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ADCP波浪参数水动力环境计量校准技术研究
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作者 贾伟广 常怡婷 +2 位作者 孙啸 朱丽萍 秦鑫培 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期189-195,208,共8页
针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司... 针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司V20型和挪威Nortek仪器为例,开展ADCP波浪参数水动力环境计量校准实验研究。实验结果表明,波高、波周期和波向数据最大示值误差分别为-0.09 m,0.6 s和4°,满足国家相关技术标准要求。波高扩展不确定度为0.04 m,依据计量学理论,认为本校准方法可行。本研究成果对ADCP波浪参数计量校准工作具有一定指导意义。 展开更多
关键词 声学多普勒剖面流速仪 计量校准 波浪 水动力环境
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基于光谱共焦原理的钻杆接头内螺纹参数测量
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作者 陈彦宇 田东庄 居培 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期862-873,共12页
为实现钻杆螺纹参数自动化、非接触式检测,本文基于光谱共焦测量原理,提出短量程传感器大锥度螺纹轮廓扫描测量方法。该方法采用光谱共焦传感器和被测螺纹协同运动的方式,快速获取螺纹轴线的截面轮廓数据,以表征螺纹表面质量。为修正螺... 为实现钻杆螺纹参数自动化、非接触式检测,本文基于光谱共焦测量原理,提出短量程传感器大锥度螺纹轮廓扫描测量方法。该方法采用光谱共焦传感器和被测螺纹协同运动的方式,快速获取螺纹轴线的截面轮廓数据,以表征螺纹表面质量。为修正螺纹轴线与回转台的轴线不同轴引起的测量误差,建立锥螺纹点激光测量模型,开发螺纹牙形畸变补偿算法,研制钻杆接头内螺纹参数二维激光测量系统,并将其与自动化生产线集成。该测量系统采用立式结构,主要由基座、精密5轴位移平台、光栅传感器、控制系统、软件系统等部分组成。同时开发钻杆接头内螺纹参数二维测量与评价软件,用于实现螺距、牙高、锥度、牙形角、基面中径等关键参数的计算与评定。实验结果表明,牙型畸变补偿算法基面中径的补偿率为45.4%,牙型半角的补偿率为45%,锥度的补偿率为26.7%,牙高补偿率为25%,对螺距几乎无影响;研制的测量系统的测量精度可达±2μm,测量节拍为102 s。通过与传统测量方法对比,该测量系统具有非接触式测量、自动化程序高和精度高等特点,满足钻杆螺纹测量的精度需求。 展开更多
关键词 钻杆螺纹 螺纹测量 轮廓扫描测量 光谱共焦传感器 螺纹参数
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基于FBG传感器的带式输送机故障监测研究 被引量:2
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作者 方新秋 吴洋 +5 位作者 宋扬 陈宁宁 丰宇龙 冯豪天 贺德幸 乔富康 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期326-340,共15页
带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行... 带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行了深入研究。首先针对传统监测手段无法定量感知、实时性不足、数据融合能力薄弱等问题,提出了一种基于光纤光栅(FBG)的带式输送机综合保护系统,明确了光纤型传感器阵列的设计是系统搭建的重要前提。其次,在分析带式输送机常见故障形成原因和表现形式的基础上,以FBG-等强度悬臂梁为核心敏感元件设计了一系列故障监测传感器,组成了带式输送机综合保护系统的光纤型传感器阵列,实现了故障的实时定量监测。