近十年来温度测量的发展概况(连载之一)

本文根据近十年来几次重大的国际温度讨论会论文集和 CCT 公布的文件,对测温领域中的热力学温度测量、固定点、电阻测温法、热电偶、辐射测温法以及检定方法等几个方面的发展概况作一简要介绍,并对国际温标的现状与未来作一概述。     

1968年国际实用温标的展望

自68国际实用温标正式通过以来,巳将近二十年了。这段时间内一直围绕继68国际实用温标之后的温标可能形式展开讨论。的确,在相当一段时间里认为1987年可能为通过新温标的日期。在70年代末期,有关计温学方面大量新工作已经取得成果。从0.5K 至金点1337K 整个范围内,热力学温度的测量已基本上完成或取得很大的进展。我们发现,热力学温度与国际实用温标明显不同,其差值比原来所估计的要大得多,特别是在0℃至460℃范围内。在0℃以下,铂电阻温度计内插方程的新工作表明,可建设一个新方程,比68温标中所使用的更精确更简单,此外还大大     

有关新国际溫标消息二则

一、第18届国际计量大会决议7:制定一个新的国际温标第18届国际计量大会考虑到—一从技术与经济观点看,温度测量在世界范围的统一性和长期稳定性对科学、商业和工业都是极其重要的; ——按实用温标测得温度值必须与国际单位制中相应的热力学温度值尽可能地接近; ——第15届国际计量大会注意到,实践表明,G8国际实用温标的温度值与相应的热力学温标的温度值之间存在偏差,并已指示国际计量委员会制订一个新的,实质上更为精确的温标; ——可以指望到1989年提出一个新温标,     

评低温温标的发展趋势

一、引言众所周知,国际实用温标IPTS-68存在的两个问题是它的下端只到13.81K和它与热力学温度的偏离较大。虽然后来又公布了0.5K～30K温度范围的国际临时温标EPT-76,但也感到存在不少问题,有修改的必要。     

五/六自由度激光跟踪测量技术的原理分析

激光跟踪仪具有测量精度高、动态测量、实时快速等优点,在工业测量及大尺寸计量等领域中有着广泛的应用。五/六自由度测量技术是解决全姿态测量的重要手段,五/六自由度激光跟踪仪是近年来新出现的测量设备,也是实现全姿态测量的常用设备之一,已经广泛应用于机器人跟踪、设备动态标佼等测量工作中。因此针对目前国际上最新的五/六自由度激光跟踪测量技术,主要介绍了基于单站激光跟踪仪实现五/六自由度全姿态测量技术的原理。     

基本物理单位定义在空间计量中的讨论

现代计量学原理建立在"欧氏几何的平直空间"、"质量守恒"和"光沿直线传播"等基本物理规律的基础上,但是广义相对论提出的时空弯曲和引力红移理论动摇了计量学的根基。在地球以外的更大尺度宇宙空间中,以及在引力场作用下、考虑物质第四态-等离子体的情况下,需要重新研究基本物理量的定义。时间测量受到了引力红移效应的影响,时钟在不同引力势下的走速不同,导航卫星为实现统一的时间测量,采用相对论公式修正了计时单位;长度单位定义依赖于光速常数和时间测量,同样受相对论效应影响,而且在引力场中光线不沿着直线传播,空间大尺度的距离单位光年定义困难;电压单位由约瑟夫森效应溯源到微波频率,因而也受相对论效应影响;在空间等离子体中电子平均动能(电子温度)与离子平均动能(离子温度)很难平衡。热力学温度单位定义隐含着平衡状态和无序运动的两个条件,在定向粒子流存在的情况下,动态温度的定义是否仅包含无序运动的粒子平均动能;质量单位定义受到质量守恒的质疑,根据爱因斯坦质能公式,质量不是物质固有不变的特性。空间计量是计量学的新领域,在地球以外的大尺度时空中,统一物理单位,确保人类在空间中的测量准确,运用现代科学理论重新定义空间物理量的单位将成为空间计量理论研究的一个发展方向。     

相关原理对时频测量的贡献

相关原理广泛应用于时间频率测量领域,基于自相关和互相关的理论改进测量系统或装置的性能,完善频率测量的方法,从而提高时间频率测量的精度。本文就相关原理在改善频域测量的方法和提高时刻比对的分辨力上所做的贡献进行了简要介绍和分析。     

高准确度导轨直线运动误差检测系统的研究

提出一种采用单尺反转原理和误差分离技术测量机床导轨直线运动误差的方法，其测量不确定度在一般条件下可达０．１μｍ／ｍ，可广泛应用于精密机床导轨测量与检定等领域。     

时频测量的新技术——相位重合点检测技术

近年来相位重合点检测技术和周期性信号参数测量各种高精度的方法在国内外得到了广泛应用。对这种新技术的基本原理、所派生的频率、周期、相位差和时间间隔测量方法作了介绍。这些新方法测量精度高,测量频率范围宽,设备构成比较简单,在时频测量领域将获得越来越广泛的应用,可能逐渐取代已有的某些测量技术,并可在其它量测量领域获得推广。     

