通用检测

通用检测（共9篇）

通用检测 篇1

1 引言

Web View漏洞是Android系统上的一个Web应用漏洞。 攻击者通过构造Web页面上的恶意脚本,绕过系统限制,获取系统API的使用权,以达到窃取用户隐私信息、 远程非法控制等目的。 目前, 有相当数量的Android应用被证实存在此漏洞,其中包括百度浏览器、QQ客户端、微信客户端等软件,其危害性不容忽视。

2 Web View漏洞分析

Web View漏洞位于Android系统的Web View组件上, 其产生的原因有两点:(1)Web View组件向Web页面提供了一个本地Java类;(2)Java是一种具有反射机制的语言,一个Java类可以通过反射,实现其他Java类的功能。 如图1 所示为攻击者利用Web View漏洞进行攻击的示意图。 攻击者通过构造恶意脚本, 利用本地Java类反射至系统API,实现诸多非授权功能。

2.1 桥梁函数分析

按照Web View组件架构设计,网页和Android系统之间采取Java类交互模式。 网页通过调用系统提供的本地Java类,实现本地方法,从而提高了用户在网页端的交互性、丰富了网页的功能。 Java类交互模式是通过调用Web View组件上的add Java Script Interface()函数建立起来的, 该函数架构起了网页和系统之间的桥梁关系,因此本文称之为桥梁函数。

桥梁函数有两个参数, 第一个参数是在Android系统上实现的本地Java类的类名, 该类即为Web View组件向网页提供的本地Java类; 第二个参数是访问本地Java类时所须用到的入口名称。 例如:my Web View.add Java Script Interface (Local_object,"Web_object"); 即网页可以通过入口“Web_object”调用本地Local_object类。

2.2 恶意脚本绕过系统限制

恶意脚本通过调用本地Java类进入系统, 并经反射绕过系统限制,获取非授权API的使用权,实现非授权功能。 如图2 所示为恶意脚本的攻击流程。

Java语言允许程序在Runtime通过反射取得任何一个已知名称的class的内部信息,包括其成员变量、内部方法、父类等相关信息,并且可以在Runtime调用class的内部方法。 恶意脚本通过网页调用本地Java类进入Android系统Dalvik虚拟机中的Runtime,然后利用Java反射机制,显性的调用系统API,从而实现系统功能。

如下代码:

Js2Java.get Class ().for Name ("android.telephony.Sms-Manager").get Method("get Default",null).invoke(null,null).send Text Message("15111111111",null,"Web View漏洞!!",null,null)。 其中,Js2Java是Web View组件向网页提供的本地Java类。 上述代码实现如下功能:通过Js2Java反射至系统的android.telephony.Sms Manager类, 并调用send Text Message方法,发送内容为“Web View漏洞!! ”的短信至15111111111。

3 Web View漏洞检测

3.1 漏洞检测方案

通过结合静态分析和动态分析,能够快速、有效地检测漏洞。其中静态分析是通过研究目标软件反编译后的代码,分析其中的桥梁函数,获知其拟向网页提供的本地Java类,并将其归入可疑Java类集;动态分析是对静态分析生成的可疑Java类集进行黑盒测试,并根据系统的反馈判断是否存在漏洞。

3.2静态分析

静态分析主要包括获取先验信息、反编译获取源代码、代码分析和建立可疑Java类集四个环节。

首先通过研究Android SDK查询先验信息,可知add Java Script Interface()为目标桥梁函数。接着反编译目标APK软件,获得smail代码;通过遍历代码,定位到add Java Script Interface()函数,其smail代码如下:

由代码分析可知,程序调用了桥梁函数addJava Script Interface(),其向Web页面提供的本地Java类的名称为Js2Java,因此将Js2Java类归入可疑Java类集。

3.3动态分析

在静态分析建立可疑Java类集的基础上, 动态分析对可疑Java类集进行黑盒测试, 通过分析系统的反馈检测是否存在Web View漏洞。

在进行黑盒检测之前,为避免检测出现误报或者漏报等现象, 须先从网页可调用的所有类中筛选出Java类,从而防止Java类和Java Script类之间出现混淆冲突,影响检测效果。 选取是否包含get Class()内部方法作为判断Java类和Javascript类的依据, 当类中包含该内部方法时判别为Java类,反之则判别为Javascript类。 通过遍历网页上的所有类,筛选并建立起网页可调用的Java类库。 然后把筛选后的网页可调用Java类库和静态分析得出的可疑Java类集进行合成,生成黑盒测试集。

检测模块采用黑盒测试的方法对测试类集进行测试。当Web应用访问构建的测试脚本时,系统给出相应反馈,根据系统反馈的信息判断Web View漏洞的存在性。

恶意脚本控制系统输入输出的代码如下:

其中“xxxxxx”处即为恶意代码的核心功能。

3.3.1 Android系统通用Java反射漏洞检测模型架构

在Web View漏洞检测方法的基础上, 提出了一种通用Java反射漏洞的检测模型, 该模型对Java反射型漏洞的检测具有指导性作用。 模型主要分为静态分析模块和动态分析模块。 静态分析模块在Windows平台上对目标程序进行反编译获取源代码,并对源代码进行分析处理,经静态引擎分析后建立可疑Java类集;动态模块在Android平台上对目标程序进行黑盒测试,检测是否存在Web View漏洞。 图3 所示为检测模型的结构图。

3.3.2 静态分析模块

静态分析模块分为预处理模块和静态分析引擎。 预处理模块负责反编译工作和代码解析工作,静态分析引擎负责建立可疑Java类集。 由于Android程序一般由Java语言编写,而Java语言是一种跨平台的语言,它是以中间代码的形式运行在虚拟环境之中, 这使得Android程序容易被反编译, 并能获取90%以上的源代码。 反编译器正是利用这一特性来提取软件的源代码,并对源代码进行整理。 代码解析器通过IDA软件提供的分类功能对反程序源代码进行类和函数的分类,并建立相应的类库和函数库,为分析引擎提供信息基础。

静态分析引擎通过遍历类库和函数库,建立可疑类集。 根据源码中函数的调用关系,构建程序流程图,并遍历函数库,最终定位到桥梁函数,获知可疑Java类,再从类库中找出相应Java类,生成可疑Java类集。 图4 所示为静态分析模块结构图。

3.3.3 动态分析模块

动态分析模块主要包括预处理模块、Java测试集生成模块、黑盒测试模块。 预处理模块负责对目标软件的测试环境进行整理,剔除掉可能会影响实验结果的环境成分,建立针对性较强的测试环境。 并遍历程序在测试环境中所能触及到的所有Java类, 建立网页可触及Java类库。 Java测试集生成模块通过对比静态分析模块生成的可疑Java类集和预处理模块生成的网页可触及Java类库,合并处理,生成黑盒测试集。 黑盒测试模块构建针对黑盒测试集的测试代码,输入目标软件,通过获取系统对测试代码的反馈判断是否存在漏洞。

通用检测 篇2

在日常学习、工作抑或是生活中，简报使用的频率越来越高，简报具有一般报纸的新闻特点，特别是要求有很强的时效性。什么样的简报才经典呢？下面是小编帮大家整理的全员核酸检测工作简报（通用8篇），仅供参考，大家一起来看看吧。

全员核酸检测工作简报1

为积极应对疫情突发事件，未雨绸缪，防患于未然，根据县疫情防控安排部4月19日8时至16时双街道城区开展全员核酸常规检测。接到县联防联办通知后，街道党工委立即召开疫情防控会议，组织下派人员对接、落实后勤及物资保障、加强宣传动员，全面部署全民核酸测工作。

按照城区人口居住情况，共设置检测点14个，在各检测点科学设立测温区、等待区、采样区、隔离区等点位，积极对接医务、公安工作人员，合理分配下沉干部，保障核酸检测有序开展。

为确保核酸检测不落一人，对患有疾病、行动不便老人等特殊群体，由社区工作人员和医务人员组成5支队伍上门核酸采样服务，采样312份。

双湖峪街道将坚决贯彻坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策的总要求，突出党组织战斗堡垒作用和党员先锋模范作用，抓好常态化疫情防控工作，坚决遏制疫情蔓延，合力打赢疫情防控阻击战，为一方百姓的生命健康保驾护航。

全员核酸检测工作简报2

在核酸检测点现场，秩序维护、信息采录、核酸采样、应急保供，各环节人员坚守岗位，现场居民按照“佩戴口罩、间隔一米、测体温、查验健康码、信息登记、样本采集”等程序，高标准、高效率完成采样流程。5月2日，上饶市广丰区桐畈镇按照全区疫情防控指挥部统一部署，迅速在全镇范围内开展了全员核酸检测工作，切实做到核酸检测全覆盖、无遗漏。提前部署强化宣传党委政府提前谋划，研究制定全员核酸检测方案，完善全员核酸检测人口台账；按照班子成员包片、包村干部和村支部书记负责的原则，要求各村（社区）按照分工启动辖区核酸检测准备工作，迅速进入静默状态，牢牢掌握工作主动权，从紧从严、从实从细抓好全员核酸检测。加大宣传力度，通过上户通知、应急广播、转发微信群等多种渠道，宣传发动全员核酸检测。充分发挥网格员和党员小组长的优势，在检测点、卫生室、商超市场开展不间断的宣传、广播，营造全员核酸检测的浓厚氛围，确保核酸检测不漏一户、不落一人。

职责明晰覆盖点位全镇共设置13个核酸检测点，按照上午下午分批、结对互助的方式开展核酸采样工作。每个检测点按照“驻村干部+医护人员+村干部+志愿者+民警”配备，并科学设立测温区、等待区、采样区、缓冲区等点位，各区域工作人员提前培训，有序开展排队等候、体温检测、病毒消杀、核酸检测等各项工作。区挂点领导人大副主任刘旭涛在党政主要领导的陪同下开展不间断的指导检查，协调维护现场秩序、指导工作开展，确保核酸检测工作高效完成。

核酸采样服务到位在核酸检测点现场，秩序维护、信息采录、核酸采样、应急保供，各环节人员坚守岗位，现场居民按照“佩戴口罩、间隔一米、测体温、查验健康码、信息登记、样本采集”等程序，高标准、高效率完成采样流程。

各核酸检测点通过设置温馨提示，提醒检测范围及要求，并用大喇叭、广播等提醒居民错峰核酸检测，确保核酸检测有力有序高效推进。同时，对于行动不便的.特殊人群，桐畈镇坚持分批次上门进行核酸检测，确保应检尽检。

下一步，始终坚持力度不减、劲头不松、决心不变，克服麻痹思想、厌战情绪、侥幸心理，从严从紧抓实抓细各项疫情防控措施，持续筑牢疫情防线，筑牢免疫屏障，为全镇群众安全健康保驾护航。

