检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2014年第6期22卷 1590-1597页

作者：王帆董景新赵淑明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

为实现硅微振梁式加速度计系统芯片级温度测量及系统闭环,本文针对系统的非惯性结构部分提出了微机电系统(MEMS)结构温度的芯片级测量和闭环控制优化方法。与以温控罩的温度作为参考温度的方法不同,该方法提出了供芯片级温度测量的MEMS... 详细信息

为实现硅微振梁式加速度计系统芯片级温度测量及系统闭环,本文针对系统的非惯性结构部分提出了微机电系统(MEMS)结构温度的芯片级测量和闭环控制优化方法。与以温控罩的温度作为参考温度的方法不同,该方法提出了供芯片级温度测量的MEMS结构、工艺及配套电路,通过直接测量MEMS结构的温度完成实时补偿,从而提高了测量精度。该方法在闭环控制的前置电路中应用了二极管电容解调电路,与前期使用的跨阻或者跨导方案相比,对器件的要求从pA级降至nA级。运用时域方法求得二极管电路方案的解析解,提出参数优化设计方法,保证了电容测量输入与输出间的线性关系。最后,采用二阶最优模型对闭环控制的后置电路进行参数优化,控制了上电时间。配合硅微振梁式加速度计原理样机进行了实验。实验结果表明,温度补偿后的零偏稳定性为52.0μg,标度因子稳定性为16.0×10-6,分辨率为34.9μg。这些结果验证了本文理论的可行性。

关键词：硅微振梁式加速度计温度测量电容测量闭环控制

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T-1A型高精度绝对重力仪

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导航与控制 2015年第2期14卷 17-22,9页

作者：胡华李哲李刚伍康王力军中国计量科学研究院-清华大学精密测量联合实验室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

高精度绝对重力仪用于测量地球表面的重力加速度(g,常用值9.81 m/s^2),在精密计量、大地测量、地球物理、资源勘探等领域具有广泛应用。近年来,清华大学自主研制完成T-1与T-1A型高精度绝对重力仪,采用新型的自由落体装置、激光干涉测量... 详细信息

高精度绝对重力仪用于测量地球表面的重力加速度(g,常用值9.81 m/s^2),在精密计量、大地测量、地球物理、资源勘探等领域具有广泛应用。近年来,清华大学自主研制完成T-1与T-1A型高精度绝对重力仪,采用新型的自由落体装置、激光干涉测量技术和信号处理方法,可实现微伽量级不确定度的精密重力测量。本文主要介绍T-1A型高精度绝对重力仪的系统技术和测试结果,经过进一步工程化改进,该仪器有望实际应用于重力计量、地震研究等领域。

关键词：绝对重力仪激光干涉测量自由落体技术

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面向高精度太阳敏感器的探测器复用技术

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第10期54卷 1271-1275页

作者：卫旻嵩邢飞王赓尤政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

为了提高太阳敏感器的精度,同时实现太阳敏感器的大视场与高精度,该文提出了一种探测器复用技术,解决了精度与视场角相互制约的矛盾。该技术利用带有多组定位孔的光线引入器,将太阳敏感器的视场进行了细分,并且通过数值仿真对定位孔图... 详细信息

为了提高太阳敏感器的精度,同时实现太阳敏感器的大视场与高精度,该文提出了一种探测器复用技术,解决了精度与视场角相互制约的矛盾。该技术利用带有多组定位孔的光线引入器,将太阳敏感器的视场进行了细分,并且通过数值仿真对定位孔图案进行了优化设计。基于探测器复用技术的太阳敏感器原理样机的测试实验表明:其精度可达5″(3σ),视场角为105°×105°。该技术能够将太阳敏感器的精度提升到角秒量级,同时保持较大视场角。

关键词：太阳敏感器探测器复用高精度大视场

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一种面向空间应用的激光测距方案设计与实验

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红外与激光工程 2014年第3期43卷 700-706页