接着,通过理论分析和Ansys有限元仿真,对FBG-等强度悬臂梁的尺寸结构设计和材料选择进行了深入研究,在传感模型中分析了灵敏度和精度的影响因素,并据此确定了敏感元件的结构尺寸,优选了尼龙6作为制作材料。最后,通过试验对FBG-等强度悬臂梁的结构有效性、灵敏度和稳定性进行了验证。在灵敏度试验中,敏感元件表现出良好的线性响应特性,理论灵敏度S=52.9780Nnm,实际灵敏度S^(*)=38.1157 Nnm;在重复性试验中,平均重复性误差仅为1.002%,表现出良好的重复性和稳定性;温度敏感性试验和温度补偿试验则验证了光纤光栅在温度测量中的线性相关性,从而进一步揭示了温度补偿对提升传感灵敏度的必要性,即便在微小温度变化环境下,补偿机制仍能有效提高灵敏度0.6%。所设计的光纤型传感器阵列解决了现有带式输送机运行故障无法实时定量感知的问题,为实现设备智能化感知与控制提供了坚实的数据基础。研究成果不仅能有效降低带式输送机故障率,提高生产效率,更推动了煤矿行业向自动化、智能化方向的发展。 展开更多
关键词 光纤光栅 等强度悬臂梁 温度补偿 光纤型传感器阵列 带式输送机综合保护
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中国古代计量器具设计与可持续设计关系之启示
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作者 刘学 雷霆 《美术教育研究》 2025年第18期61-64,共4页
在人类文明演进的历程中,设计不仅是对工具的形塑行为,而且是社会结构与思想形成的重要催化剂。从简单的工具使用到复杂的社会架构,设计始终扮演着连接过去与未来的桥梁角色。中国古代计量器具设计体现了有序、适度、平衡的设计观,与现... 在人类文明演进的历程中,设计不仅是对工具的形塑行为,而且是社会结构与思想形成的重要催化剂。从简单的工具使用到复杂的社会架构,设计始终扮演着连接过去与未来的桥梁角色。中国古代计量器具设计体现了有序、适度、平衡的设计观,与现代可持续设计思想密切相关。现代设计师应从中国古代计量器具设计中汲取设计智慧,以设计改变无序的造物行为,以产品美学引导大众审美,实现均衡发展的社会愿景。 展开更多
关键词 中国古代计量器具 可持续设计 设计思想
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绝对式角位移传感器的研究综述 被引量:1
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作者 张天恒 彭东林 +2 位作者 王阳阳 郑永 段正南 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期1-16,共16页
在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其... 在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其核心传感机理。阐述了各类绝对式角位移传感器的工作原理、感知电极的形状(特殊编码、环形、扇形、正弦形、花瓣形等)来适应不同的传感机理、感知单元(从栅线到栅面再到阵列)的构型特征来提高感知精度、传感媒介向多媒介耦合转变增强复杂环境的适应性、典型的绝对测量的结构特征以及当前的研究现状。在分析各自优势的同时,也明确指出其固有的局限性,同时对比分析了当前市场上主流产品的性能指标及其典型应用领域,为工程选型提供参考。剖析了在不同传感机理下,融合时空调制技术,通过在空间上周期性分布感知单元并在时间维度上进行信号扫描与解调,具备高精度与抗干扰特性的绝对式时栅角位移传感器。最后,对绝对式角位移传感器未来发展趋势进行展望。在提升传感器精度与分辨率的同时,增强在极端环境下的鲁棒性与可靠性,深化多传感器信息融合技术以满足复杂智能控制系统对多维信息感知的更高需求。 展开更多
关键词 绝对测量 传感机理 传感结构 感知电极的形状 绝对式时栅角位移传感器
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基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器 被引量:1
6
作者 杨继森 秦小东 +2 位作者 桂强 徐杰 刘家红 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期314-324,共11页