全员核酸检测工作简报3

春节临近，我市新冠肺炎疫情防控形势异常严峻。为打赢疫情防控阻击战，切实保障辖区居民生命安全和身体健康，我市各镇、街道快速动员、精心部署，在辖区内有序开展全员核酸检测工作。

应急广播及时发声，防疫宣传深入人心。在泃阳镇大闫各庄村，大喇叭不间断播循环播放着疫情防控政策及相关通知、公告。排队扫码、登记信息、核酸检测……一整套操作行云流水，各个环节有条不紊地衔接着。

医护人员、物业人员、市直单位干部、教育系统职工、大学生志愿者陆续到岗、到位，共同集结成一支“硬核”队伍，勠力同心，携手抗疫，为全员核酸检测有序开展提供了有力保障。

采样区、缓冲区、待检区、测温区、等候区、临时隔离区，每个检测点功能区齐全，各区紧密联系，闭环管理，并设置了1米间隔线，居民在工作人员的指引下有序排队扫码进场，现场秩序井然。各个社区、村街还针对辖区内老年居民、残疾居民、行动不便居民进行入户检测，确保应检尽检，不漏一人。

在丽景花园小区，居民在社区工作人员、志愿者、楼门长的统一安排下，积极响应，全力配合，提前采集信息，打印采集码，有序排队，主动接受采样，严格做好佩戴口罩、保持安全距离等个人防护措施，使整个采样过程秩序井然，高效开展。

三河抗疫战士，展示青年担当，是不惧，是偏向虎山行的逆行。对他们来说，“舍小家，为大家”不是一句口号，而是这身“战袍”的职责与使命，更是无怨无悔的奉献与坚守。

全员核酸检测工作简报4

为积极响应广州市政府疫情防控政策，广州科技职业技术大学遵照上级部署，于3月2日下午2时在我校图书馆一楼开展了全员核酸检测的工作。

在学校疫情防控领导小组的统一部署下，分批、分流组织教职工及学生有序进行核酸检测。

本次检测工作历经近6个小时，共完成采样近2万人次。医护人员牢记使命，冲锋在前，为我校全体人员做核酸检测工作。

现场人员繁多，我校积极号召各校级组织成员参与本次核酸检测工作，协助医护人员顺利完成本次任务。

进行核酸检测人员均佩戴口罩，有序排队，经相关工作人员核对并登记信息，完成核酸检测后迅速离场。

本次核酸检测工作圆满结束，我校衷心感谢奋战在前线的医护人员和协助本次工作的老师及志愿者们。同时，遵守校园防疫要求，是每个学生的责任。让我们做好自身防护工作，共创美丽和谐健康的校园吧！

全员核酸检测工作简报5

接上级指示精神，南高乡卫生院对辖区全体群众开展核酸采集工作。

6日上午，我院医务人员和乡政府工作人员、派出所警员协作配合、提前部署，明确任务分工，确保按期完成检测任务。

最近受寒潮影响，最低气温在零下16℃左右，在这样恶劣的环境下，我院医务人员不仅要日夜奋战对抗身体的疲劳，还要对抗严寒的天气。许多医务人员的手已经冻得红肿，失去知觉，但是严寒抵挡不住我们的抗疫决心，大家相互鼓励，咬牙坚持，誓要保质保量完成核酸采集任务。

“不敢喝水，担心中途上厕所。”为节省防护服，一位白衣天使这样说到。她们戴上口罩、帽子、橡胶手套，爱美的女医护人员不再在意自己的穿着是否美丽。为避免排队居民等候太久，她们放弃休息，直到下午三四点才吃上午饭。

勇敢的女医护人员，在人民需要的时候站在第一线，她们也是女儿、母亲、妻子，身临一线有过恐惧，但始终义无反顾、全力以赴！

有经验、有能力、有信心，乐观应对，相信我们能再次挺过去。

雾霭消散，霁云终临，凛冬散尽，星月长明。

全员核酸检测工作简报6

3月15日上午，区人大常委会副主任李月兰，区政府党组成员、三级调研员郭安新到彭家寨乡各社区现场督导疫情防控、全民核酸检测工作。

3月15日凌晨12点，彭家寨乡召开疫情防控工作会，全体科级干部、社区书记参加。会议迅速传达贯彻省市区疫情防控会议精神，并传达了区委关于安排部署全员核酸检测准备工作的工作要求。听取各社区疫情防控和全民核酸检测工作开展情况和存在的问题，安排部署下步工作。会议强调：要树立全乡疫情防控“一股劲”思想，统筹协调、尽心尽力、把疫情防控工作细化到每一个人、每一处细节，保障核酸检测工作安全有序进行；要加强宣传教育引导，通过多方面、多层次、多途径，教育引导广大群众在第一时间掌握并了解疫情防控形势和核酸检测的要求程序，自觉自主的配合工作人员完成检测；要坚持问题导向，认真梳理工作流程，完善应急预案、强化统筹协调，细化流程环节；要强化消毒消杀、转运防护等措施，做好人员、物资保障，确保应检尽检、不漏一人。

疫情就是命令，防控就是责任。为切实做好新型冠状病毒疫情防控工作，全力保障辖区居民群众的生命安全和社会稳定，3月15日早6点半，彭家寨乡各社区辖区群众在工作人员的指引下，有序排队等候和依次扫码登记，各检测点采样工作有条不紊进行当中。

彭家寨乡各社区工作人员与医护工作者对行动不便的老人、儿童提供核酸采样上门服务，并开通绿色通道，让核酸采样工作既有力度，又有温度。

为确保及时完成核酸检测工作任务，党员干部、医护人员、社区工作人员、物业工作人员等坚守一线，发扬协助配合精神，到各检测点开展核酸检测，为居民提供贴心服务。

下一步，彭家寨乡将继续精准细化落实各项疫情防控措施，持续提升核酸检测能力和效率，坚决防止疫情扩散蔓延，全力保障人民群众生命安全和身体健康。

全员核酸检测工作简报7

疫情就是命令，防控就是责任。6月21日，按照市委市政府决策部署，我镇对辖区常住人口、来莞人员开展全员免费核酸检测。从当日8时启动至24时，我镇共筛查190388人。在这期间，党员干部冲锋在前，社会各界形成合力，市民积极配合，筑起东莞疫情防控坚强防线。

战“疫”号角吹响，全镇上下闻令而动。医护人员、党员干部、公安干警、基层工作人员、志愿者迅速投身核酸筛查一线，为疫情防控工作贡献力量。镇领导班子成员全员下沉一线，靠前指挥。各级党组织和广大党员干部勇于担当，充分发挥党员先锋模范作用，让党旗在防疫一线高高飘扬。

一早，记者在大罗沙公园广场看到，核酸检测活动开始，市民井然有序地排队候检。

党员志愿者耐心指引群众有序排队进行采样工作，对于未生成专属“葵花码”的市民，手把手帮他们完成。现场还为60岁以上老人及3岁以下幼儿安排绿色通道，优先检测。

中午12点半，我镇江滨公园烈日当空，气温达到了35℃。在核酸检测现场，虽然气温高，但是医务人员依然穿着厚厚的防疫工作服，为每一个市民进行核酸检测，工作认真细致，不怕热、不怕累，奋战在防疫一线。

“我们中午不休息，一直把核酸检测做完，虽然今天气温高达35℃，但作为一名奋战在一线的防疫人员必须克服，我的战友比我更热，他们身穿着的防护服内可能有40℃。”现场的医务人员说。

虽然有许多遮阳篷，但是身穿“红马甲”的党员志愿者们，依然站在太阳底下，引导市民资料填写，有序进行核酸检测，工作从早到晚，无私奉献。

“早上我们5点多就起床了，7点钟就到位，中午到现在都没有休息过，等一下人少的时候，我们分批去吃饭，预计工作到今晚12点，等整个闸口片区核酸检测完成为止。作为一个共产党员，这个是我们应该做的事情。”党员志愿者表示。

在所有抗疫人员的共同努力下，我镇核酸检测工作有序且迅速。从当天8时启动至24时，我镇共筛查190388人。

全员核酸检测工作简报8

疫情防控就是命令，防控就是责任！为切实保障广大人民群众身体健康和生命安全，按照广州市、区、镇疫情防控工作统一安排，2022年4月28日，兴丰村在坑口祠堂、四社文化广场开展全员核酸检测工作。

早上7:30分，驻兴丰工作组连同兴丰村“两委”干部闻令而动，迅速组织医护人员、镇村工作人员、党员志愿者等齐心协力地投入到全员核酸检测工作中。

下午，党员志愿者、村工作人员带领医护人员挨门逐户上门为行动不便人员进行核酸检测，确保不漏一户、不落一人、应检尽检。

全员核酸检测是一项艰巨繁重的工作，每一轮全员核酸检测的顺利完成，都离不开上级部门、村基层工作者、广大居民的密切配合。在此，感谢防疫工作者以最佳的精神状态、最实的工作作风积极参与我村的全员核酸工作，共同筑牢疫情防控屏障，守护我们美丽的家园！　新冠核酸采集简报1

为积极应对疫情突发事件，未雨绸缪，防患于未然，根据县疫情防控安排部4月19日8时至16时双街道城区开展全员核酸常规检测。接到县联防联办通知后，街道党工委立即召开疫情防控会议，组织下派人员对接、落实后勤及物资保障、加强宣传动员，全面部署全民核酸测工作。

按照城区人口居住情况，共设置检测点14个，在各检测点科学设立测温区、等待区、采样区、隔离区等点位，积极对接医务、公安工作人员，合理分配下沉干部，保障核酸检测有序开展。

为确保核酸检测不落一人，对患有疾病、行动不便老人等特殊群体，由社区工作人员和医务人员组成5支队伍上门核酸采样服务，采样312份。

通用检测 篇3

传统的装甲车辆通信系统检测平台是由一系列功能单一结构固定的测试设备叠架而成,致使测试系统体积庞大,难以适用于各种检测任务,并且检测完全由人工完成,通信系统检测时间延长,对于有些时序要求精确的测试项目,传统测试系统更是显得无能为力。

1986年,美国国家仪器公司(N ational Instrument Corp.,简称NI)推出虚拟仪器(Virtual Instruments,简称VI)的概念,它是指计算机操纵的模块化仪器系统,用灵活、强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件,使仪器中的一些硬件甚至整个仪器在系统中消失,而由计算机的软硬件资源来完成它们的功能。

1997年,N I公司发布了PXI规范,将Compact PCI规范规定的PCI总线技术发展成为了适合试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。

