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2024年 第44卷 第2期    刊出日期：2024-04-15

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量值传递技术

海洋静力触探仪标准装置研究及不确定度评定

钱飞, 许素安, 高辰昊, 闫冰男, 马一开, 晏天

2024, 44(2):  1-8.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.01

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为解决海洋静力触探仪量值溯源问题，结合设备测量过程中受温度影响的分析，根据量值溯源技术路线，设计构建了可在模拟海洋温度条件下开展海洋静力触探仪校准的标准装置。在对该标准装置的稳定性和开展试验的重复性考核的基础上，对校准试验结果进行了不确定度评定分析，分析表明海洋静力触探仪标准装置所复现的孔隙水压力标准值扩展不确定度为0.017 MPa(k=2)，锥尖阻力标准值扩展不确定度为0.031~0.270 kN(k=2)，侧壁摩阻力标准值扩展不确定度为0.031~0.036 kN(k=2)，构建的标准装置性能指标满足海洋静力触探仪的量值溯源需求。

基于精密激光测距技术的旋翼桨毂离心试验台限位行程传感器校准方法研究

保善英, 孟宪立, 王利玲, 高群

2024, 44(2):  9-13.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.02

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论述了用于旋翼桨毂大修装配调试阶段承担模拟旋翼桨毂在低、高转速状态下，离心限动块打开和复位试验的离心试验台的工作原理，确定了旋翼桨毂多次打开、复位试验仍不满足工艺要求的原因为离心试验台限位行程测量不准，致使离心限动块打开和复位试验出现误判，最终影响装备的修理质量和进度。针对此问题，提出了一种基于精密激光测距技术的离心试验台限位行程传感器的校准方法，可实现离心试验台限位行程传感器的精准计量，测量精度达±1 μm，测量不确定度为0.006 μm+1.92×10^-5L。

用于热流测量的空腔绝对辐射计研究

王阔传, 卢超, 李玉梅, 杨静, 张伟

2024, 44(2):  14-16.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.03

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辐射热流传感器在航空、航天及军事领域应用广泛，其中空腔绝对辐射计作为热流标准器具有多方面的优势。介绍了空腔绝对辐射计的研究背景、研制意义、测量原理、结构形式及组成部分的功能构成，提出了空腔绝对辐射计的测试方法，对测量结果进行了验证，所研制的空腔绝对辐射计可满足热流校准工作需求。

精密测试技术

科里奥利质量流量计拾振器的优化分析

李红民, 刘瑞玉, 马亚伟, 汪明

2024, 44(2):  17-24.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.04

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针对拾振器质量对仪表产生的影响进行有限元仿真，结果表明，拾振器质量增加会导致测量管谐振频率降低，且拾振器质量分布不均会导致测量管谐振频率发生变化。为了减小拾振器质量对测量管的影响，设计了由环氧覆铜板组成的电容传感器作为拾振器，实现轻质量附加、非接触及宽频响振动感测，并进行了有限元分析与试验。结果表明，轻量级电容拾振器可提高测量管的谐振频率，增强抑制零点漂移的能力，可以更快、更稳定地响应流体下限质量流量的变化，为科氏质量流量计的生产研究提供一种可行的技术方案。

高温高压超声波流量计研制及不确定度评定

郭威望, 杨鑑, 刘海, 刘志刚, 王强, 崔希炜, 康志增, 刘岩

2024, 44(2):  25-30.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.05

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针对国内压水堆核电机组主给水高温高压（高温为240 ℃、高压为12.2 MPa）的工况特点，基于超声波时差法的测量原理，研制了一种满足现场工况质量流量测量、不确定度不大于0.3%的高精度超声波流量计。介绍了高温高压超声波流量计的工作原理、整机组成及各部件的设计参数，总结了适合高温高压环境的超声波流量计装置的设计思路。研究了超声波流量计测量结果不确定度分量来源，分析了各个不确定度的分量值，并进行了试验验证。结果表明，通过利用国内现有条件的流量标准装置进行试验，引入的不确定度分量评估方法得到了验证，符合高温高压超声波流量计测量的不确定度指标，实现了超声波流量计的研制目标。

