我国焦耳天平方案联系磁能量差和重力势能差来建立量子质量基准,直流互感的精密测量是此方案最为关键的技术之一.针对这一难题,近几年分别提出了低频交流外推法和标准方波补偿法来精确得到互感的直流值.在分析互感频率特性的基础上分别介绍了两种方法的测量原理,并对两种方法的测量结果进行了比较,同时分析指出了两种方法可能存在的问题和相应对策.目前初步实验结果表明,两种方法的一致性达到1.1×10-6.

研究了通常用电流片模型来近似计算线圈磁场时被忽略的由于导线电流的离散而引起的附加磁场的变化规律,指出此种附加磁场会随着离开导线距离的增加而迅速衰减。此结论可用于指导精度要求较高的线圈磁场系统的设计,如用于质子回旋磁比γp′测量的高精度亥姆霍兹线圈的设计和用于普朗克常数h测量的焦耳天平系统中的精密互感线圈的设计等。

报告了2003年以来采用量子化霍尔电阻（QHR）监测的原国家电阻基准的长期漂移率;通过直流电阻副基准分别与QHR和原主基准比对,确定了原主基准相对于QHR的偏差。2008年1月1日启用QHR新基准时,溯源到原基准的直流电阻及相关量值的修正量为-0.70μΩ/Ω,该修正量的不确定度为0.05μΩ/Ω,涉及到一等及其以上各级电阻计量标准。

电磁计量是计量技术中极为重要的组成部分.一方面由于现代社会的高度电气化,科学技术、社会生产以及人们日常生活都离不开对各种电器及电力的应用,另一方面,电信号易于传输和控制,因此大部分的物理量的测量信息需通过一定的交换手段(如各种传感器等)转换成电信号.这就使电磁计量在整个计量技术体系中占有特殊的重要地位.同时,在迅速发展的整个量子计量基准体系中,电磁计量的量子基准起着举足轻重的作用,这就使得有关电磁计量的研究课题成了当前计量科学中极为活跃的热点.

结合最近受到普遍重视的用于定义量子质量基准的焦耳天平方案,提出了一种全新的空间尺寸配比的轴对称激励线圈组结构。利用解析方法和数值计算证明通过合理配置共轴轴对称激励线圈组几何参数,当内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与激励线圈与悬挂线圈的距离H满足R2=4/3H2,内部激励线圈、外部激励线圈、悬挂线圈匝数比满足10 000∶2 700∶430时,在焦耳天平磁场对称平面附近会形成轴向长度为2 cm的环形磁场均匀区,在该均匀区焦耳天平线圈系统互感参数具有四阶均匀性,满足互感结构参数M的准确测量要求。

提出了一种精密互感测量的新方法,并且从理论上证明了利用这种方法对互感进行测量,互感的寄生电容、导线电阻、泄漏电导等寄生分布参数对最终的测量结果并不产生影响.初步的测量结果表明,利用这种新方法可以达到3.7×10-6量级的互感测量准确度.这一结果已经接近目前世界互感测量的最好水平2×10-6.

为满足新型航空发动机燃油离心泵增压增效的要求,首先,对现用结构航空燃油离心泵进行流场模拟分析并将模拟分析结果与产品实际试验数据进行对比,流场模拟数据与实际试验值吻合度较高,证明了仿真分析方法的正确性;其次,利用相似换算法得出航空燃油离心泵增压方法,对离心泵核心部件叶轮进行改进和流场仿真分析,改进后的燃油离心泵虽能满足增压要求但产品效率降低;最后,采用叶片轻量化减薄叶片的方法提高了燃油离心泵效率,保证航空燃油离心泵在增压的同时达到增效的目的。改进设计方法为后期燃油离心泵叶轮设计提供有效的技术参考。

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计。选取叶轮出口直径D 2、叶轮出口宽度b 2、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合。通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数进行对比,优化后的航空燃油离心泵泵汽蚀余量小于现用离心泵泵汽蚀余量,且蒸汽质量分数降低了19.98%,说明优化后的离心泵抗汽蚀性能显著提高。

为了分析活门组件卡滞故障的主要原因,首先,基于非线性接触理论,采用ANSYS Workbench软件对活门组件在多载荷耦合作用下的变形情况进行仿真分析,仿真结果正确复现了活门卡滞现象,证明了仿真分析方法的正确性。其次,通过对故障现象进行机理分析建立活门组件卡滞、磨损故障树,对故障树中底事件进行建模仿真分析,最终将导致活门组件卡滞、磨损现象发生原因归结为活门组件配合段过长及活门组件间间隙设计过小两个主要因素。最后,将活门组件间间隙作为优化参数进行参数优化分析,最终确定最优间隙值。优化后活门组件在同种工况及边界条件下没有出现卡滞现象,说明结构优化方向及措施合理有效,其为后续活门组件间隙设计及产品排故提供了一定的参考。

为研究某型齿轮泵进口压力降至负压对其性能的影响，进行了理论计算和仿真分析并设计试验进行了验证。研究结果表明齿轮泵进口压力在一定范围内降低时，对泵的性能影响较小，超出该范围泵的效率会大幅降低，甚至造成齿轮泵损坏。该研究对于提高齿轮泵研制水平，降低研制成本具有实用参考价值。