电子仪表测量的基本

2024-07-31

电子仪表测量的基本（共12篇）

电子仪表测量的基本篇1

在中学教学过程中, 考试作为一种测量学生掌握知识的水平、能力及教师教学的反思方式之一, 一直为大家所接受, 而且使用得越来越频繁, 但其实这种形式已背离科学发展的方向了。那么多的课时测验、单元测验、月考、季考、期中考、期末考、综合考、随堂考、临时考, 考什么呢?考学生有没有记住题目的答案吗?一般的学生是难以招架住这些考试的。大多数学生常常临时抱佛脚期待考个及格, 及格了就高兴了, 考完了就放一边了, 至于考后的总结, 考试成绩的定义, 考试后自己所掌握知识的关键所在, 多少学生能去深入地分析呢?而教师呢, 往往统计一下分数段的人数、百分比, 简单地与上一次考试作一对比, 讲评一下试卷, 就完成了考试的分析, 至于应当如何科学地处理考试数据, 从而达到考试的真正目的, 然而进行这方面思考与操作的人却是少之又少, 所以我们常讲, 我们培养的学生应试能力强, 生活能力弱;动脑能力强, 动手能力弱。我们教学的测量行为促进了学生的这种走向, 因此就会出现这种结果。就此我想简单地回顾一下教学的基本科学测量目标与方法, 以期提高教育教学中必须强化的科学测量手段的重要性。

一、标准差 (standard devia-tion)

(1) 各数据偏离平均数的距离 (离均差) 的平均数, 它是离差平方和平均后的方根。用σ表示。因此, 标准差也是一种平均数。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均数相同的, 标准差未必相同。例如, A、B两组各有6位学生参加同一次语文测验, A组的分数为95、85、75、65、55、45, B组的分数为73、72、71、69、68、67。这两组的平均数都是70, 但A组的标准差为17.08分, B组的标准差为2.16分, 说明A组学生之间的差距要比B组学生之间的差距大得多。

(2) 标准差如果大, 意味着分化也大, 标准差小;意味着整体性较好, 比较容易统一教学。标准差在某一意义上指示着教学的努力方向。

(3) 简单来说, 标准差是一组数值自平均值分散开来的程度的一种测量观念。一个较大的标准差, 代表大部分的数值和其平均值之间差异较大;一个较小的标准差, 代表这些数值较接近平均值。

二、区分效度 (differential va-lidity)

(1) 区分效度是检验测验构想效度的方法之一。检验一个测验的构想效度, 要检验两个假设:一是与测验相同特质的测验分数应该有较高的相关。二是测量不同特质的测验分数间应有较低的相关, 如数学能力测验与语文能力测验应该相关较低。第二假设检验的就是区分效度。

(2) 题目的设定就存在着区分效度, 区分效度高的和区分效度低的都应当出现, 这也是反映学生在一些科目中的偏差情况。

三、信度

(1) 信度主要是指测量结果的可靠性或一致性。信度只受随机误差的影响, 随机误差越大, 信度越低。因此, 信度可以视为测试结果受随机误差影响的程度。系统误差产生恒定效应, 不影响信度。每一个测试的实得分数 (X) 总是由真分数 (T) 和误差 (E) 两部分构成, 用公式表示如下:X=T+E如果我们讨论一组测验分数的特性时, 可用方差代表具体分数, 得到公式:

公式中, 譓2 (x) 是实得分数的方差, 譓2 (t) 是真分数的方差, 譓2 (e) 是误差的方差。

在测量理论中, 信度被定义为:一组测量分数的真分数方差与中方差 (实得方差) 的比率。即:

由于真分数的方差是无法统计的, 因此转化为:

因此, 信度也可以看做是总方差中非测量误差的方差所占的比例。

(2) 大部分情况下, 信度是以信度系数为指标, 它是一种相关系数。常常是同一被试样本所得到的两组资料的相关, 理论上说就是真分数方差与实得分数方差的比值, 公式为:

公式中^r2 (xt) 是真分数标准差与实得分数标准差的比值, 称作信度系数, 公式为:

可见信度指数的平方就是信度系数。

信度系数仅表示一组测量的实得分数与真分数的符合程度, 但并没有直接指出个人测验分数的变异量。我们可以用一组被试两次测量结果来代替对同一个人的反复测试, 于是有了信度的另一个指标, 公式为:

公式中SE为测量的标准误, S (x) 是所得分数的标准差, r (xx) 为测验的信度系数, 从公式我们可以看出测量的标准误与信度之间有互为消长的关系:信度越高, 标准误越小, 信度越低, 标准误越大。理论上说, 只有测验难度为50%时, 才能使测验分数分布范围最大, 求得的信度也最高。选择题的理想平均难度, 四择一测, 应为0.74。

(3) 标准差大, 离散程度大, 学生的差距也大, 考题中偏难的题, 对差的学生而言信度就小, 偏易的题对好的学生而言信度也小, 整张试卷的测试科学性就差, 对教学的科学指向也就偏离了有效的意义, 对教学的指导作用就意义不大。如何使教学过程的测试更有意义呢?显然, 在大致同一层次的学生使用标准差小的试卷, 测试的信度就高, 更能使教者与学者都能从中找出学习的问题所在, 更有利于推动教学改革与学习的进展。

(4) 在标准差大的一组学生中, 继续使用标准差大的测试题测量, 那么试卷的区分效度更低, 标准差就更大了, 教学的方向就更背离了教学的原点, 更偏离了最近教育区的理论观点。

从基本的教育教学科学测量方法上, 我们看到科学测量的重要意义。教育教学的目的是使受教育者得以真正掌握所学的知识, 得以灵活应用所学的知识。从知识的层次上看, 有记忆、理解、应用、分析、评价、创造这样的梯度, 这些层次在实际学习中呈现出双倒三角形的关系, 也就是说, 在学习中记忆的气力下得越大, 创造的实施就越小。对不同的学科, 对文理分科, 显然这些层次要求是不一样的, 但是不管什么学科, 记忆都是低层次的学习, 记忆的目的也是为了向高层次的转化, 而过多的考试, 简单的考试分析, 就加重了学习向高层次发展的背离。每一位教育工作者, 谁也不愿意看到我们的学生经过我们的教育, 结果本领不大, 往往所学的只有考试能通过, 在实际中不会理解、不会应用、不会分析、不会变通, 学生所学的一经考试后, 全都原封不动地还给了教师。

考试分析如果不具科学性, 必然会产生一种误导。比如对实验班、平行班共同使用一份测试卷, 教师就会以为实验班如何如何好, 平行班如何如何差, 就不能找出不同班型各自存在的问题, 也就不能有的放矢地开展有针对性的教学。同时考试分析如果不具科学性, 对一些学生和教师都是一种打击, 并且在对学生和教师的评价上也是有失公平的。

考试分析如果不具科学性, 必然会造成教育成本的提高;考试分析如果不具科学性, 必然会造成教育资源的浪费;考试分析如果不具科学性, 必然会过多地注重低层次的教育。考试后的科学测量, 工作是细致的、辛苦的、枯燥的, 考试后的科学测量, 其工作又是科学的、准确的、有效的。当教育工作者注重用科学的方法进行科学的测试时, 必然会从科学实践中感受到科学的力量, 这正是为了使教育教学工作的事半功倍;科学地测量, 将使我们用对劲、用准劲;科学地测量, 将使我们教育教学始终沿着正确的方向前进。教育工作者的责任是对下一代负责、是对学生家长负责、是对人民和国家负责, 教育工作者需要强烈的责任感, 我们教育的下一代, 肩负民族、国家的重任, 我们教育的下一代, 必须更加强盛。如果我们教育的眼光不能看得远一点、看得准一点, 我们就对不起人民、对不起国家, 对不起未来, 这就是人们对教师的期待都特别高的原因。

电子仪表测量的基本篇2

一、简介：变压器是借助于电磁感应，在绕组之间交换交流电压或电流的一种电气设备。从电厂发出的电能，要经过很长的输电线路输送给远方的用户，为了减少输电线路上的电能损耗，必须采用高压或超高压输送。而目前一般发电厂发出的电压，由于受到绝缘水平的限制，电压不能太高，这就要经过变压器将电厂发出的电压进行升高送到电力网。这种变压器统称升压变压器。对各用户来说，各种电气设备所要求的电压又不太高，也要经过变压器，将电力系统的高电压变成符合用户各种电气设备要求的额定电压。作为这种用途的变压器统称降压变压器。电力变压器是电力系统中，用以改变电压的主要电气设备

二、变压器的分类

变压器有不同的使用条件、安装环境，有不同的电压等级和容量级别，有不同的结构形式和冷却方式，所以应按不同原则进行分类。分类方式名称备注按容量

中小型变压器

35KV及以下，容量630~6300KVA 大型变压器

110KV及以下，容量8000~63000KVA 特大型变压器

220KV及以上，容量3150及以上按用途电力变压器

升压、降压、配电、联络、专用变压器仪用变压器

电压、电流互感器电炉变压器

试验变压器

整流变压器

调压变压器

矿用变压器

其他变压器

按相数分为三相

单相

按铁心结构心式变压器

壳式变压器

按调压方式无载调压

有载调压

按铁心型式叠片式

卷铁心

按冷却方式油浸自冷

油浸风冷

油浸水冷

干式空气自冷

干式空气风冷

干式浇注绝缘

按绕组数量双绕组

三绕组

按绕组耦合方式普通变

自耦变

三、结构 1.铁心

普通变压器硅钢片叠成，变压器的铁芯由硅钢带绕制而成。铁芯是完成电能---磁能---电能转换的主体。

2.绕组(俗称线圈)一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。包含一次、二次（高压、低压）两组。连接方法（D角接或Y星接）连接的。

3．器身绝缘

包括初次级绝缘，匝间绝缘和与铁芯绝缘，与外壳间绝缘。所用材料有：纸板，环氧树脂，各种绝缘材料，变压器油，电工木材等。其中变压器油除了具备良好的绝缘作用外，还有帮助变压器散热的作用，用以冷却运行的铁芯和线圈。

