高精确度施工

2024-07-14

高精确度施工（精选7篇）

高精确度施工篇1

1 高速铁路接触网施工现状分析

从高速铁路接触网工程的整体施工情况来看, 虽然可以满足一般的施工要求, 但是仍存在一些问题, 具体体现在以下两个方面:

1.1 施工队伍方面

高速铁路接触网工程的施工人员中, 除了极少数的工程技术人员和管理人员具有较高的学历以外, 大部分一线作业人员都没有受过高等教育, 甚至还有很多农民工, 他们的文化素质、专业技术水平相对较差, 这样一来在实际施工过程中, 就难免出现一些误差, 从而使接触网工程的精确度受到影响。据不完全统计, 因一线作业人员操作失误造成的接触网施工误差占非常大的比例, 而施工误差又是直接影响接触网精确度的主要原因, 所以作业人员的综合素质是造成接触网工程精确度偏低的主要原因之一。此外, 技术装备较为落后也是造成施工精确度不高的又一原因。我国大部分高铁接触网施工单位的技术装备与国外发达国家相比, 施工设备的功能、性能、新旧程度、综合化、自动化等诸多方面都略显不足。同时检测仪器和装置的精确度也不够, 这些都是导致施工误差发生的根本原因。

1.2 施工标准和工艺方面

1.2.1 施工技术较为落后。

从我国总体情况来看, 国内除了极少数的施工单位以外, 大部分施工单位的施工技术及其采用的施工工艺都还停留在传统的技术水平上, 这与当前高速铁路接触网快速发展对施工技术的要求严重不符。

1.2.2 技术标准不协调。

高铁接触网施工与铁路路基、铁轨等施工技术标准存在严重不协调的问题, 接触网是以铁轨鬼面的标高作为施工基准点, 但是我国铁路轨道施工的允许偏差却比较大, 这就导致接触网工程施工质量很难满足相关技术要求。

1.2.3 操作和技术规范不合理。

目前, 我国尚未建立一套可行性较高的电气化铁路施工标准, 线路施工时一般都是参照国外相应的线路建立的标准, 通用性和标准化的规范较少。此外, 高铁接触网的施工操作规范也不完备, 仅有少数施工单位具有比较系统的施工手册, 而其余大部分施工单位在施工时的随意性相对较大, 这就造成了接触网施工误差较高的情况, 从而使得高铁接触网工程的精确度严重不足, 这对机车的安全、可靠运行造成了一定的影响, 为此, 建立完善高铁接触网的操作规范已经势在必行。

2 高速铁路接触网工程高精确度施工技术要点

2.1 精测网在高铁接触网施工中的应用

精密测量是建设高质量高速铁路最重要、最基本的条件之一。接触线高度、拉出值等几何参数是以轨道几何参数为基准的, 因此新建高速铁路接触网工程从支柱基础定位测量、腕臂测量计算安装、吊弦测量计算安装、接触线检测精调等均应以线路轨道横、纵断面设计图为依据, 接触网和线路轨道专业测量都应采用统一的坐标-精测网, 并作为双方施工和运营期间共同遵守的依据。我国高速铁路桥梁及隧道地段的轨道控制网 (CPI) 基桩通常设置在桥梁防撞墙和隧道电缆槽的线路侧面, 与接触网支柱和隧道吊柱不在同一线路横断面上;路基地段的轨道控制网 (CPIQ) 基桩在接触网支柱基础浇筑的同时, 由设计院勘测人员设置在接触网支柱基础或轨道专业特设的混凝土基础上。通过相关专业提供的高速铁路精测网基桩参数及其对应的线路参数、曲线桩位置坐标值及曲线参数值, 可以计算确定接触网支柱侧面限界、支柱基础面相对于轨面的高差、外轨超高等, 并作为接触网施工和验收土建专业预留的接触网基础工程质量的依据。根据线路控制网 (CPIQ) 数据, 可确定接触网车站、区间分段测量起点, 可测量隧道内接触网的预留槽道、后植锚栓、下锚断面位置, 可检查路基、桥梁上接触网支柱及拉线基础位置是否符合设计要求;根据轨道控制网 (CPS) 数据, 可测量核定接触网支柱及基础距离垂直线路中心线偏差及上部孔位准确性、隧道内吊柱及锚栓的施工偏差和测量并计算吊弦长度;在接触网调整尤其是精调中, 根据CP III精测网数据和线路拟合参数, 可进一步分析判定轨道与接触网祸合是否符合相关标准要求。

2.2 施工偏差控制要点

施工偏差控制是高速铁路接触网施工的关键环节, 高速铁路接触网施工精度要求高、施工允许偏差小。接触网施工精度越高、施工偏差越小, 则接触网平顺性越高、受电弓受流质量越好、受电弓和接触网寿命越长, 越能满足高速铁路安全可靠和高稳定性的要求。

2.2.1 材料方面的控制。

施工安装材料都有其生产制造公差, 因此必须考虑其影响。例如, 在编制腕臂计算软件程序、进行腕臂计算时都要考虑绝缘子等材料的生产制造公差, 腕臂预配时将其影响消除掉, 避免累计施工偏差。

2.2.2 施工方法的控制。

施工方法即施工工艺、工法, 包括施工工序流程和施工计算软件。例如, 为避免附加悬挂架设后引起支柱倾斜值变化, 造成已调整的接触悬挂位置改变, 应在附加悬挂架设后再测量 (用于腕臂和吊弦计算的) 支柱有关参数, 这点在曲线地段和接触网设计张力较大时尤其要注意。

2.2.3 环境的控制。

作业周围环境对施工偏差也有不利影响。例如, 因为超声波在空气中的传播速度与环境温度成一定函数关系, 所以接触网施工中使用的超声波式测量仪器从室内存放环境到室外测量现场, 至少要有10 min以上适应现场环境温度的过程, 否则测量偏差可能超标。

3 结论

总而言之, 高铁接触网工程建设是一项较为复杂且系统的工作, 想要进一步提高工程的精确度, 除了减少施工误差之外, 还必须采取科学合理、切实可行的施工技术, 只有这样, 才能保证高铁接触网工程的精确度, 进而确保机车安全运行。

参考文献

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[2]王作祥.新建时速200km客货共线铁路接触网施工技术及标准制定的若干问题[A].中国铁道学会2010年高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C].2010 (8) .[2]王作祥.新建时速200km客货共线铁路接触网施工技术及标准制定的若干问题[A].中国铁道学会2010年高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C].2010 (8) .

[3]王育才.建设高速接触网必须引起重视的几个问题[A].福建省铁道学会促进福建铁路科技进步与创新学术年会学术论文集[C].2009 (3) .[3]王育才.建设高速接触网必须引起重视的几个问题[A].福建省铁道学会促进福建铁路科技进步与创新学术年会学术论文集[C].2009 (3) .

[4]张伯阳.任浩.预埋槽道高速铁路隧道接触网施工控制技术[A].中国交通建设股份有限公司2011年现场技术交流会论文集[C].2011 (10) .[4]张伯阳.任浩.预埋槽道高速铁路隧道接触网施工控制技术[A].中国交通建设股份有限公司2011年现场技术交流会论文集[C].2011 (10) .

[5]何宏叶.接触网硬点形成原因及减少接触网硬点产生的建议[A].2008年铁路电气化新技术学术年会论文集[C].2008 (7) .[5]何宏叶.接触网硬点形成原因及减少接触网硬点产生的建议[A].2008年铁路电气化新技术学术年会论文集[C].2008 (7) .

