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基于PXIe总线的数字示波器现场高效校准系统

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导弹与航天运载技术（中英文） 2023年第2期 131-136页

作者：宋佳玲李建高岩晶郭伟民中国工程物理研究院计量测试中心绵阳621000

为提高数字示波器现场校准效率,提出一种可并行校准5台1GHz及以下带宽的数字示波器的软硬件实现方法。按照GJB7691-2012对计量标准装置的要求,每个数字示波器校准通道均需具备直流电压、时标、稳幅正弦波和快沿脉冲4种基本信号输出功能... 详细信息

为提高数字示波器现场校准效率,提出一种可并行校准5台1GHz及以下带宽的数字示波器的软硬件实现方法。按照GJB7691-2012对计量标准装置的要求,每个数字示波器校准通道均需具备直流电压、时标、稳幅正弦波和快沿脉冲4种基本信号输出功能和电阻测量功能。4种信号输出功能及电阻测量功能的模块设计、与被校数字示波器之间的通路设计以及并行校准软件设计是实现现场高效校准的重点。对校准装置的软硬件总体方案进行设计,对装置的主要功能模块实现方法以及并行校准软件设计方法进行了详细描述,设计并行按需校准、并行校准和串行校准试验,试验结果表明此方法可快速、高效地实现数字示波器的并行校准。

关键词：数字示波器并行校准开关拓扑现场高效

一种新的基于特征值法的六端口自校准方法研究

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仪器仪表学报 2018年第5期39卷 40-47页

作者：张翠翠王益王建忠中国工程物理研究院计量测试中心

为避免传统NBS自校准算法中存在的迭代和不收敛问题,提出了一种基于矩阵特征值理论的微波六端口自校准方法,该方法只需对校准模型进行简单矩阵变化即可求得自校准矩阵,便于实现,同时计算结果准确可靠;依据该方法,采用微带电路分别设计... 详细信息

为避免传统NBS自校准算法中存在的迭代和不收敛问题,提出了一种基于矩阵特征值理论的微波六端口自校准方法,该方法只需对校准模型进行简单矩阵变化即可求得自校准矩阵,便于实现,同时计算结果准确可靠;依据该方法,采用微带电路分别设计制作了六端口电路和自校准件,并搭建了微波六端口法相位测量系统,系统测量结果表明,该自校准方法可有效修正六端口电路的非理想性,提高六端口电路的相位测量准确度。修正之后的六端口相位测量系统在0°~180°测量范围内,相位测量误差小于1.6°,并具有结构紧凑、稳定性高的特点,可广泛应用于各类接收机及频率、相位测量系统中,具有较强的推广意义。

关键词：相位测量六端口自校准特征值

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基于参数估计的精密离心机回转轴线测量方法

仪器仪表学报 2020年第6期41卷 76-84页

作者：陈爽鲁伟俊张强秦敏中国工程物理研究院计量测试中心绵阳621900

回转轴线的确定作为10-6量级精密离心机静态工作半径校准的重要步骤,其准确性将直接影响输出加速度的测量不确定度。根据定义,回转轴线作为虚拟基准,无法通过测量直接得到。针对上述问题,通过高斯滤波、偏心量及倾斜量参数估计、自动化... 详细信息

回转轴线的确定作为10-6量级精密离心机静态工作半径校准的重要步骤,其准确性将直接影响输出加速度的测量不确定度。根据定义,回转轴线作为虚拟基准,无法通过测量直接得到。针对上述问题,通过高斯滤波、偏心量及倾斜量参数估计、自动化调整,提出了一种基于参数估计的精密离心机回转轴线测量方法,可实现标准圆柱棒几何中心线与回转轴线重合,达到基准转换的目的。利用圆度仪及模拟仿真、验证了滤波算法与参数估计的正确性及有效性;利用精密转台、标准圆柱棒、光谱共焦传感器、六轴并联定位运动平台搭建了回转轴线测量单元。试验结果表明,标准圆柱棒与回转轴线的偏心量可调整至0.2μm,倾斜量可调整至0.0002°。