本文设计了一种采用PXI总线接口,基于虚拟仪器技术实现通信系统检测功能的检测平台。该平台利用NI公司的PXI工控机和数据采集卡,配合自行设计的通信适配器,用虚拟仪器技术来完成通信系统检测平台的快速自动检测及评价。该平台功能齐全、性能稳定、操作简便、界面友好,并可记录检测结果,供查询使用。

1. 总体设计

在进行通信系统检测平台的总体设计时,全面贯彻了通用化、集成化、标准化、模块化、智能化的原则,保证系统不仅能满足当前检测任务的需求,而且可方便将来的扩充和升级。

1.1 功能需求分析

装甲车辆通信系统主要包括超短波调频电台、短波单边带电台和车内通话器等通信设备,不同种类的通信设备在测试项目和方法上基本不具有互换性。为完成装甲车辆通信系统的检测任务,依据通用化的原则,通信系统检测平台的设计必须符合所有通信设备测试规范所规定的测量方法和技术指标,完成规定的测试项目。

装甲车辆通信系统技术指标主要包括超短波调频电台的输出功率(平均功率)、频率误差、音频调制度、导频调制度、驻波比、接收灵敏度、静噪灵敏度、失真度、最大音量等指标,短波单边带电台的输出功率(峰包功率)、频率误差、驻波比、边带灵敏度、失真度、最大音量等指标,车内通话器的最大音量,失真度和频率响应等指标。

按照检测的技术指标和对应国标中定义的测试方法,通信系统检测平台在设计时至少需要集成9种独立的通信测量仪表,即频率计、功率计、信纳比计、调制度仪、驻波比测量仪、音频电压表、失真度仪、音频信号发生器、射频信号发生器。

1.2 总体构成

按照功能要求,通信系统检测平台主要由PXI工控机、数据采集卡、通信适配器、专用测试电缆及转接头四大部分组成,其总体构成如图1所示。其中对数据采集卡有一定要求,即实现I/O、A/D和计数等功能。综合考虑通道个数、通道精度、采样频率及与主机连接方式等因素,选用NI公司的PXI-2204多功能数据采集卡。

2. 硬件设计

2.1 系统结构

根据通信系统检测平台的功能需求及采用虚拟仪器技术的设计实现,本平台硬件设计的重点为通信适配器的设计。通信适配器采用了模块化的设计思想,其设计组成及接口如图2所示。主要分为5个模块,各模块均有独立的屏蔽单元,相互之间用电缆连接,可以单独拆卸更换。

1)信号源模块:主要包括恒温时间基准和两个DDS(直接数字频率合成器)等电路,用于产生射频和音频两类4路标准信号。

2)下变频解调及音频调理模块:主要包括射频下变频器、锁相环、解调电路和音频信号调理等电路,在电台发信机测试中,用于产生下变频后的中频信号和解调后的音频信号,在电台收信机测试中,用于产生电台解调并经此模块调理后的音频信号。

3)射频综合处理模块:主要包括定向耦合器、射频衰减器、射频通道切换继电器、正反向功率检波等电路,用于产生正向功率和反向功率的直流信号。

4)遥控模块:主要包括MCS-51单片机系统,用于产生电台全自动遥控测试时的遥控编码信号。

5)负载模块:主要包括150W标准负载和阻抗匹配电路,作为射频输出功率测试时的终端负载。

2.2 测试原理

通信系统检测平台采用了虚拟仪器技术,实现了至少9种独立的通信测量仪表的功能,其测试原理以超短波调频电台为例进行说明。

1)电台发信机技术指标的测试原理

PXI主机首先利用数据采集卡的I/O接口控制通信适配器使电台切换到发信状态,并且使射频综合处理模块切换到负载模块通道。然后利用I/O接口控制信号源模块输出一个标准幅度的1k Hz单音信号,送给电台的音频口,同时控制信号源模块产生100m V左右的本振信号,频率为电台工作频率加上中频频率。延时一定时间确保电台输出信号稳定,电台输出的射频信号经过射频综合处理模块检波出正向功率信号,通过A/D接口采集,然后计算出电台的平均功率指标。

电台输出的射频信号和信号源模块输出的本振信号经下变频器与解调模块混频出70k Hz的中频信号,通过采集卡的计数接口进行计数,然后计算出电台的频率误差指标。同时下变频器与解调模块解调出电台的音频信号,通过A/D接口采集,然后用FFT(快速傅立叶变换)计算出电台的调制度,即音频频偏指标和导频频偏指标。使射频综合处理模块切换到天线射频口通道,然后使电台切换到发信状态,按照平均功率指标的测试方法进行,此时通过A/D接口采集,可分别采集到正向功率信号和反向功率信号,然后计算出电台的驻波比指标。

2)电台收信机技术指标的测试原理

PXI主机首先利用采集卡的I/O接口控制通信适配器使电台切换到收信状态,调整电台输出音量为最大。然后利用I/O接口控制信号源模块输出一个调制频率为1k Hz,标准频偏和标准失真度幅度的射频调制信号,经过射频综合处理模块衰减后送给电台射频口,延时一定时间确保电台解调信号输出稳定,电台解调并经过下变频解调及音频调理模块的信号调理输出一个音频信号,通过A/D接口采集,然后计算得到最大音量。

调整电台输出音量为额定电压,延时并重新采集该路音频信号,然后通过FFT计算出失真度指标。利用I/O接口调整射频调制信号的输出幅度为标准信纳比幅度,延时并重新采集该路音频信号,然后通过FFT计算出信纳比,即为接收灵敏度指标。调整电台为静噪状态,利用I/O接口调整信号源输出一个调制频率为双音(1k Hz和150Hz导频)、标准频偏、标准信纳比幅度的射频调制信号,延时并重新采集该路音频信号,然后通过FFT计算出电台静噪时的信纳比,即为静噪灵敏度指标。

3. 软件设计

软件开发采用NI公司的虚拟仪器平台Lab Windows CVI8.5,数据库开发采用SQ L Server 2000,按照通信设备检测的技术条件和国标中规定的测试项目及测试方法控制平台硬件,进行模式设置、控制输入输出和采集测试数据,进行分析处理,得到通信设备的技术指标。

软件系统采用模块化设计。软件设计的重点是测试管理模块,主要包括设备选择、方式选择、参数设置、仪器控制、采集与处理、分析与显示等子模块。测试管理模块主要功能是实现通信系统技术指标的测试,其中测试方式选择子模块提供了通信设备技术指标的单项测试、发信机测试、收信机测试、整机半自动测试和整机全自动测试等5种测试方式。

4. 结论

本检测平台用德国罗德施瓦茨(R&S)公司的FSU26频谱仪进行了标定,各项指标都达到了国标的测试要求。基于虚拟仪器技术的通信系统检测平台的应用,与采用传统仪器相比,极大地提高了自动化程度和测试精度,减少了人为操作引起的误差,同时实现了测试结果的数据库存储和查询功能,利用网络通信还实现了数据共享和远程控制等功能,通过系统配置和适当的扩展,可以适应不同类型通信设备的测试需要。在装甲车辆通信系统的检测任务中,有效地提高了检测和维修的效率,对提高装甲车辆通信系统的完好率具有重要的意义。

参考文献

[1]伍明,孙继银,李毅.基于PXI总线的电台故障诊断测试系统设计[J].计算机测量与控制,2005,13(11):1197 1198.

[2]寇小明.基于虚拟仪器的短波电台自动测试系统[J].世界电子元器件,2006(3):77 79.

[3]王敏建,何世彪,蒋健敏.无线通信测量[M].南京:东南大学出版社,2001,71 134.

通用检测 篇4

高一通用技术试卷

一、单选题（每题3分，共60分）

1、空气源热泵热水器的出现，改变了人们的生活方式，提高了生活质量，这体现了（）A、技术能够发展人

B、技术能够保护人 C、技术与自然的关系相互作用，相互制约

D、技术推动社会进步

2、市场上出售的自行车形状不一，但是仔细观察车型的设计，把手、坐垫和脚蹬的位置分布始终是一致的，这三者的位置关系是依据（）而设计的。

A、人机关系

B、工艺关系

C、制造关系

D、技术关系 3、2010年12月，最后一卷柯达克罗姆胶卷在美国堪萨斯州冲洗完毕，这宣告着拍照从“胶卷时代”进入“数字时代”。这体现了技术的（）

A、专利性

B、创新性

C、综合性

D、两面性

4、在设计自行车的过程中，必须考虑安全因素，下面四个设计中不是从安全方面考虑的是（）

A、自行车尾灯

B、刹车装置

C、自行车车铃

D、马鞍形坐垫

5、许多老师上课时使用了扩音器，这是电子技术的成果。在技术与人的关系中，扩音器的使用，体现了技术（）。

A、保护人

B、解放人

C、发展人

D、限制人

6、普通计算机的键盘是单色的，后来某公司人员设计了一款彩色键盘，在不同的功能区使用不同的颜色用于区别，这种设计从人机关系的角度看，主要实现的目标是（）。A、保证使用者的安全

B、维护使用者的健康

C、让使用者觉得有趣

D、提高计算机的信息输入效率

7、两个并排插孔的插座很容易因为插头过大而无法同时使用，针对这个问题进行创新设计，在这个设计当中不需要收集的信息是（）。A、常见插头的形状和尺寸

B、插座的种类

C、插头的制作工艺

D、国家有关插头的设计规范

8、产品使用的安全性属于设计的实用原则中的（）功能。A、物理

B、生理

C、心理

D、社会

9、显微镜的发明促进了“细胞学”的建立，青霉素的发现促进了抗生素技术的发展，这说明（）。

A、科学与技术相互促进，共同发展

B、科学先于技术产生，科学高于技术 C、科学和技术不是相互依靠，互相制约

D、技术产生先于科学，技术高于科学

10、设计的一般过程包括：①发现与明确问题； ②制作模型或原型；③制定设计方案；④产品的使用和维护；⑤测试、评估和优化，正确的顺序是（）。

A、①②③④⑤

B、①③②⑤④

C、③①②④⑤

D、①④⑤③②

11、将新型的汽车进行碰撞测试，观察汽车损坏情况及驾驶室内模拟人的受伤情况，这种试验方法是（）。

A、强化试验法

B、模拟试验法

C、优选试验法

D、虚拟试验法

12、下列活动属于技术活动的是（）。

A、发射人造卫星

B、发现DNA双螺旋结构 C、发现万有引力

D、提出系统理论

13、为了预防甲型Ｈ１Ｎ１流感，各国纷纷研发“甲流疫苗”，这说明（）A、技术的发展是为了满足人们的需要和愿望

B、技术的发展是循序渐进的，和人们的需求没关系 C、技术的发展需要创新

D、技术的发展需要不断的改进

14、为了清除灰尘人们首先想到用“吹”的方法。一位叫布斯的技师用手帕蒙住口鼻，趴在地上用嘴猛烈吸气，结果地上的灰尘都被吸到手帕上来了。试验证明：“吸”比“吹”效果好得多，最终他于1901年发明了电动吸尘器。用“吸”的方法清除灰尘这一办法是通过什么途径发现的（）

