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中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议—全域地球物理探测与智能感知学术研讨会

作者：文艺伍康郭梅影李振兴陈逸聪王力军清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系

地表重力加速度（g,常用值9.8 m/s）的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限... 详细信息

地表重力加速度（g,常用值9.8 m/s）的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限制,而振动补偿是一种简单方便的方法,惯性传感器探测地面振动噪声来对测量结果进行修正,有望应用于野外重力测量。目前常用于振动补偿的惯性传感器有地震计和加速度计。地震计测量精度高,但带宽窄、动态性能差,对于高频振动存在探测信号失真问题;加速度计测量带宽大,动态性能更好,存在低频漂移问题。本研究在自主研发的T-1型高精度绝对重力仪的基础上,采用地震计和石英加速度计两种传感器分别进行振动补偿,结果表明在振动噪声较小的安静环境下,采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿可将单次测量标准差从补偿前的3700μGal减小到192μGal和1300μGal;在高频噪声较多的复杂环境下,无补偿的单次测量标准差为4000μGal,而采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿后单次测量标准差分别为700μGal和1400μGal。由此可见地震计的补偿性能随着噪声强度的增大迅速降低,而加速度计的补偿性能则比较稳定,此外地震计还存在由于量程限制无法适应野外甚至动平台式的绝对重力测量实验的问题。因此,该实验进一步指明了两种传感器在振动补偿中各自的适用范围,为今后不同实验条件下进行振动补偿实验提供了惯性传感器的选择标准。

关键词：绝对重力测量振动补偿地震计加速度计

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微动量轮高精度滑模变结构控制

微动量轮高精度滑模变结构控制

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2014全国第十届精密工程学术研讨会(PES10`14)

作者：王梦赑张高飞尤政田宁清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

为了满足微小卫星高精度姿态控制的需求,提高微动量轮转速控制精度和转速变化响应特性,开展基于滑模变结构算法的微动量轮控制研究,图1所示为整体控制框图.在此基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析,结合理想模型引入纹波电压、摩擦... 详细信息

为了满足微小卫星高精度姿态控制的需求,提高微动量轮转速控制精度和转速变化响应特性,开展基于滑模变结构算法的微动量轮控制研究,图1所示为整体控制框图.在此基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析,结合理想模型引入纹波电压、摩擦系数不确定性、扰动力矩等干扰因素,完善了微动量轮动力学模型.

关键词：微小卫星姿态控制微动量轮滑模变结构

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基于锥面衍射实现高效率双光栅光谱合成

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强激光与粒子束 2020年第12期32卷 83-87页

作者：吴娟李建民尹新启曾理江邱克强李朝明颜宏中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006

分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入... 详细信息

分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入射时的衍射效率。基于锥面衍射原理,对中心波长为1050.24 nm和1064.33 nm的两束光纤激光子束进行合成,入射极角为43.99°,测得合成效率为92.9%,较基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统的合成效率提高了8.8%;测得合成光斑光束质量Mx 2=1.204,My 2=1.467,与基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统输出光斑光束质量基本一致。

关键词：锥面衍射非锥面衍射双MLD光栅光谱合成合成效率

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基于MEMS声振传感器的电子听诊器

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传感技术学报 2021年第8期34卷 1139-1142页

作者：孔春秀李欣宁赵俊庆梁尤海何政达赵成龙蔡春华万蔡辛魏琦端木正北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京碧唯科技有限公司北京102206 无锡韦尔半导体有限公司江苏无锡214028 清华大学精密仪器系北京100084

基于微机电系统(MEMS)技术的声振传感器,设计了一种采集心脏低频振动信号的电子听诊器。所设计的MEMS硅麦克风,在传感器振膜结构上添加质量块,能够使传感器敏感于低频振动信号与声音信号;采用STM32主控模块设计滤波调理电路,通过听诊器... 详细信息

基于微机电系统(MEMS)技术的声振传感器,设计了一种采集心脏低频振动信号的电子听诊器。所设计的MEMS硅麦克风,在传感器振膜结构上添加质量块,能够使传感器敏感于低频振动信号与声音信号;采用STM32主控模块设计滤波调理电路,通过听诊器振动膜结构采集信号;通过傅里叶变换分析心脏低频振动信号的相应特征。实验结果表明:该电子听诊器的信噪比为8.6 dB,满足标准电子听诊器的准确性要求(6.9 dB);通过采集信号的正常心音模态频谱与标准检测结果对比,具有较好的一致性;本文研究的电子听诊器能够采集到低频心脏振动信号特征及频谱图,可作为新型心脏病无创诊断的研究基础。

关键词：电子听诊器声振传感器低频振动心振信号微机电系统麦克风信噪比

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基于多因素耦合的圆度测量误差计算与仿真

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机械设计与制造 2014年第12期 1-4页

作者：张小强马增帅曾悦中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

圆度是指轴、孔类零件轮廓接近理论圆的程度。不同于一般所见即所得的测量方式,圆度通常在专用的测量仪器圆度仪上完成相对轮廓数据的采集、后处理和计算等步骤得到。针对圆度测量过程中工件放置偏心和测头安装偏心两个突出问题造成的... 详细信息

圆度是指轴、孔类零件轮廓接近理论圆的程度。不同于一般所见即所得的测量方式,圆度通常在专用的测量仪器圆度仪上完成相对轮廓数据的采集、后处理和计算等步骤得到。针对圆度测量过程中工件放置偏心和测头安装偏心两个突出问题造成的圆度测量误差,详细分析了其误差产生机理和相互耦合关系,并通过Matlab计算仿真,从定性和定量两方面给出了两类偏差的调整参考值。计算结果表明,零件放置偏心并不会直接影响圆度计算结果,但会加剧直径误差和测头安装偏心对圆度计算的影响;测头安装偏心会导致被测极半径矢量失真,间接影响圆度计算结果。根据一般测量精度不大于0.01μm的要求,得出被测工件放置偏心应小于0.2mm、测头安装偏心应小于0.4mm。

