CN110296756B - 一种探测器阵列靶标定方法 - Google Patents
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Abstract
一种探测器阵列靶标定方法,该系统包括光斑获取装置,第一分光镜、第二分光镜、功率计、到第一分光镜距离相同的定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶,光斑获取装置输出的光斑经过第一分光镜后分别发射到定标探测器模块、探测器阵列靶上,设置在光路上的第二分光镜分出一束光发射到功率计上;第一二维扫描平台和第二二维扫描平台使对应的定标探测器模块和探测器阵列靶均在正对光斑的平面上进行设定路径的全覆盖扫描。本发明中定标探测器模块与功率计配合获得光斑获取装置输出的标定光源的真实功率密度,二维扫描平台的设置保证了定标探测器模块和探测器阵列靶在设定路径上进行全覆盖扫描时的直线度以及运行精度。
Description
技术领域
本发明涉及探测器阵列靶标定的技术领域,尤其涉及一种探测器阵列靶标定方法。
背景技术
为定量分析激光发射系统的性能参数,需要测量激光光斑的绝对功率密度时空分布,以得到激光光斑的总功率、光斑尺寸、功率密度时空分布等多种参数,为综合判断其光束质量提供依据。待标定的探测器阵列靶是一种用于测量激光束功率密度时空分布和总功率等参数的的专用测量设备。待标定的探测器阵列靶一般由几十至几千个探测器单元通道组成。待标定的探测器阵列靶将辐照在靶面上的光斑强度信息,经各取样通道取样后转化为量化的数字信息,再经数据处理复原出光斑的强度分布,并计算出所需测量的各项激光参数。对待标定的探测器阵列靶的标定就是寻找探测器各取样通道经数字化的AD响应值与辐照在探测器取样孔上的功率密度间的关系。主要有两个难点,一是如何测量出真实功率密度ρ,另一个是获得AD值与真实功率密度ρ间的关系。为了确保探测器阵列靶的测量精度,需要搭建标定系统,利用标准辐射源对探测器阵列靶进行标定工作。目前,对探测器阵列靶的标定存在难度大,成本高,效率低等问题。
发明内容
为了提供一种结构简单、成本低、效率高的探测器阵列靶标定系统,为此,本发明的具体方案为:
一种探测器阵列靶标定系统,包括光斑获取装置,第一分光镜、第二分光镜、功率计、到第一分光镜距离相同的定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶,所述光斑获取装置输出的光斑经过第一分光镜后分别发射到定标探测器模块、待标定的探测器阵列靶上,设置在光路上的第二分光镜分出一束光发射到功率计上;所述定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶上分别对应设置有第一二维扫描平台和第二二维扫描平台,第一二维扫描平台和第二二维扫描平台使对应的定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶均在正对光斑的平面上进行设定路径的全覆盖扫描。
为了实现标定,使用上述标定系统的方法为:
使用上述探测器阵列靶标定系统的方法,具体步骤如下:
S1、搭建系统,根据待标定的探测器阵列靶测量波长及功率密度范围,匹配合适的光斑获取装置,然后搭建系统;
S2、数据处理控制单元控制第一二维扫描平台带动标准的定标探测器模块按照设定路径进行单点扫描,扫描完成后,信号调理采样单元采集到标准的定标探测器模块中的探测器单元的AD响应值,然后传输到数据处理控制单元中,数据处理控制单元获取功率计统计的光斑总功率Psum,计算出真实功率密度ρ;
S3、数据处理控制单元控制第二二维扫描平台带动待标定的探测器阵列靶移动,使其中每个探测器单元依次按照设定路径对光斑进行单点扫描,信号调理采样单元将获得的所有探测器单元对应的AD响应值传输到数据处理控制单元中进行处理,然后根据每个探测器单元的AD响应峰值与步骤S2中真实功率密度ρ,建立各探测器单元对应的AD响应峰值与真实功率密度ρ的数学模型,实现对待标定的探测器阵列靶中各探测器单元的标定。
本发明的优点在于:
(1)本发明中定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶到第一分光镜距离相同,保证两者接收到的光斑分布一致;定标探测器模块与功率计配合获得光斑获取装置输出的标定光源的真实功率密度;第一二维扫描平台和第二二维扫描平台需要保证定标探测器模块和待标定的探测器阵列靶在设定路径上进行全覆盖扫描时的直线度以及运行精度;光斑获取装置提供探测器阵列靶需要的测量波长及功率密度范围的光斑。
(2)本发明中光斑获取装置中各部件的配合使其提供待标定的探测器阵列靶需要的光斑。
(3)本发明中使用光束整形器将光束整形成平顶光束后再通过可变光阑来调节光斑的大小,从而优化出符合标定要求的光斑。
(4)扫描范围的确定保证对整个光斑实现全覆盖。
(5)设定路径可以是直线扫描,也可以是曲线扫描,还可以是直线与曲线相结合的扫描,只需要保证实现无缝隙的全覆盖扫描即可。
(6)本发明通过信号调理采样单元获得AD响应值,然后发送到数据处理控制单元中进行处理,数据处理控制单元还用于控制第一二维扫描平台和第二二维扫描平台的工作状态,实现系统的智能化。
(7)本发明通过获得真实功率密度ρ,然后与各探测器单元对应的AD响应峰值建立数学模型,从而实现对待标定的探测器阵列靶中各探测器单元的标定。
(8)本发明中还给出了对标定系统不确定性度分析方法,从而确定标定的正确度。
附图说明
图1为本发明实施例1中的系统中光学结构示意图。
图2为本发明图1中光束整形器的结构图。
图3为本发明为实施例1中第一种方案的设定路径图。
图4-5为在设定路径为第一种方案时待标定的探测器阵列靶中各探测器单元运动的示意图。
图6为某一个探测器单元AD响应值图。
图7为本发明实施例1中的系统中电学控制结构示意图。
对图中各部件的说明如下:
1-标定激光器 2-滤光片 3-衰减片 4-光束整形器
41-扩束匀化部件 42-光束匀化部件
5-可变光阑 6-第一分光镜 7-第二分光镜 8-功率计
9-定标探测器模块 10-探测器阵列靶 101-探测器单元
11-第一二维扫描平台 12-第二二维扫描平台
13-光斑 14-设定路径
具体实施方式
实施例1
如图1和图7所示,一种探测器阵列靶标定系统,包括光斑获取装置,第一分光镜6、第二分光镜7、功率计8、信号调理采样单元、数据处理控制单元、到第一分光镜6距离相同的定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10。在该实施例中,定标探测器模块9只有一个探测器单元101,探测器阵列靶10包括多个阵列设置的探测器单元101。所述光斑获取装置输出的光斑13经过第一分光镜6后分别发射到定标探测器模块9、待标定的探测器阵列靶10上,设置在光路上的第二分光镜7分出一束光发射到功率计8上;在该实施例中,第二分束镜9设置在第一分束镜6与待标定的探测器阵列靶10之间的光路上。另外的,第二分光镜7还可以设置在第一分光镜6还与定标探测器模块之间的光路上,只需要满足设定的分光比即可。
所述定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10上分别对应设置有第一二维扫描平台11和第二二维扫描平台12,第一二维扫描平台11和第二二维扫描平台12使对应的定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10均在正对光斑13的平面上进行设定路径14的全覆盖扫描。
所述光斑获取装置包括在标定激光器1输出光路上设置的滤光片2、衰减片 3、光斑整形组件。
滤光片2用于滤除标定激光器1发出的光束中的杂散光;选择所需要标定波长的激光光束,一般选用窄带滤光片2。
衰减片3用于对激光功率进行定量衰减,从而获得合适的激光功率密度。对探测器阵列靶10的标定,一般需要选择多个激光功率密度,大小需覆盖整个被测系统的动态范围。为获得所需的激光功率密度,一般采用2-3片衰减片3 组合来获得。