数字电压表的智能化与可程控化

近几年来,由于大规模集成电路和微处理器技术的飞跃发展,使得微处理器作为一个部件装入测量仪表和测量仪表融为一体,测量仪表的这种新的发展,将使各种测量装置走向自动化。目前自动测试系统已广泛用于宇航工程,高能物理及工业生产过程控制等许多领域中。     

涡轮机叶片振动的非接触测量

在现代工业中广泛使用着各种类型的涡轮机械 ,它们叶片的振动强度是研制过程中最复杂和最重要的问题。因此准确地测量叶片实际振动的频率和振幅成为涡轮机械的一个重要研究领域。文中介绍了旋转叶片传统的测量技术 ,以及近几年来欧美国家正在研究的非接触式旋转叶片振动测量技术叶端定时测量技术。针对某应用对象的测量进行了研究     

iGPS系统与经纬仪测量系统联合测量方法研究

iGPS测量系统凭借建站方便快捷、测量速度快等优势,已经在国内外航空航天制造等大型工业设备安装和检测领域有广泛的应用,而航天器测量任务中大量的立方镜准直测量工作则只能由经纬仪测量系统完成。由于经纬仪测量系统点坐标测量效率偏低,需要将iGPS系统测量点通过经纬仪系统转换到立方镜坐标系下,实现两种坐标测量系统的联合测量。基于上述需求,研究了两种系统的坐标系转换方法,提出了利用标定板实现转换的方法,分析了原理与转换过程,并通过实验验证了可靠性和精度。     

相位噪声测量技术的发展

随着相位噪声参数广泛的应用,其测量技术得到不断的发展,除了传统模式的相位噪声测量系统外,一些采用新技术的测量系统不断的被开发出来,包括应用互相关原理的信号源分析仪和应用高速数字信号处理的直接数字化相位噪声分析仪,它们各具优势,也将会得到广泛应用。     

针对长度变化测量的相位差方法

线性相位比对的方法广泛地被用于频率标准的准确度和长期指标的比对中,这种方法在有条件的情况下也用于频标短期频率稳定度的测量。根据时间（相位）-空间的关系,这种方法还可用于高分辨力的长度及其变化量的测量。对长度变化测量的相位差方法的准确度及分辨力进行了探讨。     

光时域反射计校准及其测量不确定度分析

介绍了光通信网路中应用非常广泛的光纤时域反射计(OTDR)的基本工作原理,主要技术参数及其校准方法;在OTDR的诸多技术参数中只有位置/距离、损耗和中心波长具有计量溯源校准性质,目前对OTDR位置/距离、损耗/衰减的校准方法主要采用标准光纤法,中心波长的校准采用光谱仪直接测量。由于标准光纤法对OTDR的校准状况和实际应用状况相同,因此易于进行量值的传递和比对。文中详细阐述了标准光纤法校准OTDR的技术原理、测量标准设计和组成,给出了测量结果,并对测量结果进行了不确定度分析,该测量标准自建立以来,已为国内多家单位近千台的OTDR提供了校准服务,标准的建立已经获得了较好的经济效益和广泛社会意义。     

闭合等角转位法的测量精确度

闭合等角转位法广泛地应用于传感器旋转式圆度测量仪、工作台旋转式圆度测量仪或精密轴系的径向、轴向及其综合误差的测量。对闭合等角转位法的测量精确度做了详细的理论分析和实验验证,并提出了正确确定其采样点数的方法。     

稳频半导体激光器线宽测量

窄线宽稳频激光器在精密干涉测量、光学频率标准、激光通信、激光陀螺、激光雷达、基本物理常数测量、冷原子系统等研究领域有着广泛的应用。稳频激光器的线宽是评价稳频性能的一个重要参数,利用AV4036系列频谱分析仪设计并搭建了用于稳频半导体激光器拍频线宽测量的实验系统,验证了方案的可行性。     

原子层沉积纳米钝化层薄膜厚度测量技术研究

原子层沉积无机纳米薄膜技术广泛应用于军民领域。本文通过在原子层沉积系统加装原位石英晶体微天平测量系统，通过原位石英晶体微天平研究原子层沉积无机薄膜生长过程并进行薄膜厚度的在线测量。通过研究原子层沉积反应条件，实现原子层沉积无机薄膜厚度的石英晶体微天平在线测量结果替代薄膜厚度线下光学测量结果，解决各类复杂腔体内壁原子层沉积薄膜厚度无法精确测量的问题。     

闭合等角转位法的测量精确度

闭合等角转位法广泛地应用于传感器旋转式圆度测量仪、工作台旋转式圆度测量仪或精密轴系的径向、轴向及其综合误差的测量。对闭合等角转位法的测量精确度做了详细的理论分析和实验验证,并提出了正确确定其采样点数的方法。     

网络分析仪时域测量技术综述

矢量网络分析仪直接测量两端口网络的微波特性，是射频微波测量领域中应用最广泛的仪器之一。网络分析仪时域技术在故障点定位、多路径消除、不连续性测试等应用中有着非常重要的意义，但是如何合理选取时域模式和设置参数是困扰工程研究人员的难点。本文对网络分析仪时域测量模式、离散数据取样、频率截断、窗函数、归一化等时域测量理论进行详细介绍，给出了时域测量范围和分辨力的计算方法，并以开路器的时域响应为例，说明了时域测量相关参数的设置依据。