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2025,45(3):1-6
Abstract:
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2025,45(3):7-27 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.01
Abstract:
介绍了单光子成像技术的基本原理，分析了单光子成像技术高灵敏度、高时间分辨力与高光子利用率的优势。阐述了单点扫描单光子成像、多像素单光子成像的技术特点，论述了其在远距离成像、水下成像、复杂环境成像等领域的应用情况。介绍了传统单光子成像算法、基于深度学习的单光子成像算法的原理，对比分析了不同算法在稀疏回波、强噪声、多峰信号条件下的应用效果。对单光子成像技术的未来发展方向进行展望，指出可通过应用创新性硬件系统、优化成像算法与跨学科技术融合等手段，进一步推动单光子成像技术向高准确性、高效率、智能化方向发展。
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吕林杰, 李端, 米庆改, 杨扬, 张磊, 武腾飞, 徐立军
2025,45(3):28-36 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.02
Abstract:
为了实现单光子激光雷达（Light Detection and Ranging， LiDAR）的快速高精度探测，设计了一种高通量高重频单光子LiDAR系统，并提出了一种适用于该系统的波形校正方法。该系统通过提高光子计数率，显著减少了单像素采集时间；同时，利用波形校正方法有效解决了在高通量高重频条件下，因单光子探测器死区时间导致的多周期耦合和波形畸变问题，从而有效提升了系统对目标信号强度和深度的反演精度。系统采用近红外波段自由运行单光子探测器（死区时间1 200 ns），激光重复频率为3 MHz，单像素采集时间为1 ms。仿真和实验结果表明：该方法的距离反演精度可达4.9 mm，信号通量反演精度为0.16个光子。在三维成像实验中，采用50 × 50的点对点扫描方式，成像平面拟合精度达到8 mm，能够实现近距离小型无人机（Unmanned Aerial Vehicle， UAV）的高精度三维成像。为单光子LiDAR在目标探测和资源测绘等快速成像领域的应用提供了新的技术手段。
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2025,45(3):37-44 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.03
Abstract:
针对利特罗型光栅干涉仪的系统误差研究缺少更深入的量化数据的问题，对元件定位精度引起的利特罗型光栅干涉仪系统误差进行了研究，即分析光栅绕x、y、z轴旋转以及反射镜绕y轴旋转时导致的额外光程差所造成的系统误差对干涉仪的位移测量影响。建立光栅及反射镜绕轴旋转时的光程差变化引起的相关误差的数学模型，进行定量分析，并通过实验验证该数学模型的准确性。结果表明：光栅及反射镜绕x、z轴旋转时不会产生额外光程差；光栅绕y轴旋转时会产生系统误差，且误差会随着光栅常数和旋转角度的增大而增大；反射镜绕y轴旋转时，只有当两反射镜的旋转角度不同时才会产生误差，且误差会随着两反射镜旋转角度的增大而增大。对整个系统进行误差合成后得到：在高装配级别下，未定系统误差为± 3.12 μm；在一般级别下，未定系统误差为± 17.75 μm。通过该实验验证了理论仿真的正确性，为利特罗型光栅干涉仪的系统优化设计提供了技术参考与理论支持。
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2025,45(3):45-57 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.04
Abstract:
在非合作目标激光测距场景中，由于非合作目标表面特性复杂多样，对激光的反射率较低，且反射光向各个方向散射，导致返回测量系统的光能量较弱。为实现在非合作目标场景下对激光回光能量的有效收集和光斑的精确聚焦，设计了一种高精度激光变焦光机及自聚焦控制系统。该系统通过优化光学结构，采用准直镜组、前端镜组、动镜组、后置镜组和补偿镜组的组合设计，实现了光束的高效聚焦和能量最大化，提升了系统在不同测距范围内的信噪比和稳定性；同时，优化了光轴稳定性设计和机械结构布局，提高了聚焦一致性。在控制方法上，引入基于图像识别的自聚焦策略，借助高分辨力相机实时捕捉目标光斑，运用图像处理技术提取光斑直径、形状、清晰度等关键特征，动态计算最优焦距调整参数，通过步进电机实现自动闭环调焦。实验结果表明：该系统在0.5 ~ 30 m的工作距离内，光斑质心偏移量不超过65 μm，满足设计要求，并且能够有效实现光斑聚焦。
