
主编:韩冰
创刊:计测技术
国际标准刊号:ISSN 1674-5795
国内统一刊号:CN 11-5347/TB
国内邮发代号:80-441
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2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.05
摘要:为解决原子磁力仪检测光强残余噪声问题,提出了检测光强噪声数字补偿方法。首先根据原子自 旋进动检测基本理论,通过光弹调制器和锁相放大器进行线偏光的光旋角检测,利用噪声衰减器对检测光功率 进行正弦调制拟合得到补偿系数,然后使用光弹调制器调制频率的二倍频信号对一倍频信号进行后处理修正, 实现检测光强噪声压制。得到补偿系数后可将用于幅度调制的硬件甚至前级稳光强装置移除,仅利用数字补偿 技术即可实现光强噪声抑制。搭建基于K?Rb?21Ne气室的磁力仪实验装置,在无自旋交换弛豫态(Spin?Exchange Relaxation?Free, SERF)下开展检测光强噪声补偿实验, 结果显示光旋角检测信号的噪声被压制了 13. 2 dB@3 Hz。应用此噪声补偿方法,避免了不同光路所引入的非共模噪声,并在前级稳光强的基础上实现了 二次稳光强。此补偿方法可进行补偿系数的定期校准,减小系统状态改变及不稳定性带来的影响,对于提升原 子磁力仪灵敏度具有重要意义。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.06
摘要:为研究La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷的荧光温度传感性能,采用高温固相反应法制备该材料,在 La2Ce2O7晶格中,使Ho3+和Yb3+都取代La3+的位置,其中,Ho3+离子浓度为0. 05% at. %,Yb3+离子浓度在10% ~ 18% at. %范围内。在980 nm波长的激光激发下,检测到上转换(Up?conversion, UC)绿光的强度在550 nm处达 到峰值,红光强度在666 nm处达到峰值。当Ho3+和Yb3+的掺杂浓度分别为0. 05% at. %和14% at. %时,UC发射 强度最强。研究了La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷在303 ~ 483 K温度范围内的温度传感性能,在303 K温度条件下得 到最高绝对灵敏度(Sa)为0. 002 8 K-1,在303 K 温度条件下得到最高相对灵敏度(Sr)为0. 005 4 K-1,表明 La2Ce2O7∶Ho3+ / Yb3+陶瓷可以作为潜在的远程温度传感器候选材料。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.07
摘要:为解决空间复杂光照环境下可见光相机获取的图像照度不一、信息失真、特征不完整导致的目标 航天器相对位姿求解困难的问题,提出了一种基于图像增强和弧段特征的双目视觉相对位姿测量方法。首先通 过基于带色彩保留的多尺度Retinex(Multi?scale Retinex with Chromaticity Preservation, MSRCP)自适应图像预处理 方法提升空间暗弱光、局部强曝光环境下的图像质量;然后利用基于边缘弧支撑线段的椭圆检测算法提取目标 航天器表面星箭对接环的弧段特征,并拟合得到椭圆轮廓;最后利用双目相机搭建了空间相对位姿测量物理仿 真实验平台,建立双目空间椭圆锥测量模型解算目标的六自由度相对位姿,实现了近距离正常光照和暗弱光照 场景下目标航天器相对位姿求解。实验结果显示:在正常光照场景下,相对位置平均误差优于20 mm,相对姿 态平均误差优于0. 3°;在暗弱光照场景下,相对位置平均误差优于30 mm,相对姿态平均误差优于1°。研究成 果为近距离空间交会对接等在轨服务任务中的目标识别与测量提供了参考,具有技术借鉴价值。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.08
摘要:为了解决无控制点场景下现有卫星视频稳像算法失效的问题,提出了一种基于多运动目标的卫星 视频稳像算法,该算法构建了目标检测、轨迹平滑和范数优化的框架,将多目标卡尔曼滤波、rlowess轨迹平滑 与L1?L2范数优化相结合,最终实现卫星视频稳像。利用海上多目标舰船观测数据集开展实验,验证该算法的 有效性,结果表明基于多运动目标的卫星视频稳像算法在X、Y 方向上的稳像误差均不超过0. 3个像素。本研究 填补了无控制点场景下卫星视频稳像的技术空白,具有重要的工程应用价值。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.09
摘要:为了解决复合材料桨叶的静力矩测量结果差异较大、难以完成准确合格性判定等问题,采用基于 天平基本理论的控制变量法对多组桨叶的静力矩展开研究。通过分析造成实验数据差异的原因,结合测量设备 本身的精度,发掘了对测量影响较大的关键因素,并进行了定量分析计算。通过对比实验,证明了对大轴线力 矩测量影响最大的是定位面与测量刀口之间的距离以及其平面加工精度;对小轴线力矩测量影响最大的是对桨 叶特定截面的角度测量精度。本研究为后续螺旋桨设计、生产、维修提供了工艺优化的理论和数据基础,对后 期新型桨叶的研发具有重要意义。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.10