高精确度施工篇2

工程施工总结

七冶建设集团广西分公司 2016年 12 月 25 日

一、工程简况

工程名称：中国铝业广西分公司赤泥高磁选铁项目建设单位：中国铝业广西分公司

监理单位：平果铝建设监理有限公司

勘查单位：中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司设计单位：长沙矿冶研究院有限责任公司施工单位：七冶建设有限责任公司广西分公司工程地址：广西平果县平果铝厂内开工日期：申请验收日期：

二、工程概况

本工程为中国铝业广西分公司赤泥高磁选铁项目，位于广西省百色市平果县中铝广西分公司厂区内，本工程由1-10#浓缩池、平环磁选车间、药剂库及药剂配备、高压配电室、1~2#回水池、凉水塔、压滤车间、精矿库等组成, 建筑面积22877平方米, 结构层数为地上4层,建筑总高为24米,工程总造价约5000万元.三、施工总体情况

1:开工前工程准备情况: 我单位在接到中标通知书后，立即着手工程开工的准备工作：组织了一个责任心强，业务能力过硬的项目管理班子；组织了多支技术过硬、能打硬仗、服从管理的施工队伍；工程施工机械设备及开工所需的各种材料在开工前都落实到位。

2施工过程情况：

按时保质量完成各节点工程，在9月30日前完成十个浓密池基础，10月20日完成磁选车间主体工程，11月20日完成压滤车间主体工程，各关键线路都

按时或提前完成，非关键线路穿插进行施工，科学合理组织施工，为安装施工提供了充足的工作面，确保项目按时投产。

四过程控制及质量保证:

本工程的质量管理目标是“合格”。我们在此基础上，更加严格要求自己。我们在全公司范围内挑选有学历，有丰富施工实践经验的同志承担现场的管理工作，实行竞争上岗，从而建立了高效能的项目经理部；成立QC小组，制定消灭质量通病的纠正/预防措施，定期总结，确保本工程不出现质量通病，保证达到质量目标；对现场的一般作业人员进行岗前交底提高质量意识，在施工中严格监督，发现问题，立即令其整改；严把材料质量关；严格按照设计图纸和国家规范、标准施工；认真执行技术复核制度；加强技术交底制度；认真进行自检、互检、交接检，在“三检”合格基础上进行专职检，专职检合格后再报监理进行验收；加强隐蔽验收、完善施工纪录；加强工序控制，对工序的质量控制，我们采取序前预防、序中控制、序后检查的三阶段控制法，即在上一工序结束后，下一工序开始前的工序准备阶段先要对上一工序存在的偏差进行处理，防止问题积累，上道工序未验收或验收不合格不得进入下道工序的施工；严格检查制度，每天质量员、施工员跟踪检查，质量组每月全面检查，加强成品保护；规范工程技术管理资料工作。在施工过程中，我单位严把材料质量关，进场的各种材料必须符合设计要求和行业标准及国家规范。进场的材料必须跟随提供质保书、合格证及相关的检测报告等资料，无合格证、质保书的材料一律拒收。材料进场后，现场材料员和质检员都对材料的外观质量、规格尺寸、型号等进行了抽检，对有问题的材料决不放行，进场材料自检合格后报监理验收，并对材料进行见证取样抽样检测，待检测结果合格后方用在工程上。各分部、分项工程质量情况如下：

(1)、钢筋分项工程：钢筋原材料进场后，会同监理对钢筋的外观质量进行检查，并见证取样送检，合格后投入使用，本工程的钢筋原材取样复试共组，复试结果合格，质保书齐全，符合设计和规范要求；钢筋加工经检查符合设计和

规范要求；钢筋安装经检查，规格、间距、几何尺寸、搭接长度等符合设计和规范要求。钢筋分项工程资料齐全。

(2)、模板分项工程：在本工程中，柱模板安装采用的是木模板，拆模后，柱混凝土表面平整光滑、阳角鲜明、顺直。模板安装施工严格按照方案、技术交底施工，模板的表面平整度、垂直度、几何尺寸等均符合设计图纸和国家规范要求。模板拆除严格按照国家规范进行，在监理的监督下待拆模试块结果达到规范规定的强度要求后，才进行模板的拆除。模板分项工程资料齐全。

(3)、混凝土分项工程：结构全部采用商品混凝土，厂家为平果强生商品混凝土公司，配合比符合设计和规范要求，所用原材料均检测合格，符合国家标准的规定。混凝土外观质量无严重缺陷，垂直度、平整度、几何尺寸等符合规范要求；在监理旁站、监督下，严格按照规范留置了标准养护和同条件养护的混凝土试块，砼试块共组,全部检测合格,统计评定符合规范要求，抗渗混凝土试块共留置组，试验合格；并按质监站要求，对基础、主体混凝土进行回弹法检测，检测结果推定值符合要求。混凝土分项工程资料齐全。

(4)、砖砌体分项工程：砌体配合比符合设计和规范要求，共留置组砂浆试块,试验合格，评定合格。砌体外观质量较好，按设计、规范和“导则”的要求设置墙中的构造柱，垂直度、平整度等在规范允许范围内，灰缝饱满、平直，砌体拉结筋的留置符合规范要求，结果符合要求,评定合格,砖砌体分项工程资料齐全。

(5)、一般抹灰分项工程：本工程抹灰材料为混合砂浆抹灰，用在所有砖砌体墙面上有很好的抗裂缝、防空鼓作用。抹灰工程外观质量较好，垂直度、平整度、阴阳角等符合规范要求，无空鼓、裂缝等现象。一般抹灰工程资料齐全。

(6)、门窗子分部工程：本工程门为木质防火门，窗为铝合金窗。防火门的品种、类型、规格、开启方向等符合设计要求，木门表面洁净，无刨痕、锤印，拼缝严密平整，制作符合规范要求，防火门安装牢固、严密，几何尺寸允许偏差符合规范要求；铝合金窗的安装，窗的质量符合设计和规范要求，并对铝合金窗做了检测，结果合格，窗的品种、类型、规格、开启方向等符合设计要求。门窗工程安装牢固，开关灵活，关闭严密，表面洁净、平整、光滑、色泽一致，无划痕、碰伤，几何尺寸允许偏差符合规范要求。门窗工程资料齐全。

(7)、屋面工程：本工程屋面是卷材防水层，屋面防水所用材料符合设计要求，SBS改性沥青防水卷材。屋面细部隐蔽验，符合要求。屋面蓄水试验符合规范要求。屋面找平层材料质量及配合比符合设计要求，找平层平整光滑，无起砂、酥松等现象；涂膜防水层无渗漏和积水现象，细部防水构造符合设计要求，涂膜防水层与基层粘结牢固，表面平整，无皱折、鼓泡等缺陷；卷材防水层无渗漏和积水现象，细部防水构造符合设计要求，搭接缝粘结牢固，密封严密，无皱折、鼓泡等缺陷，收头牢固严密，无翘边，铺贴方向正确，卷材搭接宽度符合规范要求；屋面分格缝顺直，填嵌密实、饱满、连续，密封材料表面平滑，缝边顺直，无凹凸不平现象。满足观感质量和造型要求。屋面分部总体观感质量较好，资料齐全。(9)、钢结构安装工程

用于本工程钢材、钢铸件的品种、规格、性能等符合现行国家产品标准和设计要求，焊接材料的品种、规格、性能等符合现行国家产品标准和设计要求。高强度大六角头螺栓、扭剪型高强度螺栓、普通螺栓、铆钉、自攻钉、拉铆钉、射钉、锚栓（机械型和化学试剂型）、地脚锚栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件，其品种、规格、性能等都符合现行国家产品标准和设计要求。钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能等均符合现行国家产品标准和设计要求，焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81 的规定，焊缝表面无裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝无表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，一级焊缝无咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。控制资料和质量保证资

料齐全。

五工期控制及保证: 对项目总体进度的控制主要遵循三个基本原则：

一、土建结构工程满足设备安装的进度要求，不影响安装，为安装工程预留充足的工作时间。

二、安装工程满足业主要的机械竣工工期要求，保证装置的顺利投产。

三、建筑装修工程满足合同规定的对总工期的要求。工程在2015年12月25日前完成。我方完全按照工程总进度的要求施工，并在2015年12月15日完成所有工作内容。为保证工程进度我方采取了如下措施：

1、工程进度的检查：每周的计划通过每周例会检查落实。月度实际进度通过施工队每月提交的工程进度报表和现场跟踪检查工程项目实际进度确定。在对工程实际进度检查的基础上，项目部主要采用横道图比较法与计划进度进行比较，以判断实际进度是否出现偏差。如果出现进度偏差，就进一步分析此偏差对进度控制目标的影响程度及其产生的原因，并提出纠偏措施要求各工区进行调整定出追回落后工期的措施和时间表。

