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最新刊期

2003 年第 5 期

论文

微机械惯性传感器的技术现状及展望
刘危,解旭辉,李圣怡
2003, 11(5): 425-431.

摘要：对微机械惯性传感器—微加速度计和微陀螺的技术现状进行了评述。根据其不同的技术实现,诸如制造过程、工作原理、控制系统、接口技术等对其进行了分类描述。这些微传感器的用途很广,而且相对于其传统器件来说有低成本、小尺寸、低功耗等特点,正在全世界范围内被广泛研究。最后,对微机械传感器领域的一些新的进展进行了讨论,并提出了展望。
关键词：微机械;惯性传感器;加速度计;陀螺

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发布时间：2020-08-12
细胞注射玻璃微针拉针器的研制
刘天军,章维一,侯丽雅
2003, 11(5): 432-437.

摘要：为了解决拉针器国产化的问题,设计出温度、拉力、拉伸速度等参数可变的试验机。以国产玻璃毛细管为拉制原材料,进行了基于方差分析基础上的4组加热温度、拉力、拉伸速度的不同配置的系列实验,分析了在毛细玻璃管拉伸预拉力在1280～1310g强度允许范围内变化及加热温度对针的长度影响,在试验机上进行了用于微流量分析的圆形玻璃微管道拉制试验,研究了拉伸行程及加热温度对微管道内径的影响,实现了仪器的性能多样化。最后提出了拉针器商品化的设计方案。
关键词：微注射;拉针器;微玻璃针;微管道

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一个新的泛卡塞格林望远镜系统
潘君骅
2003, 11(5): 438-441.

摘要：将卡塞格林系统的主镜及次镜都取球面,在焦面前加2片以上改正透镜,而将作为密封窗的平行平板的一面加4次方项,可以设计出具有相当大视场,像质优良的新光学系统。平板上的4次方非球面是凹面性质,它的制造,在周边铰支而外加均布载荷时可以加工为球面,释放均布载荷后该面即弹回成所要的4次非球面。所以,此系统从光学工艺角度看只有球面和平面。文中设计了4个不同相对口径系统:F/3,F/5,F/8,F/10。口径和视场相同:φ=300mm,2ω=1°,像质都接近或达到衍射极限。
关键词：平行平板;泛卡塞格林系统;4次方项;均布载荷;铰支

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高分辨率阶梯光栅光谱仪的光学设计
武旭华,朱永田,王磊
2003, 11(5): 442-447.

摘要：简述阶梯光栅的基本原理和在天文学中的应用,分析并比较了阶梯光栅光谱仪与普通平面闪耀光栅光谱仪的区别。为正在研制中的一架国产4m通光口径的光谱巡天望远镜(简称LAMOST)设计了高分辨率阶梯光栅光谱仪的光学方案,该设计方案采用了白光孔径准直镜系统,大闪耀角的R4阶梯光栅和无遮拦的离轴折叠Schmidt照相机。
关键词：天文光学;光谱仪;阶梯光栅

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相位检测法定镜自适应校正技术
于立民,代作晓,王模昌,施志华
2003, 11(5): 448-452.

摘要：为保持傅里叶变换光谱仪在动镜运动和外界震动等恶劣条件下动镜和定镜间的准直性,采用了相位检测法检测准直性误差的定镜自适应校正技术。介绍了相位检测法的基本原理和实现自适应校正的途径以及自适应校正系统的基本结构。采用高速压电倾斜镜作为驱动补偿元件,分析了相位检测精度对校正精度的影响。实验结果表明,采用自适应校正后系统干涉效率明显提高。
关键词：相位检测;自适应校正;准直性;高速压电倾斜镜

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楔块调整式Talbot干涉仪的光学设计
李川,张以谟,田学飞,刘铁根,吴晟
2003, 11(5): 453-456.

摘要：为改变光纤光栅的写入Bragg波长,研制了包括一块相位模板和两块紫外反射平面镜的楔块调整式Talbot干涉仪。在写入光纤Bragg光栅的过程中,通过调整两平面镜的反射角度可改变由±1级衍射光束经两平面镜反射后形成的干涉条纹的周期。最后,放置在可调谐干涉区的光纤就可刻写成具有不同写入Bragg波长的光纤光栅。值得注意的是通过选择不同倾斜角α的楔形块,决定了光纤光栅的写入Bragg波长的改变率和干涉条纹棱脊位置的位移率。
关键词：Talbot干涉仪;光纤Bragg光栅;Bragg波长;位移;紫外反射镜

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全自动生化分析仪用分光光度计
霍建伟,马海涛,王丽秋,刘剑,陈今涌,唐玉国
2003, 11(5): 457-460.