为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和... 为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和驱动电路板组成,定尺上设置有精机码道的两路激励线圈、粗机码道的两路感应线圈、电磁耦合线圈的次级,动尺上设置有精机码道的两路感应线圈、粗机码道的两路激励线圈、电磁耦合线圈的初级,驱动电路板上设置有一组驱动信号发生电路、两组感应信号处理电路、FPGA核心电路。将动尺上精机码道的两路感应线圈与粗机码道的两路激励线圈串联在一起实现二次调制,当传感器精机码道的激励线圈上电工作时,精机码道的两路感应线圈上所感应的两路角位移电信号被调制到粗机码道上,从而实现了粗机码道与精机码道分辨力相加的目的,以此提升传感器的分辨力。同时将一路精机感应信号通过电磁耦合线圈回传到定尺端作为整周定位信号。通过FPGA同步解算这两路信号,实现绝对角位移测量。采用PCB工艺制作了外径为140 mm的传感器样机。实验结果表明,该传感器只需要一组驱动电路就能够实现绝对角位移测量,且分辨力从0.38″提升到0.2″,提高了47%,原始测量误差范围从±34.14″降低到±16.06″,降低了53%。 展开更多
关键词 角位移传感器 绝对式 二次调制 同步测量
原文传递
基于铯基准钟与光抽运守时型小铯钟的时间尺度算法
7
作者 宋会杰 董绍武 +6 位作者 王翔 章宇 郭栋 武文俊 吴丹 王心亮 刘丹丹 《物理学报》 北大核心 2025年第19期41-52,共12页
实现国家标准时间的自主可控在当前的国际形势下具有重要现实意义.本文通过研究基于自研铯基准钟和国产光抽运守时小铯钟,产生一个独立的、不依赖于外部参考的时间尺度.具体做法是将铯基准钟作为频率参考,用于预报光抽运守时小铯钟的频... 实现国家标准时间的自主可控在当前的国际形势下具有重要现实意义.本文通过研究基于自研铯基准钟和国产光抽运守时小铯钟,产生一个独立的、不依赖于外部参考的时间尺度.具体做法是将铯基准钟作为频率参考,用于预报光抽运守时小铯钟的频率漂移.通过分析光抽运守时小铯钟的噪声特性,建立了原子钟的状态方程,基于Kalman滤波算法估计光抽运守时小铯钟的状态.时间尺度的计算是基于原子钟的频率状态估计和频率漂移状态估计作为预报值,通过权重算法实现.研究了基于预测误差的权重算法和噪声特性的权重算法,结果表明利用Kalman滤波状态估计的情况下,基于预测误差的权重算法显著提升了独立时间尺度的准确度.选用铯基准钟作为频率参考,计算得到的独立时间尺度的准确度和长期稳定度明显优于时间尺度本身作为频率参考的情况.以国际标准时间UTCr为参考得出独立时间尺度的准确度保持在15 ns以内.取样间隔为1 d的频率稳定度为1.57×10^(-14),取样间隔为15 d的频率稳定度为4.29×10^(-15),取样间隔为30 d的频率稳定度为2.87×10^(-15).可满足当前国家用时需求. 展开更多
关键词 原子钟状态模型 原子钟噪声 时间尺度 KALMAN滤波
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跨尺度微纳米三坐标测量机研制及误差分析
8
作者 黄强先 刘慧洁 +4 位作者 张祖杨 李红莉 程荣俊 张连生 李瑞君 《光学精密工程》 北大核心 2025年第19期3058-3069,共12页
为解决三维超精密测量中大行程运动与高精度测量之间的矛盾,研制了一种新型的跨尺度微纳米三坐标测量机(Cross-Scale Micro-Nano Coordinate Measuring Machine,CSMN-CMM),测量体积为100 mm×100 mm×100 mm。不同于传统坐标测... 为解决三维超精密测量中大行程运动与高精度测量之间的矛盾,研制了一种新型的跨尺度微纳米三坐标测量机(Cross-Scale Micro-Nano Coordinate Measuring Machine,CSMN-CMM),测量体积为100 mm×100 mm×100 mm。不同于传统坐标测量机的结构形式,CSMN-CMM采用独立的、三维方向都符合阿贝原则的计量系统布局,既消除了运动系统对计量系统的影响,又避免阿贝误差。其运动系统由三维气浮宏动台和六自由度微动台构成,宏微协同的运动模式在提高测量效率的同时完成高精度触发及测量任务。测头系统方面,采用高精度三维接触式测头或谐振式触发测头完成测量,谐振式触发测头的光纤探针测球直径可达70μm以下。针对测量机存在的主要误差来源,基于坐标转换建立空间误差补偿模型并完成误差分离。依据ISO 10360-2,对CSMN-CMM整机测量性能进行检验,得到其最大允许误差优于±(250 nm+3.6×10^(-6)×L)。实验结果表明,CSMN-CMM具有亚微米三维测量精度,可以实现低至100μm内尺寸的测量,其结构设计及关键技术对高精度三维测量具有重要意义。 展开更多