摘要:为打破传统计量保障仅关注测量设备准确性而非测量结果可靠性的局限,构建了适用于民用航空 发动机全链路的测量过程控制管理体系。该体系以提升测量数据质量为目的,覆盖从部件设计到整机试验,从 适航取证到客户交付所涉及的全部产品测量过程。在测量过程设计阶段,根据测量需求及过程的关重程度,分 析测量能力,导出测量质量要求。在测量过程控制阶段,根据不确定度分析结果,锁定不确定度来源,利用测 量系统分析、控制图、测量能力审核等手段监控测量过程。在测量有效性验证阶段,结合科研阶段航空发动机 测量过程特点,建立同族测量过程归集,通过测量不确定度评定实现质量验证。该体系初期应用于厂内装配执 行过程“高压压气机转子装配”项目的测量分级、能力分析、过程监控、结果验证等,对实现包括试验验证、 生产制造等过程的全部相关方测量过程管理具有借鉴意义。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.11
摘要:为解决工业制造车间存在的计量设备分布离散、计量数据难以统一采集、计量数据利用率低、设 备后期维护成本高等问题,建立工业制造车间离散计量设备的数据感知与可视化系统。通过搭建数据转换协议 仓,实现多种类型、多种品牌计量设备的多协议通讯兼容,解决设备离散分布时,数据的统一采集和集中管理 难题。数据转换协议仓集成在客户端软件中,具有成本低、易部署、协议拓展方便等优点。系统结合数据分析 和可视化技术,实时感知车间计量设备数据变化,为管理者直观、清晰地展示数据及分析结果。该系统实现了 计量数据的实时采集和分析处理,提高了数据利用效率,为生产决策提供了重要保障。系统的可视化分析功能 能够帮助管理者快速了解车间计量设备工作状况,提升了车间计量设备的整体运行效率。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.01
摘要:详细介绍了三平(球)面互检法、双球面法、旋转平均法、平移差分法(伪剪切干涉法)、奇偶函数 法、随机球法和旋转平移法等光学面形绝对检测方法的测量原理,针对不同方法简述了国内外绝对检测技术的 发展动态,并对比了不同绝对检测方法的适用领域以及存在相应的技术限制。从物理实现和算法两方面对绝对 检测技术的未来发展趋势进行展望,提出了通过提高外部机械结构精度来增加面型绝对检测精度,分析了深度 神经网络算法与计算光学成像技术两种方法在绝对检测过程中的优势,并提出通过将两种方法与绝对检测技术 相结合可进一步提高光学面形的绝对检测精度,为绝对检测相关领域的研究提供有益参考。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.02
摘要:介绍了结构健康监测技术(Structural Health Monitoring, SHM)的概念以及主动和被动损伤监测方法 的原理, 分析了飞机结构健康监测技术的国内外研究现状, 阐述了比较真空监测(Comparative Vacuum Monitoring, CVM)传感技术、智能涂层传感器技术、光纤传感技术、压电传感器(Piezoelectric Sensors, PZT)技 术和无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)等目前较为先进的传感技术的原理以及传感器技术在各类 装备上的应用情况,介绍了飞机结构健康监测技术在F-35联合攻击机(Joint Strike Fighter, JSF)上的典型应用。 指出飞机结构健康监测技术正向智能化方向发展;未来需要重点研究传感器网络的智能诊断技术、复杂环境下 的SHM技术、基于结构健康监测的健康管理技术、智能材料 / 结构健康监测技术,并将深度学习、数字孪生等 前沿技术应用于航空领域,以推动我国飞机结构健康监测技术发展。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.03
摘要:阐述了机械结构间同轴度、光轴间同轴度、光轴与机械轴间同轴度的定义,介绍了引伸计同轴度 测量方法、应变计同轴度测量方法、百分表同轴度测量方法、三坐标测量机同轴度测量方法、激光对中仪法等 机械结构间同轴度测量方法的原理和优缺点;分析了干涉比较测量法、反射式定心测量法、透射直接测量法等 光轴间同轴度测量方法的特点;介绍了基于图像处理和机器视觉技术的光轴与机械轴之间同轴度测量方法的原 理及应用。指出机械结构间同轴度的测量方法较为传统,存在测量效率低、需要人为判断等缺点;同轴度测量 技术将向高精度、自动化、非接触的方向发展。
2024(2). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.04
摘要:为解决叶端定时系统在实际应用中存在的数据缺失问题,提出基于熵变匹配追踪的叶端定时数据 缺失识别方法。该方法利用相关熵诱导度量基于高斯核函数度量样本的权重。不同于正交匹配追踪对所有观测 数据赋予相同权重,熵变匹配追踪基于相关熵诱导度量变化,对观测数据赋予不同范数类型的权重,使得其对 异常值具有较好的鲁棒性。通过仿真分析与实验对该方法的性能进行验证,结果显示所采用的熵变权重因子为 数据缺失位置分配了接近于零的权重,有效降低了数据缺失对特征提取结果的影响,证明了该方法的鲁棒性。基 于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法为叶端定时系统的装机应用提供了理论支撑,具有技术借鉴价值。
主编:韩冰
创刊:计测技术
国际标准刊号:ISSN 1674-5795
国内统一刊号:CN 11-5347/TB
国内邮发代号:80-441