仪器仪表工程专业学位研究生培养体系研究——以合肥工业大学为例

仪器仪表工程专业学位研究生教育是国家专业学位研究生教育的重要组成部分,本文以合肥工业大学为例,对仪器仪表工程专业学位研究生的培养体系进行深入研究。本文详细介绍了专业学位研究生培养体系制度建设,重点介绍了专业学位研究生人才培养体系建设以及学位论文和学位体系建设。本文研究成果对于高校培养具有实践创新能力的仪器仪表工程专业人才提供很好的参考价值。

大学生创新创业训练计划项目质量调查与分析——以合肥工业大学为例

大学生创新创业训练计划项目(简称"大创项目")是高校深化创新创业教育改革,健全创新创业教育体系,培养创新创业人才的重要举措。以合肥工业大学812名大学生的有效问卷调查数据为样本,对高校"大创项目"质量进行评判与分析。结果表明:大学生对"大创项目"结果质量和过程质量评价较高,两者均值分别为4.01和4.27,但也存在差异性。通过对调查数据的综合分析和不同特征变量的对比分析,找出"大创项目"质量存在的问题及原因,从完善质量评价与激励机制、强化二级学院质量主体意识、加强专创教育融合、推进校企协同育人4个方面提出对策,实现"大创项目"质量的持续改进。

高校学生党建工作现状及对策研究——基于合肥工业大学党建工作的调查

以高校非党员学生和党员学生为对象,通过关于学生党建工作的问卷调查,分析了目前高校学生党建工作的总体状况,指出存在的问题及其成因,并就如何加强新形势下的学生党建工作提出了对策。

大学生科技创新活动问题与对策研究——以合肥工业大学为例

文章以大学生科技创新活动为切入点,分析了当前大学生科技创新活动中存在的问题,以合肥工业大学为例,从制度建设、创新比赛、实践平台展开对策分析研究。

大学生创新创业训练计划实施过程及质量管理研究——以合肥工业大学为例

大学生创新创业训练计划是高校进行大学生创新创业能力培养的一个重要平台。针对当前"大创计划"实施过程管理不到位,导致大学生创新能力培养目标达成度不够的问题,以合肥工业大学为例,对"大创计划"实施过程及其具体环节进行分析,从过程质量和成果质量综合分析"大创计划"项目质量,并研究了"大创计划"质量提升瓶颈及原因,提出了进一步提高"大创计划"项目质量的建议。

测控技术与仪器专业控制类课程群实验实践教学改革与实践

控制类课程群是测控技术与仪器专业课程体系的重要组成部分,实验实践教学是工程教育的一个关键环节。该文分析合肥工业大学测控技术与仪器专业控制类课程群实验实践教学现状及问题,从课程群课程内容体系、课程实验规划、多元化的实验实践教学、考核与反馈评价机制等环节,提出一系列教学改革措施,建立创新型控制类课程群实验实践教学体系。该文所述方法在教学实践中取得一定的成效,研究成果为其他课程群的教学改革提供很好的参考价值。

仪器仪表工程研究生实践创新能力培养体系探索与实践

仪器仪表工程研究生实践创新能力的培养是其研究生培养的重中之重。目前仪器仪表工程研究生实践创新能力培养存在一定问题。合肥工业大学仪器仪表工程专业重点从课程设置、指导教师队伍建设、增强实践环节教学、研究生实践基地建设、制定研究生的科研工作制度、指导研究生参加各类学科竞赛、抓好学位论文的撰写工作等方面来提高研究生实践创新能力的培养质量,取得了一定的成果,可为其他高校研究生培养提供可借鉴的经验和一定的参考价值。

仪器仪表工程研究生课程体系及教学模式的探索与实践

仪器仪表工程专业硕士研究生教育着眼于仪器仪表工程领域的科技进步,培养仪器仪表工程领域内具有创新意识和社会实践创新能力的高层次工程技术以及工程管理人才。文章首先分析了目前仪器仪表工程专业学位研究生培养中存在的课程体系以及教学模式问题。文章以合肥工业大学仪器仪表工程专业学位为例,详细介绍了该专业研究生的培养方案及培养目标,同时对课程体系设置、教学内容和教学方式进行了改革与探索,提出了具体的措施和方法,其成果为我国工科研究生培养提供了一个可借鉴的经验。