光斑整形组件用于将标定激光器1输出的高斯光束对应光斑13调大。在该实施例中,光斑整形组件包括依次设置的光束整形装置和可变光阑5。光束整形装置的作用是将标定激光器1输出的高斯光束变为功率密度分布较均匀的平顶光束。标定激光器1输出的光束一般为高斯光束,光束束宽很窄,光斑13较小,而探测器阵列靶10的取样孔及探测器的光敏面比较小,难以通过目视的方式进行严格的对准。为保证标定的准确性,加入光束整形装置,将高斯光束整形为光斑13较大,且较均匀的平顶光束。设计的光束整形装置如图2所示,激光光束经过光束整形器4内的扩束匀化部件41后,激光光斑13变成直径较大的高斯光束,该光束再经后级的光束匀化部件42进行光束整形,最终变为功率密度分布较均匀的平顶光束。
在光斑获取装置中,可变光阑5作为光斑获取装置的输出部件,其他部件可在光路上位置任意调换。在本方案中只是提供了其中一种方案。满足生成光斑13的其他安装顺序也属于本发明的保护范围内。
标定激光器1为系统提供标准辐射源,要求出光的模式、功率稳定。一般来说标定激光器1的波长与被测激光系统的波长要一致,但对于一些特定波长,市面上缺乏稳定的标定光源,给高精度标定带来较大的技术难度,对此可以采用间接式的方法。其实现方式是采用激光器波长处于探测器响应范围内,且容易实现稳定输出的激光器作为标定光源。根据所选探测器的响应率与波长关系曲线,所选衰减单元与波长关系曲线,计算获得标定光源波长与被测激光系统波长之间的换算系数,实现间接标定。
第一分光镜6的作用是将主光束按照固定比例分成两路,其中一路光束由定标探测器模块9接收,另一路光束由待标定的探测器阵列靶10接收。需要注意的是,定标探测器模块9和待标定探测器单元101到第一分光镜6的距离相同,形成共轭。
定标探测器模块9的作用是与功率计8配合使用获得标定光源的真实功率密度,以及在标定过程中监测及分析标定光源的稳定性。定标探测器模块9是一个参照和标准,一般需要经过有资质的检测机构检定。
二维扫描平台的作用是搭载相应的定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10实现与光斑13平行的平面上运动。由于探测器通道取样孔及探测器的光敏面比较小,为保证标定的准确性,本方案中的二维扫描平台满足以下功能:一、具有较高的直线度及运行精度;具有手动调整功能,实现对位置的精确调整,达到使用要求;二、实现使搭载的相应的定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10在二维方向上运动,对探测器模块上所有探测器单元101能够按照预设运行轨迹逐点扫描;控制软件对探测器模块上传的数据进行收集、存储及处理。
在该实施例中,如图3所示,设定路径14为直线运动方式,具体的,设定路径14为水平移动到扫描范围边缘竖向移动设定步长d后再向相反的方向水平移动,再在扫描范围的另一侧边缘竖向移动设定步长d,按照上述扫描方式直至扫描完成整个区域。
另外的方案,如图4所示,设定路径14为直线和曲线结合的方式,具体的,设定路径14从外围左侧进行环形移动,然后在朝着中心的方向移动设定步长d,然后再进行环形运动,直至定标探测单元和探测器阵列靶10上对应的采样孔均位于光斑13的中心位置。也可以从中心位置向外扫描。
另外的方案,设定路径14为旋涡状。
扫描时,对光斑13的扫描范围半径为所述定标探测器模块9和待标定的探测器阵列靶10中探测器单元101对应的采样孔的直径D与光斑13半径之和。从而保证对光斑13无缝隙的全覆盖扫描。
如图7所示,所述数据处理控制单元的多个输入端与信号调理采样单元和功率计8的输出端对应连接,数据处理控制单元的多个输出端分别与第一二维扫描平台11和第二二维扫描平台12受控端对应连接;所述信号调理采样单元用于采集定标探测器模块9、待标定的探测器阵列靶10中每个探测器单元101 依次按照设定路径14扫描完成后获得的AD响应值。
实施例2
使用实施例1所述的一种探测器阵列靶标定系统的方法,包括以下步骤:
S1、搭建系统,根据待标定的探测器阵列靶10测量波长及功率密度范围,匹配合适的光斑获取装置,然后搭建系统;
S2、数据处理控制单元控制第一二维扫描平台11带动标准的定标探测器模块9按照设定路径14进行单点扫描。扫描完成后,信号调理采样单元采集到标准的定标探测器模块9中的探测器单元101的AD响应值,然后传输到数据处理控制单元中,数据处理控制单元获取功率计8统计的光斑13总功率Psum,计算出真实功率密度ρ;
具体的步骤如下所述:
S21、定标探测器模块9中的探测器单元101按照设定路径14进行逐点扫描,在该实施例中使用第一种设定路径14进行扫描,且从光斑13的右下角开始。
在扫描过程中,扫描的步长d越小,水平方向速度v越慢,采样频率f越高,则找到最大功率值Pmax越准确。因此,在实际的标定过程中,在垂直方向上,一般要求步长d小于定标探测器模块9取样孔直径D,而当步长d小于取样孔直径D时,扫描过程中就会在垂直方向上产生叠加,造成重复取样,重复次数为 D/d;在水平方向上,要求取样孔直径D与采样频率f的乘积大于水平方向速度 v,同样,在扫描过程中水平方向上也会产生叠加,造成重复采样,重复次数为 Df/v。
S22、获得每个点对应的AD响应值,找到扫描过程中最大的AD响应值ADmax; ADmax对应标定光斑13中功率密度最大区域内的功率值Pmax,该区域的面积为定标探测器模块9取样孔的有效面积S;当沿着图3所示的设定路径14完成一次扫描过程,采集到的AD值总和ADsum,实际上对应的是整个标定光斑13总功率Psum在垂直方向D/d次叠加,同时在水平方向Df/v次叠加后的总和。另外,取样孔为圆形,需要做正方形到圆形的换算,换算系数为Π/4。总的重复采样系数N计算公式为:
S23、在逐点扫描采集标定光斑13分布的同时,通过功率计8采集光斑13 总功率Psum;计算取样孔有效面积S区域内的功率值Pmax与整个标定光斑13总功率Psum的比例系数R,该比例系数R可以通过ADmax乘以重复采集系数N再除以整个扫描过程中采集到的AD值总和ADsum计算获得;该比例系数R用公式表示为:
S23、在逐点扫描采集标定光斑13分布的同时,通过功率计8采集光斑13 总功率Psum,真实功率密度ρ的计算公式为:
在真实功率密度ρ获取的过程中,获得的图6中的轮廓近似高斯分布,虽含有一个确定的峰值,但在取ADmax时,为了防止干扰,可以用最大的3-5个值取平均作为ADmax;其次,图6中曲线底部不为零,而是一个相对稳定的响应值,它是在没有激光入射到探测器靶面时,由探测器暗电流及背景噪声产生的背景响应值,在求取ADmax和ADsum时需要剪除该背景值。
S3、数据处理控制单元控制第二二维扫描平台12带动待标定的探测器阵列靶10移动,如图5所示,使其中每个探测器单元101依次按照设定路径14对光斑13进行单点扫描,信号调理采样单元将获得的所有探测器单元101对应的 AD响应值传输到数据处理控制单元中进行处理,然后根据每个探测器单元101 的AD响应峰值与步骤S2中真实功率密度ρ,建立各探测器单元101对应的AD 响应峰值与真实功率密度ρ的数学模型。
具体的步骤包括:
S31、在阵列靶测量的功率密度范围内选取若干个功率密度,测量出若干个功率密度对应的探测器单元101的AD响应值;
S32、数据处理控制单元将功率密度和对应的响应值存储到数据库中,并对数据采用最小二乘法进行拟合,拟合获得一个表达AD响应值与对应的功率密度之间的数学表达式。
一般来说,对于不同的探测器类型可以用三种数学模型来表达。第一种数学模型是线性模型,该模型一般在探测器响应曲线线性度较好,探测器处于线性响应区内时采用,线性模型的数学表述如下:
P=k1U+b (4)
式中,P为输入的功率密度;U为探测器输出响应值,k1、b为线性模型的标定系数。
第二种数学模型是折线模型,该模型一般在探测器响应曲线线性度不太好,响应曲线接近折线时采用,折线模型的数学表述如下:
式中,U0为探测器响应转折点的值,k1、k2、b1、b2为折线模型的标定系数。
第三种数学模型是二次曲线模型,该模型一般在探测器响应曲线非线性时采用,二次曲线模型的数学表述如下:
P=k1U2+k2U+b (6)
式中,k1、k2、b为二次曲线模型的标定系数。
另外的,本方案中还公开了对标定系统不确定度分析方法,所述标定系统不确定性度由定标探测器模块9的线性偏差ED、标定光源的不稳定度EL、功率计8测量误差Ep、定标探测器模块9AD响应值峰值测量误差EM1、待标定的探测器阵列靶10中AD响应值峰值误差EM2决定,对应公式为
以下对定标探测器模块9的线性偏差ED、标定光源的不稳定度EL、功率计 8测量误差Ep、定标探测器模块9AD响应值峰值测量误差EM1、待标定的探测器阵列靶10中AD响应值峰值误差EM2分别进行描述。