2、工程进度的协调：在每周例会上通报工程进度情况，确定薄弱环节，以解决工程施工过程中的相互协调配合问题，部署赶工措施。

3、组织措施上由项目经理亲自负责项目分解、进度协调；技术措施上做到控制好关键工序。只有关键工序进度有保证，总工期进度才能有保证。为保证工期，我单位精心编制了工程总进度计划表，经甲方及监理审核，认为是切实可行的，而后围绕总进度计划每月编制月进度计划表，根据月进度计划安排每周的工作，再把每周的工作量细化到每一天，要求班组必须完成计划安排的工作，上月滞后的工作量在次月必须补上（本月的工作也必须完成），综合考虑各方面的不利因素，加大周转材料和劳动力的投入，加强对班组“效率出效益”的教育，合理安排劳动力，各工种穿插施工，每道工序衔接紧凑、有序。同时抓好机械的管理工作，施工机械的好坏直接影响到工程进度的又一重要方面。为了保证施工机械能够正常运转，我项目部指派专人对施工机械定期或不定期进行检修维护，发现问题，及时解决，并做好相关检测记录，尽量减少机

械设备故障的发生。选择性能精良、满足施工需求的机械设备，最大限度提高机械利用率。加大对人材物设备的投入自2015年8月15日开始挖土，至2015年 1 2月 15 日全部工程结束，工程进度完全达到预期的目标。

六施工成本的过程控制: 施工阶段是控制建设工程项目成本发生的主要阶段，它通过确定成本目标并按计划成本进行施工、资源配置，对施工现场发生的各种成本费用进行有效控制，施工项目的材料物资，包括构成工程实体的主要材料和结构件，以及有助于工程实体形成的周转使用材料和低值易耗品。从价值角度看，材料物资的价值，约占建筑安装工程造价的60％～70％以上，其重要程度自然是不言而喻。由于材料物资的供应渠道和管理方式各不相同，所以控制的内容和所采取的控制方法也将有所不同，其具体的控制方法如下。

1人工费的控制: 人工费的控制实行“量价分离”的方法，将作业用工及零星用工按定额工日的一定比例综合确定用工数量与单价，通过劳务合同进行控制。

2材料费的控制

材料费控制同样按照“量价分离”原则，控制材料用量和材料价格。A材料用量的控制

在保证符合设计要求和质量标准的前提下，合理使用材料，通过定额管理、计量管理等手段有效控制材料物资的消耗，具体方法如下：

（1）定额控制。对于有消耗定额的材料，以消耗定额为依据，实行限额发料制度。在规定限额内分期分批领用，超过限额领用的材料，必须先查明原因，经过一定审批手续方可领料。

（2）指标控制。对于没有消耗定额的材料，则实行计划管理和按指标控制的办

根据以往项目的实际耗用情况，结合具体施工项目的内容和要求，制定领用材料指标，据以控制发料。超过指标的材料，必须经过一定的审批手续方可领用。（3）计量控制。准确做好材料物资的收发计量检查和投料计量检查。

（4）包干控制。在材料使用过程中，对部分小型及零星材料（如钢钉、钢丝等）根据工程量计算出所需材料量，将其折算成费用，由作业者包干控制。B材料价格的控制：

材料价格主要由材料采购部门控制。由于材料价格是由买价、运杂费、运输中的合理损耗等所组成，因此控制材料价格，主要是通过掌握市场信息，应用招标和询价等方式控制材料、设备的采购价格。3施工机械使用费的控制

合理选择施工机械设备，合理使用施工机械设备对成本控制具有十分重要的意义，由于不同的起重运输机械各有不同的用途和特点，因此在选择起重运输机械时，首先应根据工程特点和施工条件确定采取何种不同起重运输机械的组合方式。在确定采用何种组合方式时，首先应满足施工需要，同时还要考虑到费用的高低和综合经济效益。

施工机械使用费主要由台班数量和台班单价两方面决定，为有效控制施工机械使用费支出，主要从以下几个方面进行控制：

(1)．合理安排施工生产，加强设备租赁计划管理，减少因安排不当引起的设备闲置；

(2)．加强机械设备的调度工作，尽量避免窝工，提高现场设备利用率；(3)．加强现场设备的维修保养，避免因不正确使用造成机械设备的停置；(4)．做好机上人员与辅助生产人员的协调与配合，提高施工机械使用效率。4施工分包费用的控制

分包工程价格的高低，必然对项目经理部的施工项目成本产生一定的影响。因此，施工项目成本控制的重要工作之一是对分包价格的控制。项目经理部在确定施工

方案的初期就要确定需要分包的工程范围。决定分包范围的因素主要是施工项目的专业性和项目规模。对分包费用的控制，主要是要做好分包工程的询价、订立平等互利的分包合同、建立稳定的分包关系网络、加强施工验收和分包结算等工作。

七安全文明施工控制: 施工现场安全生产、文明施工的好坏，是企业施工管理的重要标志。安全生产始终是工程管理的重中之重，为了能让安全生产得到得到有效的控制，我们加强对人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全因素等3个方面的管理，主要从以下几方面进行了控制：

1成立安全管理机构：项目部成立了由项目经理为组长，各施工管理人员为成员的安全生产领导小组，明确不同岗位上安全管理职责，严格执行安全生产责任制，在施工过程中，相互协作，各司其责，层层把好安全关。

2进行安全生产教育：凡进入工地现场的工人，我们都严格执行“三级”安全生产教育，并经双方签字认可，先教育后上岗，同时，根据施工进展情况，针对不同岗位、不同作业部位进行安全技术交底。使工人熟悉安全技术操作规程，了解自己工作岗位的不安全因素和预防措施，增强安全生产意识，在思想上筑起一道安全防线。

3制定安全生产方案：为了系统地抓好安全工作，我们先后制定了《落地式脚手架专项施工方案》、《外挑式脚手架专项施工方案》、《临时用电专项施工方案》、《爆破专项施工方案》、《建筑施工安全生产应急救援预案》等10多个安全方案，为施工安全管理工作的顺利开展明确了方向。

4抓好特种作业人员管理工作：凡进入本工地工作的特种作业人员，必须经过安全教育培训，身体健康条件必须满足施工作业环境要求，并全部要求执证上岗。在施工中严禁带病作业或者酒后作业。

5加强现场安全管理：我们严格按照安全文明施工相关要求，坚持定期或不定期对施工现场进行安全检查，特别是对施工现场“三宝”“四口”“五临边”的检查。在醒目的地方张挂相应的安全警示牌和安全标语，各种安全防护措施坚决做到与主体工程同步进行。

八、工程技术资料控制与保证

施工过程中，我项目部安排专职人员，认真做好工程技术资料收集、影像资料整理和归档管理工作。资料管理人员经常深入施工现场，及时了解工程进展情况，并做好相关记录，力求所做的资料与工程实际相吻合。确保工程质保资料和安全管理资料等与工程进度同步进行。九取得的成绩以及不足和经验教训及改进措施 1取得的成绩

我单位在施工过程中，严格按照设计图纸和国家规范、标准的精神精心组织、精心施工，强化质量、安全意识，规范质量检查制度，加大检查力度，在施工过程始终使每个环节都处于可控状态，在整个施工过程中无任何质量事故及安全事故，工程进度符合业主要求，使项目提前投产并发挥良好的经济效益和社会效应，得到了甲方及监理单位的充分肯定，所有分部分项工程质量合格，质量控制资料、质量验收资料及其它技术资料基本齐全有效，现场检查尚未发现结构性能和使用功能隐患，工程质量符合设计要求和规范要求，观感质量好。2项目存在的不足和经验教训（1）项目管理水平有待进一步提高

（2）质量控制方法手段需要改进

质量是公司发展的基础，本项目质量控制还存在许多不足，质量控制重点不突出；没能充分调动劳务队的积极性，对施工作业队伍奖罚不分明，管理人员对质量意识任需加强，质量为各质量控制主体的作用没有全部发挥出来(3)进度控制需要提前谋划(4）成本控制过程监督不严