一种扩展GMSK扩频多普勒捕获范围的方法

廖小海, 欧家成, 周彬, 王慧, 许洋

2024, 44(2):  31-38.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.06

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伪码捕获在短时猝发GMSK（高斯滤波最小频移键控）扩频通信中是不可缺少的一环，尤其是在接收端弱信号的情况下，多普勒频移会严重影响接收端伪码捕获性能。针对短时猝发GMSK扩频体制的特殊性，设计了接收端伪码捕获算法，推导分析了该捕获算法的相关公式，并在此基础上提出了一种多通道并行接收捕获的方法以适应短时猝发条件，该方法通过扩展多普勒适应范围以提升GMSK扩频通信系统伪码捕获性能，将该方法应用到短时猝发GMSK扩频通信系统中，可提升伪码捕获峰值阈值约2.7 dB以满足系统灵敏度要求，且占用硬件资源较少。

13.2 m天线日照温度变形主面精度测量研究

孙伟, 刘晓宇

2024, 44(2):  39-44.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.07

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13.2 m反射面天线有口径大、面形精度要求高的特点，并长期经受四季、昼夜温差带来的主反射面形变。针对主反射面承受夏季高温日晒，产生的结构变形，提出了一种主面精度日照变形测量分析方法，利用工业数字摄影测量技术，对主反射面精度进行测量。结果表明，主面最佳拟合精度受温度影响较小，固定坐标系拟合精度受温度影响较大。由于重力变形和高温影响，在俯仰70°工况时，12时和14时主面最佳拟合精度超出了0.3 mm指标，相关试验结果可为同类大口径反射面天线主面精度日照温度变形分析提供参考依据。

基于空洞分层注意力胶囊网络的X射线焊缝缺陷识别方法

张婷, 王登武

2024, 44(2):  45-51.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.08

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由于X射线焊缝图像的复杂多样性，使得很多传统基于X射线焊缝缺陷检测方法的准确性不高，泛化能力较差。提出一种基于空洞分层注意力胶囊网络(DHACNet)的X射线焊缝缺陷识别方法。DHACNet由卷积模块、空洞分层注意力和胶囊网络(CapsNet)组成。卷积模块用来提取图像的卷积特征，空洞分层注意力用来提取多尺度显著性特征，CapsNet利用胶囊层和动态路由算法替代卷积神经网络(CNN)中的池化操作和全连接操作。DHACNet具有强大多尺度特征提取能力，能够克服CNN只关注图像局部特征和池化操作导致图像部分信息丢失等不足。在构建的X射线焊缝缺陷图像集上进行识别试验，识别准确率为96%以上，与传统方法进行比较，结果表明，该方法有效可行，能够为X射线焊缝缺陷识别系统提供技术支持。

基于改进YOLOv5-ResNet的海上舰船SAR图像快速检测

龙昊, 张思佳, 周晶, 王冠

2024, 44(2):  52-59.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.09

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在恶劣天气和海浪等自然因素的影响下，基于可见光数据进行舰船目标监测等手段往往难以有效开展，需要借助主动式微波成像卫星合成孔径雷达(SAR)进行图像解译。为了解决深度学习在处理数据集较小图像上无法准确提取特征及数据相似度较高的问题，基于YOLOv5-ResNet提出了一种跨尺度融合机制，重新定义损失函数。研究表明，识别SAR舰船目标的准确率有一定的提升：识别单目标舰船检测最高准确度达到93%，同比YOLOv5提升4%，比YOLOv5-ResNet50提升20%；在近岸舰船目标检测上，有效降低了由于数据集质量不佳、模型训练方法不当等造成误差率的非必要上升。

计量保障技术

热处理炉温场检测在装备修理过程中的应用

郑志清, 段文玲, 安俊, 赖璐, 庞莉, 陈英楠

2024, 44(2):  60-63.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.10

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通过分析热处理工序中各类型热处理炉在航空装备修理过程中对金属材料或零件的作用及影响，确定了热处理过程对装备修理的重要性。结合企业热处理工作实际情况，简述了炉温均匀性对产品热处理结果的影响，以及在热处理炉炉温均匀性检测过程中遇到检测结果不符合情况的处理方法。通过技术手段确保热处理炉有效加热区炉温均匀性检测结果的符合性，提升装备修理产品的热处理质量，保障装备修理周期和修理质量。

离心机工作台工作半径研究

陈平, 廖微, 张俊秀, 田明荣, 占宏伟

2024, 44(2):  64-68.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.11

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加速度准确度作为加速度引控开关等惯性传感器的重要参数之一,在工业及国防领域起着重要作用。加速度的准确度通常采用精密离心机标定，影响离心机准确度的主要有速率精度和旋转工作半径。针对这些问题重点从离心力引起的工作半径动态变化量角度出发，采用有限元分析法分析了在不同工作台直径、厚度及离心加速度条件下工作半径的变化量，通过对数据分析及对各个参量进行相互比较，得出在工作台设计过程中需要遵循的原则，为后续离心机工作台的设计及不确定度评定提供了参考依据。