4.油箱及底座

油箱装有绝缘和冷却用的变压器油，用钢板加工制成，要求机械强度高，变形小，焊接处不渗漏。

5．附件

1）套管和引线一、二次绕组与外部线路的连接部件。既可固定引线，又起引线对地的绝缘作用。2）分接开关

连接和切断变压器绕组分接头，实现调压的装置。分无载分接开关和有载分接开关。无载分接开关必须在切断变压器电源后进行调压。3）压力释放阀: 当变压器内部压力达到一定值时，压力释放阀动作，可排除油箱内的过压。内部压力经释放后，释放阀自动关闭。4）气体继电器气体

继电器是变压器重要的保护组件。当变压器内部发生故障，油中产生气体或油气流动时，则气体继电器动作，发出信号或切断电源，以保护变压器，另外，发生故障后，可以通过气体继电器的视窗观察气体颜色，以及取气体进行分析，从而对故障的性质做出判断。

四、主要技术参数

主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。

五、预防性实验关于直流电阻标准

绕组直流电阻

1)1～3年或自行规定

2)无励磁调压变压器变换分接位置后

3)有载调压变压器的分接开关检修后(在所有分接侧)4)大修后

5)必要时

1)1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1% 2)1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2% 3)与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2% 4)电抗器参照执行

1)如电阻相间差在出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，按要求中3)项执行

2)不同温度下的电阻值按下式换算式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225 3)无励磁调压变压器应在使用的分接锁定后测量

六、测量直流电阻的目的、测量变压器绕组的直流电阻是一个很重要的试验项目，在《电力设备试验规程》中，其次序排在变压器试验项目的第二位，《规程》规定在变压器交接、大修、小修、变更分接头位置、故障检查及预试等，必须测量变压器绕组的直流电阻，1.检查绕组内部导线和引线的焊接质量 2.检查分接开关各个位置接触是否良好； 3.检查绕组或引出线有无折断处；

4.检查并联支路的正确性，是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况；

5.检查层、匝间有无短路的现象。

七、三相绕组的不平衡率计算方法、用三相中最大数减最小数除以三相平均数即为不平衡率。如OA=5.761, OB=5.772, OC=5.758 直流电阻不平衡率=（OB-OC）/((OA+OA+OC)/3)=(5.772-5.758)/((5.761+5.772+5.758)/3)=0.014/5.7636667=0.002429*100%=0.2429

八、直流电阻测试仪的原理

四线法测试，通过欧姆定律计算电阻。

九、直流电阻测试仪的选型及常见问题仪器特点

1、采用高速16位A/D转换器，测量数据稳定，重复性好。

2、自动测试无需量程选择，自动程控电流源技术，电流档位无级可调，由内部微控制器根据被测电阻自动控制，从而达到比较宽的测量范围和最佳的测量状态，也可手动切换电流换档。

3、抗干扰能力强，保护功能完善，避免反向电压打坏仪器，具有自动放电声音指示功能，充放电速度快。

4、测试重复性好，仪器内部程序采用防脉冲干扰平均滤波法将瞬间干扰造成的错误数据滤除。

5、响应速度快，采用增强型单片处理器，速度是普通单片机的12倍。

6、可显示测量电流，电阻，同时显示测量时间。

7、仪器内部时钟电路，方便记录测试时间和日期。

8、可储存100次测量数据，同时可以删除，单次打印，全部打印，测试数据掉电不丢失。

9、仪器内部可充电电池，现场无需电源可测试

仪器选型原则上变压器容量越大要求测试电流越大,一般 35KV以上用10A 20A 35KV 以下用3A 5A 10A 10A及以上都不带电池 3A 5A可带电池型号意义 DCR-10AP DCR –直流电阻测试仪 10A-电流为10A

P为带打印机

现场常见问题

1、大型变压器特别是120MVA以上容量低压三角形接法变压器应尽量使用助磁法测量，但是有些变压器无法利用高压侧绕组，在这种情况下要利用铁芯的剩磁特性，注意测量的顺序。在测量时按顺序分别测量Rab→Rac→Rbc。

2、在直流电阻测试完成后，变压器有时会有剩磁，造成不能立即运行的情况出现，在测试完成后，将测试线正负极颠倒，进行一下反向充电，可有效避免上述情况出现。具体时间，根据变压器容量不同，以及测试电流的大小，灵活掌握。

3、有载调压的变压器测量高压侧电阻时从1或17最大电阻档开始测量。

4、为节约时间，测试过程中可按复位键不必等待放电过程结束，便可直接再次启动测量。

5、量程范围内尽量选用大电流以增强稳定性能，同时也应考虑试品电流的承受能力。数据的判读

1、时间经验：不同容量变压器，不同的测量方法，不同的电压等级，不同的铁芯结构等测量的时间不一样。对于一台2400MVA的变压器其低压侧电阻若采用助磁法每相大约用8~10分钟，若直接在低压侧单相测量需要用40~50分钟测量一相。对于150MVA的变压器助磁法测量每相大约需用3~5分钟，不助磁，每相大约用30分钟左右。以上是针对低压三角形接法三芯五柱式变压器，一般电压等级在110KV以上的情形。对于电压等级在35KV的变压器，其测量时间大大缩减不用使用助磁法，对于120MVA以下的三芯变压器，也不用助磁法，可直接进行测量一般不超过20分钟，而对于星形接法，测量数据显示出来就是稳定的。

2、阻值经验：在进行直阻测量之前先了解一下各线圈阻值大小，以便于进行数据真实性判断。比如240MVA或360MVA的巨型变压器，其低压侧电阻一般1mΩ或2mΩ左右。若不用助磁法测量，初始的测量数据大概在4mΩ~10mΩ之间，且数据非常稳定大约经过10分钟左右数据才开始变小。

3、数据的变化规律：在进行大型变压器低压侧直阻测量时，第一个显示出的数据与真实值相差甚远，且保持一段时间的稳定，然后逐渐开始变化，变大或变小，变化的速度逐渐加快，然后逐渐变馒最后达到几乎不在变化，得到真实阻值。这种变化一般是朝一个方向变化，比如一直变小到真实值。出现忽大忽小，长时间飘忽不定，或很长时间数据保持不变或变化甚小且距真实值相差甚远则应检查接线是否有误。但对于超大型变压器如370MVA或400MVA变压器在助磁测量时有一个过冲，在变小过程中有一个低于真实值区然后回升到真实值。

4、真实值判数：根据以上三点综合判断，认为最后数据接近真实值且1分钟内数据变化不超过1~2字，此时可认为数据可靠，可作为最终的测量值。

十、直流电阻测试仪的关键字直流电阻测试仪

电子仪表测量的基本篇3

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）09A-0025-02

数学课程标准修订后，由“双基”走向“四基”，对于“四基”中的“基础知识”、“基本技能”、“基本思想”一线教师较能理解，但对于“基本活动经验”，一线教师往往因时间、空间的影响，组织活动的经验少。儿童学习数学是一个现实的体验、理解和反思的过程。在小学图形测量教学中，我发现学生因实践经验的缺乏闹出许多笑话。如学生用学生尺去测量教室的长，会把一张课桌的高填成8米。这引起了笔者的深思。

一、描述问题——寻找问题产生的原因

1.书本知识与实践运用的断层。书本知识上用直尺测量线段的次数多，小学书本知识接触到的多数在学生尺的十几厘米范围内的线段测量。而实际生活中测量值往往大于学生尺测量范围，但学生没有此方面的研究。

2.测量需求与测量经验的缺乏。学生在日常生活实践中测量的需求少，测量的活动也少，教师在教学这一类测量任务时，往往因操作要占据较多的时间而不能很好地组织活动。另外，多数教师在不上公开课的状态下，因疏于准备测量器具，使原有的实践活动形式化。

二、探索——找准问题解决的路径

经过对上述问题的寻因，笔者从中发现学生在实际测量与书本知识之间的测量形成的断层源于经验的缺乏。“数学活动经验，指对具体、形象的事物进行具体操作所获得的经验，以区别于广义的数学思维所获得的经验”。也有人认为，“数学活动经验是指学习者在参与数学活动的过程中所形成的感性知识、情绪体验和应用意识”。这些说法虽有不同，但其方向是相同的。那就是，在数学教育教学中要高度重视数学活动以及学生在活动中所积累的活动经验。

1.调查——激活生活中的测量需求。数学学科本身就是以经验为基础不断发展与完善的。因此，学生的数学学习也应该从现实经验中抽象出数学概念。这一过程既是基于学生已有的经验又是对数学活动经验的不断改组与完善。教师要引导学生从现实生活或数学材料中挖掘好的生活“原型”，激活测量在生活中的需求。

例如，让学生进行调查：

测量长度的工具有哪些？

自己家里有哪些？这些工具有什么特点？一般在什么情况下使用？

学生可以通过查阅资料、调查等活动进行经验的积累。通过调查，学生发现：

（1）除了常见的学生尺，测量工具还有卷尺、软尺、盘尺、米尺、游标卡尺……

（2）卷尺上刻度一般不标单位，实际以厘米作单位。尺上刻度一般用字母标注，如厘米用cm等。

（3）卷尺、盘尺、软尺一般不标0 刻度线，卷尺的顶头和盘尺的拉环口就是起点。

学生通过调查除了发现一些知识外，还提出了一些问题：

问题一：卷尺为什么用金属做成？而盘尺和软尺为什么用软性材料做成？问题二：卷尺为什么能伸缩自如？问题三：米尺和软尺正反面为什么有两种不同的刻度？

这些问题的发现，激活了学生的生活需求，了解了书本中所没有的测量知识，让学生深深感受到数学与生活的紧密关系。

2.实际测量——积累测量的实际经验。实际测量素材的选择，要符合学生的年龄与生活经验。提供具体、有趣、富有一定启发性的活动，让学生经历应用数学和解决问题的过程。

【案例1】实际测量教室的物品

师：昨天我们已经认识了长度单位，今天我们和这些朋友一起来做个游戏好吗？

师：今天的游戏名称叫我是测量小高手。看，教室里有许多的物品，你想测量什么物体的长度呢？

生1：我想量一量课桌面的长。

生2：我想量一量教室地面的长。

生3：我想量我自己的腰围。

……

请每个小组先确定要测量的物体，再选择测量的工具进行实际测量。

学生分组进行实际测量。

每小组都带一些相应的测量工具，如学生尺、软尺、盘尺等，学生分小组进行实际的测量，如测量教室的长、宽，测量窗台的长度，测量学生的腰围等。学生通过在活动中的实际测量，深入认识了测量工具，学会了灵活选择不同的工具进行测量。在测量中了解了用分段测量再计算的方法来解决尺子不够长的问题。

