一种新的三维矢量声强测量方法

在双传声器互谱声强测量方法的基础上,提出了一种4传声器三维声强矢量测量方法,并且针对实际测量系统存在的误差,给出了一种简单实用的标定方法。以单极子声源为例,对该方法在不同频率情况下的理论误差进行了仿真分析,结果表明：在5—2000Hz频率范围内,测量所得x、y、z3个方向的声强误差均不超过1．5dB。与传统测量方法相比,该方法有如下优点：所用探头结构简单,只需4个传声器,可以节约成本;可用于瞬态声强的测量;在规定的频率范围内具有较高的精度。     

过载振动复合条件下的加速度计不对称性误差

为研究过载-振动复合条件下加速度计不对称性引入误差的影响,建立了包含加速度计模型不对称性的振动整流误差数学模型,并给定相关参数进行仿真分析。分析结果表明,当过载大于等于振动加速度幅值时,可忽略加速度计不对称性引起的振动整流误差;在给定的仿真情况下,当过载小于振动加速度幅值时,加速度计不对称性引起的振动整流误差小于全部振动整流误差的1%。     

基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用

针对工程测试中利用振动加速度积分获得位移时出现严重趋势项误差问题,采用低频衰减算法对加速度信号在频率内直接积分,并利用积分精度控制方程保证积分精度。通过与积分算法比较及验证,证明该算法对积分误差控制具有一定优势。搭建含限位冲击的振动测试实验台,研究该算法在工程测试中应用特性。实验研究表明,该算法可有效控制趋势项误差,且随待积分加速度基频提高积分所得位移信号与真实位移信号吻合度提升。基于所用测试系统,加速度信号基频超过3.8 Hz时积分幅值误差小于10%,满足工程测试需要;加速度基频大于4.35 Hz时积分峰值误差小于5%,可获得较好测试效果。     

基于相关传声器比较法的传声器低频校准

针对低频声校准,阐述了一种传声器低频（0.1~250 Hz）校准的新方法。通过特制低频参考传声器组的频响曲线对比得到参考传声器相对于251.2 Hz的频率响应值,然后再通过比较法得到被测传声器的频率响应值,从而实现了传声器低频校准,通过测量实验以及误差分析验证了所提出模型的有效性和实用性。     

双声源法测量有源多层板声学性能的实验研究

采用双声源法对有源多层板声学结构的声学性能进行了测量,以压电陶瓷片作用在被激励板上使之振动产生次级声源,验证了以往研究中的一系列理论。实验研究结果表明:多孔材料可以实现多层板有源声学结构在高频范围的吸声;以最小声压为目标函数,利用FxLMS算法获得最优次级声源强度进行有源控制,可以提高结构在共振频率上的隔声量;为保证隔声量测量误差不超过5 dB,必须选择测量幅度误差小于±0.5 dB的传声器,且传声器间距必须满足一定的数学条件;传声器精度一定时,传声器间距为测试频率1/4波长的整数倍,隔声量测量误差达到最小值。     

填脉冲在非同频信号相位检测中的应用

采用“填脉冲式”相位测量方案设计的测相卡 ,可以测量信号在某一时刻的相位 ,并可以实现计数功能 ;对于频率不大于 1 0 k Hz的信号 ,相位测量误差小于 0 .1°;对 1 k Hz的信号测量实验表明测相卡的单次测量精度为 0 .0 4 5°;文章分析了主要的误差因素 ,并指出了设计中的注意事项。     

利用光学方法测量实验室标准传声器的前腔深度

实验室标准传声器的前腔深度是耦合腔互易法校准其声压灵敏度的主要不确定度分量之一.为了控制声压灵敏度校准的不确定度,利用光学三坐标自动测量系统,分别通过直测法和块规法测量3只LS1P和3只LS2P传声器的前腔深度.测量结果表明,在传声器外环面放置高精度的块规,较好匹配了传声器与平面波耦合腔进行声学耦合时的物理模型,其前腔深度测量不确定度优于3.0 μm(k=2).对于LS1P传声器20 Hz～10 kHz频率范围内的声压灵敏度,前腔深度引入的不确定度分量优于0.005 dB(k=2);对于LS2P传声器,20 Hz～25 kHz频率范围内的不确定度分量优于0.012 dB(k=2),能够实现实验室标准传声器声压灵敏度的高精度校准.     

