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2021年 第41卷 第5期    刊出日期：2021-10-25

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量值传递技术

光纤时频传递链路光程补偿控制方法研究

肖庆雯, 杨宏雷, 胡钢, 赵环, 张升康, 葛军

2021, 41(5):  1-5.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.01

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光纤时频传递技术具有高信噪比、高传递稳定度及强抗干扰能力等技术优势，然而，随着传输距离的增加，光纤链路引入的光学相位抖动不断增加，成为限制时频传递稳定度的主要因素。本文设计并实现了基于光程主动控制的延迟补偿系统，采用光纤环路光学-微波鉴相器获得了经往返传输的飞秒激光脉冲与本地微波信号源的相位误差，避免了直接光电转换探测过程引入的附加光电噪声，提高相位误差探测精度；采用压电式光纤拉伸快速反馈及电动光学延迟线慢反馈复合控制方式，实现链路延迟的长期自动实时补偿。实验结果显示，经11km光纤链路往复传递后的飞秒激光脉冲时间延迟补偿稳定度达到1.55fs/s与0.12fs/1 000s，对应频率稳定度达到3.06×10^-15/s与1.99×10^-19/1 000s。

一种矢量梯度磁强计标准装置设计

翟晶晶, 李享, 孟诚

2021, 41(5):  6-10.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.02

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作为弱磁场探测的重要手段，磁强计在国防军工、地球物理探测等领域的应用范围越来越广，目前水下磁探、航空磁探等都是通过测量梯度磁场对异常点进行判断及定位，因此梯度磁场测量的准确度、灵敏度直接影响结果的准确性。本文介绍了一种组合式的矢量梯度磁场标准装置，复现标准的梯度磁场及均匀磁场，可对梯度磁强计的准确度进行校准。该装置主要由均匀磁场复现系统和二维梯度磁场复现系统组成，可在方向可控、大小可调的均匀背景磁场基础上叠加梯度磁场，完整复现梯度磁强计工作过程中的背景磁场。其中均匀背景磁场复现范围20μT~100μT，梯度磁场复现范围10μT/m~100μT/m，测量不确定度1.2×10^-3B_r+1.4nT/m(k=2)。

三相电能表检定装置异常状态分析及解决方案

杨图强

2021, 41(5):  11-15.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.03

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三相电能表检定装置广泛应用于法定计量检定机构和授权计量技术机构中。使用三相电能表检定装置开展电能表检定的过程中，软件无法响应、电流I保护报警、过载报警、开路报警、短路报警等异常现象时有发生，本文对此类异常现象结合具体实例进行分析研究，总结出不同异常状态下检定装置的故障表现形式，提出科学的解决对策，用详实的案例指导检定人员第一时间找出故障根源并排除，对实现电能表的高效检定极具现实意义。同时电能表检定装置生产企业依此研究改进生产工艺，有助于提高产品质量，降低故障率。

1mN～10N力标准装置控制系统研制

倪晋权, 李涛, 胡刚, 蒋继乐, 倪昔东

2021, 41(5):  16-21.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.04

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基于1mN～10N力标准装置控制系统的设计研制为背景，介绍了力值标准装置的分类、原理、结构和组成。装置采用国内首创的设计结构，减小了力值复现不确定度，提高了力值标准装置的计量性能，为力值计量工作提供一种全新支承方式的静重式微小力值量值传递的手段，解决了高准确度微小力值传感器的量值溯源问题。装置技术指标达到测量范围1mN~0.5N，力值不确定度1.0×10^-4（k=2）；测量范围0.5N~10N，力值不确定度4.0×10^-5（k=2）。该装置的控制系统、智能监控系统设计要点等，为力值专业的计量和测试人员提供了研究微小力值量值传递标准装置设计的技术指导，从而促进了高准确度微小力值的计量保障工作在全国范围内的深入开展。