3.合理估量——找寻科学的估测依据。准确测量物体的长度，要使用一定的测量工具，但在实际生活中，只要我们估测出大概数就可以了。而对于学生，这样的经验是很少的，所以让学生找寻科学的估测依据，是有效积累其实践经验的重要手段。

【案例2】师：生活中有时只是让我们估测一下物体的长度，如果没有测量工具，我们如何估测呢？

生1：我可以用一个我们知道的长度作标准。

师：想一想，我们前面已进行了一些测量，我们可以有意识地运用这些长度作为估测的依据。比方说两手臂平伸大约一米。你还想到什么？

生2：我想到了，我的文具盒大约长20厘米。我可以用它来量课桌的长。

生3：我在前面的测量中发现我的一步长大约是35厘米。我可以走一走量教室的长。

生4：我上节课在小组里量出了我步行1分钟大约走90米，我可以走路回家，利用时间估测一下家到学校的距离。

……

师：同学们讲得真好！现在就请你们不用工具，而是利用你们想到的办法，去试一试估测教室里的一些物体的长度。

（学生分小组进行活动。要求小组长注意小组研究单的填写。）

（先进行小组汇报交流，再进行全班汇报交流。）

生1：我的身高是130厘米，王小宁和我站在一起，他比我高一点，所以我估计他有135厘米。

生：我用文具盒量了一下我的手臂长。我的文具盒大约长20厘米，我一共量了3下，所以我的手臂长大约为60厘米。

……

通过估测的依据的选择与灵活运用，学生能有意识地明确测量本身的灵活性，对测量工具的使用有了更深的认识。

4.实践应用——链接生活与数学知识。学生原有的知识储备、现实活动中的经验积淀乃至他们在社会中所形成的一些有关数学的朴素认识，会形成学科学习的新视角，影响着他们的学习。

例如，设计一项实践活动题：测量学校一棵樟树的高。这项任务对小学三年级学生来说，很具挑战性，但就是因为具有挑战性，学生们兴致都很高。在活动汇报中，学生们想出了许多方法：

方法一：用一只小猫，在猫的腰上带一根绳子。待小猫爬到树顶后，找准绳的位置，下来后再测量。

方法二：升氢气球到树顶后，再拉下来，测量绳长。

方法三：用钓鱼杆一点一点升到树顶，再测量。

家长共同参与想出的方法：用一根米尺，立于太阳光下，当它影子长度也是一米左右时，测量大树的影子就可以了。

通过大家的讨论，学生大多喜欢用升氢气球的方法，家中有钓鱼杆的更是直接把鱼杆带到学校来，学生在生活中真正体会到了数学的应用。而对于测影子法，因涉及到比例的问题，对小学生来说有些深奥，但放弃又有些可惜。所以又设计了一项实践活动：立一米尺于阳光下，每小时测量一次影子的长度，形成统计表。从中发现一些三年级学生能理解的量，如大约1米时，测大树影子就是大约等长，大约50厘米时，测大树影子乘上2就可以了。找到这两个时间段后，第二天，在相应时间段，去测量大树的影子。孩子们不仅测了一棵大树的高度，还把学校的旗杆和大楼的高度一并测量了出来。

可见，只有让学生在实践中感悟数学知识，积累基本的活动经验，寻找合适的测量活动，才能有效地解决书本知识与实践知识的链接问题。

考试与基本的科学测量篇4

一、标准差 (standard devia-

(2) 标准差如果大, 意味着分化也大, 标准差小;意味着整体性较好, 比较容易统一教学。标准差在某一意义上指示着教学的努力方向。

二、区分效度 (differential va-

(2) 题目的设定就存在着区分效度, 区分效度高的和区分效度低的都应当出现, 这也是反映学生在一些科目中的偏差情况。

三、信度

譓2 (x) =譓2 (t) +譓2 (e)

公式中, 譓2 (x) 是实得分数的方差, 譓2 (t) 是真分数的方差, 譓2 (e) 是误差的方差。

在测量理论中, 信度被定义为:一组测量分数的真分数方差与中方差 (实得方差) 的比率。即:

r (xx) =譓2 (t) /譓2 (x)

由于真分数的方差是无法统计的, 因此转化为:

r (xx) =2 (x) -2 (e) /2 (x)

=1-2 (e) /2 (x)

因此, 信度也可以看做是总方差中非测量误差的方差所占的比例。

r (xx) =^r2 (xt) =譓2 (t) /譓2 (x)

公式中^r2 (xt) 是真分数标准差与实得分数标准差的比值, 称作信度系数, 公式为:

可见信度指数的平方就是信度系数。

常用电测仪表测量误差的分析论文篇5

电测量是指对电磁量(包括由其他形式的物理量通过转换而成的直流电量)的测量，它是当前检测领域中最主要的一种方式。完成电测量任务的是各种电测仪表，如电能表、电流表、电压表等。大量统计数据证明，在检测中产生误差有其普遍性和必然性。分析误差成因，有助于减小误差，提高测量精度。

1电测仪表的误差分类

1.1随机误差

随机误差具有偶然性，其方向和大小不固定。其具体表现为：在完全相同的条件下，运用相同的测试方法进行多次测量，所观察到的测量结果不同。引起随机误差的根本原因是微观世界的不确定和剧烈起伏。随机误差不能消除，但可以处理。如采用增加重复性测试次数，然后求取算术平均值。一般来说，重复测量的次数越多，其算术平均值越接近真值。

1.2系统误差

系统误差具有固定的方向(负或正)和大小，一般由确定的原因引起。系统误差可以校正，甚至完全消除。

1.3疏失误差

疏失误差是由于工作人员的疏忽，如错误接线、错误记录、错误读数等引起的，在实际测量过程中，应该坚决避免该类误差的产生。

2电测仪表的误差表示

2.1绝对误差

即仪表示值与真值之间的差值。公式为：

驻绝对=A示―A真(1)

绝对误差特点：①分正负;②其量纲与被测量相同。

2.2相对误差

即绝对误差与真值的比值，其没有量纲，常用百分比表示。

驻相对=■×100%≈■×100%(2)

相对误差的优势：能用于不同测量方法的比较。举例：在测50A电流时，?驻1绝对为“+0.2A”;在测20A电流时，?驻2绝对为“+0.1A”，从绝对误差角度讲，?驻1绝对大于?驻2绝对，但显然不能就此认为测50A的方法比测20A的方法的要落后(因为按误差百分比，前者为0.4%，后者为0.5%，说明后者的误差的相对影响更大)。工程上常常采用的也是相对误差的形式。

2.3引用误差

主要用来表征仪表自身的准确性能。

驻引用=■×100%(3)

其中，A上限是指仪表测量上限。引用误差其实是测量上限所对应的相对误差。

3电测仪表的误差起因分析

3.1设备因素

3.1.1量程选择不当

选用仪表的时候，固然要关注精度，但同时也要注重量程的考量。举例：被测直流功率大概为1760W左右，A功率表参数为220V/30A/0.2级，B功率表参数为220V/10A/0.5级。显然，A表比B表要精确，但用这两块表来测量目标功率时，A表的测量误差(相对误差形式)约为0.75%，B表的测量误差(相对误差形式)约为0.5%。因此，应选用精度低的B表，若错误选择了A表，则误差会增大。

3.1.2零流影响

数字式仪表由运算放大器等半导体元件构成，所以存在不可避免的零流现象，且该零流大小和输入信号大小成负相关关系。

3.1.3接触不良

某些电测仪表配换挡开关、电键按钮等部件，若这些部件磨损严重或与仪表主回路接触不良，将导致仪表工作不稳定、示值误差增大。可用工业酒精在相关地方擦拭来消除这种不稳定。

3.1.4辅助设备的问题

①电桥类测试仪器中，若电桥供电出现问题(如供电不足)，其测量精度将受到严重影响，因此电桥电源的配置须严格按说明书，若无说明书，电源的工作电流须限定在标准电阻额定电流的`1/2以下。

②工作电流大于1mA的要配蓄电池(新充电蓄电池要人工放电至电势稳定)，小于1mA用甲电池，标准电池只提供电势、不提供电流。这几项是仪表电池的配选原则，违反了它们，将使误差增大。另外，标准电池长时间使用后内阻变大，也会影响仪表的精度。

③一些电测仪表对连接导线的电阻有严格要求，不能使用专用导线外的导线代替。

3.2环境因素

部分电测仪表对周围环境因素比较敏感，环境指标不能超出其限定范围。

3.2.1温度因素

譬如，由锰铜制成的标准电阻，其阻值随温度升降而增减(变化规律由温度系数描述)，但如果温度系数事先未知，当不在标准条件(20℃)下使用，电阻值就无法确知，从而使检测失去意义;又如，内置稳压源的电位差计，其稳压值受温度影响。

虽然在物理上存在一些公式和系数可对温度引发的测量偏差进行换算，但这永远是近似的，当温度偏离标准值过大时，这些公式和系数的有效性将大大降低。

3.2.2湿度因素

湿度偏高的时候(如梅雨季节)，仪表中的电子器件容易受潮，从而产生两类不利的现象：

①仪表内部锈蚀、霉变，表现在外部则是接触不良和性能下降，严重的还会使仪表绝缘等级降低，以致出现不安全因素。②因静电感应的作用，仪表上积累过量静电荷，导致在操作时发生“仪表―人体”之间的放电，并损坏内部电子器件。

