pH智能测量技术的研究及实现
*国家/8630C IMS 主题重点资助项目(2001AA413010);教育部优秀青年教师基金资助项目
收稿日期:2003-04-23 收修改稿日期:2003-05-08
pH 智能测量技术的研究及实现*
杨素英,尹景鹏,仲崇权,张立勇,李卓函
(大连理工大学电子与信息工程学院,辽宁大连 116023)
摘要:介绍了一种智能酸碱浓度测试仪,给出测量原理和硬件电路。采用桥路和差动放大电路对铂热电阻温度传感器信号检测放大,用于酸度传感器的温度补偿。软件校准测量电路的零点和满度,软件校正温度传感器和测量电路的非线性。采用高阻、低漂移运放TL C2254组成高阻差动放大电路,用于酸度电极信号测量。印刷电路板上加绝缘环,消除了线路板绝缘电阻对放大电路输入阻抗的影响。软件校正电极偏差,给出校准算法。实验数据表明:温度的测量精度小于?012e ,酸度的测量精度小于?0102p H.设计了RS485总线网络通讯协议。关键词:p H 测量;温度补偿;标定;精度;RS485网络
中图分类号:TP212 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2003)10-0007-04
Study and Implementation of pH Intelligent Measur ing Technology
YANG Su 2ying,YIN Jing 2peng,ZHONG Chong 2quan,ZHA NG Li 2yong,LI Zhuo 2han
(Sch.of Elec.&Inf.Eng.,Dalian Uni v.o f Tech.,Dalian 116023,China)
Abstr act:Introduces a kind of intelligent acidity meter,and measuring principle as well as hardw are circui t is given.In order to co m 2pensate the temperature of acidity sensor,electronic bridge and differential amplifier are designed to detect and amplify the signal o f plat 2inum thermisto r sensor.The method o f softw are is applied to calibrate zero and full scale o f the circuit and nonlinear approach for sensor and circuit.The sig nal o f acidi ty electrode is detected by a differential amplifier circui t,which co nsists o f high input impedance,lo w drift operatio nal amplifier TLC2254.A nd insulating ring technolo gy is adopted to further impro ve input impedance influenced by insulating resis 2tance o f printed circui t board.The deviation of electrode is co rrected by so ftware and the algo rith m is gi ven.E xperimen ts sho w that accura 2cy o f temperature and acidi ty reach to ?012e and ?0102pH respectively.The co mmunication pro tocol is desig ned on RS485netwo rk.Key Words:pH Measurement;Temperature Compensation;Calibratio n;Accuracy;RS485Netwo rk
1 引言
p H 值是标志溶液酸碱浓度的基本参数,pH 值的测量在电力、环保、化工等部门被广泛应用。目前有多种测量溶液p H 值的传感器,如光化学pH 传感器、离子敏p H 传感器、玻璃电极传感器、锑电极传感器、酶pH 传感器等[1]
。与其他传感器相比,玻璃电极传感器具有测量范围宽、重复性好、稳定性高、精度高等特点,因此以玻璃电极作传感器的电位测量法在工业上获得了最广泛的应用。但玻璃电极的高内阻和溶液温度等因素影响这种测量方法的准确性。现介绍一种酸度测量仪器,采用铂热电阻温度传感器和桥路测量电路检测溶液温度,软件校准测温电路的偏差和非线性;用运放组成高阻差动放大电路测量玻璃电极信号;为消除电路板绝缘电阻对输入阻抗的影响,印刷线路板上加绝缘环。
