基于MPGD时间投影室位置分辨率及响应函数的研究

位置分辨率是衡量时间投影室工作性能的重要指标。论文首先介绍了时间投影室位置分辨率的基本理论。在已有理论的基础上,针对两种不同的MPGD探测器,对时间投影室原型机的位置分辨率做了计算。同时还预测了未来ILC上时间投影室的位置分辨率能够达到的水平。此外,对与位置分辨率紧密相关的响应函数也做了研究。

低分辨率位置检测的永磁同步电机转矩控制研制

包装机械的捆扎设备常采用永磁同步电机转矩控制方式,永磁同步电机自配有光电和霍尔传感器检测转子位置,本文研究永磁同步电机在仅有霍尔传感器时转矩控制方法,包括利用平均加速度法进行转子位置估算,在电机速度突变或者是加减速阶段时,相邻两个Hall区间不再是保持不变的,因此引入平均加速度法估算转子位置,进一步降低估算的误差,提高电机的控制性能;设计电流环线性自抗扰控制器提高系统抗扰动性,包括三个主要的模块:跟踪微分器、扩展状态观测器、状态误差反馈控制,具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。经实验测试和现场运行验证了采用仅有霍尔传感器的永磁同步电机应用于捆扎设备的可行性,从而有效减少电机体积,控制生产成本。

改进的激光光斑位置分辨率模型

为了分析四象限探测器(QD)激光光斑位置检测性能,建立了新的高斯光斑位置分辨率数学模型。分析了高斯光斑模型下QD位置检测原理和近似数学模型,根据误差函数可导性,结合误差理论推导出位置分辨率与总信噪比、光斑中心位置和光斑半径关系的数学模型,数值仿真和实验系统验证了所提模型的正确性。结果表明,当光斑半径为0.74 mm,总信噪比为66.96 dB时,在光斑中心偏移±0.45 mm范围内,所提模型的估算误差约为36%,与原近似模型相比,精度提高了约1倍,可以对激光光斑位置检测系统的位置分辨率进行有效估算。

低分辨率位置传感器永磁同步电机精确位置估计方法综述

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应用要求。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能,同时能有效控制系统成本、提高系统可靠性的转子位置检测技术,受到国内外产业界的广泛关注。介绍开关型霍尔位置传感器的使用方法与工作原理,总结原始霍尔位置信息误差的来源与校正方法;重点讨论基于插值法、同步坐标系滤波器法和观测器法的转子位置/转速估算策略,从提高低分辨率位置传感器电机系统低速性能等方面分析和比较不同估算策略的原理、优缺点、适用范围及应用情况;最后,总结现有研究成果及有待解决的问题。

采用低分辨率位置传感器的PMSM控制技术

介绍了永磁同步电机(PMSM)控制技术的发展和研究热点,综述了采用低分辨率位置传感器的永磁同步电机控制技术,分析了由霍尔信号得到转子位置信息应用于电机控制的各种算法及其特点,并对未来低分辨率PMSM控制技术作出了展望。

基于低分辨率位置传感器的永磁同步电动机转矩脉动控制

电动助力转向系统由于其良好的燃油效率和转向性能,被广泛用于汽车中,但存在材料成本高和转矩脉动大的问题.采用低分辨率位置传感器能够降低电动助力转向系统材料成本,但编码器信号引起的电流谐波会增加转矩脉动.基于此,分析了转矩脉动的影响因素,采用测量编码器信号频率估算转子位置和转速,获得q轴补偿电流并施加到电流指令中,从而使6阶转矩谐波逐渐衰减.实验结果表明:通过应用估算的转子位置和转矩脉动补偿,转矩脉动波峰的峰值占平均转矩的百分比从6.25%降至1.60%,证明了所提出的控制方法有效地减小了转矩脉动,降低材料成本.