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2025,45(3):58-69 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.05
Abstract:
为解决关键行业中直径100 ~ 300 mm的重型丝杠副的行程误差测量难题，基于中小型丝杠检测仪器的研发经验，创新仪器整体构型，对关键部件和测控系统进行优化，探索加工装配工艺，研制出重型丝杠副测量仪器，实现了重型丝杠导程误差和重型丝杠副行程误差的动态测量。经检测，在4 m行程内，仪器光轴分别在距丝杠中心线50 mm和150 mm附近时，最大示值误差分别为0.5 μm和1.3 μm；对于被测丝杠副样件，各项指标的最大值与最小值之差不超过P1级丝杠副相应允差的1 / 3。检测结果表明：该重型丝杠副行程测量仪的测量精度能满足P1级要求。该仪器的成功研制，为促进重型丝杠副、丝杠检测领域的发展起到重要作用。
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2025,45(3):70-77 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.06
Abstract:
为提升法布里?珀罗（Fabry?Pérot， F?P）传感器游标光谱信号解调的准确性，提出基于深度学习的光谱数据直接解调方法。首先对光谱数据进行预处理，将复杂的游标光谱信息转化为卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）可以处理的数据格式，然后采用深度学习模型对预处理后的完整光谱数据进行训练和测试，并利用卷积神经网络对光谱数据进行特征提取和分类，最终实现待测信号的准确解调。使用灵敏度为112.5 nm / MPa的双腔法布里?珀罗传感器采集光谱数据，并开展信号解调实验，结果表明：CNN模型对未知光谱进行10折（fold）交叉验证的平均准确率为92.49%，均方根误差RRMSE（Root Mean Square Error， RMSE）为0.039 2 MPa，相对误差的平均值为3.31%；卷积神经网络?长短期记忆（Convolutional Neural Network?Long Short Term Memory， CNN?LSTM）模型对未知光谱进行10折交叉验证的平均准确率为96.98%，RRMSE为0.039 0 MPa，相对误差的平均值为3.28%。基于CNN?LSTM模型的方法仅通过解调256个采样点的数据就实现了较高准确度，具有便捷、高效的优点，为推动光谱信号解调领域发展提供了有效的技术途径，为开发智能光学传感系统提供了重要参考。
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2025,45(3):78-84 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.07
Abstract:
为提升石英挠性加速度计静态模型的辨识精度，提出基于粒子群优化?反向传播（Particle Swarm Optimization?Back Propagation， PSO?BP）神经网络的静态模型辨识方法。通过PSO改进BP神经网络易陷入局部最优的缺陷，根据加速度计的输入和输出维度完成神经网络模型构建，利用PSO的全局搜索能力实现BP神经网络初始权重的优化。利用精密离心机开展实验，对该方法的应用效果进行验证，结果表明：与基于BP神经网络的石英挠性加速度计静态模型辨识方法相比，基于PSO?BP神经网络的石英挠性加速度计静态模型辨识方法具有更优的非线性系数解析能力，辨识均方误差MMSE（Mean Squared Error， MSE）降低2个数量级，为推动高精度机载惯性导航系统发展提供了技术支撑。
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2025,45(3):85-99 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.08
Abstract:
为响应快速、高灵敏度检测结核病抗原及新型冠状病毒蛋白的需求，研发了一种检测结核病抗原（MPT64蛋白、 Ag85B蛋白）和严重急性呼吸综合症冠状病毒2 （Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2， SARS?CoV?2）中核衣壳（Nucleocapsid， N）蛋白的高灵敏度光学微纤传感器。该光学微纤传感器通过具有极高表面积和优异光学特性，并能显著增强锥形光纤固定能力的氧化石墨烯（Graphene Oxide， GO）进行涂覆；然后采用能够在体外有效捕获目标蛋白，并实现实时检测的适配体单链DNA（Single?stranded DNA， ssDNA）对GO涂覆的锥形光纤进行修饰。采用制备好的传感器对目标物质进行检测。实验结果显示：该传感器能够在复杂样本中快速检测MPT64和Ag85B，检测时间仅为10 s，检测限（Limit of Detection， LOD）分别为4.23 × 10?2? M和3.11 × 10?1? M；另外，对SARS?CoV?2中N蛋白的LOD为6.25 × 10?1? M。该光学微纤传感器具备高灵敏度和快速检测的优势，有望在诸如结核病诊断和冠状病毒检测等医学领域发挥重要的作用。
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2025,45(3):100-110 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.09
Abstract:
介绍了低空飞行器导航的关键技术，包括基础导航技术和综合增强技术；分析了低空飞行器导航系统测试技术的发展现状；梳理了各类导航参数的测试方法，包括位置与速度测试、航向测试、姿态测试、以及综合增强技术测试方法。指出了测试技术面临复杂场景适应性与抗干扰能力验证、标准化与监管滞后、测试成本与规模化矛盾等挑战，并呈现出智能化、标准化与全球化、场景化、低碳与可持续等走向，为低空飞行器导航系统测试技术的进一步发展提供了参考。
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2025,45(3):111-122 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.10
Abstract:
为了解决压力仪表传统人工抄表效率低、易出错且存在安全风险以及基于传感器和三维视觉的自动抄表技术适应性不足的问题，结合计算机视觉与人工智能技术，构建了融合数据采集、实时监控和数据分析功能的计量系统。通过改进快速区域卷积神经网络（Fast Region?Convolutional Neural Network， Fast R?CNN）算法，引入数据增强和轻量化特征提取网络，提高复杂环境下的仪表定位准确度；在DeepLabv3+模型中融合通道注意力机制与空间注意力机制，结合混合损失函数，提升字符分割效率。实验表明：改进算法在复杂工业环境中的仪表表盘定位平均准确度达84%，字符分割平均交并比为78.6%，单次计量耗时较人工抄表缩短85%，验证了系统的高效性与强适应性。本研究为工业设备智能监测提供了可扩展的技术框架，对推动计量数字化、智能化具有实践价值。
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2025,45(3):123-132 ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.03.11
Abstract:
针对相干多普勒测风激光雷达需要校准的参数多、涉及计量专业多、校准方法不全的问题，充分考虑激光测风非接触、高时空分辨、大探测量程的特性，采用“特征分析?多手段融合”的方法体系，突破了风速、风向、最大测量距离、探测盲区等争议性参数的量化评价难点。分析定标转盘、射频信号模拟多普勒频移、标准风速仪3种不同风速校准方法的优缺点和适用条件，并对定标转盘风速校准法进行改进，提升风速参数校准的数据可靠性。针对风向校准难题，辩证性地给出了不同扫描模式下的校准方法，提升校准普适性。基于具体测量案例给出了风速、风向的校准结果，并对风速、风向参数进行不确定度分析，有效地说明了校准方法的可行性。研究成果为气象观测、航空安全、新能源等领域的风场精准探测提供了标准化技术支撑，对于推动大气遥感计量技术发展具有积极意义。
2025年第45卷第3期
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液压管道曲面一体化成形制造的薄膜应变传感器
Abstract:
传统应变片在监测过程中存在应变传递误差大、响应慢等问题，严重制约了工程应用效能。本文针对航空液压管道对应变、振动、卡箍松动等状态的实时监测需求，提出了一种在航空液压管道上原位制备薄膜应变传感器的设计与制造方法 。建立基底与应变丝栅敏感层之间的应变传递误差有限元分析模型，优化设计电阻应变栅的结构参数；采用磁控溅射制备Ni80Cr20应变敏感层等多层异质薄膜，通过五轴联动激光刻蚀工艺，实时调控激光入射角与焦点位置，实现对功能材料刻蚀深度的高精度控制。测试结果表明：在-40 ~ 100 ℃条件下，所制备的薄膜应变传感器电阻漂移率（Drift Rate, DR）为8.4 × 10-5 / h，电阻温度系数（Temperature Coefficient of Resistance, TCR）为1.3 × 10-4 / ℃；在0 ~ 500 με应变范围内，该传感器的应变灵敏系数（Gauge Factor, GF）为2.03 ，响应时间仅为15 ns。通过力锤实验等验证了该一体化制造传感器对航空液压管道实时应变、振动、卡箍松紧程度等关键信息的检测与识别能力，在航空液压管道状态监测领域具有应用前景。