A位取代和缺陷钝化实现钙钛矿薄膜的低阈值红光放大自发辐射

作为发红光的光学增益介质,CsPbI_(2)Br钙钛矿材料具有良好的热稳定性和合适的光学带隙,引起了研究者的广泛关注。然而,溶液法制备的CsPbI2Br薄膜在高湿度环境下易发生相变,同时薄膜存在大量缺陷,阻碍了其性能提升。鉴于此,采用部分FA^(+)(CH_(4)N_(2)^(+))进行A位取代以提高钙钛矿薄膜的相稳定性,然后利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对钙钛矿薄膜进行表面钝化。得益于FA^(+)阳离子带来的薄膜形貌的改善和PMMA良好缺陷钝化效果,实现了Cs_(0.7)FA_(0.3)PbI_(2)Br钙钛矿薄膜的低阈值红光放大自发辐射(ASE),其发射波长为689 nm,纳秒激光激发下的阈值为15μJ/cm^(2)。同时,该薄膜具有良好的疏水性和光稳定性,在大气湿度环境下(RH为(40±10)%),采用3000μJ/cm^(2)脉冲激光持续照射120 min,其ASE强度仍能维持其初始值的93%。这项工作为实现低阈值高稳定的红光ASE和激光提供了参考。

钨极高压微电弧温度模型的建立与验证

为提高一体式微球形钨探针的制备成功率,对制备过程中高压微电弧进行了研究。建立了钨极高压微电弧的多物理场耦合仿真模型以计算电极间距在0.5~2.0 mm、电压在1~12 kV时的电弧温度分布;然后对仿真结果进行最小二乘拟合,进而得到了电弧温度与放电参数之间的数学模型;最后,基于Boltzmann作图法搭建了光谱测温系统,并对数学模型进行了验证。研究结果表明:电弧呈椭球形分布,近阳极区存在高温屏障,阳极温度远低于阴极温度;电弧温度与电压、电极间距之间均为类抛物线性关系;模型计算结果与实验结果的平均相对误差为3.3%。该模型可用于计算电弧温度,从而实现钨探针的可控制备。

集成电路测试新工科人才产教融合培养模式探索与实践

集成电路测试是集成电路设计制造产业中的重要环节。针对目前国内集成电路测试行业专门技术人才紧缺的现实需求,合肥工业大学联合国内外集成电路产业知名企业,从课程教学内容与教学方法、实验平台建设与实验设计、创新能力培养与学科竞赛等环节入手,在仪器类专业探索现阶段适合于集成电路测试新工科人才培养的校企合作办学模式。近年来,在集成电路测试课程体系完善、实验平台建设、实践环节培养等方面均取得较好的成果,为新工科人才产教融合培养提供实践经验和参考案例。

接触式与白光干涉测头复合测量坐标统一与数据融合

针对复合测量中两测头空间坐标系不统一的问题,提出了基于标定器提供基准点结合单位四元数法求解空间变换矩阵的坐标统一方法,并以均方根误差(RMSE)来评估坐标统一的效果。设计并制作了一种新型标定器,为坐标统一提供稳定可靠的基准点,并建立了基准点精度与坐标统一精度的关系模型。针对两测头测量数据,提出了空间误差椭球搜索策略结合加权最小二乘法的数据融合方法。实验结果表明,复合测量的坐标统一化配准精度可达1.889μm,所提出的数据融合方法相较传统加权最小二乘法的相对误差减小了16%,重复性精度提高了38%,实现了复合测量的高精度坐标统一与稳定精确的数据融合,提升了对器件的测量能力。

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。

面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪

针对油品现场检测中实时性和准确度的需要,研制了一种面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪。该光谱仪采用相干长度扩增方法,可快速定位有效信号;通过驱动采集控制系统对傅里叶近红外检测光路进行100 nm等间隔的干涉调制,最终由傅里叶逆变换解析出的吸收光谱分辨力可达3.25 cm^(-1)。用该光谱仪对汽油样品进行质量检测的结果表明:该光谱仪可在短时间内对汽油中5种物质含量进行快速计量,其最大体积误差不超过0.7%,可以满足油品参数现场计量的需求,对市场中成品油质量的监管具有重要意义。

一种新的大行程垂直纳米运动工作台设计与控制研究

在大行程高精度垂直运动中,工作台的设计及稳定控制是关键因素。因此设计一种新型的具有平衡机构的工作台,以实现垂直方向上大行程纳米稳定运动。所研究工作台采用N331压电直线电机独立驱动,通过空气静态导轨悬浮,设计Z轴平衡系统降低垂直向电机驱动负载。利用步进控制方式完成大行程驱动,模拟方式实现微位移精密驱动控制。所提出的驱动与控制策略,可实现100 mm垂直方向上高精度快速精密驱动。另Z向也可实现纳米步进模式与模拟模式的复合控制。在全行程100 mm的范围内定位波动可限制在±9 nm内。通过验证实验,本运动工作台可适用于微纳米三坐标测量机、微光刻和微加工应用的驱动与控制任务。