超声电机位移分辨率特性研究

超声电机作为一种新型特种电机,有着广泛的应用。由于超声电机应用压电陶瓷作为驱动元件,使得定子产生受迫振动驱动动子运动,从理论上具有高的位置分辨率,为了确定超声电机的位移分辨率,文章从超声电机运行机理出发,分析了影响超声电机位置分辨率的因素为定子/转子摩擦材料系统的瞬态响应。应用单片机作为控制器,通过程序控制超声电机驱动器,测试了旋转型行波超声电机的位置分辨率,得到旋转型超声电机的位置分辨率可以达到0.0078°。得到结论:得到了超声电机分辨率,且发现超声电机定子/转子摩擦材料系统的阻尼是影响超声电机位移分辨率的关键因素之一,超声电机定子和转子摩擦材料系统非线性特性明显。

基于可移动中子源的瞬发γ活化成像研究进展

瞬发γ活化成像技术基于瞬发γ射线中子活化分析,结合准直测量或者伴随粒子测量手段,以实现对样品内部中元素位置分布的测量。当前大多数相关研究都是基于大型中子源开展的,这限制了该技术的应用场景,可移动小型化中子源是该技术现场应用的必然要求。基于可移动中子源的瞬发伽马活化成像技术按照准直方式可分为基于单孔准直、编码孔准直及伴随粒子测量三类,对其技术原理、研究进展及仍存在的问题进行介绍与讨论。目前的技术在空间分辨率上还需要进一步提升,未来将进一步结合图像处理算法提高成像质量并降低测量时间。

PSD光电位置传感器的实现及SOI结构研究

分析了高灵敏度光电位置传感器(PSD)的设计和工艺制作过程,给出了器件制作工艺流程.对制作的器件进行了参数测试,测试结果为:响应波长为600～1200nm,峰值响应波长为760nm,位置分辨能力为5 μm,位置探测误差为±50 μm,暗电流为1.4×10-10A(VR=-5 V),峰值灵敏度为0.8634 A/W.同时为提高器件的响应速度,提出了基于SOI技术的PSD器件结构.

空间光通信中位置敏感器件(PSD)的性能分析

研究了使用ＰＳＤ的空间光通信粗跟瞄系统对光束的位置分辨率。通过理论计算和实验得知，当入射在ＰＳＤ光敏面上的信标光功率约为２８μＷ时，粗跟瞄系统的位置分辨率约为１２６μｍ。同时，通过计算机模拟，对ＰＳＤ的线性度进行了理论值和实验值的对比。

用于低能X射线分析的电荷分配式位置灵敏正比计数器

研制了一种电荷分配式单丝阳极位置灵敏正比计数器,它的效率由近似公式所估价,在感兴趣的4～6.5keV能区内相应效率从65%～25%间变化;它的位置分辨率用宽度50μm(x)的55FeX射线束测定,可达到0.55mm。并介绍了由这PSPC构成的位置灵敏谱仪两个应用事例。

压电式高速开关阀控液压缸位置系统

针对开关阀控液压缸位置分辨率低、响应慢的问题,设计了压电式高速开关阀控液压缸位置系统。首先,建立开关阀控液压缸位置系统模型,分析了PWM载波频率对开关阀流量特性的影响规律,采用基于差动流量的双阀结构,实现液压缸负载流量的非线性补偿,减小开关阀死区对系统静、动态性能的影响。然后,分析双阀控制式液压缸系统负载脉冲流量的影响因素,得到了开关阀控液压缸位置抖振的产生机理,比较基于脉冲流量的PWM、PAM、PFM控制方法。最后,依据压电式高速开关阀流量特性,提出了PWM+PAM的复合控制方法,根据误差信号及其变化,调节占空比和流量幅值,实现液压缸位置的快速、精确控制。仿真及实验结果表明:系统定位精度将近1%,为高速开关阀及其控制系统应用提供了理论基础。

一维电阻阳极位置灵敏探测器

本文主要介绍一维电阻阳极位置灵敏探测器工作的物理机制及它的主要性能和应用。其一维电阻阳极位置分辨率优于２００μｍ，能量位置之间的线性相关系数为０．９９９６１３８，并成功地用于电子动量谱仪中。