控制测量时的湿度相对简单，可在房间内配置除湿空调或干燥剂。

3.2.3电磁干扰

可归纳为两大类：测量链路各仪表之间的相互干扰或测量仪表内部器件之间的相互干扰，定义为“内部干扰”;测量系统以外的电磁源对测量链路或测量仪表所造成的干扰，定义为“外部干扰”。

其中，“内部干扰”具体分为四种：

①工作电源在通过仪表的绝缘电阻或链路的分布电容时引发漏电而形成的干扰。

②有用信号―传输导线―地线―电源这几者相互耦合产生的干扰。

③仪表中高电压或大功率元件产生的交变电磁场对其他部件的影响。

④仪表使用过程中，内部一些元件因发热而影响引发的不稳定因素。

“外部干扰”具体也分为两种：

①仪表所处环境有变压器、开关柜等高压设备，这些设备在运行中将产生极强的电磁场，由此给电测仪表的测量链路或内部电路带来耦合干扰。

②空间普遍存在的电磁波对测量系统产生的干扰(这个只对如静电放电发生器之类的敏感设备起作用)。

可见，影响电测仪表误差的最复杂因素是各种电磁干扰。

3.2.4其他因素

①指针式仪表放置不规范(如要求水平而不水平)，则表计零点会偏移。

②若测量环境中存在震动，一方面会影响仪表性能，另一方面还可能损坏精密器件。

③仪表受单侧光照或单侧热源辐射，将会产生热偏差。

3.3人为因素

部分电测仪表在测量中需要专业人员的操作，因此人的因素也成为综合误差的可能来源之一。

①错误接线(如双臂电桥测量中四个端子接线容易搞错)、接线不规范(如插孔处接触不良)等，这时不但误差增大，而且可能会损坏电子元件。

②量程或级别选择错误，造成误差扩大化。

③使用检验不合格或者未经检验的仪表。

4改善电测仪表误差的措施

由上一节分析可知，电测仪表误差的可能来源是多种多样的。这些来源中有些是可以消除的，有些则只能尽量减弱。

4.1正确使用仪表

①合理选择仪表类型，如指针式和数字式都可用的情况下，优先选择数字式。②正确确定仪表量程、精度等参数，避免“大马拉小车”的情形。③参照标准进行正确和规范接线，如端钮处接线应确保拧紧、插孔处接线应确保插牢，且测试前做好检查。④避免仪表靠近震源、单方面的光源或热源等，必要时可选择用不透光容器覆盖。⑤严格按操作规程使用仪表，尤其要注意仪表指针的调零。

4.2尽量改善环境

①控制环境温度稳定在20℃，若有小幅偏差，必须按相关方法进行修正。②如有需要，可对测量系统(包括测量仪表和被测设备)进行(恒温)预热。③对信号线采用金属屏蔽，将某些测量机构(如电磁系仪表)置入导磁较好的屏蔽罩内或者采用双屏蔽。④工作电源与电测仪表之间配置隔离变，同时避免与电机类设备共用供电线路。

4.3注重细节

①对连接导线也进行有效固定，以防止使用中的突发振动。

②做好接地工作，如使仪表、信号源外壳等可靠接地，始终保持在零电位。

③低电平测量时，二次仪表应“浮地”，以彻底切断共模干扰电压的泄漏途径。

5结语

浅谈电子仪表测量篇6

【关键词】仪表；测量；电路；干扰；误差

一、前言

仪器在日常生活中随处可见。过去，我们使用最多的是机械仪器，它具有一些缺点，例如，不易测量，精度不高，而且很容易造成误差。而基于电子仪表一般都具有方便快捷，精密度高，以及量程范围比较广等的特点，因此，在社会的各行各业中，电子仪表的使用范围比较广，需要量也比较大。所以，对我们来说，要尤其重视学习先进仪表的使用方法及其技术，为日常生活中的应用做好准备。

二、电子仪表的特点

电子仪表具有容易测量，而且能够节省大量的人力、财力等优点。此外，它还具有比机械式仪表更高的精度，例如做实验称量东西时用的天平，天平的种类很多，以前用的最多的是遵循左物右码的法则的老式天平，误差较大，测量结果往往不准确。而现如今用的最多的是电子天平，它具有更高的精确度。

三、电子仪表使用注意事项

仪表的使用说明书对仪表来说非常重要，因此在使用电子仪表之前，除了要好好研究使用说明书外，还需要注意以下几点：

1.了解技术指标在日常生活中，我们遇到过各种各样的电子仪器，其中每一台电子仪器都有其固定的技术指标，因此技术指标占有非常重要的位置。以行车电子秤中称重仪表为例，其技术指标一般包括以下几个方面：第一、基本规格。第二、称量精度等级。第三、大屏幕显示：字高为多少。第四、额定超载能力。第五、安全系数。只有了解清楚这些技术指标，才能避免不必要的麻烦。有时候，用不同的仪表测定数据时会得到不同的结果。因此根据不同的技术指标选择合适的电子仪表对测量结果的准确性有很大的帮助。

2.熟悉电子仪表的使用方法在使用电子仪器时，我们首先要清楚一些规则和要求，也就是必须知道电子仪表的正确的使用方法。如果我们不注意这些问题，则会出现一系列的麻烦，例如，测量结果存在错误，以及造成仪表的毁坏。例如生活中常会遇到的错误有，该接地的没有接地，再比如说使用直流电源时，必须先调整好输出电压才能接入电路，否则会是电路中的仪表超过其量程而出现故障，甚至损坏。

3.了解仪表的结构原理以及各控制装置的作用为了避免不必要的问题及麻烦，以及确保测量结果的精确性。在使用仪表之前，首先我们要清楚仪表的使用原理，以及各个部件的操作方法、功能及作用。这样在遇到问题时，我们才会知道从哪方面入手去应对困难，及时找到应对措施。

4.正确的选择仪表的功能与量程每一个电子仪表都会有一个量程要求，例如天平，电压表等。为了防止仪表的损坏，在使用仪器之前，要清楚其量程的范围，使用时注意不要超过最大量程。一般来说，测量结果与仪表量程范围的选择有关，范围越小，结果越精确。因此，为了实验的顺利进行，应该在正确的量程范围内使用仪器。

四、电子仪表的误差分析

在实际的工程应用中，测量工具带来的误差是不可避免的。综合分析，造成误差的分析主要由以下几种：第一，测量方法不正确。第二，测量设备没有矫正或有偏差。第三，测量人员操作不熟练。第四，测量过程中有干扰源存在。这些误差有些事由于测量系统引起的，有些是偶然因素引起。下面就造成误差的原因作出简要介绍。

1.仪表本身误差

仪表本身的机械性能或电器结构不完善往往会造成仪表本身的误差。例如在使用仪表之前，没有进行校正，因为有的仪表由于长时间没有使用，零点会发生偏移，刻度的划分不清晰等。这些误差的消除办法主要是通过在使用之前对其校正进行修正。其次，我们还可以通过部分设备的更换，同一试验的多次测量求平均值等方法避免。

2.仪表使用误差

使用误差是指在使用过程中由试验人员操作不当造成的。在安装时，对仪表放置，调节，或者是安装都要符合仪器的使用规范。不当的操作会对测量产生不定方向的偏差。例如分光光度计在使用之前要预热半个小时，如果没有预热的话可能会导致误差的形成。这种误差避免或者降低的方法是向有经验的使用者进行咨询；仔细阅读仪表的使用说明书和工作原理图纸，弄清楚仪表的型号，结构，在详细地了解使用方法之后再使用。

3.仪表人为误差

人为误差通常是由于测量者本身造成的。这种误差往往能够避免，大多数都是由于操作者的粗心大意而引起的，或者是操作不当引起的。例如，没有按照正确的方向读数，使用时姿势不正确等。要避免此种误差，需要对测量者事先进行技能培训，提高其测量素质和责任心，增强测量结果的准确性。

4.仪表环境误差

环境对测量结果的影响是很明显的，尤其是对一些高精度的仪表。外界环境通常包括有温度、湿度、电场、磁场、电磁波等。不同的测量仪器对应的敏感因素不相同。例如某些测定仪在使用过程中，一定要保证环境在较干燥的环境中，环境湿度太大或者波动会对测量结果产生较大的影响。所以在使用前，必需要先仔细阅读说明书，操作过程中尽量避免因受到外界条件干扰产生误差。

5.仪表理论误差

理论误差是仪表在设计时是根据理论上简化过的近似公式来设计的，这种不科学的仪表本身就带有一定的误差，即便是完全按照上述四项进行操作，其结果也不正确。修正误差的方法是加强仪表的理论学习，用更加科学严谨的理论进行仪表设计。

五、电子仪表的抗干扰技术

1.屏蔽屏蔽通俗意义上讲就是隔离，一般是把干扰信号源屏蔽起来，有时候也需要将使用的仪表隔离，屏蔽一般分为三种类型：静电屏蔽，磁屏蔽，电磁屏蔽。屏蔽方法的选择根据实际操作中遇到的具体问题而定，这样能最大程度地降低干扰作用。在一些特殊的测量中，我们可以通过双层屏蔽来降低干扰，以确保测量的准确性。

2.换线所用信号线同电网馈线的位置与产生的静电耦均有着很大的关联，双绞线的使用比平行线的抗干扰效果更好。有一种电缆线具有屏蔽层，使用这种线也能够有效地减少外界对仪表的干扰。

3.滤波滤波是抑制干扰的有效手段之一。一般使用的滤波器是由电容，电阻，电感等元件制成的。滤波器的作用是降低或者是衰减输入端的干扰信号，以减少作业环境中非人为因素的干扰。使用滤波器有一定的要求，通常情况下要求将收到的干扰信号衰减100倍甚至更高。

