为定量研究梳齿式微加速度计闭环系统的性能和参数设计准则，通过静平衡方程得到闭环系统输出公式，由此公式推导出灵敏度、最大预载、最佳预载、量程、稳定性、线性度、分辨率等公式。分析了机械和电气参数变化对性能的影响，根据性能指标提出参数的优化准则和设计公式。

压力试验成为钢管生产过程中必需的质量检测环节，对钢管质量检验起着重要作用。为了快速对水压试验过程的故障进行诊断，本文提出了基于子时段递推多向Fisher判别分析的故障诊断方法。该方法根据不同故障在不同时段有不同表征的特点，将水压机生产过程分成多个子时段，对每个子时段的数据分别建立MFDA模型。此外，结合递推思想，将3个时段的诊断结果密切结合以提高诊断精度。采用水压试验机实际生产过程的四个锁阀故障数据对该方法进行测试，结果验证了该方法的有效性。

针对国内高精度曲率半径计量需求，研制一套激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统采用差动共焦定焦技术，利用轴向光强响应曲线的过零点精确对应物镜聚焦焦点这一特性，借助过零点对被测件的猫眼和共焦位置进行精密瞄准定位，通过干涉测长技术获取两点间的距离，继而实现曲率半径的高精度测量。该测量系统的机电控制由主控软件完成，可实现机电扫描、数据采集及数据处理，自动化程度高。实验证明，该系统定焦灵敏度高，受环境波动影响小，测量精度可达3×10^-6，满足了高精度曲率半径的计量需求。

在基于原子力显微镜的纳米操作过程中，由于缺乏实时反馈信息，造成纳米操作效率低下且灵活性差，同时探针因受力过大而损坏。为此，本文通过对探针受力-悬臂变形进行建模，并根据实时检测到的悬臂变形信号、新的参数获取与校准方法，从而获取探针所受的实时三维纳米力。将此三力经比例放大后送人力／触觉设备进行感知，操作者就可以实时调节施加在探针上力的大小及探针的运动轨迹，使得操作的效率及灵活性明显提高，且可以避免探针因受力过大而造成损坏。纳米刻画和多壁碳纳米管的操作实验验证了系统的有效性。

碳纳米管探针是原子力显微镜新一代探针，在纳米表征领域有重要的应用价值。本文系统的研究了碳纳米管原子力显微镜探针和普通硅探针的机械性能对探针表征能力的影响。通过对比两种探针的耐磨损实验及对小鼠IgG蛋白成像研究发现，碳纳米管探针具有良好的弹性弯曲能力，耐磨损，而且能显著减小成像时对柔软的生物样品的损伤。发现纳米管探针具有很好的塑性，利用聚焦离子束的照射可以精确优化纳米管探针的角度，解决了碳纳米管探针角度精确调控的技术瓶颈，充分发挥纳米管探针的高分辨率优势。

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支。设计了一套脉冲涡流检测系统,通过实验分析,可根据脉冲涡流信号输出峰值的变化判断裂纹的位置;根据脉冲涡流差分信号输出的峰值及峰值时间判定裂纹缺陷的深度信息。针对脉冲涡流在裂纹分类中存在识别正确率低的问题,提出了利用峰值及峰值时间两个主要特征值及主成分分析法对表面、亚表面及腐蚀裂纹进行了分类;通过比较两种识别方法,发现主成分分析法具有更好的分类性能,这为判定缺陷和建立缺陷特征库提供了一种有效的方法。

为了解决当前煤胶质层手工测量误差大、劳动强度高的问题，提出了一种实现自动测量的新方法。通过热电偶检测到煤样被加热到250℃以后，利用体积传感器和差分算法自动判断出煤样体积曲线为波峰或者波谷，然后启动机械手进行测量，同时利用机械手中的压力传感器检测行进在煤样中的探针所受阻力变化，再结合直线步进电机移动距离得到煤胶质层上下表层位置，最后利用最小二乘法拟合出上下表层的曲线，计算得到煤胶质层的最大厚度值。实验表明该自动测量系统的误差低于0．5mm，完全满足国标要求。

基于高精度光学共焦定位技术研制了一种全新的非接触透镜中心厚度测量系统,该系统利用差动共焦技术的高轴向层析特性和轴向响应曲线的绝对零点对被测透镜的前表面顶点和后表面顶点分别进行精密瞄准定位;同时,利用激光干涉仪获得透镜前、后表面顶点的位置坐标;然后通过光线追迹算法计算透镜中心厚度,进而实现了透镜中心厚度的高精度非接触测量。实验结果表明,该系统测量精度高,测量标准差小于1μm,满足透镜中心厚度测量的精度要求。

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统，其长度测量采用激光干涉测长方法，可直接溯源至激光波长，因此，激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度，相对而言，测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价，采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量，与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同，利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程，并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束，获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值，以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验，在现场测量条件下，跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0．003mm／m（...

提出了用三维接收线圈组成接收电路,解决由于无线胶囊内窥镜在人体消化道内姿态不确定所带来的接收能量不稳定问题。分析了由三维接收线圈组成的不同接收电路的接收效果,得出了对每一维线圈单独全桥整流后再并联输出的电路结构是最适合于为胶囊内窥镜供能的电路。计算了该接收电路的输出范围,并通过试验对其进行了验证。结果表明：当发射功率为25W时,胶囊内窥镜可在姿态任意变化的情况下获得320mW以上可用能量,满足其高清晰度、高帧率功能对能量的需求。