关键词：精密离心机回转轴线滤波参数估计偏心倾斜

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闭式谐振腔法微波介质陶瓷介电常数测量

仪器仪表学报 2017年第10期38卷 2500-2507页

作者：王益张翠翠王建忠何斌韩玉强中国工程物理研究院计量测试中心绵阳621900

采用一种封闭式的圆柱形微波谐振腔,实现了微波介质陶瓷材料以及其他中低损耗材料介电常数的准确测量,通过模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场问题的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电性能之间的精确关系,对各类典型介质... 详细信息

采用一种封闭式的圆柱形微波谐振腔,实现了微波介质陶瓷材料以及其他中低损耗材料介电常数的准确测量,通过模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场问题的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电性能之间的精确关系,对各类典型介质材料的测量结果以及多家比对数据表明,相比于传统方法,该方法的测量准确度更高,可达到0.1%;测量范围更宽,不仅能准确测量高介电常数的微波介质陶瓷,也适用于低介电常数的交联聚苯乙烯、聚四氟乙烯等材料,此外由于闭式腔不存在辐射损耗,金属表面电流损耗也较小,对低损耗材料的Q值测量更加准确,损耗角测量下限达10^(-6)以下。该方法适用于介电常数εr=1~100及以上,损耗角正切tanσ=1×10^(-3)~1×10^(-6)范围内各种材料介电性能的准确测量。

关键词：微波介质陶瓷闭式谐振腔介电常数测量

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基于激光位移传感器的面角度测量技术研究

仪器仪表学报 2017年第11期38卷 2735-2743页

作者：彭希锋陈爽李海星熊朝晖中国工程物理研究院计量测试中心绵阳621200

针对面角度现场测试需求,利用激光位移传感器的漫反射测量特性,搭建了面角度非接触测量装置,提出了一种结合三坐标测量机和位置敏感探测器对激光位移传感器进行空间坐标化标定的方法,从而构建出精确的面角度测量模型;采用蒙特卡洛法对... 详细信息

针对面角度现场测试需求,利用激光位移传感器的漫反射测量特性,搭建了面角度非接触测量装置,提出了一种结合三坐标测量机和位置敏感探测器对激光位移传感器进行空间坐标化标定的方法,从而构建出精确的面角度测量模型;采用蒙特卡洛法对面角度非接触测量装置的不确定度进行评定,在±25°测量范围内其结果为U=0.044°~0.046°(k=2);通过性能验证试验、重复性试验和稳定性试验对装置的性能指标进行考核,在±25°测量范围内其绝对测量示值误差不超过0.036°,重复性不超过0.004°,稳定性不超过0.021°;实验结果表明该基于激光位移传感器的面角度非接触测量装置准确可靠,具备开展面角度现场测试应用的前景。

关键词：面角度激光位移传感器非接触测量

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超声波清洗引入的芯片金属化裂纹机理分析

电子显微学报 2022年第1期41卷 80-85页

作者：刘云婷龚国虎张玉兴何志刚艾凯旋中国工程物理研究院计量测试中心四川绵阳621900

对某塑封器件进行破坏性物理分析(DPA),发现芯片表面存在玻璃钝化层裂纹和金属化层划伤的缺陷。对缺陷部位进行扫描电子显微镜(SEM)检查和能谱(EDS)分析,通过形貌和成分判断其形成原因为开封后的超声波清洗过程中,超声波振荡导致环氧塑... 详细信息

对某塑封器件进行破坏性物理分析(DPA),发现芯片表面存在玻璃钝化层裂纹和金属化层划伤的缺陷。对缺陷部位进行扫描电子显微镜(SEM)检查和能谱(EDS)分析,通过形貌和成分判断其形成原因为开封后的超声波清洗过程中,超声波振荡导致环氧塑封料中的二氧化硅填充颗粒碰撞挤压芯片表面,从而产生裂纹。最后,进行了相关的验证试验。研究结论对塑封器件的开封方法提出了改进措施,对塑封器件的DPA检测及失效分析(FA)有一定借鉴意义。