2 系统组成
智能酸碱浓度测试仪是由复合玻璃电极、铂热电阻温度传感器、测量放大电路、模数转换电路和单片机W 78E58及相应外围电路等构成,如图1。玻璃电极传感器和铂热电阻传感器的输出信号经变换放大后由多路开关CD 4053切换送至模数转换电路,为提高测量精度,A DC 选用?18位的M AX132,用它的可编程输出口P0控制多路开关CD 4053,单片机分别选中两路输入模拟信号进行采样,对转换后的数字量进行处理、计算,转换成温度和酸度值存储在内存中。同时通过隔离4~20mA 输出电流信号。系统内还有一片X25045集成电路,它集成了复位
电路、看门狗电路、电源监视电路和串行E 2PRO M 电路,用以保证系统工作的可靠性,并保存系统工作参数。测试仪设计了隔离的RS485标准串行接口,能够直接连接RS485总线网络,组成RS485总线控制系统。参数设置和功能设定时,可通过9针D 型插座连接键盘和LCD 显示器。
3 pH 值的测量原理
电位法测量溶液p H 值常用玻璃电极作为指示电极,银-氯化银电极作为参比电极,将两种电极封装在一起构成复合玻璃电极。将传感器插入待测溶液,复合玻璃电极和待测溶液组成原电池,复合玻璃电极的两条输出引线分别为原电池的正极和负极。依据nernst 方程[2],原电池输出电动势、被测溶液绝对温度及被测溶液p H 值之间满足如下关系:
E =E 0+KT (pH x -pH s )
(1)
式中:E 为原电池输出电动势,mV;E 0为常数,为与电极材料、内参比溶液、内参比电极以及液接电位有关的电位差,mV;K 为常数,为nernst 系数;T 为被测溶液的绝对温度,K;pH x 是被测溶液的p H 值;p H s 是常数,为复合玻璃电极内缓冲溶液的p H 值。
第10期#仪器与仪表#
7
由式(1)可知被测溶液的p H 值和温度共同作用产生原电池输出电动势,因此同时测量原电池输出电动势和溶液温度就能根据式(1)计算出被测溶液的p H 值[3]。
4 测量电路设计
4.1 电极信号测量电路设计
复合玻璃电极的内阻很高(高达108~1098)[4],所以要求测量电路要有足够高的输入阻抗。系统的测量电路选用了高阻、低漂移运放TL C2254。该运放输入阻抗高达10128以上。由3个放大器组成测量电路如图2。为消除线路板上电极引线的接线端子和印刷电路板引线间漏电对测量电路输入阻抗的影响,布线时在印刷电路板的正反面均用环线将接线端、运放的正输入端及保护电阻R 1和R 2包围,并与运放的负极输入端相连。利用运放正负两个输入端等电位相等特性,输入信号在线路板上对其他部件的漏电均由绝缘环提供,而对输入信号没有影响,从而有效地提高了线路板的输入阻抗,消除了电路板的绝缘电阻对放大电路输入阻抗的影响。为了增强放大电路的共摸抑制能力,严格挑选电阻R 6,R 7,R 8,R 9的值的精度,以保证放大电路抗干扰能力。
图2 电极输出信号测量电路
4.2 温度测量电路的设计和校准
用铂电阻传感器PT100测量溶液温度,测量电路如图3。
图3 温度测量电路
由R 10、R 11、R 122和铂热电阻传感器PT100组成普通4臂电桥,由于PT100传感器阻值较小,因此采用3线制测量电路消除引线电阻的影响[5]。为了减少运算放大器的数量,采用单运放和4臂电阻组成差动放大电路,对电桥输出信号进行放大,因此放大电路的输入电阻对桥路的输出有影响。电桥输出信号放大后经模拟开关送A DC 进行模数转换。
?18位的A DC M AX132的输出数码N 与模拟输入电压V p t 之间满足如下关系:
N =
2
18
V R
V p t (2)
式中:V pt 为温度放大电路输出电压;V R 为AD C 的基准电压,电路设计为01512V.
由于R 10=R 11,R 13=R 15,R 14=R 16,并设R 12=R 0=1008,因此由图3可推导出V pt 与铂电阻阻值R t 之间满足如下:
V p t =
V ee (R 13+R 14)(R t -R 0)
(R 0R 10+1)R 13+R 0(R 13R 14+1)R 10+(R 13+R 10R 14+1)R t (3)
式中V ee 为测温电桥的工作电压,电路设计为5V 。
铂热电阻阻值R t 随温度变化,在-200~0e 之间可用式(4)表示,在0~850e 之间可用式(5)表示:
R t =R 011+A t +Bt 2+Ct 3(t -100)2
(4)R t =R 0(1+A t +Bt 2
)
(5)
式中:R 0=1008,为0e 时铂热电阻阻值;A =-3190802@10-3;B =-5180195@10-7;C =-412735@10-12。