精密测试技术

大型紧缩场静区不同位置电磁幅相特性测试分析

马永光, 张雁钊

2021, 41(5):  22-26.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.05

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大型紧缩场安装在吸波材料铺设方案特殊设计的微波暗室内，由于受紧缩场馈源方向图特性、馈源相位中心位置、反射面加工精度、反射面边齿外形及尺寸、反射面分块拼接与边齿拼接精度、馈源与反射面的相对几何关系、静区相对反射面的位置关系等多项因素影响，大型紧缩场静区内电磁幅相分布特性随工作频率及空间位置不同差异较大。本文利用某静区尺寸为5m×5m×5m的大型紧缩场，对静区前、中、后三处不同位置垂直来波方向的竖直截面上的电磁幅相分布特性在工作频段(0.5～40)GHz内进行了性能测试，对测试结果详细分析了静区同一截面不同工作频率及静区不同截面位置的电磁幅相差异。

基于GBAS的可用性预测研究

韩明, 张建军, 吕自鹏, 邓琪, 刘文亮

2021, 41(5):  27-31.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.06

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GBAS可用性预测是在地基增强系统（Ground Based Augmentation System，GBAS）的整个进近引导过程中，对GBAS服务状态及卫星星座状态的一种预测，并辅助塔台监控人员监视，是民航GBAS应用的重要监测措施。为保证GBAS机载用户在终端区精密进近引导着陆的可靠性及安全性，提出一种基于GBAS地面基准位置的可用性预测方法，该方法通过星历或历书、卫星信号的相关峰、GBAS报文信息等内容预测未来卫星星座的状态，进而完成对GBAS服务状态的预测，以便系统及时向塔台监控人员发出预测告警、调整GBAS进近程序，进而达到可用性监视的目的，提高了系统的完好性及可用性。

用于免液氦量子电压装置的制冷系统研制

焦玉民, 康焱, 朱珠

2021, 41(5):  32-35.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.07

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经典量子电压装置使用液氦提供4.2K低温环境，但目前全球性液氦资源供应紧张，价格高涨，在此背景下，进行适用于量子电压装置的免液氦制冷技术研究，降低装置运行和维护成本，扩展装置使用范围，具有现实意义。但是，制冷方式改变会使建立量子电压装置面临新的技术挑战，其中专用制冷系统需要解决两个难题，一是制冷系统提供的制冷量要超过量子超导阵列的运行需求，二是保持量子超导阵列运行时温度波动在其技术指标允许范围内。本文介绍了一套专用制冷系统，按照量子超导阵列的技术要求，该系统运行温度低于4.2K，制冷功率1W以上，温度波动±20mK，解决了上述难题。

微型显示器子像素亮度测试方法研究

王少水, 阮育娇, 费丰, 赵发财, 吕子敬

2021, 41(5):  36-40.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.08

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为满足微型显示器对子像素亮度和色度参数的测试需求，本文将显微物镜引入到成像亮度计方案中，利用高分辨率黑白相机、XYZ三色滤光片和显微物镜等器件，设计并研制了一套显微成像彩色亮度计，实现了微米量级目标的测试。对手机屏幕、微型显示器及标准刻线板进行了测试，实验结果表明，当采用3100万像素分辨率相机和50倍显微镜头时，可实现尺寸小于0.1μm的样品亮度色度测试，校准后亮度测试误差小于1%，不确定度为2.5%（k=2）。

基于YOLOv5的毫米波图像目标检测方法研究

张格菲, 李春宇, 刘金坤, 屈音璇

2021, 41(5):  41-45.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.094

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毫米波成像技术是安全检查领域中的新兴方向，研究符合此应用场景的目标检测算法并提升相应的检测速度与检测准确率，具有很高的应用意义和价值。本文提出了一种基于YOLOv5深度学习模型的实时目标检测算法，用来检测安检人员身上隐匿的违禁品，该方法采用GIOU_Loss损失函数，提升了衡量检测框相交的能力。此外，对网络结构进行了一定的优化和改进，同时增加了毫米波数据增强预处理功能，用以加速函数收敛，从而形成了针对毫米波图像进行物品检测的深度神经网络^［1］，以提高目标检测效果。实验结果表明，该方法能够有效地检测毫米波图像中的危险品，具备自动识别和实时检测的优势。

