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通过飞行时间激光传感技术实现体积校准仪所需的简易自动流体排量测量
摘要： 自动测量流体位移是构建精确体积校准仪的关键环节。激光干涉法是最精确的测量手段，但实施难度较大。长度量值的基本标准仍以真空中的光速为基准。因此，采用激光飞行时间技术测量流体位移长度，是实现足够精确结果并最大限度减少人为误差的最简方案。本研究使用波长940纳米的激光发射接收装置完成该任务，旨在通过激光飞行时间法自动测量微小流体位移，从而简单满足体积校准仪的精度需求。测量结果表明：这种简易自动方法成功实现了距离测量精度低于0.5%、位移测量精度低于2%的效果。但需考虑流体折射效应（可能影响0.6%的精度），此外可通过加装限位屏蔽来提升测量精度。
关键词： 体积校准器，测量精度，激光，飞行时间，流体置换，简易自动
更新于2025-09-19 17:13:59
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数字磁罗盘与固定式陆基光电多传感器监视系统的集成
摘要： 采用全球导航卫星系统（GNSS）和数字磁罗盘（DMC）进行地理定位的多传感器成像系统，在远程监控系统中具有重要作用和广泛应用。为实现所需的系统航向精度，需采用高度依赖应用场景的特定磁罗盘校准与补偿流程。本文阐述了适用于作业环境的DMC补偿技术，并研究了不同技术方案。摆动校准法被证明是该应用场景下实现DMC补偿的有效方案。所选DMC被集成至系统中，在实验室和野外条件下进行了实验评估。文中描述了补偿流程的实施方法及磁传感器在系统中的集成方案。航向精度测量结果表明：DMC可成功集成至远程监控系统，提供符合要求的地理定位数据。
关键词： 软铁补偿、罗盘集成、摆动法、光电监视系统、硬铁补偿、测量精度、磁航向角、数字磁罗盘
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 通过光纤扰动降低散斑噪声以提高机载风激光雷达系统的测量精度
摘要： 多模光纤中相干光的光学引导会在光纤输出端因模式干涉而产生散斑图案。由于该散斑图案对温度、应力等外部扰动以及引导光的偏振和波长变化极为敏感，会引入散斑噪声，从而降低各类光谱与成像应用（如光学相干断层扫描或差分吸收激光雷达）中光纤耦合器件的质量与精度。散斑噪声也被确认为空基直接探测多普勒风激光雷达随机误差的主要来源之一——该仪器是验证首颗星载风激光雷达Aeolus（提供地球垂直风廓线）的关键设备。通过在多模光纤前端集成光纤扰频器，成功大幅降低了内部参考响应波动。该模式扰频器（GiGa Concept Inc.）采用两个反向旋转的步进电机，以毫秒级时间常数对光纤局部进行挤压。光纤在这些运动中产生的压缩与扭转应力会引发局部应力双折射，导致光纤支持的模式去相关化，从而使光纤输出端的光强分布均匀化并减弱散斑噪声。最终内部参考信号的响应波动降至1.1 MHz（米氏散射）和4.2 MHz（瑞利散射），相当于随机风误差分别降低约五倍（0.2 m/s）和两倍（0.8 m/s）。此外，光强波动也减少了55%（米氏散射）和22%（瑞利散射）。因此，散斑图案的平滑化对风激光雷达的测量精度具有重要影响，并证明了光纤扰频器在改善普遍受散斑噪声影响的耦合光纤光谱与成像仪器性能方面的潜力。
关键词： 测量精度、散斑噪声、光纤扰动、机载风激光雷达
更新于2025-09-11 14:15:04
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提高比色传感器的颜色准确性
摘要： 精确的反射率和颜色测量通常需要价格超过3000美元的分光光度计。近年来，得益于廉价色度传感器的普及，出现了价格低廉的新型"颜色检测仪器"。我们研究了Variable公司于2015年和2016年推出的Node+ChromaPro与Color Muse两款设备，它们都是结合色度传感器与LED照明的色度计。通过与BYK Gardner高端分光光度计对比，我们测试了其颜色准确性。使用不同样本组测试发现：当采用分光光度计45°几何测量模式时，Node的平均dECMC(1:1)值为1.50，最大值为7.86。通过分析LED的光谱功率分布数据，我们开发了三种提升颜色准确性的方法。这些方法既用于训练底层模型，也用于独立测试模型准确性——测试样本涵盖不同光泽度的多种材质。改进后Node+ChromaPro相对于分光光度计数据的平均颜色准确度从dECMC(1:1)=1.82提升至1.16，dECMC(1:1)<1.0的样本比例从30.9%（未校正）提高到64%。这种准确度的提升使此类传感器能适用于更广泛的应用场景。
关键词： 测量精度，比色传感器
更新于2025-09-04 15:30:14