关键词 微纳米测量机 无阿贝误差 宏微运动系统 精密测量 误差分析
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基于机器学习的精细薄长零件一致性检测方法
9
作者 张清扬 朱世根 +2 位作者 白云峰 董威威 骆祎岚 《纺织学报》 北大核心 2025年第8期226-235,共10页
为解决以往人工检测精密零件一致性的低效性,以及机器视觉检测精密零件一致性中出现的程序计算量过大、对图像污点敏感、图像有效特征概况不全面等缺点,提出了基于机器学习的精细薄长零件一致性检测方法。基于机器学习算法,可全面提取... 为解决以往人工检测精密零件一致性的低效性,以及机器视觉检测精密零件一致性中出现的程序计算量过大、对图像污点敏感、图像有效特征概况不全面等缺点,提出了基于机器学习的精细薄长零件一致性检测方法。基于机器学习算法,可全面提取织针图像的有效特征,忽略图像污点一类的无效特征,减轻计算量,克服以往机器视觉的缺点,再利用有效特征数据训练模型,实现高效的织针检测。以某种织针为研究实例,对比各类机器学习算法,实现检测织针俯视方向一致性的功能。研究结果表明:较佳检测模型是决策树模型,其准确率为97%;织针误检率为0,漏检率为0.37%,检测速度为60枚/min,可较好满足工业生产检测的要求。本研究为精细薄长零件一致性分拣提供了有效方法。 展开更多
关键词 精细薄长零件 机器学习 一致性检测 特征提取 模型对比
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采煤机全位姿测量传感器系统研究与设计
10
作者 李曼 沈思怡 +2 位作者 刘俊棋 刘相通 曹现刚 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期378-388,共11页
现有采煤机机身位置、姿态、滚筒高度等参数的测量中,存在方法和手段不足,测量装置一体化、集成化、智能化程度低、信息处理能力差、价格高等问题。首先,从采煤机运行实际出发,分析其运行过程中机身姿态、位置和滚筒高度变化规律及影响... 现有采煤机机身位置、姿态、滚筒高度等参数的测量中,存在方法和手段不足,测量装置一体化、集成化、智能化程度低、信息处理能力差、价格高等问题。首先,从采煤机运行实际出发,分析其运行过程中机身姿态、位置和滚筒高度变化规律及影响因素,建立机身位置解算模型和考虑机身姿态角的滚筒高度解算模型。其次,针对多参量测量,提出一种以微处理器为核心,由基于MEMS传感芯片的机身姿态传感器、里程传感器和左、右摇臂摆角传感器组成的主从式结构系统解决方案。再次,确定各参数的测量方法,设计3类传感器的硬件架构和电路—传感器以DSP-F28335为主控芯片,机身姿态主传感器由MPU6050惯导芯片为测量元件,摇臂摆角和里程传感器由TLE5012B角度芯片为测量元件。开发各传感器运行控制、数据采集与解算、通信等程序。最后,通过实验对传感器系统样机的误差进行测量,结果表明:旋转角度、横滚角、俯仰角、航向角、滚筒高度、机身X轴位置和Y轴位置的平均绝对误差分别为0.06°、0.02°、0.03°、0.15°、1.45 mm、2.64 mm、3.43 mm,平均相对误差分别为0.23%、0.16%、0.25%、1.54%、0.49%、0.53%、2.45%。 展开更多
关键词 采煤机位姿 滚筒高度 主从式传感器系统 DSP MEMS
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拱坝变形自动监测悬丝式高精度光电倾角传感器研究
11
作者 刘弹 姚孟迪 +6 位作者 李向前 师义成 屈凯 李川 卫栋梁 杨青 李燚 《应用光学》 北大核心 2025年第4期895-902,共8页
针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddev... 针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddevice);根据光斑位置测量原理,得到阴影光斑的位移值,反求出测点的倾角值;同时,针对长周期的现场运行需求,设计了二维高精度光电倾角传感器结构。测试结果表明:传感器的分辨率和量程指标满足设计要求,可实现量程3093"、精度0.432"的高精度倾角测量。 展开更多
