扭秤是一種高靈敏度的弱力探測工具,廣泛應(yīng)用于引力實驗中。決定扭秤測量精度的一個重要因素是對其偏轉(zhuǎn)角的測量精度。光電自準直儀作為一種高精度的微小角度測量裝置,常被用于監(jiān)測扭秤的偏轉(zhuǎn)角。但在目前儀器的精度下,高頻處扭秤的探測噪聲主要受限于角度測量噪聲,為了進一步提高扭秤的測量精度,作者研制了一種分辨率高達1 nrad的光電自準直儀。論文首先通過對自準直儀分辨率的理論計算,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噪聲,并選用與多狹縫的結(jié)構(gòu)相匹配的線陣CCD進行探測,測量范圍可以達到±7.5mrad。設(shè)計了消像差準直物鏡,使邊緣視場處的像差滿足自準直儀系統(tǒng)的要求。然后利用矩陣光學的方法建立了自準直儀系統(tǒng)的數(shù)學模型,在此模型基礎(chǔ)上計算了物面和像面離焦對角度測量的影響。結(jié)果表明當像面離焦時,角度測量結(jié)果與待測反射鏡的位置有關(guān),對于物鏡焦距為500 mm的自準直儀,離焦量大于0.1 mm時,在500 mm的測量距離內(nèi)至少會產(chǎn)生0.2%的誤差。因此自準直儀裝配時必須嚴格控制離焦量。在實驗中針對影響自準直儀分辨率的各種噪聲進行分析。通過調(diào)制實驗研究了CCD接收信號強度對分辨率產(chǎn)生... 

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

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

扭秤檢測引力作用原理

的引力力矩沿扭絲方向的分量，θ 為扭擺的偏轉(zhuǎn)角。對于一個自由 0gτ = ，其運動方式近似為簡諧振動，當把一個經(jīng)過特殊設(shè)計的扭秤附近時，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 。 測量扭擺的偏轉(zhuǎn)角度 θ (ω )即可以計算出扭秤受到的引力力矩 ( gτ ω出，在精密引力實驗中，需要精確的探測扭擺的偏轉(zhuǎn)角度，角度探扮演的角色十分重要。前我們實驗小組進行的引力實驗中存在的問題

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文檢驗鎢片和補償質(zhì)量，在吸引質(zhì)量單元表面粘有吸引質(zhì)量鎢片和補償質(zhì)量質(zhì)量的作用是將牛頓引力力矩補償?shù)脚こ拥姆直媛室韵拢@樣如果存在新的作用，扭秤就可以探測到明顯的信號。在檢驗質(zhì)量和吸引質(zhì)量間距為295 μm況下進行了實驗，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】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3044547