显微仪器产品美度指标构建及评价方法研究

显微仪器外观美感能体现其产品的高端品质,同时提升操作者使用体验的愉悦性。建立显微仪器产品美度指标及评价方法能够量化显微仪器的外观美感,便于客观的形式美与人主观的感受美达成一致,从而有效指导显微仪器产品的美学设计。首先针对显微仪器产品的特点,基于形式美法则,依据Ngo和Birkhoff美度计算模型构建了显微仪器产品美度评价的7个量化指标,即平衡度、对称度、比例度、节奏度、整体度、秩序度、色彩美度;然后分析了7个美度指标间的相关性,建立了计算产品美度模糊评价矩阵R;最后以四款激光扫描共聚焦生物显微镜为样本,采用美度评价指标与模糊综合评价方法对其外观美感进行了主客观综合评价,结果显示哈工大设计的样本4的模糊综合评价向量B 4=[0,0.3534,1.0425,0.8883,1.2562],表明其美度等级较高,具有更好的整体感与秩序性。

我国商业航天信息产业发展研究

世界航天领域正在加快向商业化转型,技术进步、成本降低等因素吸引更多的企业涉足航天信息产业,航天信息产业市场化、竞争化趋势鲜明;我国航天领域进展良好,整体市场初具规模,加快发展商业航天信息产业是航天强国建设的重要组成部分。本文面向我国商业航天信息产业发展实际,以空间应用为主要切入点,梳理了产业总体架构以及上中下游各环节的基本格局,总结了产业主要发展趋势,着重识别出星载深度融合卫星制造、先进光电载荷研制、高速率及高安全性通信、高级遥感数据产品与服务等支撑产业高质量发展的关键技术。在梳理我国商业航天信息产业现状并凝练存在问题的基础上,提出了构建产业创新发展生态、扶持下游数据处理与应用企业、深化航天信息业务化应用、推动行业人才集聚、加快科技成果转化、深化“产学研用”合作等建议举措,以精准驱动我国商业航天信息产业高质量和可持续发展。

改善多步法谐波抑制的新方法——鉴相法

分析了回转基准中存在的问题和多步法误差分离技术的原理误差 ,提出鉴相法误差分离技术。该技术较显著地扩展了无谐波抑制范围 ,且使测量过程和测量系统大为简化 ,是建立纳米精度回转基准的一种较理想方法。

超精密仪器工程关键技术研究若干进展

介绍超精密仪器工程研究中的几个最近研究进展:二维和三维微小内尺度精密和超精密测量技术、超精密三维轮廓与坐标测量技术、无基准三维轮廓测量技术、超精密回转基准和直线基准技术、大输出力、高稳定性超微驱动技术等。这些问题代表了目前超精密仪器工程研究的发展趋势,优先发展仪器单元技术和解决关键技术是促使仪器工程精度水平迅速提高的关键。

超精密测量技术与仪器工程研究中的几个热点问题

介绍超精密测量技术与仪器工程研究中的几个热点问题 :二维和三维微小内尺度精密和超精密测量技术、超精密三维轮廓与坐标测量技术、无基准三维轮廓测量技术、超精密回转基准和直线基准技术、大输出力、高稳定性超微驱动技术等。这些问题代表了目前超精密测量技术和仪器工程研究的发展趋势 ,优先发展仪器单元技术和解决关键技术是促使仪器工程精度水平迅速提高的关键。

大型试件的精确定位方法与调控系统的研究

本文深入分析了在大型精密仪器上对大型试件精确定位时，调控系统产生机械＂爬行＂和机械＂漂移＂的机理；提出了实现精确定位的状态一致原则和功能分离原则。介绍了根据上述原则研制的自动精确定位系统，该系统在调整５００ｋｇ大型试件时的定向精度可达２×１０－７ｒａｄ。

超精密测量是支撑光刻机技术发展的基石

光刻机是尖端装备的珠穆朗玛峰。超精密测量是支撑光刻机产品研发与制造,保证光刻机产品制造精度等级与质量水平的基石。本文综述了光刻机产业的特点与发展趋势。在此基础上,从零部件、分系统、整机集成、整机性能层面阐述了超精密测量对光刻机技术发展的支撑作用。分析了光刻机产品精密能力提升的途径和超精密光刻机产业测量体系建立的必要性,包括管控超精密光刻机产品制造质量的工业测量体系和管控光刻机产品工业测量体系量值准确可靠的计量体系。提出了建设光刻机产业计量测试中心的必要性。

