电容传感器中的驱动电缆技术

目前高精度机械加工对几何尺寸的动静态检测要求越来越高,检测系统的信号变换方法也随之越来越广泛,以适应检测的需要。电阻式、电感式的应用是十分多见的,电容式的变换方法应用却较少,其原因主要是由于电容式传感器本身的电容值及其变化量都很小,极易为杂散的寄生电容以及连接电缆的电容所淹没。近年来,由于电子技术的发展,以及驱动电缆技术的出现,使得电容式仪器迅速发展,应用日益广泛。其特点为动、静态响应快,精度高,采用驱动电缆技术后,仪器灵敏度可达0.01μm～0.001μm,并且线性度好,可达全量程的1%～0.5%调整使用方便,根据用户要求传感器可设计成任何形状。可用于测量微小位移的振幅及距离,特别适用精密轴系的动态测试,也可用于孔径及表面光洁度的测量以及自动控制等。本文主要介绍驱动电缆的原理和实施方法。     

电脑中重现我们无法观测到的宇宙现象——数字天文学

通过望远镜．我们可以掌握宇宙中各种天体的模样。但是．这些无体被浓浓的气体覆盖．即使是大型望远镜，也无法直接看见它们的内部结构。“数字天文学”就是经由电脑与理诧．阐明我们通过望远镜看不到的天体内部结构。     

随星而动:谈望远镜的转仪钟

望远镜的转仪钟，是驱动望远镜以天体周日运动的速度绕极轴旋转的机械转动装置。19世纪时，仪器转动的动力由重锤或发条给出，仪器速度的恒定也是靠机械离心调速来达到。现代的大型望远镜或普及型望远镜一般都采用各式的电机驱动．经过变速而达到恒动的目的。为了取得一张理想的天体摄影作品，高精度的望远镜驱动系统——转仪钟是必不可少的。因为一个暗弱天体的拍摄往往需要数分钟、数十分钟乃至几小时的跟踪．还要考虑极轴调整误差、蒙气差等因素，另外对赤经和赤纬的微调也有较高的要求。如果是较高级的天文望远镜，还包括赤经和赤纬的快动、慢动及微动。     

宇宙探索——5、X射线宇宙探测

X射线望远镜简介 X射线在光谱的紫外线以外，波长10纳米到0．01纳米，具有很高的辐射能量。只有温度不超过100万℃的天体才辐射X射线。超新星遗迹、脉冲星和黑洞周围的气体，以及星系中的星团周围的气体，温度高达1亿℃，是强大的X射线源。类星体中心及其喷流也辐射X射线．太阳和类似太阳的其它恒星，只在其大气层中辐射微弱的X射线。它们构成X射线宇宙，需要用X射线望远镜进行探测。     

大型航天器装配精度检测技术发展综述

简要介绍了大型航天器装配检测对航天器研制的意义，如舱段结构尺寸精度测量、设备安装位姿测量、机构位姿动态监测、结构变形监测等。分析了美国NASA、欧洲ESA 以及中国等世界主要宇航机构大型航天器装配检测技术现状，列出了当前常用的装配检测方法和技术指标，剖析了测量原理。结合未来大型航天器尺寸越来越大、精度要求越来越高、任务越来越复杂等特点和装配检测需求，讨论了未来大型航天器装配检测技术的发展趋势，重点分析了多系统集成测量技术的发展、定制化的测量传感器研制以及自动化测量设备开发等发展趋势。     

在地球上寻找外星生命

天文学研究并不意味着一定要拥有一架太空望远镜。在研究过程中，天体生物学家借助的设备便不是太空望远镜，而是显微镜。天体生物学研究宇宙中生命的起源、进化、分布和未来。这一涉及多学科的研究领域将目光聚焦于寻找太阳系的适居环境和系外适居行星，寻找火星及太阳系其他天体生命起源前的化学迹象和生命存在证据，对地球生命的起源和早期进化进行实验室和实地研究，同时研究生命适应地球和太空环境的潜力。     

图说天文望远镜400周年系列连载之三：反射望远镜的发展历程（一）

以反射镜为物镜的望远镜，叫反射望远镜，是天文望远镜中最常见的形式。如果把天文望远镜发展历程比作枝繁叶茂的大树，那么折射望远镜的发展脉络只是这棵大树的一个支杆（尽管是可能最重要的支杆之一），而真正的主杆是反射望远镜，近现代的太阳望远镜、射电望远镜和空间望远镜这几个支杆都是从反射望远镜这个主杆衍生而来的，而当前的多镜面望远镜和超巨大望远镜就是反射望远镜这个主杆的目前的最前端。由此可知，反射望远镜的历史在天文望远镜发展史中的地位是何等重要。现在我们来介绍它的发展历程。     