过程控制重视不够，特别是过程中的现场签证问题处理不及时，给成本控制工作带来很多麻烦。

（5）协调管理能力应加强

管理协调能力对项目工程进展的影响很大，目前我们项目管理人员与施工单位、监理单位的沟通能力还需要进一步提升，特别是在调动合作单位的积极性方面和问题的预见性方面需要加强。（6）合同管理工作有待进一步提高。

七冶广西分公司赤泥选铁项目部

高精确度施工篇3

关键词：信息技术；小学高段；分层设计

【中图分类号】G623.58

1 引言

在小学高段作业设计中同时引入分层设计理念和信息技术手段，是提升小学高段各学科教学质量的有效方式。优质高效的课堂，与优质的作业设计是密不可分的，在作业分层设计中创新使用信息技术手段，对于营造和谐、高效、精确的课堂具有重要意义。因此，小学高段教师应该积极探索信息技术的应用方法，结合作业分层设计理念，努力打造更优质的教学课堂。

2 在作业分层设计中运用信息技术的意义

在很多小学教师的传统观念里，作业仅仅是作为课堂的延伸定位的，只是巩固课堂知识的一种手段。教师往往采取抄和背的方式布置个作业，没有有效开发作业自身特点和优势，因此很难激发学生对作业的兴趣[1]。很多教师没有从思想上形成对作业的高度重视，布置作业时，一视同仁，基础好的学生和基础差的学生都需要完成相同的作用，导致作业设计的针对性差，难以提升作业对学生知识的巩固效果。同时，布置作业大多采用传统的方式，在信息技术高速发展的今天，作业设计与现代科技出现明显脱节，导致学生宁愿将大量时间浪费在与学习无关的领域中，对于培养学生对作业的兴趣十分不利。

尤其是对于小学高段学生，他们有更强烈的好奇心、更多的自主权接触新鲜事物，因此在作业设计中采用分层原则，同时积极运用信息技术，是唤醒和培养学生对作业兴趣的关键手段。在作业分层设计中大胆运用信息技术，既能提升教师的责任意识和业务素质，也能丰富学生的感官体验，在巩固升华学生课业知识的同时，也能提升他们各方面的综合能力。

3 在作业分层设计中发挥信息技术效用

一个班级的学生，即使人数再少，也会由于各种因素的共同作用导致在学习能力上的差异。也就是说，同一个班级的学生在学习和理解知识的效率上有高有低，在掌握知识的程度上有好有坏。教师在设计作业时应该首先以学习能力为依据对学生进行分层，如学困生、学优生以及学习能力一般的学生，然后按照具体的分层设计相应的作业难度，设置合理的作业量和完成时间。对于小学高段学生而言，他们在日常生活中或多或少地会接触到各种互联网终端，这为教师在作业设计中运用信息技术扫清了很多障碍[2]。基于这一点，教师应该积极调整作业布置方式，在分层布置作业的设计过程中探寻使用信息技术的契合点，努力实现信息技术基本特征与课堂教学、作业布置间的和谐统一，从而使信息技术成为推动小学高段作业分层设计的有效手段。

教师可以有目的性地打造网络学习环境，建立班级网络学习空间。例如，在布置每一节课的复习作业时，教师可以按照每一堂课的重难点内容进行分层设计，在作业难度、作业任务量以及完成时间上设置不同的针对性要求，然后发布到班级网络学习空间中，供学生下载使用。在检测学生完成作业的效果时，学生可以在不同的规定时间内将自己的解答发布到网络学习平台上，由教师进行评改。这样，同时配合传统的作业模式，既可以形成作业形式的有效互补性，在充分调动学生兴趣的基础上，还能够解决部分性格腼腆学生不善于交际的难题。对于这部分学生，他们可以通过班级博客、qq群等信息技术交流手段向教师或者他人请教，及时获得学业上的解惑。由此可见，通过现代信息技术，打造能够激发学生兴趣的高效分层作业布置平台，既能够让教师充分结合学生个体差异展开教学活动，还能够有效提升学生自主学习能力，进一步提升教学效率。

4 在作业分层评价中发挥信息技术效用

对于按照分层设计理念布置的作业，也应该采用分层评价的方法。只要学生可以保证相应层次作业的完成效果，教师就应该给予肯定和鼓励。例如，在班级网络学习空间中，教师可以适当公布作业完成质量优秀的各层次学生的成绩，附上一两句评语或者一个笑脸表情，也方便其它学生取经学习，从而让学生享受到完成作业的成就感，并在班级范围内营造互相追赶、互相学习的良好氛围[3]。

传统的作业评价模式下，学生将作业提交给教师由教师单方面批改，这不仅增加了教师的教学任务，也使得作业批改完全忽视了学生因素。在作业分层评价中，教师可以积极发挥学生作用，打造多向评价模式。教师可以探索教师总评、小组互评、学生自评的多元多向的分层作业评价模式，同时还可以进行进一步的细化，例如，在学生自评环节中，可以安排学优生评价学困生的作业，学优生互评作业等形式，既发挥了学生的主观能动性，也有效减轻教师的课业负担。在这种评价模式下，为了充分调动学生的积极性，也出于考虑学生自尊心的要求，利用信息技术的便捷性，教师可以班级网络学习空间或者qq群等为平台，安排学生在家中完成作业评价的任务，既方便学生上网查阅资料，又避免因面对面评价模式造成的对学生自尊心的伤害。互联网上承载着大量学习资料，学生在评价作业的过程中会遇到各种问题，也能直接促使他们上网查询资料，进行自主的探究学习活动。

5 结语

对于小学高段学生而言，如何对他们在日常生活中接触信息技术的行为因势利导，如何设计更适合学生个体学习需要的作业，是提高作业完成质量，提升各学科教学质量必须解决的现实问题。在作业设计中贯彻分层设计理念，既要在作业内容的设计上做足功夫，也要在作业评价环节上用心设计。引入信息技术，实现小学高段作业设计中对信息技术的有效利用，既能够充分调动学生积极性，也能够提升学生从完成到评价作业各个环节的效率，从而真正达成“高效、精确”的小学高端作业设计模式。

参考文献：

[1]仲夏阳.信息技术发展下小学中高年级英语作业设计的多维度研究[J].中国校外教育：2015，（08）.

[2]黄欣荣.对信息技术与学科整合的再认识[J].中国信息教育技术：2013，（12）.

高精确度皮带秤的最新进展篇4

根据对国内电子皮带秤应用的状况分析, 电子皮带秤按用途大体可分为税控秤、过程监控秤、配料秤、计量秤和贸易结算秤。税控秤主要用于中小型矿山出矿量的积算, 以便税务部门根据出矿量计算纳税数额, 对计量精确度的要求在2%～10%之间;过程监控秤主要用于工艺过程参数的监视, 对计量精确度的要求在1%～3%之间;配料秤主要用于定量给料或配比给料, 对计量精确度的要求在0.5%～2%之间;计量秤用于企业重要原材料计量或企业内部的经济核算, 对计量精确度的要求在0.25%～0.5%之间;贸易结算秤用于企业之间往来物料的计量, 对计量精确度的要求在0.1%～0.25%之间。虽然从数量上来讲, 计量

精确度要求为0.1%～0.5%之间的计量秤和贸易结算秤应用较少, 但用户对高计量精确度皮带秤的需求迫切。这部分秤如果用得好, 所带来的经济效益是最显著的[1]。

以国内某钢铁有限公司为例, 1998年投入运行时每年约500万t矿石从水路进入厂区。长期以来, 由于一直缺少对每船物料准确计量的手段, 物料量只能根据装载船的吃水线深度 (通常称为水测) 来计算, 这给企业准确计算成本和贸易结算带来了很大的不利, 按当时的矿石价格计算, 1%的矿石量价格为1 500万元, 用水测方法进行计量, 误差超过1%。2000年, 曾在卸船机上采用了利用动态轨道衡原理设计的计量装置, 虽然检定精确度为1%, 实际使用时的计量精确度只能达到2%～3%, 无法满足计量结算的要求。2002年, 此公司自动化处自行设计、制作、安装、调试了电子皮带秤, 并通过了相关计量测试机构的检定, 准确度等级为Ⅲ级 (按当时的检定规程JJG650-90规定, Ⅲ级最大允许误差在检定时为0.5%, 在使用中的抽查为1.0%) , 初步达到使用要求, 但设计人员对此并不满足, 希望在该厂条件下能应用更高计量精确度的电子皮带秤[2]。