摘要：结合国家九五攻关"全自动生化分析仪的研制与开发"项目,研制了一种用于全自动生化分析仪的紫外可见分光光度计。该分光光度计采用全息凹面平像场光栅为分光元件,以硅光电二极管阵列为探测器。光度测试采用后分光技术,从光源辐射的复合光先经样品溶液吸收后再由全息凹面平像场光栅分光,光电二极管阵列同时接收12路光谱信号,多个光谱信号同时检测,实现快速测量。
关键词：生化分析仪;分光光度计;全息凹面平像场光栅;光电二极管阵列探测器

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激光共振电离质谱计用光入射系统的研制
李红艳,俞士胜,任向军,邓虎
2003, 11(5): 461-465.

摘要：针对NINT3000质谱计的结构特点,利用高斯光学理论,推导出双透镜系统光学参数传递方程,并以此为依据设计出一套光学系统和光路调整装置,实现了激光束在离子源腔内的精确定位和聚集,焦斑半径为160μm,调节精度为10μm。目前,该系统已经安装在激光共振电离质谱计上,并实现了镥的单色双光子共振电离。
关键词：高斯光束;光学设计;调光装置;共振电离

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参数优化方法在轻质反射镜结构设计中的应用
吴清彬,陈时锦,董申
2003, 11(5): 466-471.

摘要：介绍了一种对反射镜轻量化结构进行优化设计的方法。利用ANSYS软件对采用扇形开口孔轻量化的某遥感器主反射镜建立参数化结构模型,将对反射镜力学性能影响较大的某些结构参数如镜体厚度、扇形孔的位置、尺寸等指定为优化设计变量,根据反射镜的加工和装配工艺合理地确定这些结构设计变量的可行域,运用ANSYS优化设计模块提供的零阶优化方法对镜体结构进行了优化设计。力学分析表明,经过优化后的反射镜结构相比于原设计方案轻量化程度更高,静力学性能更好。
关键词：非球面反射镜;轻量化;参数优化

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四翼十字形中心支撑结构的动力学分析
张林波,任戈,陈洪斌
2003, 11(5): 472-476.

摘要：四翼十字形中心支撑结构是大型望远镜中次镜支撑的典型结构,其动力学性能直接决定着光学成像视轴的稳定性和精确性。基于板壳理论,采用Rayleigh方法,通过选取恰当的振型函数,建立了次镜支撑结构的动力学模型。针对支撑筋板不同的结构参数,分别进行了数值仿真和有限元分析,二者规律相同,结果基本一致,认为该方法可以用于类似结构动力学特性的计算。
关键词：支撑结构;板壳理论;数值仿真;有限元分析

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通过轴向力监测预报微钻头折断的研究
杨兆军,杨永海,贾庆祥,王伟国
2003, 11(5): 477-480.

摘要：对以轴向钻削力为监测对象的微孔钻削在线监测进行了研究。以50支直径为0.4mm的高速钢麻花钻为样本,在数控高速精密微孔钻床上,对钻削45#碳素钢时微钻头折断的轴向钻削力极限值进行了检测。经参数估计和统计检验,得到轴向钻削力极限值服从对数正态分布的结论,并建立了基于可靠性的轴向钻削力监测阈值的确定方法。在此基础上选取不同可靠度水平进行了在线监测实验,与普通钻削比较,当选取可靠度水平为0.999时,在钻头利用率相同的情况下,10支钻头的折断率由30%下降到0,为避免发生微钻头折断这一长期困扰微孔加工的技术问题提供了一种良好的工艺方法。
关键词：微钻头;轴向钻削力;在线监测

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负压吸附式环形气垫导轨的计算方法
张星祥,任建岳
2003, 11(5): 481-486.