太阳耀光偏振参数星上计算系统设计

太阳耀光影响光学遥感成像质量,可采用在探测器前加装偏振片的方式进行抑制,抑制效果取决于太阳和遥感器的相对位置以及偏振片的偏振方向。为实时准确地获取太阳耀光偏振信息,本文在星载大气校正仪上设计了一套星上太阳耀光偏振参数计算系统,利用大气校正仪670 nm波段的0°,60°,120°三个通道偏振图像实时计算耀光参数,并使用基于6S大气辐射传输模型的耀光参数建立晴空海洋偏振双向反射分布函数查找表,排除受云干扰的图像像元,最后利用实时探测数据进行高精度太阳耀光偏振方位角计算。系统以V5系列的现场可编程门阵列为计算平台,使用高层次综合工具进行算法的硬件实现,并在实验室内进行了实验验证。实验结果表明,系统计算偏振角误差与真实值相比在0.5°以内,在100 MHz主频时钟下一组25×25像元的数据计算时间消耗为19.47281 ms,FPGA资源使用率为41%。

深度线索增强的全息视网膜投影显示

全息视网膜投影显示(retinal projection display,RPD)具有大景深的特征,是能够缓解辐辏聚焦冲突(vergence accommodation conflict,VAC)的近眼显示技术之一。但是,景深过大会导致聚焦模糊的深度线索丢失。因此,提出了一种基于带限随机相位的RPD全息图计算方法,其通过在目标图像面引入带限随机相位控制进入瞳孔的光束宽度,从而达到控制景深范围并增强深度线索的目的。计算全息图并再现过程可分为3步:首先,根据目标图像所在深度及进入瞳孔时限制的光束宽度计算得到带限随机相位。第二步,目标图像乘以球面波相位及带限随机相位后通过一步菲涅尔衍射获得全息图。最后,准直的激光光源照射于加载全息图的空间光调制器,再现的物光汇聚于人眼瞳孔处实现深度线索增强的全息RPD。实验结果表明,基于带限随机相位的全息RPD不仅具有低散斑、高再现质量等优势,而且能够灵活控制目标图像的景深,为观察者提供聚焦模糊的深度线索。

基于偏光干涉的压力对边孔光纤双折射性能的影响

利用耦合模理论和弹光效应原理研究了边孔光纤双折射与压力的依赖关系。仿真结果表明,双折射变化受到压力大小和作用方向共同影响。保持压力大小不变,双折射数值随作用方向呈余弦变化,且在π/2的偶数倍和奇数倍方向上分别取得最大值和最小值。保持作用方向不变,双折射数值与压力大小呈线性关系。当作用方向θ∈(kπ-π/4,kπ+π/4)(k∈Z),双折射数值随压力呈线性增加,而θ∈(kπ+π/4,kπ+3π/4),双折射数值随压力呈线性减小,在θ=kπ+π/4时,双折射数值基本不变。最后,基于偏振光干涉的实验装置测量了不同压力大小和作用方向下的双折射,实验结果与仿真结果相关系数r为0.9922,在误差许可范围内,二者吻合较好。

基于贝叶斯动态模型的激光干涉仪漂移误差预测

针对长时间测量时激光干涉仪产生的漂移问题,提出了一种基于贝叶斯动态模型的漂移误差预测方法。通过采集非测量阶段的漂移误差序列,分析了数据特征并据此建立了贝叶斯动态模型。然后,利用无信息先验分布法获取了递推所需的初始信息,运用贝叶斯递推算法训练并估计了模型状态参数。最后,基于实验室自制的迈克尔逊激光干涉仪对漂移误差预测效果进行了实验验证。结果表明:与常用的最小二乘拟合法和神经网络建模法相比,基于该方法预测补偿后的残余漂移误差的均方差分别减小了67.85%和99.08%;由重复实验的预测效果可知,残余漂移误差的均方差较补偿前都减小了82%以上。验证了提出的基于贝叶斯动态模型的漂移误差预测方法的有效性和稳健性。

超快吸附过程太赫兹时间分辨光谱表征与评价

挥发性有机物(VOCs)污染防治是国家环境保护和人群健康防护的迫切需求,吸附法被认为是最有效的VOCs处理方法之一。当前吸附机理认知存在局限性,阻碍了其工业应用,探明微观吸附机理是实现高效处理VOCs急需解决的关键问题。现有常规微观吸附特征表征方法无法直接实时监测超快吸附现象,需要不断发展新理论、新技术。近年来,太赫兹波在表征吸附过程方面展现出巨大潜力:吸附过程中弱相互作用(范德华力、氢键)的振动模式均在太赫兹波段,化学键断裂与生成引起的表界面移动载流子变化随浓度不同太赫兹响应特征不同,利用太赫兹波谱光学参量(吸收峰、幅值、波形等)在表征吸附特征方面取得了重要进展。吸附过程中化学键的断裂、生成均在皮秒量级,太赫兹波因时间分辨率局限性无法直接获取亚飞秒时间尺度下的有效信息。太赫兹时间分辨光谱在超快过程监测领域的不断突破,在时间尺度上满足了探究超快吸附过程的需求,为揭示微观吸附机理奠定了基础。详细介绍了吸附特征太赫兹波谱表征与评价的研究进展,总结了近几年太赫兹时间分辨光谱在表征超快过程方面的突破性研究,最后提出了太赫兹时间分辨光谱在超快吸附领域的发展方向和面临的主要挑战。