锥体棱镜角度误差的一种测量方法

本文详细推导了锥体棱镜的综合偏差与其三直角误差的关系，给出了利用泰曼－格林干涉仪进行测量的光路图和测量实例。计算结果表明，此方法测量直角相对误差小于１％。     

智能仪器中数字校准技术的研究

嵌入了微处理器的智能仪器的数字校准,是采用软件方法实现仪器的零值误差和幅值系数的校准。零值误差的校准,应根据A/D转换器不同的正负值输出方式采取不同的处理方法。幅值系数k的取值范围一般在0.97~1.03之间可调,且k的字长应保证其小数部分改变一个LSB时,仪器显示值的变化不超过±1个字。另外,校准参数的保护、校准用的人机交互界面的形成,都是不容忽视的环节。     

驻波声场下面对面式声强探头误差分析

针对面对面式声强探头的结构特点,基于传声器等效声学模型,对声强探头相位失配误差进行了讨论,深入分析了驻波声场下面对面式声强探头测量误差产生的原因和误差分布曲线,指出面对面式声强探头支架反射产生的微弱驻波声场会对双传声器的相位校准精度产生影响,提出了改进的校准方法。所分析模型和结论的有效性最终通过试验进行了验证。     

非球面表面形状的线测量技术

描述了一种在超精密磨削机床上基于误差分离法的非球面表面形状精密测量系统.首先,论述了一般用于平面形状测量的两点法不能直接用于非球面形状测量的原因在于测头的设置误差会引起很大的形状测量误差.提出了先通过两点法测量平面形状得出机床的运动误差,然后对测量非球面形状的另外一个测头的输出进行补偿以得出正确的非球面形状.用此系统测量了一个直径为30 mm的非球面镜头的表面形状.     

基于光频梳的乙炔稳频1542 nm激光波长测量研究

为了解决静强度变形测量试验中,拉线传感器两维角度偏转引入的测量问题,采用转台提供标准偏转角度、拉线传感器正交安装测试的方法,突破了变角度工作条件下的拉线传感器校准技术,提出了基于正交安装的灵敏度系数校准方法,构建了校准装置,并通过两个正交方向的灵敏度系数合成,提出了拉线传感器正交误差模型的建立方法,最终为拉线传感器变角度工作条件下的现场误差测算提供了方案,实现了静强度试验中变形量测量的快速评定。拉线传感器校准方法的探索,对其在测试领域的应用起到了促进作用。     

A novel laser Doppler velocimeter

The idea of using a reference-beam laser Doppler velocimeter (LDV) to measure the velocity of a vehicle for an inertial navigation system is proposed. In order to reduce the measurement error produced by the vehicle's jolt, a novel laser Doppler velocimeter (LDV) based on the Janus configuration is presented. The system mounted at the bottom of the vehicle is composed of two single reference-beam subsystems, one of the laser probes looks forward and the other looks backward. Each of the subsystems transmits a laser at 532?nm with the same inclination angle and detects its own Doppler frequency from the scattered light. The pitch angle of the vehicle is calculated by the two detected Doppler frequencies and the inclination angle, and then the measured velocity of the vehicle is compensated. The results of the theory analysis and experiments show that the vehicle's jolt affects conventional reference-beam LDV strongly. LDV with a Janus configuration is insensitive to the inclination angle, and its measurement accuracy is much better than that of a conventional reference-beam LDV. Comparing with the DZL-1 electronic speedometer, the measurement mean error is less than 0.9%, so it is suitable to offer the parameter of velocity for a vehicle self-contained inertial navigation system.     

高精度微孔测量探头

对高精度探头的研究和发展进行了叙述,介绍了所研制的一款由一个二维角度传感器、一个弹性机构和一个自制的微球形钨探针组成的微孔测量探头。对探头的刚度和重复性分别进行了仿真验证和实验测试,结果表明:该探头在三维方向上的刚度均小于0.4 mN/μm,重复性均优于20 nm（k=2）。最后利用该探头对一个直径为420 μm的微孔进行了实际测量,测量结果验证了该探头的实用性。     

声学多普勒测速仪标校技术研究

为了提高声学多普勒测速仪输出速度的准确度,安装过程中测速基阵与载体之间的偏差角不可忽略,安装偏差角包括航向偏角,横摇角及纵摇角三类。介绍了一种三维空间上的多普勒标定技术,通过高精度的GPS导航仪以及多普勒测速仪对海底测速,利用速度比值差校准航偏角。通过纵向剖面的几何关系,从航偏角出发进而获得纵摇角和横摇角的大小,完成了三维方向上多普勒测速仪的校准,使多普勒测速仪坐标系与载体坐标系能够进行精确转换,从而提高了声学多普勒测速仪输出速度的准确度。外场试验较好地证明了该方法的有效性,分析结论看出在二维平面上,造成误差的原因主要在于安装偏角的航向偏角,而在三维空间上,尤其垂向速度,误差主要由纵摇角和横摇角产生。该方法可以快速地对三维安装偏角进行校准,运算量小,并且在对海水测速后续研究中可以形成一套体系。     