射程法测量低能电子加速器能量方法比较研究

陈义珍, 夏文, 张卫东, 罗瑞, 林敏, 陈克胜

2021, 41(5):  46-49.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.10

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为了准确、方便地测量辐射加工用低能电子加速器能量，采用射程法测量电子束能量，设计加工了两种不同类型的聚苯乙烯材料的楔形模体和叠层模体，结合辐射变色薄膜剂量计测量装置，利用两种能量测量模体同时测量标称能量为0.65MeV的加速器电子束能量，结果表明，设计的楔形模体可以测量能量低至0.65MeV的电子束能量。相比于叠层能量测量方法，楔形模体测量方法更为方便，效率更高，引入的不确定度更小。实践中射程法测量0.65MeV以上低能电子束能量时，推荐楔形能量测量模体测量电子束能量。

可移动式X射线照射装置窄谱系列辐射质建立及相关特性研究

韦凯迪, 高飞, 徐阳, 王菲菲, 林敏, 倪宁

2021, 41(5):  50-56.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.11

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基于中国原子能科学研究院计量测试部研制的可移动式X射线照射装置，开展管电流线性、固有过滤及附加过滤的测量研究。可移动式X射线照射装置使用中需频繁移动，出于增加机械强度考虑，在铍窗前保留了4mm铝片对铍窗进行保护，利用MCNP程序模拟得到Al片在不同位置情况下X射线出射束的注量谱，并与标准谱进行对比以验证方法可行性。实验结果表明，在相同能量下，电离室电离电流与X射线辐射场剂量率呈线性关系；X射线平均能量模拟值同ISO 4037推荐值的相对偏差在3%以内；通过线性插值法得到有监督电离室条件下的固有过滤为4.01mmAl；各辐射质所对应第一半值层实测值与标准推荐值相对偏差在5%以内。本工作可用于可移动式X射线照射装置现场校准工作。

计量保障技术

一种地基微波辐射计定标源设计与研制

成俊杰, 曹月, 孙晓宁, 杨寒旭, 翟宏

2021, 41(5):  57-60.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.12

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微波辐射计定标技术是实现其定量化遥感应用的先决条件，针对地基微波辐射计的定标需求，设计开发了由冷定标源、常温定标源和热定标源构成的定标源组保障辐射计观测亮温度区间校准工作的顺利完成。本文介绍了辐射计定标源工作原理，给出辐射体的发射率电磁仿真和测试结果，结果表明，辐射体具有0.999 9左右的发射率。介绍了定标源的控温方式、控温结构和温度试验结果，试验结果表明，该定标源组温度均匀性优于0.2K，温度稳定性优于0.023K。本装置具有高精度、高可靠性的特点，已在地基辐射计日常校准工作中得到应用。

一种位标器综合测试系统设计

高远, 常慧娟, 王新达

2021, 41(5):  61-66.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.13

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针对位标器在生产调试、检验中的标定和测试需求，介绍了一种位标器综合测试系统。该测试系统配有高精度桌面转台和大理石稳定平台，转台定位精度可达±0.000 5°，可以准确快速地模拟飞行器紧急调转等飞行姿态。测试系统通过电气控制及数据采集系统控制位标器运动，并实时采集、分析、存储位标器工作过程中的φ角线圈输出信号等各项指标信息。同时，该系统还具备自动测试功能，可根据选定测试项目自动完成位标器的陀螺跟踪场测试等8项测试任务。目前该测试系统已成功应用于位标器的指标检查及性能评定，提高了位标器生产测试效率。