类似的沿海、沿江企业数以千计, 有大量的矿石、煤炭、砂石等类需要贸易结算计量的物料, 也迫切希望能应用高计量精确度的电子皮带秤。

1高计量精确度对电子皮带秤的要求

国内外电子皮带秤生产厂家和用户一直都在寻求如何才能做到使电子皮带秤达到高精确度, 高精确度要求促使技术人员对皮带秤进行了各种改进, 以下给出的是其中一部分。

1.1改进秤架结构[3]

皮带秤秤架结构的改变分为2种。 (1) 秤架结构形式不变, 增加托辊组数。从简单的单杠杆单托辊式秤架结构, 发展到单杠杆双托辊式秤架结构和单杠杆3托辊式秤架结构。 (2) 改变秤架结构形式。从单杠杆式秤架结构, 发展到双杠杆式秤架结构, 进而发展到悬浮式秤架结构。改进秤架结构无疑收到了巨大的效果, 比如美国萨尔 (Thayer) 公司就提供了如图1所示的不同称重托辊组数的单杠杆式、双杠杆式秤架的精确度和试验间隔周期的关系曲线 (前提是秤架安装符合萨尔公司的技术要求) 。

1—单杠杆单托辊式;2—单杠杆双托辊式;3—单杠杆3 托辊式;4—双杠杆4托辊式;5—双杠杆6托辊式

由图1可见, 就结构形式及称重托辊组数来说, 单杠杆式秤架的精确度要比双杠杆式秤架的精确度低, 称重托辊组数少的秤架精确度要比称重托辊组数多的秤架低;就试验间隔周期来说, 长试验间隔周期的精确度要低一些。

1.2采用高精确度的称重传感器和测速传感器

除了秤架和二次仪表以外, 直接影响电子皮带秤精确度的是称重传感器和测速传感器, 目前称重传感器普遍能达到0.02%～0.03%的高精确度, 大体能满足电子皮带秤整体精确度0.1%～0.25%的需要。

测速传感器与称重传感器稍有不同, 它不存在因皮重和留有余量等引起的有效测量范围问题, 所以测速传感器的检测精确度在0.05%～0.1%就能满足电子皮带秤整体精确度0.1%～0.25%的需要。但是目前绝大多数厂家均未提供测速传感器的检测精确度指标, 对不同结构形式或不同安装方式下测速传感器检测精确度对比的详细数据也未见到。

1.3良好的安装环境

由于国外的皮带秤生产厂家大都深知安装环境对高精确度皮带秤的重要性, 所以在提供皮带秤精确度指标的同时都不约而同地附带一个条件:秤架安装环境符合本公司的技术要求。归纳一下国外皮带秤生产厂家对安装环境提出的要求, 重要的有以下几点:给料均匀、皮带速度较慢、皮带输送机的长度适中, 皮带输送机断面为平直形、托辊的槽形角不大于35°、有皮带张力自动调整装置、下料点固定、秤架支撑牢固等。

1.4精心安装

高精确度的皮带秤应该看作是一台“精密仪器”, 随便找个人马虎地安装, 肯定不行, 即使由有一定安装经验的老师傅安装, 不认真去做也不行。国内外的皮带秤生产厂家均对如何安装提出了一系列的要求, 例如如何选择安装位置、如何挑选托辊、如何进行准直性校准、如何加固秤架、如何安装测速传感器等。

1.5完善的校验制度

电子皮带秤属动态计量仪表, 干扰因素较多, 在使用过程中需要经常进行校验才能保证其精确度。如图1所示, 在数d至数十d这样一个较短的时间范围内, 其误差就可能增加一倍到数倍。而对皮带秤来说, 校验是以物料试验为基础的, 方式众多的模拟试验 (如电信号试验、挂码试验、链码试验、循环链码试验等) 只能是物料试验的补充, 其模拟试验的修正系数也必须以物料试验为基准求出。

但是在绝大多数生产现场并不具备完善的物料试验条件, 例如无法提供可作为控制衡器使用的电子料斗秤、电子汽车衡、轨道衡或其它衡器。20世纪80年代到90年代, 国内电力部门曾大力推广在安装于物料输送流程里的电子料斗秤进行物料试验, 但也存在增加的附属设备多、综合投资大、占用空间高度和面积大、物料转运节点多等问题, 应用效果并不满意。所以当循环链码问世后, 新建的火电厂又毫无例外地放弃了电子料斗秤, 而采用循环链码的方式作为皮带秤校验的主要手段。但循环链码仍然离不开物料试验, 而且它本身的投资数十万元也令不少用户望而却步。

1.6在线诊断

皮带秤属于无人自动操作设备, 当皮带秤出了故障时, 如果是没有了测量信号、看不到物料瞬时流量信号等这类故障, 用户可能会及时发现, 但如果是各种显示值都还有, 只是计量不准, 那往往要到下次校验后才能发现。不管故障发现的时间长短, 在多数情况下无法做到故障的在线诊断。

早在20世纪80年代, 在挪威纳尔维克海港安装的高精确度皮带秤系统里就同时安装了两台8组称重托辊的计量皮带秤, 这两台计量皮带秤有独立的秤架、信号通道、记录指示仪表和操作选择器等, 但在两台秤之间还有一台差分计数器, 可对两台计量皮带秤的称重结果随时进行比较, 要求偏差在±0.25%以内。当两台计量皮带秤称重结果的偏差超过±0.25%时, 要停机进行检查或调整, 检查或调整后再经实物试验, 所得到计量皮带秤与标准静态料斗秤的计量结果相差要小于±0.1%才算合格, 也才能继续投入计量工作。国内山西新元自动化仪表有限公司ICS-SXF系列双整体悬浮式秤架由2台独立的4托辊整体悬浮式秤架组成, 系统可随时比对2台秤架的检测数据, 从而判断称量结果是否正常, 一旦2台秤架的检测数据差值超过允许误差, 即可给出报警信号提醒操作人员去现场检查误差原因。因此, 双秤架的使用的确是实现在线诊断的一种很好的手段。

2国内高精确度皮带秤的最新进展

最近一两年内, 国内有两个厂家开发的新产品涉及到高精确度皮带秤, 声称能达到的精确度都在0.25%左右, 因而引起国内用户的广泛关注。

2.1阵列式皮带秤[4,5]

南京三埃工控股份有限公司新建一套高仿真QPS皮带秤全性能测试中心, 在此基础上2007年该公司研发出阵列式皮带秤, 见图2。

阵列式皮带秤是将N个称重单元 (通常N=8) 顺序串联安装在皮带输送机上, 组成一个阵列。阵列式皮带秤包含3个专利技术:

(1) 阵列式秤架。一种以特定称重单元多组串联布置组成的称重阵列式皮带秤秤架, 通过对阵列数据进行处理可以消除皮带张力的影响, 大幅提高皮带秤称重精确度。

(2) 单点悬浮称重平台。一种新型称重装置。一只称重传感器支撑两组以上的称重托辊, 构成一个称重单元, 结构巧妙, 称重精确度高, 稳定性好, 免日常维护。据介绍, 秤架的重量仅为传统秤架重量的10%～20%。

(3) 工字型单点称重传感器。一种单点悬浮称重平台专用传感器, 结构独特且具有称重精确度高、抗水平力干扰能力强等特点。

阵列式皮带秤具有以下特点:

(1) 称重精确度高。在称重单元N=8时, 皮带秤的实物标定准确度可以长期稳定在0.25%, 实际测试时可以达到0.1%。

(2) 抗皮带张力影响。采用全新的误差理论数学模型, 可以基本克服皮带张力的影响, 因而皮带秤的长期稳定性好。

(3) 安装要求降低。传统皮带秤对称量托辊面的一致性要求很高, 一般要求安装误差要小于0.5 mm, 而实际安装时基本无法做到。阵列式皮带秤对安装的要求则大为降低, 通常用肉眼观察就能满足安装要求, 一般由用户自行安装即可。