A、收集信息

B、观察日常生活

C、分析信息

D、技术研究与技术试验

15、手机的显示屏设计成触摸屏，从人机关系角度看，其目的是为了（）A、考虑特殊人群需要

B、满足使用者的心理需求 C、保证使用者的安全

D、提高操作效率和舒适度

16、某公司开发的生物燃料新技术，通过光合作用将转基因单细胞植物转变成为乙醇和生物柴油等燃料，可用于驱动汽车等，减少石油资源的消耗。下列关于该技术的说法中不恰当的是（）

A、该技术符合设计的可持续发展原则

B、该技术可以让人类不再担忧能源枯竭 C、该技术拓展了新能源的开发与利用

D、该技术促进了生物技术的创新与发展

17、以下设计中不是为了实现人机关系中的“安全”这一目标的是（）A、台式钻床装有防护罩

B、楼梯装有护栏 C、家用电器上的蜂鸣器

D、劳保用具安全帽

18、专利的申请和获得要经历以下几个环节：①初审；②授权；③提交申请；④实质审查；⑤发布申请；⑥受理。正确的顺序是（）。

A、①②③④⑤⑥

B、③⑥①④②⑤ C、③⑥①⑤④②

D、④⑥②①③⑤

19、小明要设计一个小朋友外出游玩随身携带的小凳，他对小凳进行设计分析，以下四个要素中，你认为对产品进行设计分析应考虑的最重要因素是（）A、美观

B、经济

C、舒适

D、结构安全性

20、如图所示是一款新型组合桌椅，客户在试用后做出如下评价：设计新颖，桌椅连体结构和下部储物功能可以有效利用空间，整体移动方便。以上评价属于（）。A、对最终产品的评价 B、对设计过程的评价 C、对设计方案的评价 D、自我评价

二、连线题(8分)

21、学习完设计的一般过程后，某同学设计了一个适合中学生使用的台灯，请将台灯的特点与它所体现的设计的一般原则用线连起来。

灯罩使用废旧的一次性纸杯

技术规范性原则 灯泡和开关采用标准件

美观原则

造型时尚、大方、漂亮

安全性、可靠性原则 选用绝缘性良好的导线连接

可持续发展原则

三、分析题(共32分)

22、（8分）现代客车普遍采用了高靠背座椅，座椅靠背贴近人体背部曲线，并且靠背角度可以调节，座椅上配有安全带，通道两边座椅扶手可提起以方便旅客进出。请从人机关系的角度评价分析，高靠背座椅如何实现高效、舒适、安全这些目标？

23、（12分、每空2分）如图所示是一款笔记本电脑的支架，某同学对该产品进行了评价：（1）、不需要低头操作，可以防止颈椎病；（2）、采用可回收材料，有利于环保；（3）、可以使眼睛与显示器保持安全距离，有利于保护视力；（4）、支架角度可调节，使用者可以选择舒适的操作角度；（5）、可折叠便于携带。请根据上述评价回答问题：

（1）以上评价从评价对象来看属于

评价，从评价者来 看属于

评价。（填写评价的分类）

（2）

法和

法是表述评价结果常用 的方法。

（3）为了检验笔记本电脑支架的质量，以下试验方案中合理的是

和

（把合理方案的序号填在横线上）。

A、支架角度，检查支架不同角度时的稳定性 B、在支架上适当施力检查支架承受力的能力 C、将支架拆开重新组装，检查安装程序是否简单

D、更换不同品牌的电脑试验，检查支架大小是否适用范围广。

通用检测 篇5

随着智能技术的发展, 人工智能将是21世纪农业工程发展的重点, 各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断应用, 推动和实现农业自动化, 向农机检测提出更高的要求。目前农机检测普遍使用单一设备进行检测和数据处理, 而集成通用接口的数据采集检测系统很少, 或基本没有。如检测增氧机性能, 增氧能力用溶解氧分析仪, 电机温升用万表, 功率、电流和电压用电能综合测试仪, 噪声用声级计, 质量用电子称, 如果采用通用接口技术, 则可以把检测增氧机的性能参数集中在一台检测设备系统中完成, 不但可以提高检测的效率, 而且可以提高检测的一致性和准确性。所以, 研制通用型农机检测接口的信号处理系统, 就可以连接不同的传感器, 从而达到同时、高效地完成农机的检测。因此, 利用微电子技术、信息技术、控制技术、计算机技术、传感器技术、接口技术等进行优化和技术性能的融合, 研制可以处理农机检测数据不同类型信号的数据信号处理器, 是现代检测技术发展的必然趋势, 也是提升农机检测水平的关键技术保证。

1 农机检测通用接口技术处理系统的基本构成

系统的基本构成为三个部分:信息采集部分、数据接收和控制部分、数据处理部分, 分别位于整个系统的感知层、传输层和应用层, 基本构成框图见图1。

信息采集系统中配置不同的连接口, 每个接口设计可更换接入方式, 以适应不同传感器或信号接收器方便接入, 电源采用蓄电池供电。

数据接收和控制系统采集不同传感器或信号接收器检测到的信号节点数据, 同时把模拟信号转换为数字信号, 并对检测的数据与标准数据进行比较, 形成修正因子;根据修正因子对数据进行修正, 然后形成最终检测结果, 最后通过无线传感器网络 (WSN) 和有线传输方式把数据传到数据处理系统。

数据处理系统主要负责把接收的数据形成报表, 并对单独数据进行计算处理, 形成最终检测结果, 然后通过打印机打印出来。

2 系统的组成

2.1 硬件

该系统的硬件主要是信号采集器 (信息采集部分或称传感器) 、信号传输器 (数据接收和控制部分) 、终端显示器 (数据处理部分) 三部分组成, 首先要对这些硬件进行信号通信传输的选配。

2.1.1 信号采集器 (传感器)

对于农业机械, 检测的技术参数主要是温度、湿度、水压力, 气体压力, 质量、流量、拉压力、太阳辐射、光强。为了满足更多的检测参数, 接入18个传感器接口, 因为不同技术参数传感器的信号 (采集的数据) 不同, 分别设置符合温度、湿度、水压力, 气体压力, 质量、流量、拉压力、太阳辐射、光强等接口, 为了方便数据处理和数据通信传输, 同时减少数据传输过程的衰减, 选择的传感器必须满足有rs232或rs485接口, 并提供modbus协议;对于传感器的量程, 可以按需要选配, 因为该系统可以适配不同量程的传感器。

2.1.2 信号传输器

采用无线和有线两种方式进行。有线比较简单, 直接用USB传输线就可以;无线传输选择无线传输模块。无线传输模块现有技术分别是采用433MHz频段无线数据终端DTD433, 或GPRS透明传输数据终端DTP_S09F。前者可以传输3 km以内范围, 后者只要中国移动网络已经覆盖, 就可以跨越不同地域甚至不同国家。考虑到农业机械在野外作业比较多, 无线通讯距离设置在1 km以上就可以满足要求, 同时考虑到数据传输过程的稳定性和准确度, 无线传输采用采用433 MHz频段无线数据终端DTD433, 为了提高接收灵敏度及减少误码率, 传输数据速率控制在2.5 kbps左右, 传输的码组格式为前导码+同步码+数据帧, 前导码长度12 ms, 以避开背景噪声, 减少数据第一位被干扰 (即零电平干扰) 而造成接收错误的数据, 同时采用CPU编译码在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰。

2.1.3 终端显示器

采用电脑显示和打印机输出, 电脑的技术要求满足CPU主频1.9 GHz, 内存容量2 G, 硬盘容量500 GB, 有带光驱。

2.2 软件

考虑到检测的通用性, 以及农机产品的不断开发升级, 检测技术也应作相应的升级和提高精度, 因此必须修改其控制系统的源程序, 所以必须选择一个可以方便修改的软件开发系统。组态软件, 或说是组态式监控软件, 功能非常强大, 具备实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、广泛支持I/O, 用户可以根据自己的控制对象和控制目的任意组态, 完成最终的自动化控制工程, 构建一套最适合自己的应用系统, 而且该系统可以升级和修改。如果用汇编、C等语言进行编制一套控制系统, 编制时间长, 价格非常昂贵, 而且稳定性比较差, 升级和增加功能都受到严重的限制, 倘若原来的编程人员因工作变动而离去时, 则必须同其他人员或新手进行源程序的修改, 因而会相当困难。

2.2.1 组态软件功能特点

组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件, 它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境, 能以灵活多样的组态方式 (而不是编程方式) 提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法, 它解决了控制系统通用性问题。其预设的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能, 并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品, 与高可靠的工控计算机和网络系统结合, 可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口, 进行系统集成。组态软件通常有以下几方面的功能:

1) 强大的界面显示组态功能。目前, 工控组态软件大都运行于Windows环境下, 充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点, 可视化的m风格界面、丰富的工具栏, 操作人员可以直接进人开发状态, 节省时间。

2) 良好的开放性。社会化的大生产, 使得系统构成的全部软硬件不可能出自一家公司的产品, “异构”是当今控制系统的主要特点之一。开放性是指组态软件能与多种通信协议互联, 支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。组态软件向下应能与低层的数据采集设备通信, 向上能与管理层通信, 实现上位机与下位机的双向通信。

3) 丰富的功能模块。提供丰富的控制功能库, 满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块, 完成实时监控、产生功能报表、显示历史曲线、实时曲线、提侠报警等功能, 使系统具有良好的人机界面, 易于操作, 系统既叫适用于单机集中式控制、DCS分布式控制, 也可以是带远程遇信能力的远程测控系统。

4) 强大的数据库。配有实时数据库, 可存储各种数据, 如模拟量、离散量、字符型等, 实现与外部设备的数据交换。

5) 可编程的命令语言。有可编程的命令语言, 使用户可根据自己的需要编写程序, 增强图形界面。

6) 周密的系统安全防范, 对不同的操作者, 赋予不同的操作权眼, 保证整个系统的安全可靠运行。

7) 仿真功能.捉供强大的仿真功能使系统并行设计, 从而缩短开发周期[1]。

2.2.2 软件控制流程图

该软件系统必须完成接收数据、处理数据、输出数据的软件功能, 同时考虑到通用性, 必须有一个人机对话窗口, 该窗口必须具备设置修改传感器量程、不同技术参数修正因子和指令接口改变接入形式, 大概流程如图2。