六、结束语

随着科学的进步，仪表已经成为了各个领域里工业检测不可或缺的工具。作为一种精密仪器，使用过程中我们要尽可能地规范操作，在保证检测目的的基础上减少对仪表的伤害。现实的使用中，我们要做到具体问题具体分析，以保证测量工作的顺利进行。

参考文献

[1]吴唯质，成胜昌，袁文重，肖凌涛.妈湾发电总厂4号机组DCS系统模拟量信号大范围波动分析处理[J].热力发电，2002（01）

[2]余道松.自动化系统的防干扰接地[J].基础自动化，1996（05）

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电子仪表测量的基本篇7

1 关于三连架在基本控制导线测量中应用的分析

由于受煤矿井下环境条件的限制, 一直以来, 传统的煤矿井下基本控制导线的测量方法都是采用逐站整平对中的形式, 选择比长的钢尺 (或光电测距仪) 进行量边的工作。整个测量的过程中, 需要耗费大量的时间以及精力, 而且无法保证测量的精准度, 并且在测量过程中容易产生误差。煤矿井下基本控制导线的测量工作效率的低下, 直接导致煤矿企业的生产效率以及工作效率无法保持相对较高的水平。随着科技的发展水平不断提高, 随着防爆全站仪在井下测量中的应用, 很多煤矿生产企业开始采用三连架法进行煤矿井下基本控制导线测量的工作, 以弥补传统的测量方法产生的误差。采用三连架法进行煤矿井下基本控制导线的测量工作的过程中, 利用全站仪配套的棱镜、基座等相关设备, 可以减少测量工作中过渡点的对中误差, 在确保煤矿井下基本控制导线测量精准度的前提下, 提高煤矿井下测量的工作效率。但是我们在燕子山矿的实际测量工作中, 采用三连架法进行测量还是存在着一定的局限性。

(1) 在煤矿井下测量工作中采用三连架法, 在测量路线确定后, 需要煤矿企业停止在测量线路上的一切生产运输活动, 占用巷道时间长, 需要与多个部门协调工作。

(2) 三连架法测量的环节, 常常要对各个测量过渡点进行对中的处理工序, 以减小对中误差对各个测量点精准度带来的不利影响。

(3) 另外, 还需要注意处理煤矿井下隧道中雾气以及风流对边长光测量产生的影响。避免过大的雾气导致全站仪测的测量数据误差过大, 最终导致测量精度出现问题的情况。

2 煤矿井下基本控制导线的测量方法的改进与创新

为了应对当前经济发展对煤炭量的有效需求, 煤矿生产企业不得不考虑如何提高企业的生产效率。而提高煤矿生产企业的生产效率的最佳方式之一, 便是提高煤矿井下测量的精准度以及测量工作的效率。在煤矿井下基本控制导线的测量工作采用三连架法, 虽然具有一定的积极作用, 但是仍然无法满足当前煤矿企业对测量工作的相关要求。因此, 为了煤矿获得更好的发展, 我们结合燕子山矿井下测量工作的现状, 在日常测量工作中对煤矿井下基本控制导线的测量方法进行了一定的改进与创新。

(1) 减少对中误差的方法。我们在实践中采用经过改进与创新的煤矿井下基本控制导线测量方法, 在一定程度上减少了对中环节的误差, 改善了对中的精准度, 提高了测量的精度。我们在测量过程中采用激光对点器进行对中的工作, 在此过程中要注意充分地利用光学折射原理, 通过观察激光对点器发出的光束, 直接观察顶板的测点的变化情况。这样的方式不仅可以在一定程度上削弱风流过大对测量产生的不利影响, 而且简化了测量的程序。

(2) 减少工作时间的方法。使用三连架法测量的相关工作, 需要设置煤矿井下导线测量的相关导线点, 包括测站点、后视点、前视点等, 在测量时只要移动三连架调整对中的角度即可, 这样的测量方式可以在一定程度上提高测量的精准度, 但是需要耗费一定的时间。我们将测量三角架、基座、棱镜等配套设备增加到四套, 将原来的三连架法变成四架三连法。改进方法后, 我们在进行煤矿井下测量时, 可以同时进行两点的观测, 大大缩短了测量的时间以及占用煤矿井下运输线路的时间。这种改进与创新的煤矿基本控制导线测量法, 在很大程度上可以弥补传统的煤矿井下基本控制导线测量方法中存在的局限性, 不仅能够保证煤矿井下基本控制导线的测量的精准度, 而且对于提高煤矿生产企业的生产效率, 促使其更好的在煤矿井下测量中更好的发挥作用。我们在燕矿八盘区第一次采用四架三连法测量, 就大大提高了工作效率, 比平时测量相同测点的工作时间缩短了一半。

(3) 在煤矿井下基本控制导线测量工作中, 还会涉及到如何合理的处理长边、短边的测量工作。在此测量环节中, 我们要尽量选择使用相邻导线边长数据相一致的导线, 在长边、短边进行过渡时, 如果出现前视点、后视点边长相差较大时, 可以适当的调整调焦镜的运行范围, 以降低测量方向的误差。同时, 更要加强重视短边的测量环节。由于在短边测量中, 测量仪器以及对中都会存在一定的误差, 因此提高短边的测量精准度一直是一个难题。在改进后的煤矿井下基本控制导线测量法中, 我们选择使用了延伸三角形的方式, 来弥补短边测量中测量仪器以及对中存在的误差, 通过延伸三角形进行导线方位角的传递, 我们进一步地提高短边测量的精准度, 也缩短了短边测量的时间, 取得了良好的效果, 有效消除了上述误差的影响, 提高了导线测量精度, 促进煤矿井下基本控制导线测量工作总体的工作效率的进一步提高。

在导线A-B-C-D-E-F中, 遇到短边BC时, 通过延伸三角形, 采用A-B-D-C-E-F的路线, 跨过短边BC, 则EF边的方位角:∠1一∠2+∠3+∠L4±4×180°, 图1所示。

3 结束语

随着社会经济的发展, 煤炭需求量也在不断增加。煤矿生产企业对于煤矿井下基本控制导线的测量精准度及其相关工作的工作效率提出了更高的标准。因此, 我们必须运用一切可应用的科技手段, 进一步地改进和创新煤矿井下基本控制导线的测量的方法以及措施。经过改进与创新的煤矿井下基本控制导线的测量法, 通过四架三连法进行相关的测量工作, 可以在原有的工作基础之上, 提高测量的精准度以及工作效率。在未来很长的一段时间内, 我们应更加努力做好提高煤矿井下基本控制导线测量的精准度的相关工作, 避免煤矿生产企业在生产过程中存在的安全隐患危及相关工作人员的人身安全以及煤矿生产企业的经济利益。

摘要：随着我国科技水平的不断提高, 科技的应用范畴逐渐扩大。近年来, 科技应用在煤矿井下基本控制导线测量方面取得的成效较为明显, 在一定程度上促进了煤矿井下基本控制导线测量方法的创新与改进, 大大提高了煤矿井下基本控制导线测量的精准度以及煤矿井下基本控制导线测量的工作效率。本文将简要分析煤矿井下基本控制导线测量方法的改进与创新的相关内容, 旨在促进煤矿井下基本控制导线测量工作效率的进一步提高。

关键词：煤矿,控制导线,测量方法,改进

参考文献

[1]张国良.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2006.

[2]崔旭升.地下工程测量课程教学改革的探讨[J].北京测绘, 2006 (4) .

电子测量仪表行业的工业设计发展篇8

进入20世纪50年代, 伴随着晶体管的出现, 电子测量仪表的体积、重量、精度和操作复杂程度进一步大幅度降低。同时期, 美国波音公司707飞机的设计、人机工程学的运用以及德国工业设计的蓬勃发展使各电子测量仪表公司开始逐渐重视电子测量仪表的工业设计, 力求开发出能够便于操作的电子测量仪表。

20世纪70年代发展至今, 大规模集成电路的广泛应用使电子测量仪表的集成度大幅度提高, 仪表的功能进一步扩展, 这就对电子测量仪表行业的工业设计提出了更高的要求—人机交互能力和系统热稳定性能的提高, 同时又要求重量和体积进一步缩小, 这就带动了电子测量仪表行业工业设计的深入研究和发展[1]。

进入21世纪后, 电子测量仪表行业在经过近50年的发展后, 这个行业的全球规模已经扩张到每年几百亿美元的产值[2], 同时电子测量仪表也已细分为多个种类, 覆盖了基础电子测量、通信电子、生物检测、电力、遥感、医药等多个领域。随着这个行业产值的迅速膨胀与应用领域的扩展, 早期从事这个行业的公司已经发展成为行业内的顶级的公司, 如德国罗德&施瓦茨公司、美国安捷伦公司、日本安利公司、美国的是德科技、美国艾默生电子、日本松下、德国西门子等行业巨头, 这些公司基本垄断了全球高端电子测量仪表领域, 如罗德与施瓦茨公司2014年一年便卖出了上千台高端手机测试类电子测量仪表, 年销售额高达几十亿美元, 占当年全球手机测试类电子测量仪表市场的60%以上的市场份额。近些年伴随着经济危机的出现, 这些行业巨头都纷纷开始转向生物测量、电力测量等全新的领域, 同时通过产业兼并与重组, 剥离传统电子测量仪表的业务, 然后迅速推出了适用于这些新兴行业的电子测量仪表。

伴随着中国近些年经济的蓬勃发展, 国内各行各业对电子测量仪表的需求呈现爆炸式增长。由于国内电子测量仪表行业的发展水平低和国外对先进技术的垄断, 国内的电子测量仪表行业基本由国外公司垄断, 不仅造成了电子测量仪表的售价昂贵, 而且由于严格控制技术外泄从而导致国内无法使用与国外同时代的电子测量仪表。但是在超高暴利和庞大市场的刺激下, 国内也逐步发展起来了一批研发电子测量仪表的公司, 如大唐联仪、创远、星河等电子测量仪表公司。但由于中国在电子、机械、生物、物理和工业设计等领域与发达国家的巨大差距, 国内的电子测量仪表公司几乎都处于简单模仿国外行业巨头公司的产品或者生产一些低端的电子测量仪表的阶段。