(4) 托辊粘料等维护量减少。阵列式皮带秤在托辊粘料后, 一般情况下不需要处理, 对称重也基本无影响, 日常维护主要是清除称重单元积尘和检查托辊转动情况。

2007年6月中化镇江焦化公司在原料煤进厂的19#高架皮带机上安装试用这种皮带秤, 原料煤自码头卸下船后, 经 19#皮带进入料场, 皮带周长904 m, 皮带宽1 m, 皮带速度2 m/s, 前20 m由低至高为倾斜段, 在转为水平段的25 m处安装阵列式皮带秤。

使用效果为连续30 d每天检测1次皮重值, 检测到皮重值的最大值、最小值、平均值分别为0.125 7, 0.124 6, 0.125 2 (这些数值是仪表的一种显示方式, 不具有实际工程单位, 只是用它来观察皮重值的相对变化量) , 其数值变化量约为其他皮带秤的1/4;在校秤系数不作修改的情况下, 2007年10月20日、2007年11月12日和2008年3月6日作了3次实物校验, 误差值分别是-0.14%, -0.24%, 0.17%。校验结果用户非常满意, 也得到煤炭供应商的认可。

南京三埃公司的观点是:影响皮带秤长期稳定性的主要因素是皮带张力与秤架结构的稳定性。通过研究发现:在对阵列式皮带秤各称量单元数据进行处理后可使阵列内部皮带张力影响减少90%以上, 即皮带张力基本得到补偿, 据此原理形成了新的皮带称重误差理论。在上述理论指导下, 原有的皮带秤刚度、托辊偏心度、托辊粘料的影响都可以忽略, 配之以高稳定性的单点悬浮称重平台, 就可实现高精度和高稳定性的皮带称重计量。

2.2电子皮带秤计量校验集成系统[6]

铜陵市三爱思电子有限公司研发的电子皮带秤计量校验集成系统采用了双秤架、成组专用托辊的设计方案, 形成了对皮带输送机的最低设计要求、系统安装的技术规范等技术文件, 此外在该系统中采用了物料棒码叠加法, 提供了可以达到0.25%校准精确度的在线校准方法。

该系统的几个主要特点如下。

2.2.1 双秤架

在1套称量系统中选用2台三托辊秤架 (见图3) , 选用2台秤架是出于以下两点考虑:一是为在线诊断提供基础, 有2台秤架就可以随时比对2台秤架之间的计量数据差值, 一旦计量数据差值

超过预先规定的值, 就需要马上停止计量并对秤架系统进行检查;二是为校验方法提供参照物, 因该系统提供的校验方法是物料棒码叠加法, 因此校验时需要在其中1台秤架上加挂砝码, 而另1台正常工作以提供物料量的计量数据, 在校验过程中作为一个参照物。

图3所示为一条专为精确计量所提供的皮带输送机示意图, 皮带输送机头尾轮中心距离为25.8 m, 物料从料仓卸出后, 先经过3组过渡托辊到秤架1, 再经过5组过渡托辊到秤架2, 然后又经过3组过渡托辊进入距头部滚筒约3 m处。2台三托辊秤架均采用全悬浮式秤架, 每台秤架由4个称重传感器支撑。

2.2.2 成组专用托辊

在1套称量系统中除了为2台三托辊悬浮式秤架提供6组由该厂为称量专门定制的托辊组外, 还将图3中前后各3组过渡托辊组、中间的5组过渡托辊组全部更换为该厂为称量专门定制的托辊组, 使专门定制的托辊组总数达到17组, 从而为秤架准直性校准创造基础条件。

2.2.3 对皮带输送机的最低设计要求

高精确度电子皮带秤贸易计量及校验集成系统不可能在任意一条皮带输送机上安装都能达到高精确度, 三爱思公司对安装电子皮带秤的皮带输送机提出了最低设计要求, 这其中包括:输送距离在30～90 m范围内, 输送面应平直 (不得有凹凸) , 应带皮带自动张紧装置, 皮带不允许有破损且接头应采用45°胶结, 前级给料设备应有“稳流”措施, 在计量区域应有不小于30 m的防风设施, 在计量区域需尽量避开可能使秤架结构产生共振的几个关键频率。

按照对皮带输送机的最低设计要求, 安装高精确度电子皮带秤贸易计量及校验集成系统的皮带输送机通常要进行改造。这里很重要的一条是不能迁就, 决不能因为改造工作很麻烦就将就一下, 将就的结果是以牺牲精确度为代价的。如果有可能的话, 按此要求新增一条皮带输送机是最理想的。图3所示的皮带输送机是为安装高精确度电子皮带秤贸易计量及校验集成系统所新增加的, 原有皮带输送机有几百米长, 从港口一直延伸到工厂厂房, 现在将其截短, 在截去的部分新增了这条皮带输送机。

2.2.4 系统安装的技术规范

制定系统安装的技术规范, 统一安装技术要求和具体做法。比如:按要求在皮带输送机上设置17组专门定制的托辊组, 17组专门定制的托辊组要严格进行准直性校准, 误差应小于1 mm, 具体校准方法是采用激光准直仪校准;17组专门定制托辊组的托辊间距要进行间距尺寸校准, 误差应小于1 mm。

2.2.5 物料棒码叠加法

按照物料棒码叠加法对装置进行试验, 其工作原理为:事先将2台秤架的误差值和误差方向调整在基本相同的范围内;在进行物料棒码叠加法试验时, 正常输送物料, 并在其中1台秤架 (例如秤架2) 上加棒状砝码, 此时2台秤架的累计器同步累计并获得皮带运行整数圈时累计量的差值ΔP;根据ΔP值按加挂棒状砝码有关公式计算出调整系数K, 该系数为秤架2的调整系数 (由于2台秤架此时的误差相同, 因此该系数也等于秤架1的调整系数) , 试验过程结束。

现场运行数据表明, 以该调整系数为依据, 可以在现场随后进行的物料试验中使皮带秤达到0.25%的精度, 从而初步证实物料棒码叠加法可以在生产现场取代物料试验。当然, 取得这种效果的前提是满足本文前面提到的4点要求:双秤架、成组专用托辊、对皮带输送机的最低设计要求、系统安装的技术规范。

高精确度电子皮带秤贸易计量及校验集成系统自2006年1月起先后在山东枣庄矿业集团港务管理部、鞍本钢铁集团本钢焦化厂、淮南矿业集团张北矿选煤厂、铜陵市华兴化工公司港口、九江钢铁公司港口等现场使用, 用户普遍认为:该系统操作简单、投资少, 可以在不影响生产的情况下随时进行在线试验, 解决了高精确度计量及校验困难等问题。如在铜陵市华兴化工公司港口进行的现场测试, 两秤架相对误差调整试验要求应不大于0.1%, 实测数据为0.03%。经过物料棒码叠加法试验计算出调整系数后, 3次物料试验结果是:秤架1的误差分别为0.17%, 0.13%, 0.12%;秤架2的误差分别为0.14%, 0.11%, 0.10%。

3结束语

阵列式皮带秤的秤架由多达8个称量单元组合而成, 称量托辊组数达到16组, 这是迄今为止作者接触到的国内外秤架中称量托辊组数最多的一种。由于在皮带秤全性能测试中心对阵列式皮带秤进行了长时间的实际物料试验, 摸索出皮带张力影响的补偿原理, 因此实现了皮带秤的高精确度和高稳定性。

计量校验集成系统走的是另一条路, 它几乎集成了迄今为止所有提高皮带秤精确度的方法, 在秤架、皮带输送机、秤架安装、简单易行校验方法等多个方面同时努力, 特别是在双秤架的使用、17组专门定制的托辊组、秤架准直性校准、物料棒码叠加法校验等方面有很多特色。

参考文献

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信号源功率电平高准确度测量方法篇5

随着雷达、通信和遥测等领域的快速发展, 相关射频和微波测试技术也越来越重要, 对绝对电平和相对电平测量的准确度要求也随之不断提高。其中, 测试仪器的测量原理分析、选型和系统配置、不确定度论证和校准方法, 以及对信号源绝对电平的测量方法、衰减器的相对电平测量方法等, 是测量人员需要了解和解决的问题。

