多介质气体微小流量标准装置设计探讨

介绍了气体流量计量发展的特点及需求,提出建立一套多介质气体微小流量标准装置。结合实际装置指标需求,比较分析了常用气体流量标准原理特点,确定采用了PVTt法原理,根据设计指标需求及原理提出了多介质气体微小流量装置整体初步设计方案,并进行了测量不确定度分析。     

正压式pVTt法气体流量标准装置不确定度评定

简要介绍了正压式pVTt法气体流量标准装置的设计原理,并重点对其流量测量过程中的主要影响因素进行了分析,给出了影响因素所引入的标准不确定度的评定方法和评定过程,并对扩展不确定度的评定结果进行了比对分析。     

气体微流量标准装置

介绍了气体微流量标准装置的工作原理，并对其测量不确定度进行了分析与验证。测试结果表明：流量的校准范围为１７．１～１．２２×１０￣（－５）ＰａＬ／ｓ，不确定度为２％。     

m-t法气体质量流量标准装置

m t法即质量时间法。它利用称量出在测量时间内的气体质量来求出所测量的质量流量。介绍了该装置的构成和原理 ,分析了装置的不确定度 ,通过对 1 4圆喷嘴流出系数的实际测量和理论推导 ,得出了 1 4圆喷嘴流出系数的经验公式 ,此公式具有重要的实用价值。该装置的工作压力范围为 (0 .1～ 1.5)MPa ,测量流量范围为 (1～ 10 0 )g s,相对扩展不确定度达1.4× 10 -4 ,远优于国内外气体质量流量标准装置 ,达到了国际先进水平。     

氦气流量校准装置的研究

简要分析了氦气流量校准装置的工作原理和结构，对系统的软、硬件及校准流程进行了讨论，提出并详细阐述了其计量容积的标定技术和计算方法，并在主标准器的结构设计上提出了新的思路，使装置的流量测量扩展不确定度可达0．03％（k=2）。     

气体微流量标准装置的测控系统和实验研究

气体微流量标准装置的测控系统在计算机控制下,采用电容薄膜规、光栅尺、铂电阻温度计等高精度传感器测出变容室内气体的压力、体积变化、温度等参量;并在流量测量的动态过程中将变客室内气体的压力波动控制在±０．０１％之内;工作软件实现了对气体微流量标准装置的计算机自动化控制和管理。气体激流量标准装置可以标准１７．１～１．２２×１０－５ＰａＬ／ｓ范围内的气体流量,校准不确定度小于１．９３％;目前它已用于标准漏孔的标定和实用型气体流量计的校准工作中。     

可高低变温润滑油流量标准装置不确定度评定

润滑油流量标准装置属于新建装置,具有可高低变温、大流量、宽量程的特点,变温范围为（-35～150）℃。对装置基本原理进行了简要介绍,并列出主要性能特点,制定了检定要求和方法。通过实际测试及对测试结果的分析合成,确定了装置不确定度。检定结果表明,此装置不确定度完全达到设计要求。     

定容式流导法微流量校准装置的设计

定容式流导法微流量校准装置是气体微流量的计量标准,由定容式流量计和流导法两部分组成,定容式流量计用于大流量的测量,流导法用于小流量的测量。定容式流量计有两种工作模式,可测量流入定容室的气体流量;也可测量流出定容室的流量。该校准装置,可采用定容法和流导法对气体微流量进行校准,校准范围为(5×10-2~5×10-11)Pa.m3/s,合成标准不确定度为0.56%~1.70%。     

被动活塞式气体流量主标准器

研制成功的气体小流量标准装置以被动活塞式气缸作为主标准器。活塞采用水银环密封方式,该方式可有效降低活塞与缸体摩擦,并且消除泄露。通过活塞自重形成稳定被压,保证主标准器内压力和气体流量稳定。主标准器流量范围为3ml/min～10L/min,不确定度为0.2%（k=2）。     

气体微流量标准装置的不确定度评定与研究

介绍了气体流是标准装置的不确定度评定与验证。测试结果表明：气体流量的校准范围（１７－１×１０＾５）ＰａＬ／ｓ，不确定度为２％。     

改善高频宽压控晶振频率温度稳定性方法

高频宽压控晶体振荡器广泛应用于各种接收机和应答机中,工作温度范围通常为-40℃～+85℃。对于该类晶振,极易出现频率温度稳定性相对于其内部石英谐振器明显恶化的现象。对此,从理论上分析了引起恶化的原因,并提出通过合理控制振荡电路的压控范围和石英谐振器的激励功率,可以改善高频宽压控晶振的温频特性。最后,研制并测试了4只102.3MHz压控晶振,结果优于指标要求,充分验证了方法的有效性。     

基于TestCenter软件平台自动测试系统设计

随着通信技术的快速发展，目前市场上无线电测试类仪器保有量快速扩充，测试任务逐年增长。面对快速增长业务，传统的人工手动测试方式已不能满足市场需求。针对以上问题，采用TestCenter软件平台，结合已有计量标准设备，适当增加接口及智能开关设备，设计了一套通用自动测试系统。经验证，该自动测试系统操作简单，运行可靠，测试速度快。     