国内的电子测量仪表公司都存在规模较小、科技投入少、转型困难、竞争压力大、同质化等诸多问题;同时电子测量仪表的入门门槛较高, 需要集合多学科的研究成果和资源整合能力;此外在目前国内的大环境下, 非常不利于这种需要经过深入科学研究才能有所发展的行业;因此这些因素交织在一起共同限制了国内电子测量仪表公司的发展, 使之难以与国外同类型公司竞争。

由于国外的电子测量仪表行业已经经过了近50年的发展, 电子测量仪表的工业设计已经相当成熟, 无论人机设计、热设计、结构设计、外观设计和设计理念均已经相当成熟。目前国外电子测量仪表的工业设计主要有以下几个特征:

1) 产品外形尺寸逐渐减小。

目前国外无显示屏类电子测量仪表的工业设计的最新流行趋势为小型化, 一般无显示屏类电子测量仪表的产品高度已经降低到2U以下, 仪表的宽度也不在以国际电联的19英寸设备要求为设计规范, 同时电子测量仪表的产品深度也大幅度缩短。仪表的小型化可降低产品重量、降低产品的研发投入与制造成本, 提高产品的性价比。如图1所示为德国某公司推出的小型化电子测量仪表系列, 外形尺寸非常小巧。国外有显示屏类电子测量仪表的产品高度虽然扩展到5U以上, 但产品深度却大幅度缩短, 这样的设计理念可保证仪表在有较大显示屏的同时还可以缩小产品尺寸和降低产品重量, 极大的提高产品的竞争力。

2) 人机交互正趋向于全触摸显示屏或者外接大尺寸显示屏, 以及拥有丰富的测量端口。

国外电子测量仪表的显示屏幕尺寸已提高到12.1英寸以上, 同时采用全触摸交互界面、操作系统扁平化、多测量任务窗口并行显示和极少物理按键, 极大的提高了仪表的人机交互能力和数据显示清晰度, 以便于操作人员的使用, 如图2所示为是德科技的MXA频谱分析仪表。此外仪表拥有丰富的端口类型, 涵盖了射频端口、音频端口、时钟端口、并行串口、USB接口、以太网接口、VGA接口等多种接口类型, 以适应不同使用环境的要求。

3) 全新的热设计理念。

通过优化电路设计, 多采用低功耗芯片和低功耗电路设计方案, 进一步降低整机功耗, 此外使用大面积铝基和铜基散热器、密闭散热风道和低风阻系统设计方案, 可使仪表的散热方式实现自然对流冷却方式或者超低噪音强迫对流冷却方式, 进而降低系统运行时的噪音和提高仪表安静性;

4) 仪表结构设计多采用快速插接方式。

国外电子测量仪表的结构多采用快速拼接与插接式, 功能板卡实现模组化设计和无缆化设计理念, 可实现仪表在不拆卸外壳和线缆的情况下直接更换功能板卡, 方便仪表的升级与形态变化;结构材料多采用工程塑料或者硬质铝合金以减轻仪表重量;

5) 外观更加美观与圆润化。

国外仪表多采用中性色系, 配色柔和[3], 通过一些装饰性颜色带, 丰富仪表外观色彩, 使仪表更加具有潮流感与现代气息。同时仪表多采用工程塑料包角和工程塑料外观零件, 如圆润设计的把手和具有曲面造型的前面板, 提高仪表的质感和高端感。

由于国内的电子测量仪表行业起步非常晚, 因此国内电子测量仪表行业的工业设计基本以参考国外同类型仪表为基础。

此外, 由于行业内对工业设计的重视程度不高, 长期忽视工业设计对产品品质和质感的影响程度, 因此国内电子测量仪表行业的工业设计与国外仍存在着较大差距, 主要表现在:产品外观趋同, 由于行业内公司不重视仪表的外观设计, 同时片面强调工业设计零件的成本, 因此国内电子测量仪表一般采用市场中常见的仪表类外观产品, 因此无论外观配色、外观零件设计、工业设计理念等均差强人意, 如外观颜色均采用一种颜色, 不考虑不同功能区的色彩提示, 使仪表的档次在感官上较低。

人机交互能力考虑不周全, 由于资源积累不足, 国内电子测量仪表在前期总体设计时便没有充分考虑人机工程学, 端口设计的合理程度、端口种类与分布、按键排布与大小、UI操作界面和显示区域精细度等设计均在各种缺陷, 如射频端口没有充分考虑使用者的手部操作空间, 以至于端口旋拧不便甚至射频端口的螺牙划伤手指等, 以至于后期不得不进行改版设计。

热设计不充分, 全部热设计仿真软件均为国外产品, 同时由于国内在电子散热方面的研究较为粗浅和风道设计考虑不周全, 因此国内的电子测量仪表的散热效率较低, 只能一味采用大功率、多数量风扇散热系统, 从而导致仪表噪声大、电路失效、内部灰尘较多等问题。如图3所示为国内仪表与国外仪表的内部清净度对比, 国内某仪表公司的内部板卡在使用一段时间后积灰问题严重而国外某仪表公司的内部板卡在使用一段时候仍能保持清洁。内部结构设计不合理, 国内电子测量仪表虽参考国外同类型仪表, 但由于电子设计方面能力不足, 因此往往造成内部电路臃肿, 结构部分复杂, 内部结构集成度较低, 和无法实现功能板卡模块化设计等, 严重浪费内部的宝贵空间。如图4所示, 国内某仪表公司开发的电路采用较大且明显突出的器件, 从而导致电路的结构腔体异型。

基于对国内外电子测量仪表行业工业设计的现状与问题的深入研究, 未来电子测量仪表的工业设计必将会朝着小型化、内部高度集成化、低功耗化、网络化、人机交互便捷化方向发展。

1) 小型化是未来电子测量仪表行业工业设计发展的必然方向。

伴随着电子器件功能的完善, 电路设计将更加简单化和密集化, 因此电子测量仪表的外形尺寸将不断缩小, 可能未来的某一天, 电子测量仪表的外形尺寸和现在的移动终端相仿。小型化将要求电子测量仪表的工业设计更加严谨, 通过优化仪表结构, 使仪表内部结构更加规整与简洁。同时小型化将要求电子测量仪表公司提高对仪表工业设计的重视程度, 提高工业设计在仪表开发过程中的优先级和重要性, 要采用全局的眼光看待仪表的工业设计, 使仪表的开发由电路设计为主导转变为以工业设计为主导, 从而提高产品竞争力。只有那些能补足工业设计缺陷的公司采用提前占得市场先机。

2) 内部高度集成化是电子测量仪表发展的实现手段。

通过内部模组化设计和无缆设计, 实现对仪表内部空间的充分占用, 提高内部模块集成化程度。同时内部模组化设计和无缆设计可提高仪表功能的扩展, 实现电子测量仪表功能多样化与形态丰富化。内部模块设计可提高仪表的灵活度, 仪表实际使用用户可根据使用需求灵活调整仪表的功能, 从而提高仪表的适应性。同时内部模块化设计能降低仪表的生产难度, 提高生产效率, 仪表公司可先生产各内部模块, 然后根据客户需求配置仪表, 避免整机的在线升级与校验。

3) 低功耗是电子测量仪表行业电子设计的必然要求。

伴随着电路的功耗的降低, 可大幅度缩小散热系统的复杂程度, 仪表将可采用自然散热方式或超低噪音强迫对流冷却方式, 此外仪表采用全密闭式设计、功能区域风道隔离、功能区域风量调节、优化板卡风阻等热设计手段, 能大幅提到仪表散热效能, 从而降低电子测量仪表的运行噪声, 同时有利于内部结构与板卡的清洁度, 提高设备的可靠性和运行寿命。

4) 网络化是电子测量仪表行业发展的催化剂。

伴随着目前网络的飞速发展, 电子测量仪表厂商可不再出售仪表设备, 而是通过网络使客户直接和电子测量仪表厂商连接, 客户直接租用电子测量仪表厂商提供的测试功能服务, 这样客户可以免去设备购置、维护等成本, 同时电子测量仪表厂商就能利用一套设备同时对多个用户提供网络测试服务, 提高双方的利润。

5) 人机交互便捷化是电子测量仪表发展的保障。

未来有显示屏类电子测量仪表将采用全触摸屏幕或者采用大尺寸外接触摸显示器, 免去物理按键所带来的操作不便问题, 用户可清晰查看测量结果或者同时进行多测量项业务, 同时提高UI界面扁平化设计, 方便用户调用不同测量项[4,5]。无屏类电子测量仪表将采用多种类端口、多数量端口形式, 通过丰富的端口形式, 可满足不同测试需求, 此外多测量端口可同时实现多个终端设备或者测试项目的数据采集和分析, 提高测试效率。

目前电子测量行业正悄然发生着大变革, 伴随着技术难度的降低, 行业内的公司正逐渐增多, 行业内公司的竞争激烈程度正与日俱增, 只有那些能够提高自身产品的竞争力的公司才能在这个行业中脱颖而出, 只有那些真正意识到工业设计对仪表行业的重要程度的公司才能迎风破浪, 才能引领未来行业的发展方向, 只有引领了行业发展方向的公司才能成为行业中的领军公司。

摘要：电子测量仪表行业可谓是制造业、电子行业、软件行业等多个行业最新研究成果的结晶, 虽然该行业的整体规模并不大, 但却足以体现一个国家的科技水平与科研人员的技术水平。电子测量仪表汇聚了工业设计、电子科技、软件实现、生物、物理、化学等多个学科的技术, 是多种学科交叉集成的高科技产物。本文从电子测量仪表行业的工业设计方向, 浅析了该行业现有的工业设计成果与未来发展方向, 阐述了该行业工业设计的现状、存在的问题以及国内外电子测量仪表行业的工业设计特点, 希望能对这个领域的发展有所启发与帮助。

关键词：电子测量仪表,工业设计,现状,发展方向

参考文献

[1]连学涛, 华颜涛.浅谈电子测量仪器的现状与发展[J].科协论坛, 2012 (12) :59-60.