作者：杨冉张高飞张紫辰尤政清华大学精密仪器系北京100084 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

针对空间应用背景对激光测距系统"宽测程、高精度、实时测量"的要求,使用相位式激光测距法中分散的直接法设计了一种激光测距方案,其理论测程可以达到10km,测距精度可以达到0.1m。对激光器和窄带滤光片提出了技术指标要求,对... 详细信息

针对空间应用背景对激光测距系统"宽测程、高精度、实时测量"的要求,使用相位式激光测距法中分散的直接法设计了一种激光测距方案,其理论测程可以达到10km,测距精度可以达到0.1m。对激光器和窄带滤光片提出了技术指标要求,对雪崩光电二极管(APD)进行了选型,并通过对空间环境背景噪声的分析和对空间非合作目标测程方程的分析验证了技术指标选择和APD选型的合理性。实验结果表明:该系统最大测距误差为8.71 cm,符合"测距精度优于0.1 m"的技术指标要求,同时具有较高的动态性能,测距时间不超过1 ms。此外,系统具有较小的整体功率和质量,分别为13.29 W和693 g,可作为天基应用的有效载荷。

关键词：相位式激光测距空间应用测距精度动态性能

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提高角度法SPR检测系统分辨率的方法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第2期54卷 202-206页

作者：窦福印王鹏余兴龙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

提高表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)检测系统的分辨率有利于扩大其应用。该文围绕角度检测方法,从理论上阐明了检测系统的分辨率不仅随着灵敏度的增强而改善,而且随着半峰宽的变窄而提高。同时,深入分析了使用金、银以... 详细信息

提高表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)检测系统的分辨率有利于扩大其应用。该文围绕角度检测方法,从理论上阐明了检测系统的分辨率不仅随着灵敏度的增强而改善,而且随着半峰宽的变窄而提高。同时,深入分析了使用金、银以及金银膜的分辨率,明确金银膜的分辨率比金膜高,提出采用金银膜的芯片来提高系统的分辨率。以不同质量分数的NaCl溶液为介质,分别测量使用金膜和金银膜时的分辨率。实验结果表明,金膜和金银膜各自对应的分辨率为5.2×10-6 RIU(refractive index unit)和3.9×10-6 RIU,后者较前者提高1.4倍,与理论分析结果 1.6倍接近。

关键词：表面等离子共振(SPR) 系统分辨率灵敏度金银膜

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扫频激光器扫描非线性的优化及其在光纤光栅解调中的应用

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光学精密工程 2014年第11期22卷 2888-2893页

作者：梅佳伟肖晓晟杨昌喜清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情... 详细信息

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情况,认为这是由于可调谐滤波器中的执行器——压电陶瓷的容性负载特性引起的。结合光谱测量法,获得了动态扫频线性度、扫频范围与驱动频率的关系,实验结果与理论分析结果相符。最后,提出了优化扫频非线性的驱动参数方案。通过在驱动源后增加电压跟随器提高了驱动源的负载能力和高速扫频的线性响应特性,并应用于光纤光栅解调。实验得到了1 000Hz扫频速度下的线性解调结果,即解调线性度为0.998 44。

关键词：光纤光栅解调扫频激光器法布里-珀罗可调谐滤波器扫描非线性

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高速高精度体全息光学相关器

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中国激光 2014年第2期41卷 46-54页

作者：易瑶曹良才郑天祥赵瑱何庆声金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性,在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时,输入一幅图像可以并行输出所有的相关点,每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关... 详细信息

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性,在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时,输入一幅图像可以并行输出所有的相关点,每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关器运算精度和速度的关键技术。总结了近年来采用散斑调制技术降低相关通道串扰,采用二维随机交错方法消除图案依赖行为,采用多样本并行估计方法提高并行运算精度,采用读写分离结构实观系统小型化集成等体全息光学相关器技术方面的研究进展。目前体全息光学相关器已经实现超过7500通道的并行运算能力,运算速度达到138GHz。系统在遥感图像匹配、指纹识别等领域的成功应用证明了其高速高精度运算能力。