3 结束语

该系统采用先进技术, 实现检测数据的一致性和准确性。可提高检测手段水平, 降低人为干扰, 提高工作效率, 解决“检不准、检不快”的问题。可以打破传统笨重而不精准的农机检测方式, 检测人员可以通过在线监测, 便可以实时得到检验数据, 不仅可以减轻繁重的工作量, 还可以提高数据的精准性。最大优势体现在用于一些高危、高温作业的农机检测, 解决了一些项目“检不了”的问题, 而且还降低检测人员的工作危险。

摘要：本文论述了农机检测通用接口技术研究的必要性、可行性, 说明了该系统的基本构成, 以及该技术研究应用后的优点:实现检测数据的一致性和准确性, 提高检测手段水平, 降低人为干扰, 提高工作效率, 解决“检不准、检不快”的问题。

关键词：信息采集,数据处理,数据控制,接口,通用

参考文献

通用检测 篇6

关键词：旋桨流速仪,干式,检测,抽样检定

0 引言

我国是流速仪大国,仪器数量多,大批量生产检定,静水时间不充分,水体波动大,不符合流速仪静水槽检原理和仪表静态标定原则,是—种随机检定,可能存在变化规律复杂的系统误差,主要影响测量成果的准确度[1]。

为克服上述问题,ISO 2537《旋杯式和旋桨式流速仪》建议,采用抽样检定。20世纪50—60年代,英、美、德等国执行此建议。

我国GB/T 11826-2002《转子式流速仪》规定:“在制造工艺稳定,工装完善,加工质量可靠,企业具有质保体系,并有充分的试验依据下,方可进行抽样检定”[2]。但由于缺少具体措施,未能执行。

目前我国流速仪及其检定设备都具有很好的精度,最佳可达0.10级。流速仪零部件一致性好,为抽样检定提供良好的基础,只要抽检方法正确,措施配套,便可确保检定成果总体精度。

1977年,我国专业机构即对旋桨流速仪运动机理进行研究和实验,建立旋桨螺旋角A、旋转支承摩阻力矩M与中高和低速公式关系,拥有2项发明专利,3项实用新型专利技术,为抽样检定理论分析和检测手段提供支持。

参考国际标准ISO对管道流量计命名,用计量仪表分别对各要素进行几何检测和实验室水流工况检定,称为干、湿检定法。

下面以2009年8月在河北省流速仪检定槽进行的LJ20-1A型旋桨流速仪干式检测法验证检定为例,对LJ20-1A型旋桨流速仪抽样检定做可行性验证总结。

1 流速仪大批量生产检定存在的问题

大批量生产检定时主要存在以下问题:

1)赋值偏差。不同槽,同—槽检定时间不同,检定成果都有—定差别。

2)系统误差。水体波动大,规律性强,可能形成系统误差,均方差不能反映,也不能表示检定精度。

3)判别误差。用产品技术指标限,据数理统计理论,有3类误检,a)限内合格品被误检出限,据统计,1957—1968年南京水电仪表厂小槽(2 m×85 m)为10%~20%;1969—1981年重庆水文仪器厂大槽(5 m×200 m)为5%~10%,这类误检可及时发现,重检纠正;b)限内合格品误检,最大误差达8.3%;c)不合格品误检入限,误差难以确定。后2类误检数量均无从统计,新疆仪检站检修检定时曾发现。

2 通用型旋桨流速仪检定公式

GB/T 21699-2008《直线明槽中的转子式流速仪检定方法》6.4.1,6.4.2条[3],检定成果方式及误差为:

1)中高速检定公式。

式中:ν为水流速度:a(C)为常数;b(K1)为旋桨水力螺距;n为旋桨转速,括号为“干式法检测”,以区别。用实测点与其拟合直线之间偏差为流速仪的检定准确度,以全线相对均方差σ表示,σ≤±1.5%。

2)低速部分。各测点的相对误差均不超过5%。表达形式可选用其中1种,a)检定曲线,是目前唯一的形式;b)数学公式,低速曲线可处理成直线,或某种数学方程式。

3 干式检测法经验公式

理论分析和实验表明[4],式(1)中主参数b(K1)和常数a(C)决定于旋桨螺旋角A、仪器内摩阻M,以及旋桨旋转运动中水阻力,并建立经验公式。

3.1 中高速直线公式

3.1.1  主参数b(K1)

式中:A为旋桨特征半径(2/3)R处旋桨螺旋角。检定成果拟合误差:E≤1.0%。

3.1.2  常数a(C)

按JJ/T1126-2002《转子式流速仪》规定[5],采用统计均值作为标准值,精度优于大批生产中静水条件差的成果。

3.2 标准修订值低速直线公式[4]

式中:ν1为低速区速度。全线拟合误差、各测点相对误差均不超过3%

基于本干式检测法目前尚未得到标准计量设备精度传递,只能充当该仪器在生产、检定中工艺上的辅助检测工具。

4 抽样检定方法

据数理统计理论[6],总体与个体精度和抽样方法有关,抽样方法可分为随机和非随机抽样。

4.1 随机抽样

美、英、德等国均采用“简单随机抽样方法”,确信仪器零件(个体)精度,随机抽取的样机可代表总体。

1)美国[7]。a)抽样检定标准差,主要是检定中随机误差,它远大于流速仪制造精度;b)抽样检定与逐架检定成果—样,误差是随机和系统误差,在测流总误差中,只有很小部分;c)在不牺牲流速仪测量精度前提下,逐架检定没有必要,取消逐架检定可节省经费,只要严格控制质量,便可执行抽样检定。

PRICE微型流速仪抽样与逐架检定实验[8],平均偏差分别为1.89%,1.43%,认为2者仅差百分之零点几。1989年,据《中美地质水文科学技术合作项目》,重庆水文仪器厂对5架PRICE流速仪进行比测检定,总平均偏差为3.80%,最大为7.95%。对另外2件塑料旋杯部件装机检测,之间b值偏差达4.82%。说明其旋杯部件,即个件几何精度差,简单随机抽样的样本代表性差,故总体误差大。

2)英国旋杯流速仪国家检定标准[9]。流速ν分别为0.10,0.15,0.25,0.50 m/s时,单架检定误差分别为5.0%,2.5%,2.0%,1.0%,抽样检定误差为其1倍。

3)德国。AK201型精密旋桨流速仪的旋桨为铝合金,经铣床精加工,人工精修,电镀化学抛光,不变形,个体精度高,随机抽样,代表性好,总体精度高。经对其进口的仪器检定表明,检定公式正确。

4.2 非随机抽样

我国LS25-1型旋桨流速仪的旋桨,其材料、制造工艺(20多道)与德国AK201型相同,最后1道光饰工艺采用落后的高速布轮抛光,高温、高压导致旋桨叶片变形大,且不规则,K值变幅达±4%。不具抽检条件。20系列旋桨流速仪旋桨采用PC工程塑料,具有热稳定(±100℃)、高抗冲击等优异性能[4],并用数控机床加工,旋桨螺旋角变化±0.15°,b值变幅仅±0.54%,远小于均方差±1.5%,完全具备抽检条件。

为确保总体检定成果精度,采用“非随机配额抽样方法”,并辅于“干式法”检测工艺。

5 中高速直线公式K1值抽检工艺[4]

1)精确检测。旋桨螺旋角变幅:A=±0.15°,分度:0.01°,旋转支承摩阻力矩M检测:M=0.4~0.5 g·cm;

2)检测条件。实验室的条件、设备符合国标,检测精度好,效率高,易重复,确保精度。

3)精细分组。A值按0.01°分组,剔除特大值;M值之间偏差仅0.1 g·cm,可视为常数。

4)配额抽样。按0.01°各组权重比例抽样。

5)精密检定。抽样仪器数量少,时间充分,静水好,严格按规范检定。

6)现场分析。凡中高、低速槽检成果大于“干式法”计算0.5%,2.0%者,需要重测、重检。

7)标准公式。用均值作为标准公式,生产、使用精度高,方便,可避免个别仪器偏差大或超标。

8)总体精度。个体精度高,抽样方法科学,代表性强,静水好,样机精密检定,故总体精度高。

6 流速仪水槽检定

为摸清总体检定成果,本次检定为全检。限于时间,仍按常规大批生产日检4班制。在1 d连续不停地检定中,测杆、仪器频频地扰动水体,产生槽壁效应,多次叠加,静水时间不充分,检定成果受到—定影响。当水体影响规律性强时,则检定成果形成系统误差,目前尚无相应技术标准和判别方法。本文暂用“干式法”相关的理论和公式分析。

6.1 旋桨流速仪旋桨运行机理

仪器存在内外摩阻,在低速区,当速度增大至起转速ν0时,其动力矩P0克服仪器内摩阻M0,旋桨正常运转,但受内外摩阻力制约,旋桨滑转,形成低速曲线,直至临界速度νK,与中高速直线相切。20系列仪器内外摩阻小而稳定,低速曲线平缓,近似直线,斜率为K2,斜率角为β;中高速直线上限15 m/s,斜率为b(K1),斜率角为α。20系列仪器旋桨运行规律用差角γ=α-β表示。γ值为常数,可作为判别数。据三角函数关系,可求得修正值△K,△C,将中高速直线公式(1)修订成低速直线公式(3)。

6.2 低速检定

河北检定槽宽3.5 m,低速(0.04~0.40 m/s)检定,按3架仪器1组,并排安装检定。低速曲线共6个测点。

6.2.1  起转速ν0检定

1)干式检测。用旋桨流速仪起转速ν0检测设备检测。原理:当水流速度ν0产生的动力矩P0克服仪器内摩阻M0时,旋桨正常运转,仪器在静水条件下精确实验,建立ν0~M0关系。测得M0便可确定ν0。具有以下特点:a)在实验室条件下检测,可避免水体波动、检定车振动等影响;b)精度高;c)测量快速、简便,省时、省力,容易重复;d)可分析仪器装配质量,轴承装配游隙、信号接点阻力、仪表油洁净度等。

检测结果如下:M=0.4~0.5 g·cm;ν0=0.025~0.035 m/s,全部达标,误差小。

2)水槽检定。检定成果不稳定,误差较大,具体如图1所示。ν0检定误差总平均E=4.18%;最小误差Emin=0.03%,最大误差Emax=31.31%,大于5%(超标)的占10.8%。