纳米级位移传感器的系统补偿方法

本文对用于工程的电容式纳米级位移传感器的漂移和示值非线性特性等问题进行了理论和实验研究，在此基础上提出了“系统补偿方法”，并研制了“系统补偿环节”。实验结果表明：经系统补偿后传感器分辩率为１ｎｍ，非线性误差小于０．２％，定位角漂移小于±５×１０（－７）ｒａｄ／０．５ｈ，示值漂移量小于±５ｎｍ／２０ｍｉｎ。

高精度 7m 激光测长机及其计量管理系统

高精度７ｍ激光测长机及其计量管理系统＊谭久彬赵维谦杨文国王伟杰（哈尔滨工业大学仪器仪表及测控技术系哈尔滨１５０００１）０引言“高精度７ｍ激光测长机及其计量管理系统”是针对我国重型机械行业中普遍存在又急需解决的共性问题—大尺寸、高精度计量器具及工件的计...

基于数字合成技术的电容式位移传感器研究

本文提出了一种基于数字调制和解调技术的电容式位移传感器的设计方法。这种数字调制和解调技术是数字合成技术在信号处理领域的一种应用。通过对影响数字合成波形质量的各种因素的分析 ,给出提高数字合成信噪比的相应措施。实验结果表明 ,这种基于数字合成技术的电容式位移传感器可实现高精度位移测量。

变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计

提出了一种设计变频器散热系统的实用方法,建立了比较准确且实用的变频器中IGBT(绝缘栅型双极晶体管)模块的通态损耗和开关损耗的计算方法,考虑了温度对各种损耗的影响,采用热阻等效电路法推导得出了散热器及功率器件各点温度的计算公式,并给出了散热器热阻的实用计算公式。在此基础上设计了一套采用强迫风冷的散热系统,计算结果与试验结果的对比,验证了该设计方法的合理性与实用性。

基于改进PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制

压电陶瓷执行器的迟滞特性会降低星间激光通信精瞄系统的定位精度,对信标光的捕获以及链路的稳定性造成影响。针对这一问题,通过分析压电陶瓷执行器迟滞特性产生机理,提出一种基于PLAY迟滞算子的改进(Prandtl-Ishlinskii,PI)数学模型及其辨识方法,并利用该模型对压电陶瓷执行器迟滞特性进行前馈线性化逆补偿。并通过实验来验证数学模型和线性化的有效性,实验结果表明,通过对系统输入不同频率下等幅和减幅正弦控制信号来验证前馈逆补偿性能时,改进的模型最大拟合误差均在1%之内,通过前馈模型逆补偿的控制方法可使压电陶瓷驱动的线性度误差由5%减小到1%以内,并且改进PI模型在计算复杂度上由O(n)简化为O(1)。

用于天文导航设备检测的星模拟装置

为实现对天文导航设备的实验室检测,设计了一种星模拟装置。对该装置所采用的准直光学系统、数字可调光源进行了研究,并提出了背景光模拟的技术要求。根据天文导航设备的主要技术要求给出星模拟装置的整体结构。介绍了消色差准直光学系统、数字可调光源和确定星点大小及位置的关键技术,并分析了背景光均匀性对星模拟效果的影响。最后,制作了星模拟装置,并进行了相关验证性实验。实验结果表明,该装置能模拟0～5等星,背景光均匀性为94.7%,系统焦距为1647mm,视场为28′,准直性优于±2″。该装置可以同时模拟星光和背景光变化,具有准直性好、背景光照度模拟范围宽等优点,能够满足天文导航设备的实验室检测要求。

