高精度惯性传感器中的残余气体扰动规律及抑制方法研究

批准号:
11975105
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
周泽兵
依托单位:
学科分类:
相对论、引力与宇宙学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
周泽兵
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
高精度惯性传感器是空间引力波探测中的核心和关键技术,其测量精度与直接作用在检验质量上的非引力扰动密切相关,检验质量周围残余气体分子的碰撞是一项主要的扰动源。人们了解到惯性传感器中的残余气体主要来自材料本身的放气,且放气规律与材料本身特性密切相关,目前尚无完善的理论对其进行预测,只能用实验手段测量。由于检验质量与周围电容极板之间间距很小,残余气体分子会多次碰撞检验质量使得其扰动规律与自由空间的撞击模型存在差异,因此,研究其影响规律及其抑制方法对空间引力波探测而言意义重大。本项目拟采用高Q值悬丝悬挂并结合差分波前传感技术,构建一套力矩噪声低至10^{-15}Nm/Hz^{1/2}的扭摆,在此基础上对惯性传感器中的残余气体扰动进行深入研究,得到残余气体释放的规律,总结出有限空间内气体分子对检验质量扰动的特性,同时积极探索其扰动影响的抑制方法,为研制空间引力波观测计划中的高精度惯性传感器提供依据。
英文摘要
Precision inertial sensor is one of the most important payload in space gravitational wave detection. Its resolution is related to the direct non-gravitation disturbance on the test mass. The collision of the residual gas surrounding the test mass is the major contribution of the non-gravitational disturbance. It has been recognized that the residual gas mainly come from the out-gassing of the material surface and the rate of out-gassing have close correlation with the characteristics of the material. However, there is no detailed theoretical method to predict the out-gassing effect nowadays. It can only be measured by experiments. Beside of this, the gas molecules collide the test mass lots of times because of the limited gap between the test mass and the wall surrounding it, so the disturbance of residual gas is quite different from what in infinite volume. The investigation about this difference is significant. In this project, we plan to develop a torsion pendulum whose noise is lower to 10^{-15} Nm/Hz^{1/2}, with the advantages of high Q suspension fiber and DWS interferometer applied. Then the disturbance from residual gas including the gas release and collision in precision inertial sensor can be investigated in detail. The achievements of this project can provide some instuctions for the development of the inertial sensor for gravitational wave detection missions.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1103/physrevd.108.042001
发表时间:2023-05
期刊:Physical Review D
影响因子:5
作者:Hao Yan;H. Miao;Shun Wang;Yiqiu Ma;Zebing Zhou
通讯作者:Hao Yan;H. Miao;Shun Wang;Yiqiu Ma;Zebing Zhou
DOI:10.1088/1361-6382/acf553
发表时间:2023
期刊:Classical and Quantum Gravity
影响因子:--
作者:Li Ke;Chi Song;Yunsheng Zheng;Ming Hu;Pengshun Luo;Hang Yin;Ze-Bing Zhou
通讯作者:Ze-Bing Zhou
DOI:10.1016/j.measurement.2023.112734
发表时间:2023-03-21
期刊:MEASUREMENT
影响因子:5.6
作者:Li, Ke;Chen, Decong;Zhou, Zebing
通讯作者:Zhou, Zebing
DOI:10.1088/1361-6382/acc167
发表时间:2023
期刊:Classical and Quantum Gravity
影响因子:--
作者:Jiaojiao Mao;Yujie Tan;Jianping Liu;Shanqing Yang;Jie Luo;Chenggang Shao;Zebing Zhou
通讯作者:Zebing Zhou
DOI:10.1103/physrevd.108.103030
发表时间:2023-10
期刊:Physical Review D
影响因子:5
作者:Wei Su;Zebing Zhou;Yan Wang;Chen Zhou;P. F. Chen;Wei Hong;J. Peng;Yun Yang;Y. Ni
通讯作者:Wei Su;Zebing Zhou;Yan Wang;Chen Zhou;P. F. Chen;Wei Hong;J. Peng;Yun Yang;Y. Ni
空间引力波探测关键技术预先研究
- 批准号:11235004
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:340.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:周泽兵
- 依托单位:
利用静电扭摆测量导体表面电势分布及其影响
- 批准号:11075058
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:周泽兵
- 依托单位:
空间惯性传感器及其应用研究
- 批准号:10675047
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:周泽兵
- 依托单位:
宏观旋转物体等效原理的扭秤方案检验研究
- 批准号:10205005
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:周泽兵
- 依托单位:
国内基金
海外基金
