计量科学与技术

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基于白光干涉仪的微小齿轮高精度测量方法

宋辉旭, 蒋金哲, 石照耀, 于渤

2024, 68(4): 3-10. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0352

摘要(280)

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PDF(47)

摘要:
实现精密测量的前提在于被测物理量的准确获取，目前高精度且昂贵的数控齿轮测量仪器得到普遍应用。然而模数小于0.1 mm、直径小于1 mm的微型齿轮由于齿槽宽度过小，传统的接触式测量手段无法测量完整齿廓。光学测量手段也因轮齿遮挡和齿面倾角的限制存在无法获取齿根数据的问题。针对此现状，提出了一种基于白光干涉测量原理的微小齿轮高精度测量方法。根据干涉图样的出现顺序实现对微小齿轮端面倾斜程度的实时监测，确保了齿轮轮廓的提取精度；基于齿轮端面三维点云数据确定齿轮中心，有效提升了齿轮定心精度。重点介绍了面向微小齿轮的白光干涉测量原理、端面调平模型以及齿轮误差计算方法。试验结果表明，该方法能够实现对微小齿轮的高精度测量，为解决微小齿轮的精密测量提供了有效手段。

转向架滚动振动试验台在线原位校准技术研究

肖克, 柏文琦, 王理, 陈红江

2024, 68(4): 11-17. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351

摘要(193)

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PDF(23)

摘要:
作为重载电力机车的关键部件之一，转向架与重载电力机车的运行性能、安全性能关系密切。在转向架的设计与制造过程中，存在转向架滚动振动试验台等大型专用试验装置无法有效溯源、检测手段不足等问题，且试验过程中不可避免受到负载效应、机械波干扰、机车振动、轮毂畸变等对测量结果的影响。现有的转向架量值溯源方法采用离线校准，忽略了其实际安装位置、电磁干扰、环境扰动等因素的影响，校准数据难以适用。对重载电力机车转向架滚动振动试验台的基本结构和工作原理进行了分析，总结了能全面客观反映试验台计量特性的一系列技术指标。明确了试验台的校准项目和具体测试方法，选取了试验台最关键的性能指标转矩进行测量不确定度分析。最后选择由中车株机公司研制的3个试验台进行试验验证，证明探讨的试验台校准方法科学合理。

大视场主动光学望远镜调节组件检测定标方法

安其昌, 吴小霞, 张景旭, 李洪文

2024, 68(4): 18-25. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0260

摘要(149)

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PDF(12)

摘要:
为了更好地对大视场主动光学望远镜进行调控。阐明了基于内外部度量系统对望远镜中调节组件进行检测定标的基本原理。对大视场主动光学望远镜定标过程进行了误差分析，并利用桌面实验实现了大视场主动光学望远镜运动部件检测方法的原理贯通。实现了非衍射均匀分光，克服了衍射分光杂散条纹多、分光角小的缺点，分散角高于100°，精度优于15 µm，角度精度优于3″，基于波前传感进行标定的精度优于10 µm，可有效提升大口径大视场望远镜调节元件的检定精度以及望远镜最终的成像质量。

电阻应变传感器动态特性校准方法的研究

徐爱华, 代国红, 胡红波, 曾卓, 许昊, 李天添, 徐建华

2024, 68(4): 26-30. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0349

摘要(352)

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PDF(36)

摘要:
电阻应变传感器种类繁多、应用广泛，在桥梁隧道、建筑、航空航天等行业和领域中多用来对其结构进行监测，而合理评价电阻应变传感器的动态特性就非常重要，讨论分析了电阻应变传感器的特点及相关国内外标准规范对计量特性的描述，针对电阻应变传感器的计量校准现状，论述了一种利用现有的振动计量装置进行电阻应变传感器动态特性校准的方法。该方法以现有的振动标准装置为基础，通过动态信号分析仪分别采集振动台信号和应变传感器信号，并对测量信号进行分析得到动态灵敏度，完成传感器动态特性的校准。通过试验验证了该方法切实可行，重复性较好，最后说明了数据处理过程并评估了传感器动态灵敏度的不确定度。

GIL放电性故障的振动检测法研究

徐爱华, 胡红波, 臧春艳, 李海蓉, 曾卓, 许昊, 崔陈希

2024, 68(4): 31-36. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329

摘要(243)

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PDF(22)

摘要:
由于GIL在生产制作及运输的过程中，内部会产生部分缺陷，导致运行时局部放电故障，并伴随一定的振动和声音信号异常。当GIL出现故障时，不仅会对设备本身产生严重的损坏，还会对电力系统的稳定运行带来威胁。研究了一种基于振动信号进行GIL放电性故障的检测方法，该方法能够较精确地检测GIL放电性故障具体单元及部位。分析了GIL局部放电故障状态时振动信号的特征，通过对模拟实验和现场试验中采集的信号进行处理与识别，优化了识别方法，能够实现对GIL是否发生了局部放电故障进行准确有效的判断。

基于五棱镜的光电自准直仪光束平行度测量

马娟娟, 徐爱华, 宋潇, 武金凤, 曾卓

2024, 68(4): 37-44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0275

摘要(190)

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PDF(23)

摘要:
为了精密测量光电自准直仪的光束不平行误差，提出了一种基于五棱镜的测量方法。该方法利用五棱镜优化测量光路，从而减小检测过程中所需反射镜面形不平整的影响。同时对光电自准直仪光束不平行误差进行定量分析，并结合实验比较不同光束平行度测量方法的差异。实验结果表明：基于五棱镜的方法测得结果与选取曲率小于5×10⁻⁵ m⁻¹的反射镜条件下测得结果之差小于0.1″，远优于仅使用平面度一般的反射镜的传统测量方法，前者的复现性达到0.1″。基于五棱镜的测量方法减小了系统误差，能够提升光电自准直仪光束平行度的测量精度。