关键词 拱坝 三维变形 链式测量 线阵CCD 倾角传感
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环空流体自激脉冲射流动态破煤岩效应演化机制
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作者 刘彦伟 张世禧 +4 位作者 左伟芹 贾浩杰 韩红凯 苗健 龙丽群 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期103-113,共11页
为探究环空流体自激脉冲射流破煤岩动态过程,采用光滑粒子流体动力学-有限元法建立淹没状态下环空流体自激脉冲射流冲击煤岩数值计算模型,并通过理论分析和试验对比验证模型的准确性,探讨围压、泵压和射流类型等对破岩效率的影响,研究... 为探究环空流体自激脉冲射流破煤岩动态过程,采用光滑粒子流体动力学-有限元法建立淹没状态下环空流体自激脉冲射流冲击煤岩数值计算模型,并通过理论分析和试验对比验证模型的准确性,探讨围压、泵压和射流类型等对破岩效率的影响,研究冲蚀煤岩过程中损伤机制及应力传播规律。结果表明,在不同围压条件下,自吸脉冲射流相较于自激脉冲射流和普通射流,冲蚀深度显著提升,表明自吸脉冲射流能一定程度上更好破除水垫效应。围压由0增加到0.4 MPa时,自吸脉冲射流冲蚀坑深度及体积呈线性减小趋势,冲蚀坑深度减小了36.36%,冲蚀坑体积减小了17.18%。冲蚀坑深度和体积随泵压增长呈线性增加,在2~8 MPa为快速增长阶段,冲蚀坑深度增长650.00%,冲蚀坑体积增长847.86%;在8~12 MPa为缓慢增长阶段,冲蚀坑深度增长了23.33%,冲蚀坑体积增长了41.92%。通过冲蚀过程的煤岩损伤及应力传播规律发现,沿径向方向,从煤岩冲击中心到远端,损伤及有效应力程度逐渐减小并趋于稳定,具有一定的极限范围;沿轴向方向,测点损伤和有效应力快速积累相继达到峰值,煤岩单元迅速积累至完全损伤,形成冲蚀坑。 展开更多
关键词 环空流体 冲蚀煤岩 水垫效应 应力损伤演化
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基于干涉条纹区域生长算法的平板玻璃平行度测量
13
作者 王明军 黄一凡 +6 位作者 刘世杰 李梁玮 李蓬勃 李俊达 吴福林 徐学科 邵竹锋 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1515-1523,共9页
为了实现平板玻璃平行度高精度、快速测量,提出了一种利用区域生长算法对干涉条纹图进行分割处理的测量新方法。采用菲索干涉仪采集平板玻璃前后表面反射产生的自干涉条纹,利用区域生长算法对采集的自干涉条纹进行区域分割,提取出自干... 为了实现平板玻璃平行度高精度、快速测量,提出了一种利用区域生长算法对干涉条纹图进行分割处理的测量新方法。采用菲索干涉仪采集平板玻璃前后表面反射产生的自干涉条纹,利用区域生长算法对采集的自干涉条纹进行区域分割,提取出自干涉条纹,统计出测量口径内的干涉条纹明条纹数目,从而实现平行度的测量。将区域生长算法与Sobel算法对比后发现,区域生长算法在干涉条纹提取方面表现更优。利用该算法对不同类型的干涉条纹进行测量,并将测量结果与ZYGO的测量结果对比,结果显示,基于区域生长算法的平行度测量误差小于1″。利用该图像处理的干涉测量方法,可以方便快速地对平板玻璃的平行度进行测量,提高了平板玻璃的检测效率,同时具有较高的测量精度。 展开更多
关键词 平板玻璃 平行度 区域生长 干涉测量
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基于频率合成技术的时栅增量式测量方法研究
14
作者 高忠华 张倩倩 +2 位作者 周进 杨鑫龙 付敏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期17-22,共6页
针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,... 针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,从而实现增量式测量。通过理论推导和仿真实验,分析了增量式测量方法的输出信号频率和分辨率等关键特性,完成了算法推导并搭建了实验平台。实验结果表明:时栅增量式测量方法引入的误差在±1.5″以内,通过在电机上实测,电机转速分别为5 r/min和250 r/min,时栅增量式测量的角度动态误差在±10.5″以内,该精度满足了工业现场的应用要求。 展开更多