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基于无规则声入射的多孔参数反演研究
Abstract:
参数反演是获取材料多孔参数的重要手段，相关方法原理的研究工作在近年来被广泛开展。已有的研究工作主要通过垂直入射声学模型来反演多孔参数，而关于无规则入射吸声模型的参数反演研究近乎空白。本文研究基于无规则声入射的多孔材料参数反演方法，建立关于多孔参数与无规则入射吸声系数的理论关系，基于所建立理论模型、多孔声学模型和遗传算法开展多孔参数反演研究，并分析该方法所反演参数的精度与收敛性。研究表明，相关预测结果与仿真结果吻合良好，基于无规则声入射的多孔参数反演方法具备较高精度，所反演多孔参数稳定收敛，可为多孔参数反演研究提供理论参考。
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数模变换量化误差固有特性再讨论
Abstract:
为了在数模转换中准确实现预设相角，一般采用增加转换分辨力的方法，这实质上是在幅值轴方向上进行精细分割以接近原始信号，存在成本高、速度慢、功耗大等不足。针对该问题，进一步提出在时间轴方向上进行适当分割以接近原始信号的方法。为此论述量化误差包括相角量化误差（Phase Angle Quantization Error, PQE）和幅值量化误差（Amplitude Quantization Error, AQE）的定义，阐述所研究的量化过程应满足的4个一般性条件，分析量化误差随相角变化而变化的固有特性，并开展模拟实验和真实实验进行验证，结果表明：量化误差呈现周期性分布，误差周期是信号周期的1 / N（N为一个信号周期内的采样个数）；在误差周期内，量化误差的分布是对称的；相角量化误差的零点具有独立性，这些零点与转换分辨力、信号幅值无关。指出调节N值使这些零点与预设相角相联系具有重要应用价值，有望推动相角标准研制和阻抗电桥技术发展，并扩展高速、低功耗、低成本数模转换器（Digital-to-Analogue Converter, DAC）的应用。
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基于无线遥测系统的六模块天线设计与实现
Abstract:
提出了一种六模块发射/接收天线设计方法，用于航空发动机高速旋转件非接触信号传输研究。天线由6段不同尺寸的圆弧贴片组成，工作频率范围在1.3GHz ~ 1.7GHz之间，工作带宽≮40MHz。采用电磁仿真软件建立封装后的发射天线模型和接收天线模型，分析天线的S参数随不同封装参数的变化规律，在此基础上形成了一套遥测转/静子工程应用装置。实验测试结果表明，天线的工作频率、工作带宽满足设计要求，低速调试、高速旋转验证试验表明，形成的遥测装置能够同时支持6个发射机模块，在设计转速≤20000RPM，环境温度≮80℃的试验工况下能稳定、有效的进行信号传输，测点数提升一倍，为航空发动机压气机、涡轮等部件动应力测试提供技术基础。
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2022(6) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2022.06.02
Abstract:
随着飞秒光梳光谱、飞秒测距等飞秒激光器相关应用领域的发展，对于更高重复频率的飞秒激光器也产生了越来越迫切的需求。本文叙述了固体激光器和光纤激光器在产生GHz重复频率的飞秒脉冲输出上所使用的主要技术和技术进展，总结了GHz激光器的最新发展趋势。为之后进行GHz重复频率飞秒激光器研究的相关人员提供了一定的参考。
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2023(3) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.03.02
Abstract:
双光梳光谱技术是一种先进的精密光谱测量技术，具有高分辨力、高频率精度、快速测量和宽带光谱覆盖等优点，已在光谱激光雷达、温室气体监测、燃烧诊断等测量领域中广泛应用。关于双光梳光谱的新原理、新方案和新技术不断涌现，因此有必要对其发展现状进行梳理和总结。本文详细地阐述了双光梳光谱技术的原理和性能指标，分析对比了光频参考、电光调制、单腔双光梳和光调制四种典型双光梳光谱测量系统的实验方案和优势，同时具体分析了双光梳光谱技术在工作波段拓展方向的发展现状，最后对双光梳光谱系统的发展趋势和应用前景进行了总结和展望，为双光梳光谱技术在全波段光谱测量和多场景应用中的进一步提升提供参考。
