采用二维自动转动控制结合伺服电机、传感器及测量软件等设计了一种可实现光源和物体的表面空间变角度光度、色度等参数测量的多用校准装置, 解决了目前LED单管、显示器和标准色板等三类产品光度色度参数需使用独立测量装置的问题。结果显示可完成LED单管总光通量、CIE条件A/B场平均发光强度、等光强/照度曲线、小尺寸显示器光度色度和物体表面变角度色度等参数的测量。平均发光强度、总光通量、Y值和色品坐标与标准值偏差分别为: -1.8%、1.5%、0.9和0.005, 该装置测量精度高、功能切换方便、自动化水平高、操作简单, 达到设计要求。

针对移动式小尺度参考辐射(MRR)装置(移动式校准装置),在进行射线辐射剂量测量的仪器仪表标定或刻度时,应满足其辐射屏蔽安全限值5μSv/h的屏蔽技术要求,采用蒙特卡罗输运程序MCNP,开展了移动式小尺度参考辐射装置表面剂量场屏蔽的模拟计算和研究分析工作。研究结果表明,通过MCNP模拟的屏蔽设计方法可以详尽反映MRR装置各个表面的剂量分布特征和规律,实现移动式小尺度参考辐射装置屏蔽设计,采用的铅钢材料复合屏蔽方案能够保证装置硬度且显著地减轻屏蔽体的重量,最终获取的优化MRR屏蔽箱体重量约为271.9kg。

红外热像仪广泛应用于质量控制、安全检测等领域, 为保证其测温的准确可靠, 建立了红外热像仪测温精度校准装置, 并对该校准装置进行了重复性试验、稳定性考核以及测量不确定度评定, 通过采用传递比较法验证了该校准装置校准结果的可信度和测量不确定度的合理性, 从而验证了该校准装置的校准能力, 即可以开展相应等级的红外热像仪的测温精度校准工作。

为了对粒径探测器的测量不确定度进行校准, 基于衍射原理方法, 研制了一套小孔圆盘校准装置。该方法对米氏散射与夫琅禾费衍射的功率进行计算和模拟, 得到了衍射针孔孔径与气溶胶粒径转换的关系。通过该转换关系, 计算得到校准装置的参量, 并进行了理论分析和实验验证。通过实验将标准粒子的测量不确定度传递给云粒子粒径探测器, 再通过旋转针孔圆盘进行实验, 将测量不确定度传递给校准装置。取得了该校准装置的校准实验数据, 验证了理论分析的正确性。结果表明, 该校准装置效率高、校准方案的可行性好、校准范围大、测量离散性好、重复性高。这一结果对粒径探测器的校准技术研究是有帮助的。

红外成像目标模拟器广泛应用于红外成像系统综合性能参数的考核评价和仿真试验中。通过分析目标模拟器各项技术指标, 找出模拟目标图像关键量值的评价方法, 确定红外成像目标模拟器的校准方案。为提高辐射量值的测量精度, 采用光电比对技术和分波段采集数据技术, 并在校准装置中设置冷屏光阑以减少杂散辐射对测试结果的影响。该校准装置是在光谱辐射计工作原理基础上采用阵列探测器, 并通过数据采集和图像处理软件得到满意的校准结果。

为了实现对25μm~1550μm范围云粒子的测量和成像, 采用了光学成像方法, 基于准直光束照射的云粒子在64元探测器上投影切片组合的原理, 研制了机载激光云粒子成像仪。介绍了激光云粒子成像仪各组成部分的功能, 进行了探测单元量化标准、数据获取与处理方法、以及影响云粒子成像准确性的因素等方面的分析。建立了粒子尺寸校准装置, 并采用7种规格的标准圆点进行了校准实验。结果表明, 机载激光云粒子成像仪可探测到云粒子并成像, 实现了粒子的尺寸测量和2维图像显示。

建立了633 nm 波长标准装置，已为各行各业的激光干涉仪、激光跟踪仪等测量设备提供精准的长度校准服务。采用稳频激光器波长校准的拍频原理，将测量值溯源到长度波长基准。该激光器波长校准装置包括：参考激光器、被检激光器、合束镜、光电探测器、带宽放大器、频谱分析仪、频率计以及微机数据采集系统。分析了提高检测精度的影响因素。给出了拍频实验输出结果时间频率采样图。解析了波长、频率、稳频特性等检定项目的判定依据。

由于微纳米几何量计量很难以三维方式高精度地测量较大尺寸的器件，本文基于非硅MEMS工艺，开发了一种可用于微纳米尺度三维尺寸测量的电容式微触觉测头。利用电容频率测量法实现了微弱电容信号的采集。采用宏微结合驱动方式，设计了运动范围为25 mm×25 mm×10 mm，单轴12 μm范围内定位精度达1 nm的三维微位移平台。最后，对测头的测量范围、线性、迟滞及分辨力进行了测试。结果表明，测头的轴向测量范围为4.5 μm，横向测量范围大于5 μm，轴向分辨力优于10 nm，横向分辨力优于25 nm，线性较好。开发的测头结构简单、分辨力高、体积小、成本低，可集成到纳米测量定位平台(NMM)，完成具有大范围、亚微米或纳米级精度要求的测量任务。

火箭发动机喷管三维运动参数的测试是对其精确控制的前提,其校准装置是保证测试精度的关键。本文提出了一种能够直接模拟火箭喷管实际运动并提供标准的位置和运动参数的校准装置,用于火箭喷管三维运动测试的静态和动态校准。在分析火箭喷管运动的基础上,设计了一种新型校准装置的结构。该装置主要由基座、升降台、摇摆台以及喷管标准件组成;具有三个自由度,分别为绕X轴和Y轴的摆动,以及Z轴方向的直线移动。应用多体系统运动学误差理论推导了几何误差源影响校准装置的指向误差和摆心位置误差的公式,分析了几何误差的来源。通过仿真得出了指向误差和摆心位置误差在喷管摆动范围内的分布,指出为满足校准精度,对指向误差影响较大的垂直度误差应控制在15″之内,对摆心位置误差影响较大的相交度误差应控制在80 μm以内。