关键词 绝对式时栅 增量式时栅 增量式测量方法 直接频率合成技术
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汽车发动机故障检修中塞尺的应用研究 被引量:1
15
作者 许丽 《自动化应用》 2025年第11期240-242,共3页
研究分析了塞尺在汽车发动机故障检修中的应用,重点探索了塞尺在气门间隙、活塞环间隙、轴承间隙及配合面间隙测量中的具体应用方法和技术要求。通过实际案例分析,验证了塞尺在发动机故障诊断和维修质量控制中的重要作用。研究表明,规... 研究分析了塞尺在汽车发动机故障检修中的应用,重点探索了塞尺在气门间隙、活塞环间隙、轴承间隙及配合面间隙测量中的具体应用方法和技术要求。通过实际案例分析,验证了塞尺在发动机故障诊断和维修质量控制中的重要作用。研究表明,规范的塞尺使用方法和标准化测量流程可显著提高故障诊断准确性和维修效果。所提研究为发动机维修技术人员提供了实用的塞尺应用指导,对提升发动机维修质量具有重要参考价值。 展开更多
关键词 汽车发动机 故障检修 塞尺
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双向量子时间同步研究进展
16
作者 董瑞芳 项晓 +4 位作者 权润爱 洪辉博 师冰轲 刘涛 张首刚 《计测技术》 2025年第4期1-11,共11页
量子时间同步是量子技术与时间频率技术相融合的交叉前沿技术。利用频率纠缠双光子源的内禀非定域时间关联性,双向量子时间同步不仅能将现有时间同步精度提高1~2个数量级,同时具备内在安全性优势,为大幅提升授时精度和保障授时安全性提... 量子时间同步是量子技术与时间频率技术相融合的交叉前沿技术。利用频率纠缠双光子源的内禀非定域时间关联性,双向量子时间同步不仅能将现有时间同步精度提高1~2个数量级,同时具备内在安全性优势,为大幅提升授时精度和保障授时安全性提供了新一代变革性技术方案。重点介绍了中国科学院国家授时中心在双向量子时间同步领域取得的研究进展:建立了双向量子时间同步准确度评估模型;在国际上首个报道了10 fs级超高精度量子时间同步实验演示案例;先后在2 km自由空间+7 km实地光纤混合链路、百km实地光纤链路以及250 km超长距离光纤链路上成功实现了亚皮秒级时间传递演示,充分验证了该技术在大损耗、强噪声环境中的高精度同步应用能力;同时,通过实验研究证实了量子时间传递系统的安全性优势。这些研究成果不仅标志着我国在长距离光纤量子安全时间传递领域取得了重要进展,更为未来构建大规模量子网络提供了高兼容性的时间同步解决方案。 展开更多
关键词 频率纠缠双光子源 双向量子时间同步 高精度 安全性 授时技术
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Physics Magazine 2024年度亮点
17
作者 朱星(编译) 《物理》 北大核心 2025年第1期47-48,共2页
超高精度的钍原子核钟2024年,研究人员扫除了构建原子核钟(nuclear clock,简称核钟)的一个重大障碍。用钍-229同位素构建的核钟的跃迁能级极其窄,因而不易受到外场波动的影响,其精确度要比当今最好的原子钟提高十倍。研究人员测量了这... 超高精度的钍原子核钟2024年,研究人员扫除了构建原子核钟(nuclear clock,简称核钟)的一个重大障碍。用钍-229同位素构建的核钟的跃迁能级极其窄,因而不易受到外场波动的影响,其精确度要比当今最好的原子钟提高十倍。研究人员测量了这个唯一被认为适于用激光和精密谱仪操控的原子核的跃迁能级和波长,即钍-229同位素的激发态。测量涉及用激光将原子核从核基态激发,这是一个核钟能够受控运行的关键步骤。 展开更多
关键词 原子核 原子钟 跃迁能级 同位素 激发态 超高精度
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曲轴连杆颈圆柱度误差评定算法研究
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作者 王亚晓 李嘉薇 《工具技术》 北大核心 2025年第8期129-135,共7页