(1)定标探测器模块9的线性偏差ED
定标探测器模块9的线性偏差ED决定了光斑13相对分布的准确性,进而决定了真实功率密度ρ测量准确度。
定标探测器模块9线性度的测试数据记录为
(Pi,Di) (7)
其中Pi表示第i次测试的功率值,Di表示第i次测试的AD响应输出值,其中i的取值范围为:i=1,2......M。
用记录数据做线性拟合得到的表达式为:
D=k3P+c (8)
式中,k3、c为拟合后的标定系数。
定义定标探测器模块9线性度偏差计算公式为:
(2)标定光源的不稳定度EL
在对探测器阵列靶10的标定过程中,采用逐点扫描的方式,每完成一个探测器单元101的扫描大约需要1分钟,对整个探测器阵列靶10中几十至几千个探测器单元101的标定是一个漫长的过程,在整个标定过程中,要求标定光源输出功率及模式稳定。标定光源的稳定性对标定的精度具有较大影响,因此在标定过程中需要对标定光源实时监测。如前所述,定标探测器模块9的另一个功能就是监测和分析标定光源的稳定性,在对探测器单元101标定的过程中,使定标探测器模块9对准标定光斑13的某一固定位置,每隔10分钟记录一组定标探测器模块9输出的AD响应值数据,每组记录1分钟,然后对数据进行统计分析,计算出均值PΣ和标准差Pσ,定义标定光源的不稳定度为:
EL=Pσ/PΣ (10)
(3)功率计8测量误差Ep
功率计8的测量精度决定了由光斑13相对分布计算绝对分布的精度,进而决定了真实功率密度ρ的测量准确度。测试中使用的功率计8为Ophir公司生产的NOVAII/3A型功率计8,经中国兵器工业第205所(国家光学一级计量站)标定,其测量误差定义为EP。
(4)功率计8测量误差Ep
AD响应峰值测量不确定度包括定标探测器模块9和探测器阵列靶的AD响应峰值测量的不确定度。这两个不确定度形成的机理是一致的,与逐点扫描的扫描步长d,水平方向速度v,采样频率f参数有关。AD响应峰值测量不确定度的测试方式是在设定的扫描参数下,进行多次测试,记录下每次扫描过程中的AD响应峰值数据,然后对数据进行统计分析,计算出均值MΣ和标准差Mσ。定义定标探测器模块9的AD响应峰值测量不确定度为EM1,探测器阵列靶10 的AD响应峰值测量不确定度为EM2,计算公式如下:
EM1=Mσ/MΣ EM1=EM2 (11)
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种探测器阵列靶标定系统的方法,标定系统包括光斑获取装置,第一分光镜(6)、第二分光镜(7)、功率计(8)、到第一分光镜(6)距离相同的定标探测器模块(9)和待标定的探测器阵列靶(10),所述光斑获取装置输出的光斑(13)经过第一分光镜(6)后分别发射到定标探测器模块(9)、待标定的探测器阵列靶(10)上,设置在光路上的第二分光镜(7)分出一束光发射到功率计(8)上;所述定标探测器模块(9)和待标定的探测器阵列靶(10)上分别对应设置有第一二维扫描平台(11)和第二二维扫描平台(12),第一二维扫描平台(11)和第二二维扫描平台(12)使对应的定标探测器模块(9)和待标定的探测器阵列靶(10)均在正对光斑(13)的平面上进行设定路径(14)的全覆盖扫描,其特征在于,方法包括以下步骤:
S1、搭建系统;根据待标定的探测器阵列靶(10)测量波长及功率密度范围,匹配合适的光斑获取装置,然后搭建系统;
S2、数据处理控制单元控制第一二维扫描平台(11)带动标准的定标探测器模块(9)按照设定路径(14)进行单点扫描,扫描完成后,信号调理采样单元采集到标准的定标探测器模块(9)中的探测器单元(101)的AD响应值,然后传输到数据处理控制单元中,数据处理控制单元获取功率计(8)统计的光斑(13)总功率Psum,计算出真实功率密度ρ;
S3、数据处理控制单元控制第二二维扫描平台(12)带动待标定的探测器阵列靶(10)移动,使其中每个探测器单元(101)依次按照设定路径(14)对光斑(13)进行单点扫描,信号调理采样单元将获得的所有探测器单元(101)对应的AD响应值传输到数据处理控制单元中进行处理,然后根据每个探测器单元(101)的AD响应峰值与步骤S2中真实功率密度ρ,建立各探测器单元(101)对应的AD响应峰值与真实功率密度ρ的数学模型,实现对待标定的探测器阵列靶(10)中各探测器单元(101)的标定。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光斑获取装置包括在标定激光器(1)输出光路上设置的