关键词：全息体全息光学相关器光计算相关识别并行运算角度复用

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一种利用激光跟踪仪标定线阵相机的方法

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光电子．激光 2014年第2期25卷 311-316页

作者：孙博邾继贵任瑜郭寅杨学友天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 清华大学精密仪器系北京100084

为提高线阵相机的标定的灵活性和准确度,研究了一种利用激光跟踪仪辅助标定线阵相机的内参数和外方位参数的方法。借助激光跟踪仪测量靶标上的标记点获得靶标的位置和姿态,根据交比不变性质和空间坐标变换计算成像特征点的三维坐标。引... 详细信息

为提高线阵相机的标定的灵活性和准确度,研究了一种利用激光跟踪仪辅助标定线阵相机的内参数和外方位参数的方法。借助激光跟踪仪测量靶标上的标记点获得靶标的位置和姿态,根据交比不变性质和空间坐标变换计算成像特征点的三维坐标。引入成像畸变模型补偿成像过程中产生的畸变,提高像点位置精度。应用优化算法估计待标定参数的精确解。本文方法解除了对靶标移动方向和距离的严格限制,允许靶标自由移动,既提高了标定工作的便利性又保证了成像特征点三维坐标的精度。标定过程中,使靶标均匀覆盖整个视场空间,能够更准确地反映相机参数。通过计算机仿真和实验验证了标定方法的可行性和稳定性,实验得到成像特征点重投影像点位置偏差均方根为0.21pixel。

关键词：线阵相机标定交比不变激光跟踪仪

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基于非参数测量模型的摄影测量方法研究

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光学学报 2014年第12期34卷 193-201页

作者：隆昌宇邾继贵郭寅林嘉睿叶声华天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 清华大学精密仪器系北京100084

由于近景摄影测量具有测量范围广、精度高和效率高等优点,其在大尺寸精密测量任务中承担越来越重要的角色。其中,基于平差优化的自标定测量模型是保证该方法实现高精度测量的重要原因。然而,随着越来越多的商业级单反相机应用到三维空... 详细信息

由于近景摄影测量具有测量范围广、精度高和效率高等优点,其在大尺寸精密测量任务中承担越来越重要的角色。其中,基于平差优化的自标定测量模型是保证该方法实现高精度测量的重要原因。然而,随着越来越多的商业级单反相机应用到三维空间测量,发现其测量精度与专业相机相比有一定差距。经过大量分析发现,除了相机本身原因外,自标定模型过多地依赖相机内部参数,尤其是畸变参数,是导致测量精度降低的重要原因。为了降低参数化模型对测量结果的影响,提出一种不依赖相机内部参数的摄影测量方法。结合垂线法和Zeiss实验室标定方法,设计了一种针对大视场相机的非参数标定方法。经过不同图像间同名点匹配和平差初值确定后,便可建立基于角度信息的非参数测量模型。结合平差优化算法,完成对空间被测点三维坐标的精确解算。经过与传统摄影测量结果比对,证明该方法可以有效提高大视场单反相机的摄影测量精度。

关键词：测量摄影测量非参数模型共线方程平差算法

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基于方波脉冲激励的电导率测量方法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第2期54卷 207-211页

作者：孟凡董永贵清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信... 详细信息

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信号频谱在谐振单元的谐振频率附近得到增强。通过测量方波下降沿处自由衰减振荡信号第一个波峰的峰值电压,即可得到谐振单元中等效电阻的测量值。实验结果表明:这种检测方式只需要数字电路产生固定频率的方波激励信号,即可实现30kHz^1MHz范围内的电阻测量,可用于电解质溶液、水、人体皮肤等介质电导率的有线及无线测量。

关键词：方波脉冲电导率自由衰减振荡峰值检测

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