针对曲轴综合测量机在测量过程中噪声和灰尘干扰,使用高斯滤波对数据进行平滑处理,并通过三次样条插值方法解决因油孔导致的数据波动问题,从而提升圆柱度误差评定的精度。根据曲轴综合测量机的测量原理,构建曲轴连杆颈圆柱度误差评定的... 针对曲轴综合测量机在测量过程中噪声和灰尘干扰,使用高斯滤波对数据进行平滑处理,并通过三次样条插值方法解决因油孔导致的数据波动问题,从而提升圆柱度误差评定的精度。根据曲轴综合测量机的测量原理,构建曲轴连杆颈圆柱度误差评定的数学模型,并运用遗传算法对最小区域圆柱度误差进行计算。通过对比不同选择算子、交叉算子和变异算子下基于最小区域法的圆柱度误差评定结果,确定最佳的操作算子选择方案,实现曲轴连杆颈圆柱度误差的高精度评定。以某型号发动机曲轴为例,通过与ADCOLE公司的曲轴综合测量机圆柱度误差评定结果进行对比,评定偏差在1.5μm以内,验证基于遗传算法的曲轴连杆颈圆柱度误差评定算法在理论上的正确性和实践上的可行性。 展开更多
关键词 曲轴 连杆颈 圆柱度误差 最小区域法 遗传算法
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原子钟技术发展与“秒”定义变革
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作者 陈伟亮 刘昆 +3 位作者 戴少阳 郑发松 左娅妮 房芳 《计测技术》 2025年第2期5-25,共21页
介绍了用作频率标准的高性能冷原子钟的发展现状,阐述了喷泉钟与光钟的基本原理、性能指标、在计量和其他领域的应用及发展趋势,分析了原子钟技术发展对“秒”定义变革的影响,探讨了“秒”定义变革的路径和现状。指出可通过提升相干作... 介绍了用作频率标准的高性能冷原子钟的发展现状,阐述了喷泉钟与光钟的基本原理、性能指标、在计量和其他领域的应用及发展趋势,分析了原子钟技术发展对“秒”定义变革的影响,探讨了“秒”定义变革的路径和现状。指出可通过提升相干作用时间、降低原子温度、优化不确定度评估策略等方式提升原子钟性能,提出通过时空一体化测量、优化引力红移评估手段、建立高水平洲际远程比对链路等方式,进一步提升原子钟的不确定度水平及扩大应用范围。 展开更多
关键词 原子钟 喷泉钟 光钟 不确定度 秒定义
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多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器研究
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作者 杨继森 袁俊松 +2 位作者 修府 刘嘉诚 张小龙 《中国机械工程》 北大核心 2025年第5期889-897,共9页
针对双列平面磁场式传感器两码道激励频率相同时磁场之间的相互串扰影响传感器测量精度并降低信噪比等问题,提出了一种多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器设计方案,在实现解算绝对位移的同时能够消除码道间磁场串扰的问题。传感器... 针对双列平面磁场式传感器两码道激励频率相同时磁场之间的相互串扰影响传感器测量精度并降低信噪比等问题,提出了一种多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器设计方案,在实现解算绝对位移的同时能够消除码道间磁场串扰的问题。传感器分为定尺和动尺,都采用双层交替结构,定尺使用两列增量式码道组合而成,分为精机和粗机,两列激励线圈的对极数为互质关系的两个整数,利用对极内位移差实现绝对位移测量。精机测量通道和粗机测量通道同时通入不同频率的激励电流信号,其中精机为1 MHz高频电流信号,高频激励电流信号可以有效增强感应信号,提高电气处理系统的信噪比。通过外差降频的方法来提高传感器分辨力,有效地解决了通过提高激励信号频率来提高信号信噪比与传感器解算高分辨力难以兼顾的问题。通过电磁仿真分析对传感器进行了理论验证和误差分析。最后搭建实验平台进行了样机实验,实验结果表明,采用多频磁场耦合的绝对式传感器结构有效消除了精机与粗机之间的磁场串扰,传感器信噪比得到提高,在140 mm的测量范围内测量误差小于±17.34μm。 展开更多
关键词 绝对位移测量 多频磁场耦合 信噪比 位移传感器
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