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陈雪花1, 2, 3, 丛楠1, 罗文浩1, 张笑楠1, 王彦华1, 魏小刚1, 杨仁福1
2023(4) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.04.06
Abstract:
概述了基于里德堡原子的电场传感技术的基本原理，分析了里德堡原子电场测量具有的高灵敏度、宽频、可溯源至国际单位制（International System of Units， SI）、高空间分辨力等优势。讨论了激光参数、探测器噪声、环境电磁场干扰等因素对里德堡原子场强测量灵敏度与测量频率响应带宽的影响，介绍了频率调制、重泵浦、参数优化等提高场强测量灵敏度的方式，并阐述了单辅助场原子外差法、双辅助五能级外差法等提升测量频率响应带宽的方法。探讨了里德堡原子电场传感技术在计量、通信、雷达、成像等方面的应用情况，指出应通过优化原子气室结构、设计高性能光电探测器、提升光学腔性能等方式进一步提高里德堡原子电场测量灵敏度；应深入研究里德堡原子电场测量的不确定度来源，并对里德堡原子传感器进行全面的测试和表征；应开展里德堡原子电场测量相关装置的小型化、工程化设计研究，从而进一步提升里德堡原子电场测量技术的实际应用性能。
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吴岳松1, 2, 王子政1, 孙新磊1, 武飞宇1, 霍树春1, 3, 胡春光1
2023(1) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.01.01
Abstract:
高深宽比孔/槽微结构现广泛应用于微机电系统（MEMS）与三维集成电路（3D-IC）等领域，是微纳器件的基础性工艺结构。随着器件微型化与功能化的发展需求，孔/槽微结构的深宽比不断提升。深度作为重要参数对器件加工工艺、器件性能有直接影响，微孔/槽结构深度的精确测量具有重要意义，但测量方法面临巨大挑战，成为测量领域的难题之一。针对这一问题，按照非光学和光学测量方式将测量方法分为两大类，介绍了扫描电子显微镜、扫描探针术、白光显微干涉技术、共焦显微技术和反射光谱技术等测量方法的工作原理，在微孔/槽深度测量方面的研究现状，尝试从中总结每种测量方法的优缺点，最后，讨论了未来高深宽比微结构深度测量发展趋势以及研究重点，为之后高深宽比微结构深度的测量技术研究提供帮助。
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2021(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2021.02.06
Abstract:
简单介绍了残余应力产生的原因及其对材料性能的影响，分析了现阶段残余应力测试方法的基本原理、应用场合和优缺点等，尤其是对目前普遍使用的X射线衍射法、中子衍射法、纳米压痕法、钻孔法等残余应力测试方法进行了详细说明。针对残余应力准确测量需求，分析现阶段基于标样法和仪器性能校准的残余应力校准方法，并说明了校准对残余应力准确测量的重要意义，最后总结了残余应力测试与校准方法的发展方向。
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2024(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.01
Abstract:
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。
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2024(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.03
Abstract:
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。
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马骏逸1, 2, 韩海年1, 3, 张子越1, 4, 魏志义1, 2, 3
2022(5) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2022.05.01
Abstract:
自1999年至今，光学频率梳（Optical Frequency Comb，OFC）经历了二十多年的快速发展。基于飞秒激光的光学频率梳在频率计量学、超快光谱学、光学频率标准、阿秒脉冲的产生、多脉冲时域合成等众多前沿研究领域中发挥了不可替代的作用。特别是继飞秒钛宝石激光频率梳、飞秒光纤激光频率梳之后，基于二极管激光直接泵浦的全固态飞秒激光频率梳由于兼具钛宝石激光噪声低、重复频率高，光纤激光结构紧凑、电光效率高的共同优势，引起了许多研究组的兴趣，并取得系列有意义的进展。本文综述了全固态光学频率梳的发展和已取得的典型应用，并结合笔者所在课题组取得的研究成果，对全固态光学频率梳未来的发展方向进行展望，为促进全固态飞秒锁模振荡器的发展提供借鉴。
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2022(3) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2022.03.01
Abstract:
第26届国际计量大会批准了利用基本常量重新定义国际单位制（SI）。其中，温度单位“开尔文（K）”采用玻尔兹曼常量（k）重新定义。精确测量玻尔兹曼常量是重新定义开尔文和复现热力学温度的关键，本文详细介绍了用于测量玻尔兹曼常量的四种原级温度计：声学气体温度计、介电常量气体温度计、约翰逊噪声温度计、多普勒展宽温度计。阐述了四种原级温度计的工作原理、主要参数、实际应用情况，分析并探讨了它们对玻尔兹曼常量值修订起到的贡献。最后对原级测温方法未来发展方向进行总结与展望，为热力学温度的复现和传递提供研究支撑。
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2024(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.02.02
Abstract:
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。
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2021(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2021.02.04
Abstract:
高端装备的大型零部件几何尺寸测量与控制是保证产品交付质量的基础，高端装备性能及产量的提升对几何尺寸测量提出了更高的精度与效率要求。本文结合大型零部件几何参数测量需求，介绍了大尺寸坐标测量、扫描测量、姿态测量、协同测量、组网测量、动态测量六种大尺寸测量技术的工作原理、典型仪器以及应用特点，分析了固定式测量系统和柔性测量系统两类专用大尺寸测量系统的构建方案、工作特点、适用场景，总结了大尺寸测量系统实验室校准、现场校准、现场核查的手段和方法，阐述了大型零部件几何尺寸测量技术大范围、高精度、高效率、自动化、智能化的综合发展趋势。
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张敏1, 2, 修坤皓1, 2, 孙敬尧1, 2, 王子莹1, 2, 赵丽滨1, 2
2024,44(3) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2024.03.05
Abstract:
介绍了柔性可穿戴压电超声传感器压电层、背衬层、匹配层、封装层、电极层的结构设计和材料选择，论述了利用有限元分析（Finite Element Analysis， FEA）技术进行柔性可穿戴压电超声传感器模拟设计的优势，阐述了电极图案化等柔性可穿戴压电超声传感器制造领域中的关键技术，分析了柔性可穿戴压电超声传感器在深层组织成像、血流动力学监测、促进骨损伤恢复、辅助透皮给药等领域的应用情况。展望了柔性可穿戴压电超声传感器的发展方向，指出未来可通过应用高性能信号处理技术、改进超声探测成像算法、优化传感器结构设计方案等手段，进一步提升柔性可穿戴压电超声传感器的测量准确性、使用安全性和集成化程度，促进该类传感器市场化、产业化发展。
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2021(6) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2021.06.02
Abstract:
声学测温在日常生活、生物医学和工业生产等领域有着广泛的应用，对拓宽温度测量应用范围具有重要意义。本文以敏感元件是否直接与待测物接触对声学测温方法进行分类，分别阐述了超声内部测温、声表面波测温、声速法测温以及声共鸣法测温的基本原理、计算公式、主要参数；并介绍了各声学测温方法的主要代表性产品、实际使用情况和目前的应用局限性。通过比较分析目前声学测温方法存在的精度问题和测温难点，得出总结与展望，为继续优化发展声学测温技术提供参考。
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2023(4) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.04.03