滤光片(2),用于滤除标定激光器(1)发出的光束中的杂散光;
衰减片(3),用于对激光功率进行定量衰减;
光斑整形组件,用于将标定激光器(1)输出的高斯光束对应光斑整形。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述光斑整形组件包括在光路上依次设置的光束整形器(4)和可变光阑(5),所述光束整形器(4)用于将标定激光器(1)输出的高斯光束变为功率密度分布较均匀的平顶光束,所述可变光阑(5)用于调节光斑(13)大小至合适范围,所述可变光阑(5)作为光斑获取装置的输出部件。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定标探测器模块(9)和待标定的探测器阵列靶(10)在相应的扫描平台作用下,对光斑(13)的扫描范围半径为所述定标探测器模块(9)和待标定的探测器阵列靶(10)中探测器单元(101)对应的采样孔的直径D与光斑(13)半径之和。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述设定路径(14)为直线和或曲线。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括信号调理采样单元、数据处理控制单元,所述数据处理控制单元的多个输入端与信号调理采样单元和功率计(8)的输出端对应连接,数据处理控制单元的多个输出端分别与第一二维扫描平台(11)和第二二维扫描平台(12)受控端对应连接;所述信号调理采样单元用于采集定标探测器模块(9)、待标定的探测器阵列靶(10)中每个探测器单元(101)依次按照设定路径(14)扫描完成后获得的AD响应值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2具体包括以下步骤:
S21、定标探测器模块(9)中的探测器单元(101)按照设定路径(14)进行逐点扫描;
S22、获得每个点对应的AD响应值,找到扫描过程中最大的AD响应值ADmax;ADmax对应标定光斑(13)中功率密度最大区域内的功率值Pmax,该区域的面积为定标探测器模块(9)取样孔的有效面积S;
S23、在逐点扫描采集标定光斑(13)分布的同时,通过功率计(8)采集光斑(13)总功率Psum;计算取样孔有效面积S区域内的功率值Pmax与整个标定光斑(13)总功率Psum的比例系数R,该比例系数R可以通过ADmax乘以重复采集系数N再除以整个扫描过程中采集到的AD值总和ADsum计算获得;用公式表示为:
S23、真实功率密度ρ的计算公式为:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S3中,建立各探测器单元(101)对应的AD响应峰值与真实功率密度ρ的数学模型包括以下步骤:
S31、在阵列靶测量的功率密度范围内选取若干个功率密度,测量出若干个功率密度对应的探测器单元(101)的AD响应值;
S32、数据处理控制单元将功率密度和对应的响应值存储到数据库中,并对数据采用最小二乘法进行拟合,拟合获得一个表达AD响应值与对应的功率密度之间的数学表达式。
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---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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CN206192502U (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-24 | 中国计量大学 | 一种自混频太赫兹探测器响应度参数的标定装置 |
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