光导厚度对基于高分辨率LYSO和SiPM阵列PET探测器性能的影响

正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Tomography,PET)是一种高灵敏和具有定量测量能力的分子影像方法,PET探测器通常由高探测效率的晶体阵列和位置灵敏或阵列光探测器组成,PET探测器的位置分辨率主要由晶体单元的大小和晶体分辨图的质量决定。使用现有小动物PET探测器常用的硅酸钇镥(Lutetium-yttrium Oyorthosilicate,LYSO)晶体阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultipliers,Si PM)阵列,系统地研究了晶体阵列和Si PM阵列之间光导的厚度对探测器晶体分辨图和能谱的影响。所使用的晶体阵列为12×12,单个晶体尺寸为0.89 mm×0.89 mm×10 mm,Si PM为日本滨松的4×4阵列,单元大小为3 mm×3 mm,间距为3.2 mm,光导使用厚度为0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm和2.5 mm的有机玻璃。实验结果表明:晶体分辨图的均匀性和对边缘晶体的分辨能力随着光导厚度的增加而改善,但随着光导厚度的增加,晶体分辨图中每个晶体单元的斑点大小增加,整个晶体分辨图的动态范围缩小。光导的使用几乎不改变晶体能谱的全能峰峰位和能量分辨率。综合以上因素,确定最佳的光导厚度为1.5 mm,本结果可对使用晶体截面约为1 mm×1 mm的晶体阵列和单元大小为3 mm×3 mm的Si PM阵列研发小动物PET探测器提供重要参考作用。

高灵敏度光束位置信号提取的激光通信跟瞄一体化(特邀)

提出一种基于四象限探测器跟瞄和通信复用的强度调制直接探测的空间光通信系统,以超声波电机驱动的双光楔为光束偏转执行单元形成光束位置跟踪的闭环系统。驱动电机转动周期为15 ms,位置分辨率为0.83μrad。经理论分析和实验验证,该系统的位置闭环跟踪−3 dB带宽约为4 Hz。当位置探测误差小于10%时,即光束探测精度小于12μrad,对应的探测灵敏度为−45.2 dBm。在10 Mbit/s的通信速率和无信号编码下,误码率为1×10−3时对应的通信灵敏度为−44 dBm。验证了利用四象限探测器作为跟踪与通信复用探测器的可行性,可应用于小型化、轻量化的星间激光通信终端。

一种nm级超精密镜面磨削的微进给工作台

一种ｎｍ级超精密镜面磨削的微进给工作台张飞虎，张春河，王平，韩荣久（哈尔滨工业大学）（中国科学院长春光学精密机械研究所）用超微细粒度的超硬磨料砂轮进行超精密镜面磨削加工，是对难以用金刚石车刀进行超精密车削的材料如工程陶瓷、光学玻璃、半导体基片等进行超...

平板型光电倍增管64路信号的简化处理

HAMAMATSU的H8500型64路多阳极平板型光电倍增管以其非常优越的位置分辨被广泛地应用于各种小型探测装置和大型阵列探测装置,多信号的有效、快速和最为经济的简化电子学线路读出成为多阳极光电倍增管非常重要的研究内容。基于DPC电桥简化处理多阳极光电倍增管信号,在未采用铅准直的情况下测量137Csγ源最好位置分辨(FWHM)达到了2mm左右。

宇宙射线μ子探测高Z材料的仿真研究

利用Geant4建立宇宙射线μ子探测高Z材料的仿真系统,采用最大似然算法,研究用于μ子探测的位置灵敏探测器漂移管的位置分辨率及系统成像时间对成像结果的影响。当漂移管的位置分辨率优于200μm、成像时间在1～2min内可对相对独立的高Z物质快速识别,本研究也为漂移管的设计加工提供了理论依据。

自动机运动规律测试系统的研制

介绍了一种枪械自动机运动规律光电检测系统,该系统由光电位置探测器(PSD)、激光器、原向反射片、数据采集装置及专用测试软件等组成。随自动机同步运动的原向反射片反射激光光束,光束经光学系统聚焦于PSD的光敏面上,产生随光斑中心变化的电信号。信号经过调理、采集、处理后得出自动机运动规律。分析及实验结果表明:该系统响应速度满足自动机测试要求,位置分辨率可达0.044mm。能在恶劣环境下,对10～150mm范围内的枪械自动机进行速度和位移测试。测试方法具有非接触、高精度、操作简便等特点。

GEM探测器与X射线成像实验

使用2个GEM探测器系统,分别用作增益测量和位置分辨测量.用GEM探测器测量铜靶X射线能谱,能量分辨率为21.5%.8keV的X射线入射双层GEM探测器,实验测量x方向位置分辨为64μm,y方向位置分辨为68μm.将科研成果经过精炼、核心提取,为核与粒子物理学科的本科生开设GEM探测器和X射线成像实验,使学生对高能粒子探测技术、数据获取和处理等有整体的理解.