6.2.2  低速曲线检定

1)干式检测。式(3)拟合成果与检定设备精度、槽体大小、水体波动等因素有关,河北槽最好拟合误差为0.02%。

2)水槽检定。低速检测数据用计算机精确计算、定点,因测点少,如有1~2个偏差大,曲线即变形,只能凭经验手工绘制低速曲线。误差不计算,不提供。

3)槽检成果。经式(3)拟合低速曲线的误差,总平均为2.70%,Emin=0.40%,>5%的共11架,占总数的10.8%,Emax=8.12%。流速仪起转速ν0拟和误差散点图如图1所示,低速直线公式全线平均拟和误差散点图如图2所示。

6.2.3  低速检定成果分析

通过大量检定成果拟合、验证,20系列仪器判别数平均为γ0=0.52°。评估低速检定成果如下:

1)斜率角α。槽检b值成果好,α=arc tan b,成果全部达标,总平均α=11.04°±0.16°。

2)斜率角β。总平均β=10.56°±2.45°,偏差为-188.6%~211.4%,误差大。

3)差角γ。总平均γ=0.47°,与标准偏差为-9.6%。变幅为-0.87°~1.75°,误差为-283.5%~470.2%。

4)反曲线。即β>α,共16架,频率为15.78%,不符合旋桨运动规律(专业厂须重检)。

6.2.4  水体波动对低速检定成果的影响

检定时受水体波动影响,会产生较大误差,特别是对水体波动极敏感的低速检定。低速检定成果误差特征值统计如表1所示。

曲线误差分析如下:

1)№09186仪器,在第1班较好静水下检定,低速曲线全线拟合误差平均为0.55%。曲线平缓,拟合误差与直线公式相同,均为0.35%。

2)№09245仪器,末班检定,水体波动大,低速曲线存在系统误差,如按测点绘制曲线,全线拟合误差平均为0.47%,成果“优”;而按旋桨正确运行规律的式(3)拟合,系统误差为8.01%。

图2 LJ20-1A型旋桨流速仪低速直线公式全线平均拟合误差散点图

检定成果曲线图无误差计算成果,表面看曲线光滑,似乎精度高,但可能存在如№09245仪器系统误差。

6.2.5  低速检定成果误差分析

LJ20-1A型旋桨流速仪在有、无静水条件下,低速检定成果比较如表2所示。

6.3 中高速水槽检定

中高速检定速度范围:0.5~3.2 m/s,仪器逐架检定,按速度连续递增,往返行车。

6.3.1  检定成果统计

干式检测、计算和水槽检定成果统计如表3所示。旋桨水力螺距K1(b)值完全相同,表明干式检测、计算的式(2)正确,K1与b值,基本上可一一对应。由于检定中水体波动的影响,导致个别仪器b值偏差稍大。总的来看,干式检测、计算和水槽检定的成果均符合检定规范要求。

6.3.2  检定成果误差分析

当水体波动规律性强,检定成果可能存在系统误差,且均方差为“优”,难以辨别。可用K1与b值比较,并用旋桨螺旋角A、阻力系数B计算,分析,重检,仲裁。

图3为槽检b值相对于K1值偏差散点图,有4架仪器偏差较大。按式(2)计算、分析,经重检、仲裁,平均误差从1.26%降至0.32%(表4)。

图4为b,K1值相对于标准值b0=0.195 0 m偏差散点图。分析A=41.02°组4架仪器偏差:有3架为0.15%~0.72%(平均0.38%),其中№09162仪器偏差大(1.51%),经重检、仲裁为-0.03%(表4)。

旋桨在静水条件下运转的阻力系数B可分析旋桨运行受水体波动的影响。旋桨每转1周,运行距离为几何螺距H。流速仪检定中,旋桨运转受到内、外摩阻力制约,故旋桨旋转1周,水力螺距K1应大于几何螺距H,关系式为

检定中,水体波动大,产生速度增量±△ν,使旋桨运转偏快或偏慢,即B值偏小或偏大,不符合旋桨运行规律。其中№09280和№09287仪器B<1,偏差为1.10%,1.18%,可能误检。限于时间,未重检。

6.3.3  旋桨水力螺距 b值偏差统计

图5为b值偏差频度直方图,基本为正态分布,瘦而高,最大峰值为19.8%,大于5%经重检、纠正,如表4所示。

6.3.4  比测检定成果偏差仲裁

目前国家流速仪标准检定系统尚未建立,对有争议的成果通常采用重新检定方法仲裁。

对上述b值偏差大的4架仪器重新槽检,同时,旋桨螺旋角A重新测量。以第1次干式检测、计算K1值为标准,重检(测)成果如表4所示。

仲裁结果如下:

1)对河北槽检定偏差大的4架仪器先在N2槽检定,偏差平均为Eb 3=5.08%,最大达5.73%;

2)4架仪器送回河北槽重检,偏差平均从第1次Eb 1=1.26%,降至Eb 2=0.32%;

3)用旋桨螺旋角检测设备检测旋桨螺旋角A,重新计算K2,偏差平均为EK 2=0.33%。

7 中高速直线公式常数C[4]

常数C物理意义为速度头,用于克服仪器内摩阻,其量值决定于旋桨正投影面积等结构和仪器内摩阻力。对于定型的20系列旋桨流速仪,制造精度高,摩阻力矩小而稳定。而仪器灵敏度高,检定中受水体波动影响大,故应按JJG(水利)001-2009《转子式流速仪》,采用统计均值:C=0.009 m/s。从数学统计理论和批量检定(或重复检定3架次)的均值都接近标准值,精度优于逐架检定。图6所示,逐架检定C值与标准值偏差达20%~80%,占总数16.3%,显然是误检。

8 结语

1)通用型旋桨流速仪干式检测法基于旋桨运行理论分析和精确的检测设备,可对仪器结构性能和检定成果作科学的检测和分析,确保仪器运行精度和赋值正确,为槽检提供参考。

2)干式检测法采用非随机配额抽样方法是正确的,有助于解决上述大批生产检定中精度等问题。

3)通用型旋桨流速仪性能稳定,零件制造精度高,是确保抽样检定总体精度必要的基础。

4)大批生产检定水体波动大,违反静水槽检原理和仪表静态标定原则,难以确保检定成果精度。

5)抽样检定可解决我国大批量生产检定存在的问题,确保检定精度。

6)数学统计理论和本检定证明,抽样检定的总体精度优于逐架检定,可避免误检,并非必须逐架仪器下水检定,才能确保精度。

7)低速曲线图生产费工、费时,误差较大,计算麻烦,使用不便,特别是野外风雨天气,亟须改革。

8)系统误差制约流速仪检定精度,应制定技术指标,采取措施以避免,并有判别方法。

34 a来,“干式检测法”对全国水文系统13座流速仪检定槽,共2 366架大批量生产和检修检定的仪器进行检测、计算和分析,初步得到可行性验证。

参考文献

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[3]水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心.GB/T21699-2008直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法[S].北京:中国标准出版社,2009:5-6.

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[8]Vernc R.Schncider、Goorge F.Smool.普菜斯微型流速仪标准检定进展[J].Jour Research U.Seol Survey,1976(3):293-297.

通用检测 篇7

关键词：活塞环挠曲度,检测,检测仪

0前言

对于内燃机活塞环产品几何特性项目检测, 凡是涉及挠曲度项目几何量的检测, 均将根据GB/T 1149.5标准要求, 见图1。目前在多数企业中所使用的普通专用活塞环挠曲度检具, 其两测量基准面距离H与相应被测环高h相匹配, 并且这类挠曲度检具的名义直径ФФD必须与活塞环产品名义直径径ФФdd相适应, 只有满足这个条件才能实施挠曲度检测。然而, 对于活塞环产品品种多, 环高h尺寸和名义直径ФФd规格很多的场合, 那些常用的活塞环挠曲度检具, 因缺乏相应的柔性, 企业在面对多品种生产的状况时就不得不准备数量众多的检具。众所周知, 专用检具的设计周期长, 制作费用高, 又带来了投资大, 需要存放场地多等一系列问题。为解决这些问题, 更利于质量控制, 特发明和设计该通用性很强的活塞环挠曲度检测仪。

1 活塞环挠曲度通用检测仪简介

该种挠曲度通用检测仪主要用于测量内燃机活塞环挠曲度项目 (GB/T 1149.5标准要求的检测项目目 ) ) , , 见图1。检测仪通过设计一个可以移动的移动滑块, 使移动滑块可以沿着底座的V型导轨移动, 移动距离H大小通过百分表读出。通过布置在中部的压紧弹簧来消除调整螺杆的螺纹侧隙, 在活塞环挠曲度测量时, 通过旋转调整螺杆, 可以调整固定块和移动滑块基准面之间的距离值H, 使H适用于不同环高h的被测活塞环。通过设计一个带有角度的斜块, 在测量挠曲度时, 使进入固定块和移动滑块基准面之间的活塞环产品能顺利地滚出检测仪侧面。通过设计尺寸足够大的固定块和移动滑块基准面, 使此种活塞环挠曲度通用检测仪适用于名义直径ФФd更大的活塞环产品。

2 活塞环挠曲度通用检测仪结构

根据GB/T 1149.5标准要求的内燃机活塞环产品挠曲度项目的检测要求, 见图1, 首先要解决检测仪两基准面之间的距离H的可调整性;其次要消除调整螺杆在调整过程中的螺纹侧隙;第三要解决活塞环落入两基准面之间的空间后能方便取出;第四要确保调整H时两基准面的平行度误差≤0.01 mm;第五要确保调节调整螺杆时操作者的手有足够的活动空间;第六要配置防撞保护和吊移所需的附件。

活塞环挠曲度通用检测仪的结构示意可参见图2。

图3是上述通用性检测仪的设计简图, 比较详细地展现了几个方向的视图, 由此可对该专用检具的功能和特点有进一步的了解。

3 活塞环挠曲度通用检测仪特征

通过设计一个可以移动的移动滑块, 使移动滑块可以沿着底座的V型导轨移动, 移动距离H大小通过百分表读出。通过布置在中部的压紧弹簧来消除调整螺杆的螺纹侧隙。在活塞环挠曲度测量时, 通过旋转调整螺杆, 可以调整固定块和移动滑块基准面之间的距离值H, 使H适用于不同环高h的被测活塞环 (必要时移动滑块可以采用移动滑块锁紧螺钉锁紧在底座上) 。通过设计一个带有角度的斜块并用螺栓紧固在固定块上, 在测量挠曲度时, 使进入固定块和移动滑块基准面之间的活塞环产品能顺利地滚出检测仪侧面, 通过设计尺寸足够大的固定块和移动滑块基准面, 使此种活塞环挠曲度通用检测仪适用于名义直径Фd更大的活塞环产品。