选取测试仪的温度量程范围为-200~500e ,根据式(2)~式(5)以10e 为步长计算出AD C 输出数码N 与温度t 间的对应数据,分-200~0e 和0~500e 两段,用最小二乘法拟合出温度t 与N 之间的3次多项式关系式如下:
t =aN 3+b N 2+c N +d
(6)
表1分别给出了2段的拟合系数和每50e 一点的AD C 输
出码数N,铂热电阻R t ,理想温度T,实测温度t 以及误差S 等。拟合系数求解用Matlab 编程实现,在量程范围内,拟合最大误差小于?0102e .实测温度由于校准精度、量化误差和干扰等因素,误差大于拟合精度,但也达到了?012e ,足以满足酸度测量的温度补偿要求。
由于测量电路存在误差,当温度为t 时,A DC 实际输出的数码将从理想值N 移到N c .如果不校准,便将N c 代入式(6)计算,测量结果会存在误差。测量时,将AD C 输出的实际数码值
N c 校准成理想值N 后,再代入式(6)计算,就可消除测量误差。
测试仪使用软件校准方法,校准公式如下:
N =
N 500-N 200
N c 500-N c -200
N c -N c -200
+N -200
(7)
式中:N -200和N c -200 分别为-200e 时A DC 输出的理想数码值与实际数码值;N 500、N c 500 分别为500e 时AD C 输出的理想数码值与实际数码值。用阻值分别等于-200e 与500e 时铂热电阻的电阻值输入到测试仪,测出N c -200 、N c 500 的数值,并保存在E 2PRO M 中。实际测量时由式(7)校准后再进行线性校正。
表1为校准后的拟合系数,表2为实测温度。图4给出了测量误差变化曲线。
图4 温度测量误差曲线
8
仪表技术与传感器
2003年
表1拟合系数
温度/b C a b c d
-200~0 0~500-2188311@10-15
6147707@10-16
5189823@10-10
6180883@10-10
2103883@10-3
2104274@10-3
-5189154@10-3
-1160170@10-2表2实测温度
实测温度理想温度ADC数码铂电阻值绝对误差/e/e N/字R t/8S/e
-2001126-200100-10267518149-01126
-1501108-150100-7584839171-01108
-1001198-100100-4994560125-01198
-501158-50100-2471780131-01158
-0116101000100100-01161
4919275010024287119140-01073
99189510010048154138150-01105
149187715010071613157131-01123
20010212001009465717518401021
250101125010011729019417001011
300109530010013951721210201095
350106535010016133922919701065
400110040010018275924710401100
450113345010020377926411101133
500113850010022440028019001138
5电极校正和实验数据
由于玻璃电极的制造工艺等原因,式(1)中参数E0和K的实际值与它们的理论值会有差异,并且随着电极的老化而改变,因此必须用pH值已知的标准缓冲溶液对上述参数进行标定[3,6]。常用的标准缓冲溶液为苯二甲酸氢钾(p H=4101),混合磷酸盐(pH=6186)和硼砂(pH=9118),根据被测溶液pH值的变化范围,选择其中两种标准缓冲液校正电极。当被测液呈酸性时,选择p H=4101和p H=6186的标准缓冲溶液进行校正;当被测液呈碱性时,选择pH=6186和p H=9118的标准缓冲溶液进行校正;当被测液的pH值使用范围较大时,选择p H=4101和p H=9118的标准缓冲溶液进行校正,具体校正方法如下:设两个标准缓冲溶液的p H值分别为p H1、pH2输出电动势分别为E1和E2,在相同温度T下标定,由式(1)得到溶液输出电动势E与p H关系如式(8):
E1=E0+K T(pH1-p H s)
E2=E0+K T(pH2-p H s)
(8)由式(8)得:
K=
E2-E1
T(p H2-p H1)
(9)
p H x=pH1+E x-E1
K T
(10)
将两个标准缓冲溶液的酸度p H1、p H2和对应电动势E1、E2及
算出的参数K保存在E2PRO M中。由式(10)得到待测溶液的pH值。
在实验室,用精密信号
源FLU KE5500A和精密电阻箱分别模拟复合玻璃电极和铂热电阻温度传感器,完成对测试仪的检定。实验中,p H值为7100时输出电势为0。用精密信号源给测试仪加不同酸度下的电压值。图5给出了不同温度下pH测量误差变化曲线。实验数据表明测量误差小于?0102pH.