关键词：塑封器件芯片裂纹扫描电镜超声波清洗环氧塑封料

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趋势项对激光测振结果影响的实验研究

仪表技术与传感器 2023年第12期 122-126页

作者：丁宇洁刘科刘格格中国工程物理研究院计量测试中心四川绵阳621900

针对激光测振系统研制中,相位解调结果出现趋势项导致测量结果偏差大的问题开展了研究。在1550 nm全光纤激光多普勒测振系统研制中,采用马赫-泽德干涉仪结构搭建了外差探测光路,产生携带物体运动信息的激光多普勒信号,采用相位解调法进... 详细信息

针对激光测振系统研制中,相位解调结果出现趋势项导致测量结果偏差大的问题开展了研究。在1550 nm全光纤激光多普勒测振系统研制中,采用马赫-泽德干涉仪结构搭建了外差探测光路,产生携带物体运动信息的激光多普勒信号,采用相位解调法进行信号解调,并采用最小二乘法消除相位解调结果的趋势项。实验结果表明:通过消除趋势项,高频振动的测量结果准确度得到了明显提升,在1~10 kHz振动频率范围内,加速度最大测量误差由1.79%降低至-0.15%。

关键词：振动计量激光测振外差探测相位解调趋势项最小二乘法

多层瓷介高压电容器空洞缺陷引起的畸变电场有限元分析

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电子元件与材料 2022年第12期41卷 1374-1379页

作者：梁栋程王淑杰季航中国工程物理研究院计量测试中心四川绵阳621999

为分析多层瓷介高压电容器因空洞缺陷引起畸变电场的影响趋势以及引发电击穿的机制,根据麦克斯韦边值关系理论,利用有限元仿真分析了空洞大小和不同介电常数对畸变电场的影响趋势。结果表明,畸变电场随空洞的增大呈幂函数增长趋势,介电... 详细信息

为分析多层瓷介高压电容器因空洞缺陷引起畸变电场的影响趋势以及引发电击穿的机制,根据麦克斯韦边值关系理论,利用有限元仿真分析了空洞大小和不同介电常数对畸变电场的影响趋势。结果表明,畸变电场随空洞的增大呈幂函数增长趋势,介电常数的增大也会导致畸变电场增大,但会逐渐趋于平稳,畸变电场最多能达到均匀场强区域的1.4倍,因此,空洞大小是导致畸变电场增加的主要影响因素。利用能带理论对畸变电场引发电击穿的机制进行了解释。分析结果对进一步研究空洞缺陷影响电介质材料击穿性能的机制,以及根据实际应用需求研究制定不同种类电介质材料空洞缺陷大小的量化判据有一定参考意义。

关键词：畸变电场麦克斯韦边值关系有限元空洞介电常数能带理论

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瞬态热带恒功率法测量导热率

计量学报 2016年第2期37卷 143-147页

作者：蔡杰沈斐中国工程物理研究院计量测试中心

基于传统热桥法基本原理,提出了新的非对称结构模型——瞬态热带恒功率法用于测量材料的导热率。非对称结构模型将热源热带与温度传感热带电路彼此独立,消除了热带电阻自热以及环境温度变化带来的影响。通过短时间内快速测量恒流电路中... 详细信息

基于传统热桥法基本原理,提出了新的非对称结构模型——瞬态热带恒功率法用于测量材料的导热率。非对称结构模型将热源热带与温度传感热带电路彼此独立,消除了热带电阻自热以及环境温度变化带来的影响。通过短时间内快速测量恒流电路中两热带的电压差随时间的变化关系准确测量材料的导热率。依据此模型设计了热带加热片,建立了基于LabVIEW测试软件的实验装置自动测量平台,实验测量结果与参考材料导热率具有良好的一致性,相对偏差在3％左右,验证了该理论模型的有效性。

关键词：计量学瞬态热带法恒功率导热率