关键词：圆度偏心计算仿真

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生物动态过程的三维高速显微成像

生物动态过程的三维高速显微成像

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2016全国生命分析化学学术大会

作者：孔令杰清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室100084

生物动态过程是鲜活生命体的本质特征,其永不停息地发生在有机生物体的三维环境之中直至生命终结。研究生物动态过程对于正确理解生理功能、病理机制及药物筛选等均具有重要意义[1,2]。

关键词：光学成像非线性光学显微三维成像自适应光学相干拉曼显微

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基于囚禁离子的微波频标研究进展

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计测技术 2023年第3期43卷 29-42页

作者：秦浩然张建伟王力军精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学物理系北京100084 清华大学精密仪器系北京100084

微波频标在卫星导航、精密计量、电力、通信等众多领域得到广泛应用,发挥了不可或缺的重要作用。近些年,国际上多家科研单位都在开展新型微波频标的研究,其中基于囚禁离子的微波频标具有高性能和小型化等优势,成为倍受关注的新一代微波... 详细信息

微波频标在卫星导航、精密计量、电力、通信等众多领域得到广泛应用,发挥了不可或缺的重要作用。近些年,国际上多家科研单位都在开展新型微波频标的研究,其中基于囚禁离子的微波频标具有高性能和小型化等优势,成为倍受关注的新一代微波频标。本文综述了离子阱微波频标的国内外研究现状,介绍了Penning阱和Paul阱两种常见离子阱的工作原理,以及^(199)Hg^(+),^(113)Cd^(+),^(171)Yb^(+)等离子微波频标的研究动机、应用领域、技术方案和实现的技术指标。最后,本文对离子阱微波钟在守时钟、星载钟等方面的应用前景进行了展望。

关键词：量子精密测量原子钟微波频标离子阱

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基于双光子聚合的片上光学互连(特邀)

基于双光子聚合的片上光学互连(特邀)

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西安光机所建所60周年纪念暨创新发展大会

作者：赵曜林琳涵孙洪波清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起，实现功能化集成，在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系，实现多材料体系的光电器... 详细信息

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起，实现功能化集成，在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系，实现多材料体系的光电器件集成极其困难。传统的异质集成和单片集成方法难以同时解决定位精度不足、低拓展性、高损耗、低带宽等一系列问题。基于飞秒激光的双光子聚合技术具有高精度和高穿透的优势，可以实现多材料体系的片上微纳光学元件增材制造，具有极高的加工自由度。本文对片上光学元件的激光增材制造这一领域进行综述，探讨了光子引线键合和微空间光路元件两种技术路径，总结了现有技术的发展现状，并对未来的发展前景进行了展望。

关键词：集成光学增材制造飞秒激光双光子聚合混合集成光子引线键合微空间光路元件

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数字温湿度传感器节点自适应接口技术研究

数字温湿度传感器节点自适应接口技术研究

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第十四届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：蒋珊珊郑伯昱陈非凡清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

本文以分布式温湿度测量节点设计需求为背景,提出了一种全新的自适应接口技术.该技术设计了6线制硬件接口,采用哑元填充技术构建了"命令+地址+数据"("CAD")格式的标准软件操作时序,建立了传感器特征参数数据库,通... 详细信息

本文以分布式温湿度测量节点设计需求为背景,提出了一种全新的自适应接口技术.该技术设计了6线制硬件接口,采用哑元填充技术构建了"命令+地址+数据"("CAD")格式的标准软件操作时序,建立了传感器特征参数数据库,通过参数提取、ID读取及判断等过程实现了不同型号传感器的自动识别,解决了数字温湿度传感器自适应接口问题.将4个不同型号的传感器随机接入节点4个传感器接口通道进行测试,实验结果表明:该节点能在24.44ms内自动识别接入的传感器,并驱动其正常工作,识别成功率为100％.另外,节点4个传感器接口通道中的每个通道均可为传感器提供不超过102mA的3.3V供电电源,足以满足多数传感器的供电需求.该技术也可为其它数字传感器的自适应接口设计提供参考.

关键词：数字温湿度传感器自适应接口哑元填充自动识别

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一种生物电现场遥测装置的设计

一种生物电现场遥测装置的设计

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第十三届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：戴辰晨董慧龙邓焱陈非凡清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

文章描述了一种可用于心电、脑电及手指震颤信号现场无线遥测的在线监测装置的设计方法.其特点在于:可工作在0.1～30MPa的宽气压环境,7～40V宽电压输入,功耗小于210mW,实现8名受试者的无线组网与现场遥测.5MPa环境人体实验结果显示:注... 详细信息

文章描述了一种可用于心电、脑电及手指震颤信号现场无线遥测的在线监测装置的设计方法.其特点在于:可工作在0.1～30MPa的宽气压环境,7～40V宽电压输入,功耗小于210mW,实现8名受试者的无线组网与现场遥测.5MPa环境人体实验结果显示:注意力集中时前额区脑电5.4～6.7Hz功率平均增长7.12dB、闭眼手臂平举状态下手指震颤信号3～20Hz功率平均增长964mg2.30MPa环境无人实验结果显示:30MPa与常压下测试的模拟仪心电信号一致,0.1～100Hz功率平均相差0.29dB.

关键词：生物电信号现场遥测装置在线监测系统设计

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