图5pH测量误差曲线
6通讯协议与网络功能
测试仪设计有隔离的RS485标准串行接口,通讯协议兼容研华AD A M4000系列[5],能够直接连接RS485总线网络。E2PRO M内1个字节的配置参数用来选择是否进行奇偶校验和通讯的波特率,该字节可通过键盘或设置程序设置,波特率可选择为1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/ s、38400bi t/s.字符格式采用1个起始位、8个数据位(或7个数据位加上1个奇偶校验位)和1个停止位的标准异步格式。通讯方式为主从工作方式,由主机调度。设计了与测试仪有关的远程操作命令,表3为通讯命令集。命令串语法中,第1个字符(%、#、$、!和>)为定界符;AA表示设备十六进制地址码,结束标志是回车符(CR)。如命令#A AN(CR)中的N为通道类别,0为温度通道,1为p H通道。除键盘外还可以通过设置程序对测试仪进行设置和标定。设置程序是在Window s环境下用
Visual C++610开发的,它通过置配置参数、校零点、校满度、记录参数E1、记录参数E2命令完成对测试仪的参数设置和标定校正。并通过读配置、通道状态、读模块名、软件版本等命令获得测试仪的配置参数。
7结束语
测试仪采用桥路和单运放差动放大电路对铂热电阻温度传感器信号进行检测放大,软件校准测量电路零点和满度,软件校正传感器和测量电路的非线性,电路简单,稳定性好,精度高。选用高阻、低漂移运放TLC2254组成高阻差动放大电路用于酸度电极信号测量,在印刷线路板上加绝缘环技术,消除了线路板的绝缘电阻对放大电路输入阻抗的影响,有效地提高了测量电路的输入阻抗。用标准缓冲溶液校正电极,并给出了电极校正方法。采用隔离的RS485标准串行接口和标准通讯协议,能够直接接入RS485总线网络,组成RS485总线控制系统。仪器运行一年来工作稳定、精度高、可靠性好。
参考文献
[1]王刚,万其进,叶永康.pH化学传感器的进展.分析科学学报,
1999,16(6):246-251.(下转第35页)
第10期#仪器与仪表#9
图4 S H 和51
关系图
图5 51和R S 的关系图
的14位模数转换器。它是一个完整的单片A DC 电路,片内有高性能、低噪声的取样保持放大器和一个可编程的基准电压源。为了满足应用中对直流精度和温度漂移要求,也允许外接基准电源。器件采用带有数字输出误差校正的多级流水线型结构,保证在整个工作温度范围内不丢码。另外,AD9243具有低功耗(110mW )、单电源(+5V)、灵活的输入范围,对于不同距离的输入,可以接成单端输入方式,也可接成差动输入方式。AD 9243在内部定时电路中利用了它的时钟的两个边沿,A/D 取样模拟输入信号是在时钟的上升沿,所以只需要一路时钟输入就可以完成对信号的采集和转换,性能完全符合线阵CCD 数据采集的要求。
FIFO 是一种具有存储功能的高速逻辑芯片,它有2个特点:数据进出有序,输出输入口独立。FIFO 芯片有2个内部指针(读指针和写指针)按照先进先出的原则实现数据的存入和读取。此芯片使用满标志和空标志来判断数据溢出和存储器空,并且可使用扩展逻辑来实现字节宽度扩展和存储深度扩展。ID T7204芯片容量为4k @9,最小读写时间12ns,D 0~D8为9bi t 数据输入端,Q0~Q8为9bit 数据输出端。图6为AD 9243与ID T7204接口电路图ID T7204有3个状态标志:空(EF)、半满(HF)和满标志(FF),用于判断存储器的工作状态。数据的存取通过使用写信号(W )和读信号(R)来实现。
由于AD 9243是14位A/D 转换器件,而ID T7204是9位的存储器,所以用2片扩展来完成对14位数据的存储模式,即将2片ID T7204的FL/RT 引脚接电源,XI 接地,这样就可以将2个9位的ID T7204接成18位(MAX)的存储器。在要求数据大于9位时均可以使用这种连接模式,即扩展字宽,如27位(3片)、36位(4片)等。此模式中3个状态位状态完全一样,只要判断任意一个芯片的状态位即可。因为本系统中使用的是89C51,是8位单片机,所以采用2路读信号(读信号1、读信号2),分2次读14位的A/D 转换数据。如果采用16位的单片机就可以将2路
读信号接在一起。根据时序图,AD 9243的C LK 信号与ID T7204的写信号可以
合二为一。
图6 AD9243与IDT7204接口电路图
5 结束语
系统使用ispL SI 器件设计CCD 时序发生器,使得复杂的驱动电路设计变成主要只用一片ispLSI1016来实现。支持在系统修改时序逻辑,不但提高了整个系统的集成度,增强了系统的稳定性,而且使设计与调试周期大大缩短。由于采用了FIFO 器件,系统具有电路结构简单、性能可靠等优点。AD 公司的A/D 转换器有性能相近的多种速率的器件可供选择,如14位1125M SPS 数模转换器AD9241、14位10MSPS 数模转换器AD 9240等[3]
,可满足各种高速采集系统的要求。对于不同时序的线阵CCD 器件,只需要改变可编程逻辑器件的软件,不必对电路进行较大调整,便可实现控制。
参考文献
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第10期#元器件与应用#