共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术

表面等离子体(SPs)显微成像技术能够在纳米尺度上对材料折射率的局部变化以及材料的表面形貌进行检测,这一特性使其在生物医疗及半导体材料等领域有很多的应用。提出一种新型共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术,该技术可以定量地对折射率变化进行检测,而且具有实现简单、成本低、对环境条件要求低、信噪比高等优点。采用压电陶瓷微纳米移动平台在显微物镜的焦面附近对样品进行扫描,SPs信号与参考光的相对相位会改变从而产生一个周期性的振荡信号即V(z)曲线。同时该技术能够通过控制样品的离焦距离来实现图像对比度的可控,而且这一举措不会显著地降低图像的分辨率及对比度。也分别从理论仿真和实验结果上证明了该技术的可行性。     

大型航天器装配精度检测技术发展综述

简要介绍了大型航天器装配检测对航天器研制的意义,如舱段结构尺寸精度测量、设备安装位姿测量、机构位姿动态监测、结构变形监测等。分析了美国NASA、欧洲ESA以及中国等世界主要宇航机构大型航天器装配检测技术现状,列出了当前常用的装配检测方法和技术指标,剖析了测量原理。结合未来大型航天器尺寸越来越大、精度要求越来越高、任务越来越复杂等特点和装配检测需求,讨论了未来大型航天器装配检测技术的发展趋势,重点分析了多系统集成测量技术的发展、定制化的测量传感器研制以及自动化测量设备开发等发展趋势。     

贮运箱监测仪表在线综合检测装置设计

针对贮运箱监测仪表损坏、失效率较高的实际,结合贮运箱环境保障模式和监测仪表检定、校准,提出了维护过程中对贮运箱监测仪表进行检测的方法,设计了基于微处理系统的多参数综合性检测设备,采用模拟与数字传感器双路反馈控制策略及比例对阀门执行机构,设计了高精度标准气压产生与控制执行系统及适配器单元,实现了检测过程中贮运箱压力的精确控制和贮运箱压力传感器全量程检测,同时,设计了高精度温度和湿度测量单元,实现了贮运箱温度、湿度传感器的单点检测和泄漏率精确测量,提高了贮运箱检测效率,对装备完好率提升具有重要意义。     

Progress on Space Solar Telescope in 2002-2004

The progress on Chinese Space Solar Telescope (SST) in 2002-2004 is introduced. The documentations on plans and outlines based on the standards of Chinese aerospace industry for SST mission has been fulfilled. The key technical problems of SST satellite platform and payloads are tackled during pre-study stage of the mission. The laboratory assembly and calibration of the main optical telescope of 1.2 m spherical mirror and 1 m plain mirror have been carried out with the accuracy of λ/40 and λ/30, respectively. The prototype at 17.1 nm for extreme ultraviolet telescope is under development and manufacture with a diameter of 13 cm. Its primary and secondary mirrors have a manufacturing error of 5nm with a roughness degree of less than 0.5 nm and a multiplayer reflection factor of better than 20%. The on-board scientific data processing unit has been developed. Prototypes for other payloads such as H and white light telescope, wide band spectroscopy in high energy and solar and interplanetary radio spectrometer have been developed accordingly.     

Progress on Solar Physics Research in China

The progress on Chinese Space Solar Telescope (SST) in 2002-2004 is introduced. The documentations on plans and outlines based on the standards of Chinese aerospace industry for SST mission has been fulfilled. The key technical problems of SST satellite platform and payloads are tackled during pre-study stage of the mission. The laboratory assembly and calibration of the main optical telescope of 1.2 m spherical mirror and 1 m plain mirror have been carried out with the accuracy of λ/40 and λ/30, respectively. The prototype at 17.1 nm for extreme ultraviolet telescope is under development and manufacture with a diameter of 13 cm. Its primary and secondary mirrors have a manufacturing error of 5 nm with a roughness degree of less than 0.5 nm and a multiplayer reflection factor of better than 20%. The on-board scientific data processing unit has been developed. Prototypes for other payloads such as H. and white light telescope, wide band spectroscopy in high energy and solar and interplanetary radio spectrometer have been developed accordingly.     