关节臂式测量机动态误差分析与补偿

关节臂式测量机误差来源多且易累积放大,其动态误差分析与补偿成为了国内外学者研究的重点。本文通过分析热变形误差、测量力误差与角度编码误差三种主要误差因素,得出了关节臂式测量机工作的最佳温度值以及表征其动态误差的三种误差因子——最大定位误差（MPE）、残余定位误差（RPE）和关节转角值（JA）。针对以上误差因子,本文提出了将T-S模糊神经网络（T-S Fuzzy Neural Network, T-S FNN）在自学能力和大规模运算方面的优势以及模拟退火算法（Simulated Annealing, SA）对全局寻优的能力相结合的新补偿方法,并建立了模型。经正交实验表明本文提出的补偿方法使动态过程中的误差分别减小了88.8%、80.2%、71.3%,证明该模型能够有效提高测量机的动态测量精度。     

直线导轨滚转角测量误差自校正方法

提出一种具有滚转角测量自动校正功能的五自由度运动误差测量系统,解决了平行双光束法在测量滚转角误差时受光束平行度影响较大的问题。介绍了平行双光束法测量五自由度运动误差的原理,建立了关于双光束平行度误差与滚转角测量误差间的模型,提出了基于双自准直单元的双光束平行度误差测量方法。实验结果表明:双光束之间存在15.4″的平行度误差时,可以将滚转角测量误差的残差由44″减小到2.7″。该校正方法有效提高了双光束测量滚转角的准确性,可用于直线导轨运动误差的在线监测。     

Hall-Effect Incremental Angle Encoder

This paper describes a magnetic angle-encoder development utilizing two microminiature Hall-effect probes and a single-track magnetic drum. This approach to angle encoding and measurement offers possibilities for developing compact and higher-resolution angle encoders for inertial guidance and space platform applications. The Hall-effect probes allow measurement of the magnetic drum's recorded field directly instead of the usual time derivative of flux, thus readout can be accomplished at zero angular rate. The probe consists of a semiconductor crystal, mounted in a plane parallel to the drum, in order to sense the vertical component of the recorded signal. Both indium arsenide (InAs) and indium antimonide (InSb) crystals measuring 0.030×0.005×0.0003 inch in length, width and thickness, respectively, have been used. The width of the crystal has been the determining angular resolution factor for the encoder. Analyses of probes sensing the vertical and horizontal components of the magnetic field, respectively, are included. The crystal is ac excited with 10 mw of power at 40 kc. The resulting signal readout can be amplitude or phase modulated as determined by the balancing resistor connected between the input and output of the crystal. The signal is amplified, detected and shaped so that the resulting square waves are available to a digital computer or a bi-directional counter. The maximum modulating frequency has been set at 1000 cps. This upper limit is determined by drum size, maximum rpm of the drum, and the recorded bit packing density. The probe resolves bit densities of 180 bits per inch. Using a 1.     

半球谐振陀螺的振幅控制及误差分析

基于正交理论和半球谐振陀螺的动力学分析,研究了半球谐振陀螺的振幅检测和控制原理.半球谐振陀螺由于制造工艺和装配过程中的因素,其结构难免出现误差,对振幅的检测和控制产生影响.针对结构误差给出了一种振幅检测方法,可有效地提高振幅检测和控制的精度.分析了谐振子环向不对称造成的振幅误差,并建立了由此引起的测角误差的数学模型,讨论了由软件算法来补偿侧角误差的方法.     

Nano-scale simulative measuring model for tapping mode atomic force microscopy and analysis for measuring a nano-scale ladder-shape standard sample

This study proposes to construct a nano-scale simulative measuring model of Tapping Mode Atomic Force Microscopy (TM-AFM), compare with the edge effect of simulative and measurement results. It combines with the Morse potential and vibration theory to calculate the tip-sample atomic interaction force between probe and sample. Used Silicon atoms (Si) arrange the shape of the rectangular cantilever probe and the nano-scale ladder-shape standard sample atomic model. The simulative measurements are compared with the results for the simulative measurements and experimental measurement. It is found that the scan rate and the probe tip's bevel angle are the two reasons to cause the surface error and edge effect of measuring the nano-scale ladder-shape standard sample by TM-AFM. And the bevel angle is about equal to the probe tip's bevel angle from the results of simulated and experimented on the vertical section of the sample edge. To compare with the edge effect between the simulation and experimental measurement, its error is small. It could be verified that the constructed simulative measuring model for TM-AFM in this article is reasonable.