摘要：根据负压吸附导轨的工作原理,利用流体力学的性质,系统地建立了导轨的承载能力和气膜厚度的数学模型,得出4个结构参数、气源气压与承载能力和气膜厚度的关系。最后通过实验证明了该导轨气膜厚度在1～3μm时,刚度稳定,最大变化量约为10%,且计算刚度与试验刚度的误差小于12%,能够适用于高精密器械的移动元件或承载元件。
关键词：负压吸附导轨;承载能力;刚度

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大轴弯曲激光精密自动测量系统
关荣锋,赵军良,李凤云,崔燕岭,乔松
2003, 11(5): 487-491.

摘要：提出了用激光扫描技术测量汽轮机转子弯曲量的新方法。测量系统用平面转镜进行扫描,采用双狭缝进行扫描自校准,由光电探测器完成光电转换,最后由微机完成数据处理、显示及打印。实验表明,该系统能远距离非接触测量大轴弯曲,测量精度达±5μm,测量距离达4m。
关键词：大轴弯曲;激光扫描;非接触测量

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以正交衍射光栅为计量标准器的二维微位移工作台
王选择,郭军,谢铁邦
2003, 11(5): 492-496.

摘要：提出以正交衍射光栅作为X-Y二维位移工作台计量标准器的思想,阐述了正交衍射光栅作为大量程二维位置检测传感器的工作原理及光路布置方法,推导了光栅运动位移与所产生干涉条纹的相移之间的关系。介绍了工作台粗、细两级定位系统的组成结构:粗定位部分由磁悬浮平面直线电机驱动,细定位部分采用弹性铰支结构并由压电陶瓷驱动;通过分别对电机和压电陶瓷驱动范围与定位精度的分析,提出对工作台精密快速定位的方法。设计了一套对电机与压电陶瓷进行驱动控制和光栅信号进行处理的电路,并结合实际正交衍射光栅的刻线精度,计算了工作台位置检测的有效分辨率。最后,分析了当前几种典型压电陶瓷驱动电路的特点,提出选用直流放大电源的方式作为本系统高压驱动方法,并给出了高压驱动电路图。
关键词：二维位移工作台;正交衍射光栅;四象限探测器;压电陶瓷

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基于TMS320C6202 DSP的实时数字图像处理系统的设计
朱明,鲁剑锋,赵建,秦于华
2003, 11(5): 497-501.

摘要：应用高性能数字信号处理器TMS320C6202作为核心,结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制和现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像进行预处理,实现了视频图像的采集和图像目标的实时数字图像处理。重点介绍了该实时数字图像处理系统的硬件组成,工作原理和图像处理算法的应用。
关键词：数字信号处理器;数字图像处理;自动目标识别

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3-D成像新技术——光学外差扫描全息术
孙萍,谢敬辉
2003, 11(5): 502-507.

摘要：介绍了一种新的3-D成像技术—光学外差扫描全息术的基本原理,以及基于光学外差扫描全息术基本原理的环形光栅光学扫描全息术,描述了其与传统的光学外差扫描全息术相比具有的优势。最后,以光学外差扫描全息术在三维空间滤波、遥感和三维混浊液体中成像应用为例,阐述了这一新技术的应用前景。
关键词：光学外差扫描全息术;菲涅耳波带板;环形光栅扫描全息术;三维成像

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CPLD技术在图形发生器中的应用
金龙旭,郑志忠,熊经武
2003, 11(5): 508-512.

摘要：FPGA(现场可编程阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)是可编程ASIC(专用集成电路)器件的主流。根据使用空间受到限制的航空、航天对地观察电视摄像系统特点,介绍了采用CPLD技术实现该系统变焦距数据的读取,并根据变焦距数据产生特定的图形符号,产生面阵CCD摄像机行、场同步信号及复合同步信号的原理及方法。实验表明采用CPLD设计方案,在降低系统功耗,缩短研发周期,提高系统可靠性方面取得了明显效果。
关键词：图形发生器;现场可编程阵列;可编程逻辑器件;集成电路

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发布时间：2020-08-12
改进的BP算法在多目标识别中的应用
许廷发,张敏,顾海军,宋建中,韩广良
2003, 11(5): 513-515.