Sensitivity analysis of test methods for aspheric off-axis mirrors

Following the Hubble Space Telescope (HST), the next generation James Webb Space Telescope (JWST) is being developed to be launched in a few years. JWST will be a segmented mirror telescope with a design much like that developed for ground-based telescopes over the past 20 years. Several segmented mirror telescopes are currently in operation, and next generation ground-based telescopes of the 30-m class are also being designed using segmented primary mirrors. Regardless of size, segmented primary mirror telescopes often require the use of aspheric segment mirrors. One of the key factors in fabrication of aspheric segment mirrors is feasibility of testing off-axis surfaces with high accuracy. A couple of test methods have been investigated for aspheric off-axis segments. As a case study, we apply these test methods to secondary segmented mirror models of the Giant Magellan Telescope. We derive required dimensions of test set-ups and assess sensitivity of optical alignment. Characteristics of the test methods are also discussed.     

基于激光跟踪仪的多立方镜姿态标定方法

提出了使用激光跟踪仪测量系统对立方镜姿态进行测量的方法。首先,根据反射原理及平面镜光学成像原理对立方镜法线进行测量,然后建立立方镜的角度坐标系,并标定多个立方镜坐标系间的转换矩阵。通过单个立方镜姿态测量及2个立方镜间坐标系转换矩阵标定的实验,验证了方法的可行性。实验结果表明,最大标定误差优于5″,满足测量精度的要求。     

辐射测温中环境辐射的影响

在辐射测温中，环境辐射对辐射测温有一定的影响。对于环境辐射的影响，不少参考资料中指出500℃以上可以忽略，经理论分析得出，是否考虑环境辐射的影响，不仅与所测温度有关，同时与辐射温度计的工作波长和所测物体的发射率有关。为了提高测温的准确性，分别对单色、比色测温中环境辐射的影响进行了分析比较。     

一种空间自由曲面非接触扫描测量系统的研究

精确测量空间自由曲面的传统方法是采用三坐标测量机的接触测量或简单的非接触测量,这些测量方法存在工作效率低、自动化程度低等缺点。在深入研究上述方法的基础上,提出了一种自由曲面的非接触自动测量方法,介绍了测量系统的构成、曲面边缘的提取、自动扫描方式的规划以及测头跟踪方式等设计要点。     

基于相位匹配的大视场视觉检测系统

针对三维测量大量程和高精度测量问题,提出一种新型双目视觉检测系统.该系统通过向被测物投射间距可变的光栅条纹,将不同曲率的被测表面进行相位编码,由相位匹配得到被测物稠密的立体匹配点云;再由标定出的摄像机内外参数计算出被测物的精确三维坐标.为了解决传感器单元测量区域较小的问题,系统通过步进电机控制传感器移动,获取大型物体的全场三维数据点云;最后利用四元素法,实现大型物体的三维数据拼接.该系统长度测量标准差为36 μm,角度测量与坐标测量机(CMM)测量结果的相对误差0.2％.给出了某V型面三维实测的数据重建结果.对某大型特件(360 mm×300 mm)经过三维拼接正确复现了其三维形貌.该系统对于解决大型构件三维形貌的在线高精度检测问题具有较高工程应用价值.      

直线度平面度测量平差的研究

为了减小节距法测量直线度和平面度时原始数据的不确定性误差 ,采用最小二乘平差理论解决了直线度测量平差的理论问题 ,并对平面度测量平差的方案进行了对比分析。通过大量实验验证了平差方法的有效性。对平直度测量标准的制定以及提高工程检测准确度有实际应用意义。     

容栅传感器不确定度初步分析与计算

初步分析了引起容栅传感器测量不确定度的几个主要因素，在实验测试和生产实际相结合的基础上，对动栅、定栅、基尺、表面贴面和粘接剂的不确定度进行定量分析和估计，通过不确定度合成，计算结果与实际情况比较接近。     

两种间接三维测试技术在航天领域的应用

针对航天领域实际生产中存在的被测对象,提出了两种间接式三维测量方法。即基于视觉技术的测量方法和基于经纬仪技术的测量方法,并分析了它们各自的关键技术。这两种方法针对其各自不同的测量对象能有效地实现大尺寸的空间三维测量。