非均整条件下β射线组织吸收剂量率测量技术研究

董世彬, 魏可新, 宋明哲, 滕忠斌, 刘川凤, 王红玉

2021, 41(5):  67-74.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.14

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基于⁹⁰Sr-⁹⁰Y和⁸⁵Kr放射源产生的β射线参考辐射场，对非均整条件下β射线参考辐射场中组织吸收剂量率进行了绝对测量。采用电容法测量得到外推电离室的有效收集面积为7.25cm²。该有效收集面积与几何标称值的相对偏差为0.185cm²。通过实验测量了收集体积中的空气密度修正因子k_ad、轫致辐射影响修正因子k_br和复合损失修正因子k_sat。并使用蒙特卡罗方法计算了外推电离室侧壁对β粒子通量密度扰动的修正因子k_pe和在收集体积中吸收剂量率不均匀性的修正因子k_ih。通过测量和模拟与外推电离室相关参数及修正因子，确定了放射源常用校准距离(放射源距电离室入射窗11cm，20cm，30cm和50cm)处的组织吸收剂量率，扩展不确定度分别为2.7%（k=2）和2.9%（k=2）。本研究结果可以为完善β射线剂量当量溯源及量值传递提供技术保障。

基于脉冲式力源的发动机试车台矢量推力校准装置设计及仿真

黄相华, 杨海生, 江峰, 杨水旺, 宋志强

2021, 41(5):  75-81.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.15

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基于航天工程对发动机试车台矢量推力校准的需求，设计出一套适用于现场校准的矢量推力校准装置。通过比较，确定了发动机试车台矢量推力校准装置总体方案，对脉冲式的冲击力源进行了结构设计，并对该激励装置进行了动力学建模及仿真。仿真结果表明，该方案能够满足发动机试车台矢量推力的校准，为后续进一步开展校准工作提供了依据。

增强外贸型号综合保障能力的对策研究

王海林, 吕波

2021, 41(5):  82-86.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.16

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基于外贸产业的快速发展，分析研究了中国外贸型号综合保障工作存在的主要制约问题。针对外贸新研型号、履约项目、在役型号的综合保障工作分别提出了相应的对策，以保障技术、保障产品为支撑，建立合同保障服务、技术保障服务机制，推进装备保障从提供外贸产品向兼顾提供保障服务的转型升级，以促进外贸型号保障服务体系的建设，提高用户满意度。介绍了远程支援保障系统和在役装备保障管理系统，通过信息化保障手段的应用可以有效提高装备综合保障效能。

国防军工计量国际化探索与建议

魏炜, 张擘, 张莉, 蒋小勇, 宋国军

2021, 41(5):  87-91.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.17

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新的历史时期，全球互联互通加快，新一轮科技革命和产业革命正在蓬勃兴起。科技要发展，计量是基础。计量技术的发展关系着国计民生和国家安全，是国家核心竞争力的重要组成部分，国防军工计量作为国防科技工业产品的支持和保障，同时也是维护国家经济健康、持续发展的坚定基石。本文着眼于国防军工计量的国际化发展需求，结合国家战略的重要举措、装备“走出去”的现实需要、计量创新发展的内在要求，提出相关发展建议，具有重要的现实意义。

欧洲计量研究计划对中国微电子计量技术发展的借鉴

李雷, 张慧, 张红, 沙长涛

2021, 41(5):  92-6.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2021.05.18

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微电子技术作为一种新兴的技术，是当今世界电子信息产业的核心之一。随着微电子技术的迅猛发展，对我国微电子计量技术发展提出了更高要求。欧盟自2009年起，开始了针对纳米、通信、先进制造等领域的计量研究计划（EMRP），以保证欧盟在政治、经济上的先进性。在信息时代高速发展的背景下，跟踪和研究欧洲计量研究计划中与微电子计量相关的研究，借鉴欧盟先进的微电子计量建设经验，对中国微电子计量技术跨越式发展有重要的研究意义。