Abstract:
简要回顾了近几年回音壁模式光学微腔在传感研究中的应用，其涉及领域包括位移传感、力传感、加速度传感、质量传感、纳米粒子传感、温度传感、角速度传感和奇异点增强传感。对回音壁模式光学微腔在不同领域的传感机理进行了简单介绍，并且对重要的实验工作进行了介绍，指出了提高传感精度的重要因素，为之后的理论和实验研究提供了一定的参考。
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2022(4) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2022.04.07
Abstract:
高性能芯片级原子气室的制备是现阶段芯片级量子传感仪器研制急需解决的关键技术之一。为解决目前芯片级原子气室研制领域存在的碱金属定量填充难、气密性差等问题，开展了高气密性芯片级原子气室制备方法研究，利用微电子机械系统（MEMS）技术实现了芯片级原子气室的批量制备。采用深硅刻蚀技术制备硅气室腔，利用RbN3的光分解实现碱金属单质的制备及定量填充，采用阳极键合技术对原子气室进行两次硅片/玻璃键合封装，成功获得了以N2为缓冲气体的Rb碱金属原子气室。对所制备的原子气室进行键合强度、气密性、吸收光谱测试，结果表明原子气室的玻璃/硅片/玻璃键合强度均较高，其中B组原子气室的漏气率平均值为2.2×10-9 Pa
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2021(2) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2021.02.05
Abstract:
对航空发动机叶片几何参数进行了定义和分类，基于叶片几何参数精密测量的重要性、型面参数测量的复杂性和叶片几何参数测量评价的现状，详细介绍了航空发动机叶片几何参数测试计量保障体系构建的需求，提出建立覆盖航空发动机叶片几何参数的测试计量保障体系，并对该体系的内涵和架构思路进行了阐述，为航空发动机装备叶片零部件数字化设计制造、一体化协同工作平台的建设提供技术支撑。
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2019,39(4) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2019.04.08
Abstract:
根据传感器专业前沿技术的发展方向，结合航天强国建设和航天工业发展对传感器产业发展的需求，系统介绍了国内外先进航天传感器产品的技术发展概况，例举了几类先进传感器产品，包括温度及热流传感器、压力传感器、高性能MEMS陀螺、气体传感器、光纤传感器和无源无线传感器等，并对下一代传感器技术的发展方向进行了展望。
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2023(1) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.01.08
Abstract:
激光干涉仪具有测量分辨力高、测量结果可溯源等优点，在纳米测量中的应用日益广泛。介绍纳米测量机和低膨胀材料线膨胀系数测量装置中应用的迈克尔逊型激光干涉仪以及在高准确度位移测量装置中应用的法布里-珀罗型激光干涉仪，并结合这些实例对激光干涉仪光学系统设计、测量环境控制、迈克尔逊干涉仪非线性误差补偿以及法布里-珀罗干涉仪量程扩展等方面的关键问题进行分析和总结。所述原则和方法对实现纳米级测量准确度具有重要意义，可为高准确度激光干涉仪的研制及其在纳米测量中的更广泛应用提供技术参考。
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黄向东1, 2, 孙壮1, 2, 段剑秋1, 2, 王伟波1, 2
2023(1) ,DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2023.01.04
Abstract:
三维超精密测量技术对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用。随着先进制造技术的不断进步，减小系统测量误差和扩大测量范围已成为三维超精密测量技术发展的关键。近年来，共焦三维测量技术发展迅猛，其应用领域也从生物医学逐步扩展到加工制造领域。本文系统介绍了共焦三维测量技术的研究现状和应用进展，从技术原理角度阐述了提高共焦三维测量分辨力以及扩大共焦三维测量范围的方法，对比总结了干涉共焦测量、差动共焦三维测量、光谱共焦测量等技术的相关研究成果，详细介绍了共焦三维测量技术在表面轮廓测量、微结构特征尺寸测量和关键部件内间隙测量等领域的应用情况，并在此基础上，对共焦三维测量技术的未来发展方向进行了展望，以期为后续研究提供技术参考。