便携式尿酸分析仪校准方法研究

崔宏恩, 殷格漫, 武利庆, 杨铮, 于海容, 周倩, 张凯

2024, 68(4): 45-49, 30. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0104

摘要(252)

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PDF(32)

摘要:
便携式尿酸分析仪的准确与否对痛风和高尿酸血症患者日常监测尿酸有着直接影响，针对其校准规范的缺失，需制定其校准规范。基于搭建的便携式尿酸分析仪校准装置，通过提出便携式尿酸分析仪校准方法，确定其技术指标，结合校准案例进行验证以及对相关影响因素进行分析。依据校准方法，便携式尿酸分析仪的示值误差和重复性的验证结果符合技术要求，成功建立的便携式尿酸分析仪校准方法，可为《便携式尿酸分析仪校准规范》的编写提供有益参考，促进便携式尿酸分析仪的量值溯源和标准化。

超声波流量计误差因素与技术研究进展

余嘉芸, 娄倩男, 丁优婷, 王赵正, 谷云庆

2024, 68(4): 50-59. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0336

摘要(453)

HTML (164)

PDF(61)

摘要:
超声波流量计在测量流量上表现出高精度和瞬时测量的优势，具有显著的应用潜力，对于油气安全存储、低损耗运输和公平结算有着重要意义。针对时差法、频率法、互相关法和多普勒法4种流量计算原理方法，分析了高精度超声波流量计工作机理，并从湍流特质、仪表结构和环境因素3个角度揭示流速和温度对流量测量精度的影响，探讨了仪表几何形状变化对流速场干扰，综述了超声波流量计误差因素和减小误差技术办法，为高精度流量计技术创新提供思路指导。

细胞存活率的检测处理方式对药物效果评估的影响研究

杨璐璐, 龚晓云, 曾庆黎, 张文权, 申屠旭萍, 薛志超

2024, 68(4): 60-65, 44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0358

摘要(154)

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PDF(27)

摘要:
在使用体外培养的细胞进行药物实验时，药物处理会造成细胞死亡，而检测细胞存活率的方法不同，会对实验结果造成影响。以海拉细胞作为实验对象，用不同浓度的顺铂处理细胞，做去除以及不去除旧培养基的处理，比较包含或不包含旧培养基中漂浮细胞情况下检测得到的细胞存活率。实验结果显示，使用CCK8法检测96孔板、24孔板细胞存活率，不去除旧培养基时实验组细胞存活率高于去除旧培养基实验组细胞存活率。在顺铂浓度为0.625 μM时，不去除旧培养基与去除旧培养基实验组之间的细胞存活率有显著差异。在6孔板和100 mm培养皿中，使用细胞计数仪对用药后的细胞培养基中的漂浮细胞进行检测，发现培养基中漂浮的细胞中存在活细胞。结果表明药物处理后的培养基中存在漂浮的活细胞，去除旧培养基会去除这部分活细胞，从而影响细胞药物实验结果的准确性。

液体活塞式压力计量值修正模型研究

曾麟, 周四清, 陈岳飞

2024, 68(4): 66-70, 10. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0024

摘要(152)

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PDF(28)

摘要:
由于液体活塞式压力计专用小砝码的质量在计算时参考了零压活塞有效面积，大砝码的质量在计算时仅考虑加载大砝码导致的活塞系统形变，因此加载标称压力砝码的活塞式压力计计量的实际压力小于标称压力。基于活塞式压力计的基本原理，推导了测量上限为25 MPa及以上的液体活塞式压力计量值修正模型；测量上限60 MPa和250 MPa的活塞式压力计相对压力修正值变化结果表明：相对压力修正值的绝对值随着加载小砝码的数量近线性递增，但随加载的大砝码的数量呈现趋势逐渐减弱的非线性递增；相对压力修正值的极限值与活塞压力形变系数和测量上限成正比；整体上小砝码对相对压力修正值影响权重大于大砝码，活塞测量上限附近小砝码加载数量最多的压力测量点的相对压力修正值取得极限值；250 MPa活塞的相对压力修正值极限值为−5.17×10⁻⁵，超过0.005级活塞式压力计的最大允许误差；基于专用砝码质量最大允差的限制，0.01级及以上25 MPa和0.02级及以上250 MPa的活塞式压力计输出量值必须进行修正才能保证其压力量值传递的准确性。

电能计量器具自动化检定流水线MSA分析研究

李亮波, 王雪, 李海蓉, 郭海, 朱新旺

2024, 68(4): 71-78. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0355

摘要(231)

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PDF(29)

摘要:
电能计量器具自动化检定流水线长期在线高负荷运行，会发生性能退化甚至出现故障，导致电能测量误差试验结果出现偏差。为准确掌握电能计量器具自动化检定流水线测量系统波动规律，确定来自测量系统的总变化量以及各变量的差异，提高测量系统的准确性与可靠性，设计了流水线测量系统分析方案。在分析流水线结构特点和工作原理的基础上，提出一种全新的实验设计方案，并制定了测量系统分析计划。以低压电流互感器自动化检定流水线为例，对测量系统重复性和再现性、偏倚和线性、稳定性三个指标进行了分析。分析结果表明，测量系统的变异占合计变异的1.67%，变异指标%GR & R为18.21%，偏倚占比5.4%，线性占比8.7%，可区分的类别数7，测量系统具备所需的测量能力，处于条件接受状态。进一步分析变异的来源，再现性是主要的变异因素，测量系统在不同工位上的一致性存在显著差异。最后，结合测量系统分析结果、生产现场管理和运维经验，对流水线测量系统的改进提出建议。

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