能量天平及千克单位重新定义研究进展

质量单位千克是国际单位制7个基本单位中惟一一个仍以实物定义和复现的基本单位.作为一种实物,其量值必然会因为环境因素及使用时的磨损而发生变化.但由于缺少更高一级的参考标准对其进行考察,国际千克原器的真实变化情况无从得知.国际计量委员会建议采用普朗克常数对千克重新定义,号召各个国家开展普朗克常数的精密测量研究工作,并要求至少有三种独立方案提供有效测量数据.自20世纪70年代起,英、美等国采用功率天平方案进行研究,国际阿伏伽德罗常数合作组织则采用了X射线单晶硅密度的方案.为了应对国际单位制的重大变革,2006年中国计量科学研究院提出了用能量天平法测量普朗克常数的新方案,其特点是可避免国外方案中困难的动态测量.2013年原型实验装置研制成功,证实了能量天平方案原理可行.此后,中国计量科学研究院开始了新一代能量天平装置的研制.2017年5月,中国计量科学研究院提交了普朗克常数的测量结果,不确定度为2.4×10^(-7)(k=1),该数据被国际科学数据委员会收入参考数据库.但由于数据的不确定度尚未进入10^(-8)量级,未被用于普朗克常数的定值.目前中国计量科学研究院正对几项主要的不确定度来源进行研究,预计在未来的两年内达可到10-8量级的不确定度.

调幅式电容位移传感器的峰值检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器解调过程中由系统不确定相移导致的信号解调不准确问题,提出了一种基于改进的峰值保持电路的调幅式电容位移传感测量方法。首先,分析了调幅式电容位移传感器及其检测电路的工作原理,在研究调幅信号附加相移产生机理的基础上,提出了延迟反馈式峰值保持电路,用以去除附加相移对峰值解调的影响。然后,设计并制作了调幅式电容位移传感器,并对其各个性能指标进行了测试。最后,对实验结果和误差进行了分析。实验显示,提出的峰值保持电路的输出线性度优于0.05%,制作的传感器在0～25μm内数据测量稳定性优于10nm/30min,传感器测量偏差最大值为36nm。结果表明,采用延迟反馈型峰值保持电路有效地解决了系统不确定相移带来的峰值检波不准确的问题,所制作的电容传感器满足了高精度测量的要求。

改进的SIFT特征提取和匹配算法

针对月球影像和尺度不变特征变换(SIFT)算法的特点,在改进SIFT特征提取算法的基础上,提出了一种稳健的图像自动匹配策略。首先,自动调整SIFT算法中的对比度控制系数,提高关键点提取的均衡性;然后,用SIFT描述向量之间的欧氏距离最小值与次小值的比值作为阈值,进行粗匹配,并利用匹配对主方向角度差直方图剔除部分伪匹配;最后,自动计算随机采样次数、误差容忍度等参数,使用改进的随机选取一致性(RANSAC)方法确定透视变换模型初始参数,并用该模型和误差容忍度对匹配集合中的匹配对进行校验,选取出正确的匹配对。实验结果表明,在图像有一定程度的视点、光照、旋转、比例、模糊和对比度变化等情形下,该算法稳定、可靠。该方法能有效解决图像匹配门限的选择问题,真正实现了无人工干预的自动匹配。

惯导系统初始对准技术综述

从初始对准误差模型及算法、状态估计方法、可观测度分析和传递对准四个方面,对惯导系统初始对准技术研究现状进行了叙述和分析,探讨了惯导系统初始对准技术面临的亟待解决的问题和未来的发展方向,为我国在这一领域开展研究的研究人员提供了一定的参考。

激光CCD二维自准直仪中圆目标中心精确定位算法

提出一种新的激光CCD二维自准直仪中圆目标中心精确定位算法。该算法采用变结构元多尺度广义数学形态学滤波算法滤除图像噪声,由Zernike矩定位算法得出目标轮廓的亚像素位置,用最小二乘拟合法精确获取圆目标的中心位置,并进行了实验。结果表明:该算法稳定性好,定位精度高,应用该算法后自准直仪的测量分辨力提高了10倍,在±2′测量范围内测量不确定度优于0.3″,有效地提高了自准直仪的测量分辨力和测量精度。

改善调幅式传感器测量电路精度的措施

在分析影响调幅式传感器测量电路精度因素的基础上 ,提出利用数字合成技术、自稳幅技术、数字式相敏检波技术、数字集合平均技术等措施 ,来改善调幅式传感器测量电路的检测精度。实验表明利用该技术 。

基于两步法超精密圆度仪误差分离系统

基于两步法误差分离原理的圆度仪误差分离系统 ,克服了传统的“多步法”分离过程中存在的“谐波抑制问题”,缩短了分离时间 ,有效地抑制了分离过程中引入的测量噪声及系统漂移的影响。该装置不仅可以使圆度仪主轴回转误差从被测工件测量结果中可靠分离 ,而且整个测量过程实现了全自动无人操作 。