点。采用线聚焦PVDF探头的弹性常数超声测量系统对多种小试件材料进行了弹性常数测量,测量结果表明,本系统具有波形清晰,信噪比大。分辨率高,测量误差小,结果准确等特点,能够满足工程实验和科学研究的需要。由于线聚焦探头可以发射与聚焦线垂直的表面波,因此,基于线聚焦PVDF探头的小试件材料弹性常数超声精密测量系统,不仅适用于各向同性材料,而且适用于各向异性材料。