一种低压低功耗的环形压控振荡器设计

设计了一种低压低功耗的环形压控振荡器,它由电压电流转换（V to I）电路及5级延迟单元（delay cell）组成。单位延迟单元采用改进型差分结构,提高了上升及下降速度。同时总的延迟环路采用电容滤波技术,进一步改善了相位噪声性能。分析了环形VCO的相位噪声。电路采用SMIC13V33 1P6MLOGIC工艺,电源电压为1.2 V,仿真结果显示：VCO中心频率为350 MHz,调谐范围为（200-500）MHz,谐振在350 MHz时相位噪声位为-89.5 dBc/Hz@10 kHz,输出波形峰值为0.7 V,功耗为1.2 mW。该VCO可以应用于系统时钟锁相环中。     

基于灰色模型的故障预测方法研究

随着人们对系统发生故障所带来财产损失、人员伤亡以及危害性的无法承受,故障预测与健康管理（PHM）技术应用越来越广泛。介绍了灰色模型,并利用某型号发控设备压控振荡器电路检测积分器输入信号检测的历史数据作为研究依据,验证了灰色模型在故障预测中的应用是可行的,准确度能够达到要求。     

舰船现场计量校准环境模拟装置研究

针对原有舰船装备技术状态的压力和电工类仪器仪表计量时，因所处环境较恶劣，存在温湿度、电磁环境、振动等参数不能满足要求而无法开展计量校准工作的问题，设计了一种基于舰船现场计量校准环境的模拟装置。该装置由环境控制和校准操作两部分组成，重点研究了高温环境下的恒温、恒湿技术，以及分体式校准舱结构设计，实现了微环境的自动调节与控制，通过性能试验，证明了校准舱的温度波动度和均匀度均符合设计指标，能够解决现场计量校准的环境条件保障问题。     

卫星热控电压测量模块研制

卫星热控电压测量是保障卫星可靠性、安全性的重要环节。由于测量的特殊性,要求研制与整星热控系统相适合的电压测试模块。采用信号隔离、输入保护等措施保证测量的安全性;采用较高分辨力数据采集及量化技术、以及自校准技术保证测量的可靠性。通过微处理器控制测量过程,LAN接口实现计算机数据传输和通信控制,提高了测量效率。     

“田园一号”微推进系统设计与性能测试

针对“田园一号”微纳星编队飞行任务的技术需求，开展了微推进系统的总体设计。常规冷气推进由于其比冲低、贮存压力高、结构复杂，难以满足微纳卫星需求。选择R134a作为推进工质，通过将推进剂液化，减小系统体积。基于3D打印技术，设计贮箱、稳压罐、管路一体的推进系统。采用MEMS加工工艺，设计并研制出电加热喷口，从而提高系统比冲。分析了不同喷口尺寸、供气压力以及温度下所产生的推力和比冲大小，确定出喷口设计。表征测试所研制的电加热喷口，结果表明喷口加工误差控制在2%以内。真空条件下，采用扭摆测量系统测试推力器推进性能，测试结果表明，当稳压罐内气体压力在0.1～0.2 MPa变化时，推力大小为5～10 mN。当喷气温度从25℃升至95℃时，推进系统比冲可提升10%以上。     

高稳定度低温蓝宝石微波频率源设计

利用蓝宝石晶体在低温下具有低损耗的特点,设计并研制了本征模式为WGH_12,0,0的蓝宝石微波腔。当温度稳定在6.4K时,其Q值能够达到4.0×10⁸。以此微波腔为基础,形成正反馈振荡回路,并根据POUND电路原理对环路中振荡信号的相位进行控制,提高整机稳定度指标。为满足频率互比测试的需求,采用共用一个低温装置的方案,构建了两台低温蓝宝石微波源,一路输出频率为9.204GHz,另一路输出频率为9.205GHz,两路信号混频,并用时间间隔计数器测量差频信号的频率。经计算,低温蓝宝石微波频率源的秒级频率稳定度达到了3.28×10^-15。     

空心阴极羽流形态与热特性的变化机理

空心阴极的放电模式主要有点状和羽状两种，为研究两种模式的转变机理，采用PIC/PCD（单元粒子/等离子体化学动力学）混合算法对阴极内部等离子体流场进行计算，以辐射传递系数处理阴极内部的热辐射计算，并且在通过流场与热场的多次迭代计算后达到收敛。为验证数值模型的计算精度，考察阴极表面5个测点的计算结果与试验数据对比，计算误差在5%以下，并且以羽流光色计算图与试验照片作对比，定性验证模型对放电模式的模拟精度。在此基础上，对不同气体流量下、不同阴极顶孔径的阴极内部各类等离子体参数分布进行计算，通过分析阳极电压、羽流形态变化的内在原因，获得点-羽放电模式的转变机理，可为阴极优化提供理论支撑。     

批产航天器自测试系统设计

集成快检、存储快检与射前快检成为批产航天器亟待解决的问题。传统航天器综合测试模式存在测试效率低、测试改装部署繁琐、测试成本高、测试周期长和难以深入产品内部探查的问题,不能很好地适应批产研制与测发需求。针对该问题,从航天器可测试性与自测试设计出发,研究航天器自测试功能单元的设计方法、自测试通信交互模式、基于结构模型与行为模型的自测试诊断模型设计方法,设计了分层的自测试系统架构,通过总线快速调度自测试流程,提升快速检修能力,满足批产航天器快检需求。