一种基于基准转换的间接瞄准测量方法

高明杰, 狄世超, 李发动, 陈雨, 王岩

2024, 44(2):  69-73.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.12

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针对无瞄准窗口的飞行器，给出一种基于基准转换的间接瞄准测量方法，通过在飞行器尾部安装基准转换装置，水平和竖直状态分别采集飞行器惯组及基准转换装置姿态信息，竖直状态通过地面捷联在激光捷联惯组上的自准直光管瞄准基准转换装置棱镜，测量其棱镜法线北向方位角，再经矩阵转换等解算得到飞行器惯组初始方位角，实现飞行器瞄准测量。

一种精密测量仪器的快速对接机构

王军, 宋小艳, 张海燕

2024, 44(2):  74-77.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.13

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为了保证两精密测量仪器快速对接与分离的高精密性和稳定性，设计了一种高精密重复定位的快速对接机构。采用三点支撑^［1］的方式，保证需要对接的两仪器拥有较高的重复定位误差，并且误差恒定。通过紧扣机构和旋钮构成对接紧扣装置，实现两仪器六自由度锁紧的高可靠性和稳定性，并且实现对接与分离的快速性。设计安装限位功能，以保证安装位置的重复性。分析了对接机构原理，并对重复定位误差的不确定度因素进行了简要分析。最后，通过设计试验来检测两精密测量仪器重复定位的误差，试验结果表明，快速对接机构具有较高的重复定位误差，证明设计合理。

基于VPX总线架构的便携式卫星测控平台研究

刘华, 赵天承, 张国义, 郭凯

2024, 44(2):  78-86.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.14

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通过对常规卫星综合测控任务需求和便携式应用场景的分析，提出基于VPX总线架构的便携式卫星综合测控平台技术，采用标准化、通用化硬件模块和统一的可重构软件设计规范，实现多任务功能兼容。该平台可以支持测控、数传、中继等多种体制任务的任意配置和切换，支持多类型、多型号的任务扩展需求，有利于减少测控装备种类，降低测控平台系统装备成本，有效提升测控系统的经济性、灵活性和运用效能，为实现地面站与卫星/火箭机动测控提供了有力支撑。

基于随遇测控的轻量级卫星平台电气系统一体化设计

王旭, 常曦, 王健康, 赵刚, 姜宇鹏

2024, 44(2):  87-92.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.15

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由于轻量级卫星平台上资源紧张，为提高卫星上资源利用率，综合质量、体积和功能等多方面需求，研究提出了一种基于随遇测控的一体化电气系统，将各功能做模块化设计，将各功能板卡集成在卫星的舱体内做机箱化构型，各系统通过标准化总线实现信息交互。此外，在机箱内增加随遇测控功能，在实现电气一体化设计的同时，降低了测控功能设计的复杂度，提高了测控可靠性。

基于红外成像技术的城乡局部环境监测与分析研究

何锁纯, 卜芳, 郭力振, 刘勇, 董斐, 沈兆欣

2024, 44(2):  93-97.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.16

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结合红外探测成像技术在复杂环境监测中的独特优势，研制了基于连续变焦中波红外成像技术的城乡局部环境监测系统，对城乡局部地区燃煤情况开展实时监测，并完成数据处理分析，为研究城乡地区燃煤趋势和特点、实施监控管理提供有力技术和数据支撑。经过在某市城乡结合地区开展的实地监测试验验证，证明该系统运行稳定、成像清晰，可实现对燃煤地区全局和重点位置的全天候在线监测，数据处理准确有效，该系统具有良好的工程应用价值。

理论与前沿技术

基于相干布居囚禁的毫特级磁场测量方法研究

张樊, 汪东平, 易思岳, 程智勇, 谢胤, 裴华刚

2024, 44(2):  98-102.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.17

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提出了一种基于相干布居囚禁原理的毫特级磁场测量方法，通过线偏振激光与⁸⁷Rb原子相互作用，得到磁场下因核自旋引起分裂的CPT共振信号，并根据分裂开的两个CPT共振信号进行磁场测量，该方法可以消除高次塞曼效应引起的非线性误差，从而提高磁场测量的准确度，可为量子化毫特级恒定磁场标准的建立提供了一种新的技术方案。