[2]国家发展改革委经济运行局机电处.仪器仪表行业2006年运行分析及2007年趋势预测[J].中国经贸导刊, 2007 (6) :16.

[3]何人可.工业设计史[M].北京:北京理工大学出版社, 2000.

[4]人机交互的进化与未来[J].互联网周刊.2014 (3) :56-57.

DDS在电子测量与仪表中的应用篇9

关键词：直接数字式频率合成技术,电子测量,仪表

随着社会生产技术的发展, 传统的电子测量与仪表因其自动化程度低、工作效率差、误差大的特点逐渐被淘汰出测量市场, 逐渐形成了以直接数字式频率合成技术为主的测量新技术、新方法。这种技术的应用是普通电子测量和仪表中的一种新技术, 是基于频率合成技术的基础上发展形成的。在目前的电子测量和仪表领域中, 直接数字式频率合成技术的应用主要包含了音频测试、产品检测、信号重现、医学仪器实验等领域, 并取得了优异的成绩。

1 直接数字式频率合成技术概述

直接数字式频率合成技术是与二十世纪七十年代出现的一种综合性全数字频率合成技术, 它由于本身存在着测量速度快、自动化水平高的特殊优势得到了广泛的应用, 尤其是在电子、通信领域中更是获得了前所未有的普及。

1.1 概念。

DDS是当前社会发展中极为关键的数字化技术之一, 它也被称之为直接数字式频率合成技术, 与传统的频率合成器相比较, 这种技术存在着成本低、功耗低、高分辨率、快速转换的特点, 截至目前的社会发展中, 这种技术已经广泛的应用在电子仪器领域和电信工程领域, 是实现设备全数字化、智能化的一个关键技术。

1.2 直接数字式频率合成技术优点。

经过多年的工作实践总结得出, 这一技术在应用中具备着分频率高、输出频点多、转换速度快、输出相位噪音低、对参数频率的相位噪音改善, 可以任意形成波形的特点, 更是具备着全数字化、集成化、小体积、重量轻的优势。

1.3 发生器。

一个完整周期的函数波形被存储在存储器查找表中。相位累加器跟踪输出函数的电流相位。为了输出一个非常低的频率, 采样样本之间的差相位 (Δ) 将非常小。例如, 一个很慢的正弦波可能将有1度的Δ相位。则波形的0号采样样本采得0度时刻的正弦波的幅度, 而波形的1号采样将采得1度时刻的正弦波的幅度, 依次类推。经过360次采样后, 将输出正弦曲线的全部360度, 或者确切地说是一个周期。一个较快的正弦波可能会有10度的Δ相位。于是, 36次采样就会输出正弦波的一个周期。如果采样率保持恒定, 上述较慢的正弦波的频率将比较快的正弦波慢10倍。

2 直接数字式频率合成技术在电子测量与仪表中的应用情况分析

近年来的社会发展中, 伴随现代科学技术与工业化生产技术的不断成熟, 对测量技术的要求也越来越高。实现快速、准确、实时、自动的测量已成为目前测量行业的主流趋势, 也是各种生产和加工领域对测量提出的全新要求。可以这么说, 没有测量就不可能存在信号的分析与处理, 而信息的获取也必然成为一句空话。基于这种信息要求之上, 我们在工作的过程中需要对电子测量与仪表的技术进行严格的分析, 尤其是对其技术的测量更是要深入的进行, 保证在信息获取方面的作用和优势。21世纪是一个大规模集成电路的高速发展时期, 同时它也带动了电子测量仪器技术的革新和发展。在社会发展过程中, 大规模集成电路的不断普及使得各种电子仪器的体积不断减小、性能和功能更加的全面、其可靠性日益增强。在这种时代背景下, 直接数字式频率合成技术的应用也日益广泛。

2.1 DDS的基本工作原理。

DDS技术是从相位这一新概念出发进行频率合成的, 它将先进的数字信号处理理论与方法引入了信号合成领域, 其工作原理框图如图1所示。参考频率源是一个高稳定度的晶体振荡器, 其输出信号提供DDS中各部件同步工作, 相位累加器将数字信号的相位按照给定增量步进, 并以此相位去查询正弦波形存储器中的函数表, 从而得到函数的幅度码, 数字幅度码经过数/模转换器 (DAC) 转换成模拟阶梯信号, 再经过低通滤波器 (LPF) 平滑后得到所需的信号波形, 当频率设置数据为K, 参考频率为f, 相位累加器位数为Ⅳ时, DDS输出的信号频率为f= (f·k) /2N, 虽然理论上DDS的输出频率可从直流一直到F/2, 但考虑到滤波器的边缘陡度及输出信号的频谱纯度, 实际的输出频率一般从直流到0.4f。

2.2 相位合位条件下DDS输出频谱分析

在DDS设计中, 由于受到体积和成本的限制, 同时也为了节省ROM的容量, 人们希望在不引入过多杂散的前提下, 尽可能地截去相位累加器的低有效位, 对于位数为N的相位累加器, ROM的容量远小于2N, 因此寻址ROM时, 累加器输出的低位被舍去, 而只用其输出的高Ⅳ-B位去寻址ROM, 这样就产生了DDS中的相位误差。假定数模转换器具有理想性能, 并且不考虑幅度量化误差。设相位累加器的位数N-12, 当频率控制字K、255 (000011111111, 二进制形式) , 累加器舍去的位数B=4 (舍去最后的4位1111) 时, 其计算机仿真输出频谱图如图2所示。由由图2和图3可以看出, 随着相位累加器舍位位数的增加, DDS输出的频谱杂散电平随之增大, 相位截断误差是DDS杂散的三个主要来源之一, 但当被截去的低B位全为0时, 不会造成相位截断, 因而在此频率控制字K值下不会产生误差。

结束语

随着电子测量与仪表技术的不断发展, 其对频率合成技术的精密性要求也更加苛刻。通过对相位舍位条件下DDS的输出频谱特性分析可以看出, 只要合理地选择频率控制字, DDS输出频率的相位截断误差是可以减小乃至消除的, 这对于提高电子测量与仪表的精确性有很大的帮助。

参考文献

[1]马虹宇.基于DDS与DSPBuilder设计双通道正弦信号源的技术研究[J].黑龙江科技信息, 2007 (6) .

[2]常用电子测量仪器的应用[J].中国仪器仪表, 2009 (9) .

[3]鲍玉军.LabVIEW在“电子测量技术”课程教学中的应用[J].常州工学院学报, 2009 (6) .

电子仪表测量的基本篇10

一、测电阻

重要的是要选好量程, 当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高, 读数最准确, 此时的阻值为当前指针所指的数值×当前所选的倍率。要注意的是, 在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时, 不可将手指捏在电阻两端, 这样人体电阻会使测量结果偏小。

二、测电容

用电阻档, 根据电容容量选择适当的量程, 并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。 (1) 、估测微波法级电容容量的大小:可凭经验或参照相同容量的标准电容, 根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样, 只要容量相同即可, 例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照, 只要它们指针摆动最大幅度一样, 即可断定容量一样。 (2) 、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档, 但只能测到1000p F以上的电容。对1000p F或稍大一点的电容, 只要表针稍有摆动, 即可认为容量够了。 (3) 、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容, 可先用R×10Ω档将其快速充电, 并初步估测电容容量, 然后改到R×1kΩ档继续测一会儿, 这时指针不应回返, 而应停在或十分接近∞处, 否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容 (比如彩电开关电源的振荡电容) , 对其漏电特性要求非常高, 只要稍有漏电就不能用, 这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量, 同样表针应停在∞处而不应回返。

三、判定二极管正、负极

半导体二极管具有单向导电性, 其反向电阻远大于正向电阻, 利用万用表R×1K挡可判定其正、负极。测量时将两支表笔分别接二极管的两个电极, 依次测出正向电阻和反向电阻, 若测出的电阻值为几百欧至几千欧 (对于锗二极管为100Ω—1KΩ) 说明是正向电阻, 这时黑表笔接的是二极管的正极, 红表笔接的二极管的负极;若电阻值在几千欧到几百欧之间, 即为反向电阻, 此时红表笔接的是二极管的正极, 黑表笔接的是二极管的负极。

四、测量三极管的管脚及管型

测试时, 先测定管子的基极。将万用表置于R×1K挡或R×100K挡, 用黑表笔和任一管脚相连, 红表笔分别和另外两个管脚相连测量其阻值, 如果阻值一个很大, 一个很小, 则应将黑表笔所接的管脚调换一下, 再按上述方法测试, 直至两个电阻值都很小, 则黑表笔所接的就是基极, 而且该测定管的管型为NPN型;若按上述方法测试的结果两次阻值都很大, 则黑表笔所接的是PNP管的基极。当基极确定后, 其余两管脚可任意设定为集电极和发射极。如是NPN型管, 可将万用表的黑表笔接假设的集电极, 红表笔接假设的发射极, 然后用手指捏住基极和假设的集电极, (但不能使两极相碰) , 观察表针摆动幅度, 再将假设的集电极和发射极互换, 按上述方法重测一次, 比较两次表针摆幅, 摆幅较大的一次黑表笔所接的管脚为集电极, 红表笔所接的管脚为发射极;若为PNP型管, 上述方法中只要将红表笔和黑表笔对换测试即可。

五、在路测二极管、三极管、稳压管好坏

在实际电路中, 三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大, 大都在几百几千欧姆以上, 因此, 我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时, 用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性 (如果正反向电阻相差不太明显, 可改用R×1Ω档来测) , 一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右, 在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右 (根据不同表型可能略有出入) 。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小, 都说明这个PN结有问题, 这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效, 可以非常快速地找出坏管, 甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大, 如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测, 可能还是正常的, 其实这个管子的特性已经变坏了, 不能正常工作或不稳定了。