4 活塞环挠曲度通用检测仪使用说明

a. 确定固定块和移动滑块基准面间距离H。

·对于矩形截面环, 按GB/T 1149.5标准确定。

H = (图样所标环高的最大极限尺寸 + 图样所规定的挠曲度值) ±0.002 (活塞环直径≤100) 。

H = (图样所标环高的最大极限尺寸 + 图样所规定的挠曲度值) ±0.005 (101≤活塞环直径≤350) 。

·对于非矩形截面环:先用量具测量出活塞环的实物实测厚度h 1 , 然后加上挠曲度要求h2 (即H = h 1 + h 2) , H即为挠曲度检测仪两基准面间距离, 见图4。

b. 将活塞环挠曲度通用检测仪置于测量平台上, 松开检测仪的移动滑块锁紧螺钉, 将固定块和移动滑块两基准面用干净的棉布擦拭干净。

c. 调整固定块和移动滑块基准面间距离H:用调整螺杆将移动滑块拧到极限位置 (此时移动滑块仅受弹簧力, 调整螺杆处于自由状态不受力, 两基准面紧密贴接合) , 将百分表置零位。再将移动滑块用调整螺杆往外拧出, 从百分表上读出两基准面之间的距离X, 当X = H时用移动滑块锁紧螺钉锁紧移动滑块后即可用于测量。

d. 将清洁干燥的活塞环在自身质量的作用下, 从挠曲度检测仪两基准面间自由下落。操作时, 活塞环的开口处于水平位置, 并且环的高度为离开检测仪约15 mm处开始下落, 以活塞环能完全落入到两基准面间作为合格评定的依据。

1. 手柄;2. 吊环螺栓 M10;3. 固定块;4. 移动滑块;5. 锁块;6. 底座;7. 对表块;8. 内六角圆柱头螺钉 M8×40;9. 内六角圆柱头螺钉 M4×12;10. 百分表衬套;11. 百分表座;12. 垫块;13. 内六角圆柱头螺钉 M4×12;14. 压紧弹簧;15. 调整螺杆;16. 螺套;17. 滚动轴承 6000-2RS;18. 孔用弹性挡圈 GB893.1-26;19. 螺母 M10;20. 百分表锁紧螺钉;21. 内六角圆柱头螺钉 M6×20;22. 内六角圆柱头螺钉 M10×30;23. 移动滑块锁紧螺钉;24. 圆柱销 A6×30;25. 圆柱销 A8×40;26. 内六角圆柱头螺钉 M10×40;27. 内六角圆柱头螺钉 M8×25; 28. 斜块;29. 垫圈

e. 测量结束后要将两基准面接合, 此时百分表应回零位, 若不回零位, 要重新置零后重新调整H后再次测量 (特别提醒的是:调整螺杆往外拧出时, 旋向不能改变, 否则要将基准面重新贴合后再重新调整H值) 。

5 结论

本实用新型活塞环挠曲度检测仪与现有技术相比, 具有通用性强, 柔性好的优点, 体现在:

a. 通过模块化的设计, 利用移动滑块, 可以调整固定块和移动滑块基准面之间的距离值H, 使H适用于不同环高h的被测活塞环, 达到通用的目的, 更适应了多方案设计阶段的活塞环产品。

通用检测 篇8

能源危机与环境问题的日益严重促使新能源发电系统容量不断升高,其对电力系统的影响逐渐受到研究者的关注。目前,电网要求新能源发电设备具备低电压穿越能力[1,2,3],即电网发生电压跌落后,新能源发电设备应在一段时间内保持与电网的连接,并根据跌落深度提供无功支撑。新能源发电系统在电网正常时进行最大功率点跟踪(MPPT)控制,而在电网异常时优先向电网提供无功支撑,二者控制策略不同。快速电压跌落深度检测有利于控制系统在2种控制策略间切换,因而电压跌落深度检测是设备按要求实现低电压穿越功能的技术基础。此外,电压峰值检测也是动态电压恢复器应用中的关键技术[4,5]。

电压峰值检测的方法有很多种,其中多数方法不具备快速性,难以满足应用要求,如有效值计算方法[6]、峰值电压法[7]、基于快速傅里叶变换(FFT)的基波分量法[8]。文献[4]列举了电网在不同暂态过程中的电气特征,分析了其波形的微分与积分特性,并提出根据电压波形的瞬时值、微分值及积分值综合判断电压的扰动类型。该方法能迅速区分文献[4]中列举的暂态扰动,但不易于求取电压峰值的具体数值。基于瞬时无功功率理论的dq0变换方法能快速检测对称三相电压的峰值[9],但不适用于不对称电网及单相系统。同时,国家电网公司企业标准Q/GDW 617—2011要求按照最低相电压或线电压峰值计算电压跌落深度。德国E.on标准则要求按照最高线电压峰值计算电压跌落深度。因此,电压跌落深度检测算法应能够单独检测出每个相电压及线电压的跌落深度。为扩展基于瞬时无功功率理论的dq0 变换方法,使其适用于单相系统下的应用,文献[10]提出将单相瞬时电压延时90°构建虚拟αβ系统,再转换到dq旋转坐标系中利用dq0变换方法来求取电压峰值。由于数据通过延时90°获得,实时性不够好。类似地,文献[8]介绍了一种通过延时60°来构建虚拟的三相系统的检测方法,在一定程度上减少了检测时间。为进一步减小检测时间,文献[5,11,12]提出通过电压检测值求导来获得超前90°的电压信息,该方法可理解为通过延时1个采样周期构建虚拟αβ系统。延时拍数的减小能改善检测算法的快速性,但同时会影响检测算法在畸变电压下的检测精度,上述文献未比较分析延时拍数的减小对检测精度的影响。此外,上述文献均未定量分析电网频率偏移对检测精度的影响。

本文给出了一种统一的基于延时的峰值检测算法,通过改变延时拍数n,可与上述3种检测方法获得类似的性能;比较了延时拍数的变化对检测算法快速性与精确性的影响。通过优化选择延时拍数,在检测算法的快速性与精确性之间权衡折中,可以使检测算法适用于不同的应用场合。仿真与实验结果验证了文中推导的结论。

1 含分布式电源的配电网模型

1.1 检测算法

检测算法的示意图如图1所示。

对任意已知角频率的正弦波,任意时刻其采样值可表示为:

X1=v(t0)=Vmcos(ωt0+θ) (1)

除角频率ω以外,式(1)中电压峰值Vm及相位θ均为未知量。在此之前Δt时刻的采样值为:

X2=v(t0-Δt)=Vmcos(ωt0-ωΔt+θ) (2)

在sin ωΔt≠0的条件下,将式(1)代入到式(2)中,有

$V{}_{\text{m}}\sin (\omega t{}_0+\theta )=\frac{X{}_2-X{}_1\cos \omega \text{Δ}t}{\sin \omega \text{Δ}t}(3)$

因此,

$V{}_{\text{m}}=\sqrt{X{}_1^2+\left(\frac{X{}_2-X{}_1\cos \omega \text{Δ}t}{\sin \omega \text{Δ}t}\right){}^2}(4)$

在数字控制系统中,Δt可从定时器模块直接获得,将Δt选取为采样周期的整数倍,则X1和X2即为不同时刻的2次采样值。

假设采样频率为fs,采样周期Ts=1/fs,X1和X2的采样时间差为n倍采样周期,则式(4)在数字控制系统中可表示为:

$V{}_{\text{m}}=\sqrt{X{}_1^2+\left(\frac{X{}_2-X{}_1\cos \omega n{\rm T}{}_{\text{s}}}{\sin \omega n{\rm T}{}_{\text{s}}}\right){}^2}(5)$

假设载波比为M(M=fs/50),在保证sin ωnTs≠0的前提下,延时拍数n可从1～M中任意取值,其取值大小决定了峰值检测所需的最短时间。当电网频率为50 Hz时,ωnTs可直接转换为角度值,即

$\omega n{\rm T}{}_{\text{s}}=\frac{\omega n}{50{\rm M}}=\frac{2\text{π}n}{{\rm M}}(6)$

则式(5)可表示为:

$V{}_{\text{m}}=\sqrt{X{}_1^2+\left(\frac{X{}_2-X{}_1\cos \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}{\sin \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}\right){}^2}(7)$

1)若延时拍数n=1,检测算法仅需1个采样周期即可正确检测出电压峰值,当采样频率为18 kHz时,所需时间为55.5 μs,与求导检测算法所需时间相同。

2)若n=M/6,即2次采样间的相角差为60°,50 Hz的工频电压检测能在3.33 ms 内完成,所需时间与延时60°构建虚拟三相系统的检测算法所需时间相同。

3)若n=M/4,即2次采样间的相角差为90°,50 Hz的工频电压检测能在5 ms 内完成,所需时间与构建αβ静止坐标系再转换到dq坐标系的检测算法所需时间相同。

4)n取其他值时,可在相应时间内检测出电压峰值。

求取电压峰值后,依照式(8)计算电压跌落深度η为:

$\eta =\frac{V{}_{\text{n}\text{o}\text{r}\text{m}}-V{}_{\text{p}\text{e}\text{a}\text{k}}}{V{}_{\text{n}\text{o}\text{r}\text{m}}}(8)$

式中:Vnorm为额定电压峰值;Vpeak为当前电压峰值。

1.2 检测算法的快速性与精确性分析

延时拍数n越大,2次采样间的相角差越大,所需的检测时间越长。在标准正弦波形下,任意延时拍数下检测算法均能精确检测出电压峰值,但在频率偏移及畸变条件下检测结果存在误差,以下分别分析频率偏移及谐波条件下检测算法在不同延时拍数n下的检测精度。

1.2.1 频率偏移条件下检测算法的检测精度

电网频率可能在49.5～50.5 Hz之间波动,故障状态下频率偏移量可能更大,当电网频率改变时,若保持采样频率不变,则2次采样间的角度差并不满足式(6),假设电网角频率为ω′,则延时拍数为n时,2次采样角度差为:

${\omega }^{\prime }n{\rm T}{}_{\text{s}}=\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }(9)$

此时真实的电压峰值应为:

$V{}_{\text{m}}=\sqrt{X{}_1^2+\left(\frac{X{}_2-X{}_1\cos \left(\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\right)}{\sin \left(\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\right)}\right){}^2}(10)$

在新的电网频率下,2次的采样值分别满足:

$\{\begin{array}{l}X{}_1=V{}_{\text{m}}\cos \theta \\ X{}_2=V{}_{\text{m}}\cos \left(\theta -\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\right)\end{array}(11)$

由于检测算法误以为电网频率恒定,仍然按照式(7)计算电压峰值,将式(11)代入式(7)中得到频率偏移下的检测结果为:

$\begin{array}{l}V{}_{\text{c}\text{a}\text{l}}=\\ V{}_{\text{m}}\sqrt{\cos {}^2\theta +\left(\frac{\cos \left(\theta -\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\right)-\cos \theta \cos \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}{\sin \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}\right){}^2}(12)\end{array}$

将检测误差定义为:

$\begin{array}{l}\Delta =\{[\cos {}^2\theta +\\ \left(\frac{\cos \left(\theta -\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\right)-\cos \theta \cos \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}{\sin \frac{2n\text{π}}{{\rm M}}}\right){}^2*〗{}^{\frac{1}{2}}-1\}\times 100\%(13)\end{array}$

根据式(13)计算得到的检测误差随当前相位θ的变化而变化,为有效评估某一延时拍数及频率下的检测精度,需考察θ在(0,2π)间变化时的最大检测误差。假设采样频率为18 kHz(载波比M为360),在MATLAB中仿真分析延时拍数在0～135之间变化且电网频率在49～51 Hz之间变化时的最大检测误差,仿真结果如图2所示。图中,λ为延时时间与开关周期的比值。

从仿真结果可以看出:电网频率偏移量越大,检测误差越大。当延时拍数n小于M/4时,延时拍数越大,检测误差越小,但检测误差变化不明显;当延时拍数大于M/4时,检测误差随延时拍数的增加而显著增加。考虑到增加延时拍数的同时会降低检测算法的快速性,工程应用中延时拍数不宜大于M/4。

若对检测精度要求很高,可以考虑增加频率自适应算法消除频率偏移对检测精度的影响。比较式(10)和式(7)可知,电网频率发生偏移时,若将新的电网角频率ω′引入计算公式中,依式(10)可计算出准确的电压幅值信息,使检测算法不受电网频率偏移的影响。为了实现过/欠频保护,频率检测在并网逆变器中必不可少,只需将频率检测得到的频率信息经滤波后引入式(10)即可。

1.2.2 谐波条件下检测算法的检测精度

实际电网中存在丰富的谐波成分,谐波的存在也会导致检测结果不准确。类似于频率偏移下的分析,电压中存在谐波时,2次的采样值分别为:

$\{\begin{array}{l}X{}_1=V{}_{\text{m}}\cos \theta +{\displaystyle \sum _{n=2}^{\infty }V}{}_{n\text{m}}\cos (h{}_n\theta +\psi {}_n)\\ X{}_2=V{}_{\text{m}}\cos \left(\theta -\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\right)+\\ {\displaystyle \sum _{n=2}^{\infty }V}{}_{n\text{m}}\cos \left(h{}_n\theta -\frac{2h{}_n\text{π}}{{\rm M}}+\psi {}_n\right)\end{array}(14)$

式中:hn为谐波次数;Vnm为各次谐波的峰值;ψn为各次谐波的初相角。

将式(14)代入式(7)中,可类似地推导出电网含谐波条件下的检测误差。显然,畸变电网下的检测误差与谐波含量、谐波初相角、延时拍数n及当前相位均有关。

以3次谐波为例,首先考察3次谐波含量为3%的条件下,谐波初相角与延时拍数n的变化对最大检测误差的影响,仿真结果如图3所示。

检测误差随谐波初相角变化而周期变化,但差别并不明显,例如延时拍数为1时,检测误差在7.9%～9.0%之间变化。另一方面,当延时拍数小于M/4时,延时拍数越大,检测误差越小,当延时拍数大于M/4时则相反。

由于电网中谐波的初相角未知,考察算法性能时,需考察最恶劣情况:利用MATLAB分析3次谐波初相角为0,谐波含量在0～3%之间变化,延时拍数在1～179之间变化时的最大检测误差,仿真结果如图4所示。

从仿真结果可以看出:谐波含量越大,检测误差越大;当延时拍数n小于M/4时,延时拍数越大,检测算法的检测误差越小,而延时拍数大于M/4时,检测误差反而随延时拍数的增加而不断增加。此外,当3次谐波含量为3%,延时拍数在1～M/4间变化时,检测误差在3%～9%之间变化。

类似地可以分析其他各次谐波含量及初相角对检测精度的影响,大量仿真结果表明,延时拍数为M/4时,检测结果精度最高。

实际系统中可能并不需要严格准确的检测结果,例如在低电压穿越实现过程中,可以以电压每跌落10%调整系统的输出指令,因而检测误差小于10%时可认为精度满足要求。在对检测精度要求较高的应用场合,若选择延时拍数为M/4仍不能满足精度要求,可以通过增加滤波器来减小谐波对检测精度的影响,例如截止频率为100 Hz的二阶Butterworth滤波器,但滤波器的引入会进一步降低检测算法的检测速度。

1.3 延时拍数n的选取

延时拍数n的优化选择需要综合考虑检测的快速性和精确性。延时拍数对检测速度和精度的影响如下。

1)延时拍数越大,则用于计算电压峰值的2次检测间的时间间隔越长,即从电网发生电压跌落到系统检测出电压跌落所需的时间越长。因而,延时拍数越大,检测时间越长,检测的快速性越差。

2)检测误差与延时拍数有关,大量仿真结果表明,延时拍数为M/4时,检测误差最小;延时拍数为1时,检测误差最大。

3)延时拍数n的取值大于M/4时,检测速度与精度相比于n取M/4时均不存在优势,因而n不宜取大于M/4的值,而应在1～M/4中,根据电网强弱进行合理选择。

1.4 检测算法的运算时间分析

式(7)为检测算法的核心计算公式,由于对某一确定的系统,延时拍数n及载波比M均为常数,故cos(2nπ/M)和sin(2nπ/M)也均为常数。因而式(7)中包含3次乘法运算、1次加法运算、1次除法运算和1次开方运算。将1/sin(2nπ/M)的值存为一个常数,可使占用计算资源较多的除法运算转化成资源占用更少的乘法运算,减少运算时间。

若增加频率自适应算法,则峰值检测计算公式为式(10),为了避免由数字信号处理器(DSP)完成正弦值的求取,可将1/sin(2nπω′/(Mω))及cos(2nπω′/(Mω))在不同电网频率下的值设计为一个数据表,DSP通过查表获得所需数值,避免增加正弦量的求取运算,数据表计算公式为:

$\{\begin{array}{l}Y{}_1=\frac{1}{\sin \left(\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\right)}=\frac{1}{\sin \left(\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{f{}_{\text{r}\text{e}\text{a}\text{l}}}{f{}_{\text{n}\text{o}\text{r}\text{m}}}\right)}\\ Y{}_2=\cos \left(\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{{\omega }^{\prime }}{\omega }\right)=\cos \left(\frac{2n\text{π}}{{\rm M}}\frac{f{}_{\text{r}\text{e}\text{a}\text{l}}}{f{}_{\text{n}\text{o}\text{r}\text{m}}}\right)\end{array}(15)$

式中:Y1和Y2为依据式(10)计算电压峰值所需要的2个中间变量;freal为实际电网频率;fnorm为50 Hz。

制作数据表时freal的变化区间应大于电网可能的变化区间,如选择48～52 Hz。

综上所述,检测算法的计算时间即为4次乘法运算、1次加法运算和1次开方运算所需时间。

此外,文中所给滤波算法同样需消耗一定的计算时间,读者可根据应用需求考虑是否增加滤波算法或采用其他滤波算法。

2 仿真与实验验证

以单相电压跌落检测为例,利用MATLAB仿真验证不同延时拍数对检测性能的影响。为进一步验证本文所述检测算法在工程应用中的可行性,在基于DSP 28335的控制系统上验证增加滤波器算法后的实验结果。仿真与实验中的采样频率均为18 kHz,即载波比M为360。

2.1 仿真验证

1)仿真1:

理想电网。检测算法中不含频率自适应算法,不含滤波器;电压在0.04 s跌落到20%额定电压,在0.051 s恢复至额定值。

仿真结果如图5所示,延时拍数分别为1,M/12,M/4时,正确检测到电压峰值所需时间分别为55.5 μs,1.67 ms和5 ms。若以80%额定电压为电压跌落的判断阈值,则判断电压跌落所需时间分别为55.5 μs,0.4 ms和2.1 ms。选取延时拍数越大,检测所需时间越长。

2)仿真2:

频率偏移下的检测结果。电网频率从0.06 s开始以1 Hz/s的速度变化,检测算法中增加频率自适应算法前后的仿真结果分别如图6(a)和图6(b)所示。

从图中可以看出,检测误差随当前相位的变化而变化,需考察同一频率下的最大检测误差。仿真中延时拍数均不大于M/4,延时拍数越大,最大检测误差越小。

不增加频率自适应算法时,随着频率偏移量的增加,检测误差越来越大,增加频率自适应算法后,检测误差则不随频率偏移量的增加而增大。频率自适应算法能有效减小因频率偏移而引入的检测误差,且无需额外增加检测时间。

3)仿真3:

谐波对检测精度的影响。电网频率为50 Hz,包含3%的3次谐波、5%的5次谐波及2%的7次谐波。

图7(a)为电压波形,图7(b)为检测结果。从检测结果可以看出,当延时拍数为1时,最大检测误差大于20%,可能引起电压跌落的误判。而延时拍数为M/4时,检测误差小得多。随着谐波含量的进一步增加,延时拍数为M/4时检测精度可能仍不满足要求,此时需要增加滤波器算法。

2.2 实验验证

实验条件:利用信号发生器模拟3,5,7次谐波含量分别为2%,3%和5%,频率为50 Hz的畸变电网。在DSP 28335中利用本文算法检测电压峰值后,将检测结果数据绘制成图。实验中采样频率为18 kHz(即每周期360点),并采用了截止频率为100 Hz的二阶Butterworth滤波器,测试了延时拍数分别为1,M/12,M/4的检测结果。实验结果如图8所示,图中包含被检波形和不同延时拍数的检测结果。从实验结果中可以看出:①发生电压跌落后,检测算法能在较短的时间内检测到电压跌落,且延时拍数越小,检测进入稳态所需时间越短;②延时拍数为1时,检测误差最大,延时拍数为M/4时,检测误差最小。上述结论与分析结果相符。

3 结论

本文给出了一种通用的电压跌落深度检测算法,通过改变延时拍数n,可灵活地实现检测算法快速性与精确性之间的折中。本文所作分析同样适用于对电压骤升的检测。主要结论如下。

1)延时拍数n越大,检测算法的快速性越差,检测所需时间越长。

2)电网频率偏移或/且含谐波时,检测误差与延时拍数n有关。n=1时检测误差最大,n=M/4时检测误差最小。

值得注意的是,电网的谐波特性可能随时间、地域的变化而大幅度变化,延时拍数n应结合并网点电网强弱进行优化选择,如何根据电网强弱定量选取延时拍数n值得深入分析。

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