發(fā)布時(shí)間：2021-02-21 15:27

　　扭秤是一種高靈敏度的弱力探測(cè)工具,廣泛應(yīng)用于引力實(shí)驗(yàn)中。決定扭秤測(cè)量精度的一個(gè)重要因素是對(duì)其偏轉(zhuǎn)角的測(cè)量精度。光電自準(zhǔn)直儀作為一種高精度的微小角度測(cè)量裝置,常被用于監(jiān)測(cè)扭秤的偏轉(zhuǎn)角。但在目前儀器的精度下,高頻處扭秤的探測(cè)噪聲主要受限于角度測(cè)量噪聲,為了進(jìn)一步提高扭秤的測(cè)量精度,作者研制了一種分辨率高達(dá)1 nrad的光電自準(zhǔn)直儀。論文首先通過對(duì)自準(zhǔn)直儀分辨率的理論計(jì)算,確定了系統(tǒng)中各部件的參數(shù)。采用多狹縫結(jié)構(gòu)的物面分劃板降低各種隨機(jī)噪聲,并選用與多狹縫的結(jié)構(gòu)相匹配的線陣CCD進(jìn)行探測(cè),測(cè)量范圍可以達(dá)到±7.5mrad。設(shè)計(jì)了消像差準(zhǔn)直物鏡,使邊緣視場(chǎng)處的像差滿足自準(zhǔn)直儀系統(tǒng)的要求。然后利用矩陣光學(xué)的方法建立了自準(zhǔn)直儀系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,在此模型基礎(chǔ)上計(jì)算了物面和像面離焦對(duì)角度測(cè)量的影響。結(jié)果表明當(dāng)像面離焦時(shí),角度測(cè)量結(jié)果與待測(cè)反射鏡的位置有關(guān),對(duì)于物鏡焦距為500 mm的自準(zhǔn)直儀,離焦量大于0.1 mm時(shí),在500 mm的測(cè)量距離內(nèi)至少會(huì)產(chǎn)生0.2%的誤差。因此自準(zhǔn)直儀裝配時(shí)必須嚴(yán)格控制離焦量。在實(shí)驗(yàn)中針對(duì)影響自準(zhǔn)直儀分辨率的各種噪聲進(jìn)行分析。通過調(diào)制實(shí)驗(yàn)研究了CCD接收信號(hào)強(qiáng)度對(duì)分辨率產(chǎn)生... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

扭秤檢測(cè)引力作用原理

的引力力矩沿扭絲方向的分量，θ 為扭擺的偏轉(zhuǎn)角。對(duì)于一個(gè)自由 0gτ = ，其運(yùn)動(dòng)方式近似為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，當(dāng)把一個(gè)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的扭秤附近時(shí)，扭秤將受到額外的引力作用。在頻域中式(1.1)的解2 2 2 2 20( )( )( ) ( / )gI k Qτ ωθ ωω ω= +， 系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)，0ω 為扭秤的本征頻率，可以寫成20=kIω 。 測(cè)量扭擺的偏轉(zhuǎn)角度 θ (ω )即可以計(jì)算出扭秤受到的引力力矩 ( gτ ω出，在精密引力實(shí)驗(yàn)中，需要精確的探測(cè)扭擺的偏轉(zhuǎn)角度，角度探扮演的角色十分重要。前我們實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行的引力實(shí)驗(yàn)中存在的問題

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文檢驗(yàn)鎢片和補(bǔ)償質(zhì)量，在吸引質(zhì)量單元表面粘有吸引質(zhì)量鎢片和補(bǔ)償質(zhì)量質(zhì)量的作用是將牛頓引力力矩補(bǔ)償?shù)脚こ拥姆直媛室韵�，這樣如果存在新的作用，扭秤就可以探測(cè)到明顯的信號(hào)。在檢驗(yàn)質(zhì)量和吸引質(zhì)量間距為295 μm況下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并沒有發(fā)現(xiàn)有新的相互作用，證明牛頓反平方定律在此精依然是成立的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于QPD的單透鏡微角度測(cè)量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 金偉鋒,廉孟冬,居冰峰.  輕工機(jī)械. 2011(03)
[2]面向大尺寸檢測(cè)CCD圖像中心提取精度的研究[J]. 林潤(rùn)芝,楊學(xué)友,鄒劍,邾繼貴,吳斌.  傳感器與微系統(tǒng). 2010(12)
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博士論文
[1]提高光電自準(zhǔn)直儀分辨力和示值穩(wěn)定性的研究[D]. 張俊杰.天津大學(xué) 2010
[2]基于CMDS圖像傳感器的嵌入式二維準(zhǔn)直測(cè)角系統(tǒng)[D]. 谷林.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2007
[3]CCD細(xì)分技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 楊博雄.中國(guó)地震局地球物理研究所 2005

碩士論文
[1]一種基于嵌入式Android的高精度光電自準(zhǔn)直儀設(shè)計(jì)方法的研究[D]. 葉韜.東華大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3044547