摘要：为满足角振动台输出高角加速度和宽工作频带的要求,提出并优化设计了一种具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台运动部件。首先,介绍了具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台工作原理,并对运动部件的动力学模型进行理论分析,结果表明降低圆盘式动圈及工作台面的转动惯量,增强连接轴的刚度,即提高运动部件的第1阶固有扭振频率,可有效提高角振动台角加速度输出能力及扩展工作频率范围;接着,以动圈导线通过单位电流时的运动部件输出最大角加速度为目标,采用粒子群优化算法优化设计了动圈参数,以最小转动惯量和最高第1阶固有扭振频率为目标,采用有限元法优化设计了动圈的拓扑结构以及工作台面和连接轴的材料组合;最后,将优化后的运动部件应用于宽频带电磁式角振动台样机中,实验结果表明,角振动台输出的最大角位移和角加速度分别为60°和2 000 rad/s2,而角振动台运动部件第1阶固有扭振频率达到1 100 Hz。

摘要：针对激光追踪测量系统中由空气折射率变化引起的波长变化问题,对适用于激光追踪测量系统的空气折射率方法进行了研究,提出了一种基于经验公式的空气折射率补偿系统。利用该补偿系统的硬件电路,对环境参数进行了采集,并通过UART协议对数据进行了传输;编写了面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿软件,实现了对空气折射率的测量和补偿;使用迈克尔逊干涉仪测量了空气折射率,并与本系统测量结果进行了对比,同时对该系统进行了不确定度分析。研究结果表明:空气折射率补偿系统可以实现对空气折射率的实时测量、显示和补偿,克服了使用空气折射率计直接测量存在的装置复杂、不易操作的缺点,以及双色干涉法需要重新搭建光路的缺点,更适用于解决激光追踪测量系统的空气折射率补偿问题。

摘要：针对微机电系统等微纳米尺度器件的振幅测量,基于外差干涉原理设计开发一种微振动模态测试系统,由光路和解析电路两部分构成,在光路中利用载波技术将被测样品的振幅信息加载到被测光信号上,被测光信号与参考光信号之间原本存在一个由声光调制器产生的频率差,当被测信号与参考信号经光电探测器混频后,可得到一个参考差频信号及一个载有被测物理量信息的差频信号,之后在电路中对这两个信号进行电路解调即可得到被测样品的振幅信息.该测量方式降低了测量过程对光强的要求,降低了样品所需的激励电压,避免了对样品表面的破坏,同时测量不会受到光程波动和电磁反馈的影响,提高了测量速度,降低了测量误差.通过实验测试了谐振频率为2.1889 GHz的薄膜体声波谐振器的振幅和原子力显微镜微悬臂梁探针前三阶谐振动模态的振幅,实验表明该系统可以测量的振动频率范围约为几十Hz到数GHz,振幅范围约为1 pm~10 nm,因此本振动模态测量系统可以同时满足高测量带宽和高测试灵敏度的测试需求.

摘要：钢轨表面和埋藏缺陷的检测与分类,对于保障铁路运输安全有着重要的意义。提出了一种将漏磁与涡流检测相结合的高速轨道缺陷检测方法,对表面和埋藏缺陷进行了识别与分类。设计了一种复合电磁检测探头,采用差分线圈同时检测涡流和漏磁信号。建立了复合电磁检测系统,在20~300 km/h速度下对高速铁路转台样例进行了检测。根据高频涡流更适用于表面缺陷的检测而直流漏磁能同时检测表面开口和近表面埋藏缺陷的特点,对涡流和漏磁的检测信号进行处理与对比,分别得到了表面和埋藏缺陷的信号。试验结果表明,该方法对钢轨样例上所有表面和埋藏缺陷都实现了检出与分类。

摘要：压电陶瓷作为原子力显微镜系统中的执行器件,能够快速跟踪测量样品的形貌。为提高压电陶瓷驱动器的定位精度与响应速度,根据电压控制型驱动电源的原理,以PA85A高压运放为核心器件,设计了一种高精度动态压电陶瓷驱动电源。分析了影响系统精度与动态性能的因素,采用相位补偿法,提高了系统的稳定性。实验结果表明,该电源具有精度高,动态响应快,稳定性强的特点,能有效用于原子力显微镜系统中。

摘要：为了满足环境监测需求,需要研制一种能够对挥发性有机化合物(VOCs)成分进行在线高灵敏度、高保真监测,并适用于傅里叶变换红外光谱探测配备的气体吸收池,采用光学追迹结合有限元分析的方法,分别对气体池物镜夹持调节机构与光学整体结构固定方式进行优化设计,较为有效地解决了在VOCs监测中气体池工作温度要求下光学器件形变校正的问题,可优化80℃~180℃工作范围内的光能传输效率。给出了一种适用于VOCs气体特定温度条件下吸收池出射能量优化设计的方法,并以此方法为基础,设计加工了一型气体吸收池,进行了热环境测试。结果表明,该吸收池具备在80℃~180℃工作范围内稳定的传输效率,能够应用到VOCs在线监测系统中进行测量。

摘要：文中介绍了Ka/W双频毫米波测云仪的发射系统。该试验样机是由一台Ka波段发射机和一台W波段发射机组成。文中详细描述了选用的发射管和配套的电源调制模块的设计,最后给出了发射系统的测试数据,主要包括功率、带宽、频谱等。

摘要：针对目前煤炭行业矿下事故多发,事故现场情况复杂,有线通信中断时难以保证救援,救援设备移动不方便,定位不精确等情况,设计了一种基于GIS定位显示的手持式井下人员搜救仪,搜救仪可将图像,定位,语音3种信息一同传到井上,在最短的时间内实现井上下的沟通,为营救工作争取时间。

摘要：针对成像光谱仪通过狭缝进行线视场成像时存在的孔径较小、光学透过率较低等问题,研究了一种基于棱镜-光栅型分光结构的大孔径面视场成像光谱仪。该棱镜-光栅成像光谱仪采用表面浮雕型透射光栅,极大地降低了光栅的制作难度与成本。大孔径面视场的成像光谱仪相较于线视场成像光谱仪有较高光学效率和时间效率。但是面视场成像光谱仪的色畸变与谱线弯曲较难校正。本文将前端望远系统与分光系统进行一体化设计,满足远心光路匹配和孔径匹配,较好地校正了面视场光谱成像系统中的谱线弯曲和色畸变。并且通过加入非球面反射镜及校正镜很好的校正了由于大孔径面视场所引入的非对称性离轴像差。结果表明,设计的大孔径面视场PG成像光谱仪光谱波段范围400~1 000nm,光学调制传递函数达到0.65以上,光谱分辨率达2.5nm,全谱段不同视场的谱线弯曲小于5μm,色畸变小于8μm。

摘要：液体静压导轨是精密超精密加工机床的重要功能单元,液压站是液体静压导轨正常工作的必要辅助单元。液体静压导轨要保持高的精度,液压站必须能够为静压导轨提供压力非常稳定的润滑油输入。设计一种用于液体静压导轨的高精密液压站,该液压站利用变频电机驱动精密齿轮泵供给润滑油,利用全闭环反馈调节装置控制润滑油的稳压输出。实际测量证明:该液压站的输出压力稳定精度可达±0.05%,应用于超精密机床上的液体静压导轨取得了良好的效果。