摘要：为了实现对多目标的识别,提出了一种改进的BP算法。采用在步长函数中加入变动量因子,即当连续两次迭代其梯度方向相同时,步长加倍;当连续两次迭代其梯度方向相反时,步长减半。由于步长在迭代过程中自适应进行调整,使误差函数E在超曲面上的不同方向按照步长向极小点逼近,实现了对目标函数的优化。给出了在目标函数最优时的BP网络对三种飞机测试集的识别结果,其收敛速度比传统BP算法快4倍以上,表明该方法能够有效地用于多目标的识别。
关键词：神经网络;目标识别;BP算法

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基于小波系数邻域特征的图像融合
陈洪波,王强,张孝飞,韦春荣,张超英
2003, 11(5): 516-522.

摘要：在利用小波变换进行图像融合的基础上,研究了融合因子的选取方法。由于小波变换在时域和频域中同时具有良好的局部特性,为了很好地利用小波变换的这种特征,提出了利用小波系数的邻域特征(邻域方差)来定义融合因子的思想。评价融合算法的性能应该从融合图像的信息增加量和融合图像的失真度两个方面来评价,融合图像的熵用来描述融合图像的信息含量,相对熵可以描述融合图像的失真度,评价结果显示出其方法的实用性。实验表明该算法用于医学图像的融合能得到很好的效果。
关键词：图像融合;小波系数;融合因子;方差;医学图像

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发布时间：2020-08-12
图像采集卡硬件参数基于熵的自动优化
顾海军,林明秀,宋建中,赵晓晖,王欣刚
2003, 11(5): 523-526.

摘要：为降低计算复杂度和系统响应时间,提出了图像采集卡硬件参数自动优化的工程实现算法。通过统计图像直方图两端的数据量获得信息熵的九种状态,并依据所处状态的不同对采集卡硬件参数进行动态调整,从而改变图像的亮度和对比度获得图像最大熵。实验结果表明在单帧时间延迟的条件下,此种方法可以完成对图像采集卡硬件参数的自适应优化。
关键词：图像采集卡;信息熵;直方图;反应时间

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发布时间：2020-08-12
基于笔划趋势分析的二值图像细化方法
刘桂雄,申柏华,冯云庆
2003, 11(5): 527-530.

摘要：针对普通细化算法大多是基于原始图的中轴线及八邻域进行分析,不可避免导致有噪声点的直线变弯以及笔划交叉或分叉位置产生畸变的问题,在对Zhang算法进行分析和改进的基础上,提出了一种改进的基于笔划趋势预测的细化算法,获得了比较严格八连通的且各向对称的中心骨架,并有效地抑制了笔划交叉处的畸变,具有很好的细化效果和较快的处理速度,已成功运用于车牌自动识别系统中。
关键词：图像处理;细化;畸变;笔划趋势分析

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输入图像尺寸和伸缩因子对二维Morlet子波变换的影响
施伟华,宋义章,陈鹤鸣
2003, 11(5): 531-536.

摘要：简述了二维光学子波变换理论,用计算机模拟方法研究了伸缩因子对子波变换的影响,发现伸缩因子过大会使变换后的图像的边缘变模糊。得出了合适的伸缩因子值,用计算机模拟和光学实现方法研究了输入图像尺寸对子波变换的影响,实验结果与计算机模拟相一致,认为合适的输入图像尺寸应保证输入图像的频谱范围与子波匹配滤波器的频谱范围相一致,才能使二维Morlet子波变换提取清晰的图像边缘特征。
关键词：Morlet子波变换;子波匹配滤波器;输入图像尺寸;伸缩因子

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发布时间：2020-08-12
带自调整函数的模糊控制器在直流电机调速系统中的应用
任维政,盛立峰,陈月岩
2003, 11(5): 537-542.

摘要：提出一种带自调整函数的模糊控制器与二元函数的Lagrange插值算法相结合的控制算法,并将该算法应用于直流电机调速系统。自调整函数为指数函数,根据控制对象的具体情况和要求的不同,自调整函数中各参数可通过键盘进行调试。插值算法采用分片双二次Lagrange插值算法,调速实验结果表明了该控制算法的合理性和有效性。
关键词：自调整函数;模糊控制;二元插值;直流调速

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发布时间：2020-08-12
科技英文写作典型科技论文文摘分析
刘萍,黄峻峰
2003, 11(5): 543-544.

摘要：科技论文文摘是一种专门的写作文体，自然采用的是文摘语言。在进行典型文摘分析之前十分有必要了解文摘的正式化结构和语言。

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发布时间：2020-08-12

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