六、测喇叭、耳机、动圈式话筒

用R×1Ω档, 任一表笔接一端, 另一表笔点触另一端, 正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响, 则是线圈断了, 如果响声小而尖, 则是有擦圈问题, 也不能用。

摘要：培养学生的动手能力, 更好的掌握一些基本元器件的测量及好坏的判断, 为后续课程的学习打下坚实的基础。

电子仪表测量的基本篇11

关键词：误差测量评定不确定度测试仪

1 概述

1.1 测量方法：参照JJG837-2003《直流低电阻表检定规程》。

1.2 环境条件：通常情况下温度控制在（20±5）℃，相对湿度不超过75%。

1.3 测量标准：BZ3型标准电阻，主要技术指标：0.01级。

1.4 被校对象：准确度等级为0.1级的直流电阻测试仪。

1.5 测量方法：采用四端子接法，用标准器（标准电阻）接到被检直流电阻测试仪的测试端，然后进行读数比较，以确定被检直流电阻测试仪的基本误差。

2 数学模型

δ= r-rn

式中：r ——被检直流电阻测试仪的显示值；

rn——标准电阻的标称值。

3 不确定度传播率

u■■δ=■ur■+■ur■■=c■·ur■+c■·ur■■

式中，灵敏系数c1=？鄣δ/？鄣r=1，c2=？鄣δ/？鄣rn=-1。

4 输入量标准不确定度的评定

4.1 评定输入量rn的标准不确定度ur■

BZ3标准电阻的误差通常情况下会引起输入量rn的标准不确定度ur■，进行评定时主要依据是标准电阻的技术要求。

标准电阻的最大允许误差为：±0.01%。在1Ω时，最大允许误差为：±0.1mΩ，半宽为a=0.1mΩ，在区间内可以认为服从均匀分布，包含因子k=■，所以

ur■=■=■=0.0577mΩ

4.2 评定被检直流电阻测试仪显示示值分辨力不确定度ur■

通常情况下，往往借助数字表显示的分辨力对标准不确定度的分量进行引入，通过B类进行评定，其分辨力为0.1mΩ。对于数字表的量化来说，由于误差的存在，进而在一定程度上认为其在分辨力范围内分布是均匀的，同时包含因子k为■，所以在1Ω点半宽区间引入的标准不确定度为

ur■=■=■=0.0289mΩ

4.3 评定输入量r的标准不确定度ur

输入量r的不确定度通常情况下是由被检直流电阻测试仪的测量重复性引起的，同时通过连续测量得到其测量列，通过采用A类方法进行相应的评定。

将标称值为1Ω的标准电阻接到被检直流电阻测试的测量端，启动直流电阻测试仪，得到测量列：999.9mΩ，999.8mΩ，999.9mΩ，999.9mΩ，1000.0mΩ，1000.1mΩ，1000.2mΩ，999.9mΩ，999.9mΩ，1000.0 mΩ

■=■■r■=1000.0mΩ

单次实验标准差s=■=0.111mΩ

所以ur=s=0.111mΩ

5 合成标准不确定度的评定

5.1 主要标准不确定度汇总表

■

5.2 合成标准不确定度的评定

通常情况下，输入量rn与r是彼此独立的，在一定程度上合成标准不确定度可按下式计算得：

u■δ=

■=■=0.128mΩ

用相对标准不确定度表示

ucrel=■×100%=0.0128%

6 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，扩展不确定度为：

Urel=k×ucrel=2×0.0128%=0.026%

7 测量不确定度的报告与表示

用标准电阻检定准确度等级为0.1级的直流电阻测试仪，电阻测量结果的扩展不确定度为：

Urel=0.025%，k=2。

参考文献：

[1]JJG837-2003，直流低电阻表检定规程[S].

[2]JJF1033-2008，计量标准考核规范[S].

电子仪表测量的基本篇12

1.1 桥梁平面控制以桥轴线控制为主, 并保证全桥与线路连接的整体性, 同时为墩台定位提供测量控制点。

为确保桥轴线长度和墩台定位的精度, 对于大桥、特大桥, 必须布设专用的施工平面控制网。点位布设应力求满足以下要求:

(1) 图形应尽量简单, 估算出来的未知数的协因数阵主对角元素应尽量小, 并能用这些虑以足够的精度用前方交会法对桥墩进行放样。

(2) 控制网一般布设成三角网或边角网, 其边长与河宽有关。

(3) 为使桥轴线与控制网紧密联系, 在布网时应将河流两岸轴线上的两个点作为控制点。

(4) 所有控制点应便于观测和保存。桥梁平面控制网按常规方法布设时基本网形是三角形和四边形。按观测要素的不同, 桥梁控制网可布设成三角网、边角网、精密导线网等:

为了施工放样时计算方便, 桥梁控制网常采用独立的坐标系统, 其坐标轴采用平行或垂直于桥轴线方向, 坐标原点选在工地以外的西南角上, 这样场地范围内点的坐标都是正值。桥轴线上两点间的长度可以方便地由坐标差求得。

1.2 高程控制测量

高程控制测量要满足施工中高程放样和桥梁建成后监测桥梁墩台垂直变形的需要。建立高程控制网的常用方法是水准测量和测距三角高程测量。

高程控制网的主要形式是水准网。当桥长在300m以上时, 应采用二等水准测量的精度;当桥长在1000m以上时, 两岸的水准连测需采用一等水准测量的精度;当桥长在300m以下时, 施工水准测量可采用三等。

桥梁高程控制点由基本水准点组成, 应选择在地质条件好、地基稳定处。正桥两岸桥头附近均应设置基本水准点, 当引桥长于l000m时, 在引桥的始站或终端应建立基本水准点。为了方便桥墩高程放样测量, 在距基本水准点较远处增设-施工水准点。

1.3 桥涵放样测量及要求

1.3.1 当有良好的丈量条件时可采用直接丈量法进行墩台施工定位, 应对尺长、温度、拉力、垂度和倾斜度进行改正计算。

1.3.2 大、中桥的水中墩、台和基础的位置, 宜用全战仪测量。

1.3.3 曲线上的桥梁施工测量, 应按照设计文件参照公路曲线测定方法处理。

1.4 桥梁施工过程中的测量和竣工测量

1.4.1 施工过程中, 应测定并经常检查桥涵结构浇砌和安装部

分的位置和标高, 并作出测量记录和结论, 如超过允许偏差时, 应分析原因, 并予以补救和改正。桥轴线超过l000m的特大桥梁和结构复杂的桥梁施工过程, 应进行主要墩、台 (或塔、锚) 的沉降变形监测, 桥梁控制网应每年复测一次, 以确保施工安全和质量。

1.4.2 桥梁竣工后应进行竣工测量, 测量项目如下:

(1) 测定桥梁中线, 丈量跨径; (2) 丈量墩、台 (或塔、锚) 各部尺寸; (3) 检查桥面高程。

2 桥梁施工荷载的计算方法

精确的测量以保证桥梁施工的顺利进行, 当施工完成时, 需要对成桥进行荷载试验。

通常可以将作用在公路桥梁上的各种荷载和外力归纳成三类:

2.1 永久荷载:

包括结构物自重、桥面铺装及附压设备向重量、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位的影响力、水浮力、长期作用干结构上的人工预施力以及混凝土收缩和徐变的影响力。

2.2 可变荷载:

按其对桥涵结构的影响程度, 又分为基本可变荷载 (亦称活载) 和其他可变荷载。基本可变荷载有汽车、平板挂车和履带车的车辆荷载和人群荷载。同时, 对于汽车荷载应计及其冲击力和离心力。对于所有车辆荷载尚应计算其所引起的土侧压力。其他可变荷载包括, 汽车制动力、支座摩阻力、温度影响力、风力、流水压力和冰压力等。

2.2.1 车辆荷载:

标准中把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式, 作为设计荷载, 把偶然、个别出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。汽车车队分为汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级和汽车-超20级四个等级。荷载级别的数字表示一辆主车的重量、以吨计。除了辆数不限的主车之外, 每一车队中均规定有一辆重车。验算荷载分为80、100和120t的平板挂车 (简称挂车-80、挂车-100和挂车-120) 以及50t的履带车 (简称履带-50) 。

用验算荷载进行验算时, 对于履带车, 顺桥纵向可考虑多辆行驶, 但两车间净距不得小于50米, 对于平板挂车, 全桥均以通过一辆计算。履带车或平板挂车通过桥涵时, 应靠中以慢速行驶。验算时, 不考虑冲击力、人群荷载和其它非经常作用在桥上的各种外力。

2.2.2 车辆荷载的影响力:

包括汽车荷载的冲击力、离心力、车辆荷载引起的土侧压力 (以上属基本可变荷载) 和汽车制动力 (属其他可变荷载) 。

2.2.3 人群荷载:

设有人行道的桥梁, 在以汽车荷载计算内力时, 应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。一般公路桥梁的人群荷载规定为300kg/ (3000N/) ;城市郊区行人密集地区一般为350kg/ (3500N/) , 但亦可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。

2.3 偶然荷载:偶然荷载包括地震力和船只或漂流物的撞击力。

2.4 荷载组合的规定

组合I:基本可变荷载 (平板挂车或履带车除外) 的一种或几种与永久荷载的一种或几种相组合。

组合Ⅱ:基本可变荷载 (平板挂车或履带车除外) 的一种或几种与永久荷载的一种或几种与其他可变荷载的一种或几种相组合;设计弯桥时, 当离心力与制动力组合时, 制动力仅按70%计算。

组合Ⅲ:平板挂车或履带车与结构自重、预应力、土重及土侧压力中的一种或几种相组合。

组合IV:基本可变荷载 (平板挂车或履带车除外) 的一种或几种与永久荷载的一种或几种与偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合。

组合V:桥涵在进行施工阶段的验算时, 根据可能出现的施工荷载 (如结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等) 进行组合。