2 功率电平测量

一般可以采用功率计、频谱仪和接收机等仪器对信号电平进行测量, 如何选择合适的仪器进行测量要根据不同的使用情况确定。

2.1 功率计电平测量

功率计是目前业内公认的较为准确的功率电平测量设备, 绝对功率电平测试不确定度一般小于0.1 dB, 线性误差一般小于0.02 dB。但是功率计动态范围较窄, 一般为40～90 dB的动态范围, 可测量信号电平范围通常在+20～-70 dBm。

2.2 频谱分析仪电平测量

频谱分析仪通常用来测量一定频段内的频谱, 包括信号频率和电平值。频谱分析仪的绝对电平和相对电平测试动态范围较宽, 但是由于频谱仪元器件频响以及线性度原因, 电平测量误差较大, 因此, 虽然频谱分析仪在较低频段 (3 GHz以下) 电平测量不确定度可达0.3 dB以下, 但是在26 GHz以上的高频段, 测量不确定度就可能达到2 dB以上。

2.3 测量接收机电平测量

目前, 对于信号源电平测量, 提高电平测量范围和准确度的一种常用方法是采用功率计与频谱分析仪联合测量的办法, 具体如下:

在一个固定频率点上, 信号源选择一个参考电平 (如0 dBm) 输出;应用功率计对此信号进行测试, 测试结果作为基准值;再用频谱分析仪对此信号进行测试, 将测试结果与基准值之差作为测试修正系数;改变信号源输出电平, 用上一步的修正系数对频谱分析仪读数进行修正, 即为实际测试结果。

然而, 简单采用功率计与频谱分析仪联合测量的方法仅仅部分修正了频响误差。由衰减器带来的量程误差、滤波器变化带来的频响误差, 并没有进行修正, 因此, 这种改善是无法满足高准确度测量要求的。

测量接收机在上述方法的基础上, 通过测试值比较和传递的办法, 将功率计的准确功率测量结果传递给接收机, 保证接收机绝对功率测量值的准确性。同时通过范围调整和自动校准的办法保证接收机的线性度, 修正量程误差和频响误差。

因此, 高性能测量接收机可以在150 dB动态范围内, 可测量的弱信号可达-120 dBm甚至更低, 进行精确测量, 全量程线性度可达0.01+0.005 dB/10 dB, 绝对功率的测量准确度近似于功率计。

典型测量接收机采用多机一体化设计, 内置功率计、电平测量接收机等模块, 执行高准确度的电平测量任务, 罗德与施瓦茨公司的FSMR测量接收机即是这种设计, Agilent公司的N5531S测量接收机则是由内置测量接收机专用软件的PSA高性能频谱分析仪、P系列功率计组成的一个高准确度综合测量系统, 二者有异曲同工之处。

3 用接收机进行功率电平计量

按上文所述, 进行信号源电平校准时, 被测信号需要输入功率计和频谱仪两个端口, 具体实现方法有三种:

方法1:通过手工方式分别连接功率探头和测量接收机。这种方法的优点是可以达到接收机的最大动态范围, 缺点是要在测量接收机和功率计之间多次切换测试端口, 测试起来很不方便, 比较费时, 而且多次连接导致端口间也会产生磨损, 降低接头的使用寿命。

方法2:采用同轴开关。如Agilent 8902测量接收机采用的11722A功率探头, 把同轴开关集成在功率探头里。这种方法的优点是测量非常方便, 缺点是由于开关切换时的反复动作, 容易产生磨损, 降低使用寿命。

方法3:采用功率分配器的方法。如Agilent的N5532A功率探头集成了功率分配器, 把N5532A单端输入口连接到被校准的信号源上后, 功率分配器会把被测信号一分为二, 一部分信号被传送到功率探头, 另外一部分信号被传送到内置#233测量接收机专用软件的PSA频谱分析仪。这样, 使用同一个测试端口, 就能进行准确功率测量, 又能进行其他测量接收机测试。省去测试端口的切换时间, 可以大大提高测量的效率。这种方法在三种方法中损耗最小, 且重复性好, 在进行信号源电平测量方面要优于其他两种方法。

4 功率电平测量不确定度分析

4.1 绝对功率电平的测量

绝对功率电平测量是信号源的输出功率测量的必选项目, 由功率计模块与功率探头来完成测量, 测量结果即可作为调谐射频电平测量的参考值。

根据测量涉及的不同功率量程, 主要测量不确定度来源:功率线性度 (高功率电平) 、功率探头校准因子 (中功率电平) 、功率噪声 (低功率电平) 。

4.2 调谐功率电平的测量

有了绝对功率电平作为参考, 测量接收机可以执行动态范围较宽的调谐功率电平测量任务, 这时的测量不确定度主要来源于测量接收机线性度、量程切换误差、信噪比、阻抗失配和仪器测量分辨率等方面。

(1) 测量接收机线性度:由于测量接收机内部的混频器、滤波器、A/D转换器等元器件自身工作非线性原因, 带来测量接收机的非线性测量误差, 不过目前高端接收机都采用了先进的器件和技术, 可以通过设置获得最佳的线性度。

(2) 量程切换误差:测量接收机在电平全量程范围内测量时存在量程切换误差, 主要是由测量接收机输入衰减器因不同量程切换引起。以AgilentN5531S为例, 对于满量程的测量, PSA需要改变设置在三个不同的功率点, 因此量程切换时的校准可以减小量程切换过程中所带来的测量不确定度。如图1所示。

(3) 阻抗失配:在进行信号源输出电平计量时, 阻抗失配有两方面, 一是在绝对功率测量时, 功率探头与被测设备之间的驻波比 (VSWR) 会产生测量不确定度;二是信号源输出端与接收机输入端接口间阻抗失配原因, 由信号源输出端失配和接收机输入端失配共同构成, 其影响直接与待测信号源和接收机间驻波比有关。可以通过给测量接收机输入端增加合适衰减器来改善输入端阻抗失配驻波比。

(4) 信噪比 (SNR) :当被测信号较小并与仪表底部噪声接近时, 很容易被噪声“淹没”, 所带来的不确定度是任何仪表都不能避免的。由图2可以看出, 为了减小测量不确定度, 需要较高的信噪比。

5 信号源输出功率电平测量不确定度的评定

5.1 信号源输出功率电平测量不确定度分量

5.1.1 测量重复性引入的标准不确定度u1

其中, x1为每次测量值, 为测量平均值, n为测量次数。

5.1.2 校准因子引入的不确定度u2

功率探头校准因子的校准, 由上级计量机构给出的校准因子的不确定度为a, k=2, 则u2=a/2。

5.1.3 功率线性度引入的不确定度u3

以N5532A功率探头组件 (opt518, -30～-20 dBm, 10 MHz～18 GHz) 为例, 不确定度为a, 服从均匀分布,

5.1.4 射频量程转换引入的不确定度u4

假设a=0.02 dB/10 dB, 服从均匀分布, k=,

5.1.5 因失配引入的测量不确定度u5

在整个频率测量范围内, 被测信号源的输出驻波比通常≤1.5, 测量系统功率计或测量接收机的输入驻波比通常≤1.2, 按最大误差极限考虑, 首先分别求出输入、输出的反射系数和失配误差极限值。

信号源输出反射系数: (1.2-1) / (1.2+1) =0.09接

接收机输入反射系数: (1.5-1) / (1.5+1) =0.2

失配误差极限值分别为:[1/ (1-0.2×0.09) ]2-1=3.70

[1/ (1+0.2×0.09) ]2-1=-3.50,

取其最大作为区间半宽, 即a=3.70, 按反正弦U形分布则失配影响是单个电平的倍数。

取k=, u5uB4=2a/kj, u5 (d B) =10log (1+uB4) =0.227 dB

5.1.6 测量分辨率引入的不确定度u6

假设接收机测量功率电平时分辨率为0.001 dB, 3个字的代表量为a=0.003 dB, 服从均匀分布, k=, u6=0.0017 dB。

5.2合成标准不确定度uc

6 调谐射频电平测量的不确定度的评定

6.1 调谐射频电平测量不确定度分量

6.1.1 测量重复性引入的标准不确定度u1

其中, xi为每次测量值, 为测量平均值, n为测量次数。

6.1.2 校准因子引入的不确定度u2

6.1.3 中频量程改变引入的不确定度u3

中频量程的改变所引入的量值的改变为± (0.02～0.05) dB, 则a= (0.02～0.05) dB, 服从均匀分布, k=, u3= (0.012～0.03) dB。

6.1.4 射频量程改变引入的不确定度u4

射频量程的改变所引入的量值的改变为± (0.04～0.06) dB, 则a= (0.04～0.06) dB, 服从均匀分布, k=, u4= (0.024～0.036) dB。

6.1.5 混频器线性度引入的不确定度u5

由于混频器在电平为0 dBm参考的线性度为0.018 dB, 则a=0.018 dB, 服从均匀分布, k=, u5=0.011 dB。

6.1.6 检波器线性度引入的测量不确定度u6

由于检波器在电平为0 dBm参考的线性度为0.01d B/10 dB, 则a=0.01 dB, 服从均匀分布, k=, u6=0.006 dB。

6.1.7 频率偏移引入的不确定度u7

由于频率偏移调谐频率点中心频率的影响为0.05 dB/kHz, 以1 kHz计算, a=0.05 dB, 服从均匀分布, k=, u7=0.03 dB。

6.1.8 噪声引入的不确定度u8

由于噪声的影响量为0.018 dB, 即a=0.018 dB, 服从均匀分布, k=, u8=0.011 dB。

6.1.9 因失配引入的测量不确定度u9同5.1.5。

6.1.1 0 3L SD引入的测量不确定度u10同5.1.6。

6.2 合成标准不确定度

6.3 扩展不确定度U

7 结语

使用测量接收机可以有效地在较大动态范围内对功率电平进行准确测量, 但要得到完美的测试结果需要结合实际情况, 尽可能地考虑到各种影响因素。进行信号源输出功率计量活动时, 需要了解测量接收机的工作原理, 才能进行合理的测试设置和校准, 从而获得准确的电平测试结果。另外, 虽然在测试中我们所用仪器的阻抗一般为50Ω, 但实际使用的设备一般都会有误差, 造成阻抗失配, 形成反射和驻波, 产生失配误差, 因此, 在对信号源功率电平测量进行不确定度评定时, 失配误差是主要被考虑的因素。

参考文献

[1]张志欣.测量不确定度在无线电测量中的应用[J].中国计量, 2003 (7) :61.

[2]韩桂芬.采用频谱分析仪测量信号源功率电平及校准不确定度[J].现代电信科技, 2006 (5) :49-51.

[3]陈峰.高精度电平测量及分析[J].计量技术, 2007 (1) :16-18.

高精确度施工篇6

1 高氯废水COD测定中的干扰

由高氯废水的特异性可知, 在高氯废水中的cl离子含量明显较高。如果使用一般的方法来对高氯废水进行COD测定, Cl离子随着回流过程, 逐渐受到氧化, 使得整个高氯废水中的含氧量大大提升, COD测定的数值也随之有了明显的提升, 测量结果发生较大的偏差, 测试人员不能了解到具体的污染情况, 因此, 对于高率废水COD的测定, 一定要尽可能排除Cl离子的干扰。

2 提升高氯废水COD测定的方法

2.1 硝酸银沉淀法

硝酸银沉淀法中使用到的仪器和试剂主要有离心机、酚酞溶液、氢氧化钠溶液、硝酸银溶液等。测定原理是Ag离子能够与Cl离子生成Ag Cl沉淀, 然后根据沉淀的量来测定Cl离子的含量。在基本测定了Cl离子的含量的含量后, 还要再加入充足的硝酸银固体, 在经过离心机离心处理后, 取出溶液中的上清液来进行检测, 能够测定出COD的数值。但有研究发现, 如果高氯废水中的Cl离子含量太高, 甚至其质量浓度达到了10000mg/L时, 硝酸银沉淀法在测定COD中也会出现偏差。此外, 使用硝酸银的成本较高, 在Cl离子超高质量浓度的溶液中, 生成Ag Cl沉淀需要耗费大量的硝酸银, 并且后期还需要继续使用较多的硝酸银固体, 整体的检测成本是非常高的, 在处理大范围的高氯废水COD检测中并不适用。

2.2 密封消解法

密封消解法中主要使用的仪器和设备有COD消解装置、酸式滴定管10ml、高锰酸钾标准溶液、草酸钠标准溶液等。检测的原理是在酸性环境下, 将高锰酸钾标准溶液放置到待测溶液中, 并发生了加热反应, 再向溶液中加入草酸钠标准溶液, 此时, 草酸钠标准溶液能够将加热反应后剩余的高锰酸钾标准溶液进行还原。还原完成后在使用质量浓度为0.02mol/L的高锰酸钾溶液滴入草酸钾溶液中, 一直到溶液变为微红色才停止, 根据最终的体积来测定COD。而对于含Cl离子较高的溶液中, 一旦Cl离子的浓度超过了400mg/L后, 检测的数值会发生明显的偏差, 有时误差甚至会高达3%以上。这是在因为高质量浓度的Cl离子溶液中, 对还原反应等的发生会产生较大的影响, 最终测量的COD也不准确。

2.3 银柱法

银柱法同样运用了Ag离子能够与Cl离子生成Ag Cl沉淀的原理, 在溶液中生成的沉淀之后, 再使用732树脂来作为载体, 对其进行酸化处理。酸化处理能够帮助溶液在后面更好的发生置换反应, 酸化完后后, 在溶液中加入适量的硝酸银溶液, 在浸泡硝酸银溶液的过程中, Ag离子能够与H离子发生置换反应, 然后Cl离子与Ag离子形成的沉淀被固定在树脂中, 待测溶液中的Cl离子基本得到了清除。但同样, 这个检测方法会耗费大量的硝酸银和树脂, 检测的成本较高。

2.4 分段测定法

分段测定法首先是使用浓度较低的重铬酸钾来作为氧化剂, 将高氯废水中的Cl离子进行氧化, 经过氧化后, 高氯废水中的Cl离子浓度会大大降低, 然后使用邻苯二甲酸氢钾与氯化钠来配置100ml的标准液, 分别对不同Cl离子质量浓度 (2000mol/L、4000mol/L、8000mol/L、12000mol/L) 的标准水样进行检测, 在检测过程中, 还要加入硫酸汞, 剂量约为0.4g, 然后再加入消解液, 使用的消解液最好是选择重铬酸钾, 且浓度也根据标准液量的不同而不同, 标准液为20ml时, 使用0.25mol/L的重铬酸钾;标准液为10ml时, 使用0.05mol/L的重铬酸钾;标准液为5ml时, 使用0.025mol/L的重铬酸钾。然后再使用不同浓度的硝酸亚铁来进行滴定, 浓度分别为0.10mol/L、0.02mol/L、0.01mol/L。

根据实验观察, 在整个检测的过程中, 只要保障使用低浓度的重铬酸钾 (<0.25mol/L) , 且Cl离子的浓度在2000mol/L~15000mol/L, 均能够测得较准确的结果, Cl离子对整个检测工作的干扰降低。

2.5 氯耗氧曲线矫正法

氯耗氧曲线矫正法的检测原理是根据氧化剂浓度、酸度等之间的变化情况, 通过制定Cl离子浓度与COD之间的曲线图来进行分析, 能够准确测定高氯废水的COD。检测过程中, Cl离子是会被重铬酸钾氧化的, 因此, 首先要对氧化的速度进行测定, 然后结合氧化速度, 制定Cl离子耗氧曲线。同样, 不同质量浓度 (2000mol/L、4000mol/L、6000mol/L、8000mol/L) 的Cl离子溶液中, 检测出表观COD分别为651.5mg/L、1103.2mg/L、1158.2mg/L、2014.0mg/L;对应的真实COD分别为202.5mg/L、204.7mg/L、207.2mg/L、205.8mg/L, 相对误差不超过2.5%。