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工程测量技术的应用与发展
浅谈工程测量技术的应用与发展 The Application and Development of Engineering Measurement Techniques ■ 张 赛 ■Zhang Sai [摘 要] 工程测量技术作为服务于工程建设的测绘技术，伴随城市化进程的加快，信息化技术也在不断的促进着工程测量技术与手段的更新和发展，使得工程测量技术朝着信息化、自动化的进程迈进，同时工程测量技术在建筑行业里的应用，对其技术水平的提高也有极大的推动作用。 [关键字] 工程测量技术 应用 发展 [Abstract] The Engineering measurement as a technology ser- vices the engineering building, accompanied by the accelera- tion of the process of urbanization; the information technology is also constantly promoting the updating and development of engineering measurement technology. At the same time, it also has a great role in promoting the improvement of its technical level in the construction industry. [Keywords] engineering measurement techniques, application, development 一、 我国工程测量技术的重要作用 1. 提供准确的资料 要做好工程施工前设计阶段的设计工作就需要依靠材料设置、施工范围、各种图纸资料等方面的信息。而这些信息的获取全赖于工程测量的结果，通过工程测量来获取上述的信息资料，能够方便工程的实施。 2. 确保定位的精度 对建筑工程来说，建筑物的精度是非常重要问题，要确保建筑物整体的施工效果就一定要保证精度，如此才能够确保建筑物达到设计要求。测量过程能够确定建筑物的定位精度，在活动定位准确的情况下，施工的质量才能得到保证。 3. 竣工验收的程序 工程完成之后同样要进行竣工前的验收测量工作，竣工的测量报告一定要以实际工程测量数据作为依据，如此才可以确保拟定内容与工程标准相符，从而帮助规划管理部门实行监督管理。 二、 工程测量技术的应用和发展前景 1. 先进地面测量仪器 20世纪80年代以来很多先进的地面测量仪器就相继出现了，为工程测量提供了先进的技术手段和工具，例如：激光扫平仪、激光准直仪、数字水准仪、电子水准仪、全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等，它们为工程测量的数字化、自动化、现代化发展提供了有利条件，使传统的工程施工测量、道路检测、地形测量、控制网布网等作业方式得到了极大的改变。测距导线网、边角网、网布网已经取代了三角网；光电测距三角高程测量已经取代了三、四等水准的测量；具备连续显示和自动跟踪功能的测距仪已经在施工放样测量中得到了运用；无法达到测量点的测距工作难题已经被无需棱角的测距仪解决了；传统基线丈量已经被精密 测距仪的使用所取代；电子速测仪则解决了细部测 量的难题。 2. GPS定位技术 GPS技术是在九四年时建成的，它是拥有海陆 空全方位导航和定位能力的卫星导航和定位系统。 伴随GPS技术的不断改进以及软硬件的逐渐完善， 一次性确定坐标的GPS技术已经取代了以测水准、 测距、测角为主的地面定位技术。 目前我国的GPS技术已经在各个领域得到了应 用，工程控制网、城市控制网、国家大地网的建立 和改造已经普遍的应用了GPS技术，同时在海岛海 域测量、地震形变监控、山体滑坡、大坝监测、建 筑变形、隧道贯通、地下铁路、通信线路、高速公 路、石油勘测中也使用了GPS技术。伴随GPS差分 定位技术与RTK实时差分定位系统的不断发展以及 美国AS技术的解除，使得单点定位的精度也在不断 地提高。GPS技术也在碎部点的放样和测绘、地质 勘查剖面测量、石油物探点定位、运载工具实时监 控、导航等领域有着非常广的应用前景。 3. 数字化成图技术 工程测量重要的内容之一就是大比例尺的工程 图和地形图的测绘，一般常规成图方式需通过野外 工作完成，并且内部数据的处理与绘图工作也很繁 琐，成图的周期很长，产品也很单一，不能适应城 市建设发展的需求。进入21世纪90年代以来，数 字化成图技术凭其易于发布、保存管理和应用方便、 更新方便、劳动强度小、精度高等诸多的优点而得 到了迅速的发展，现在的数字化成图技术分为电子 平板和内外业一体化两种模式。 其中内外业一体化是外业数据数据的一种采集 方式，它的主要设备是电子手簿、全站仪等，它的 特点是便于人员分配、内外业的分工明确、精度高， 因而它的成图效率很高。通过画草图或编码的形式 来对地图实体和连接关系的地理属性进行描述，分 为无码和有码作业。无码作业的操作方便可靠，并 且因为它是采用草图形式，使得数据的采集工作非 常直观，所以能够使测站观测人员压力减轻。如果 观测人员能够熟练使用数字化成图系统的编码，并 且经验丰富，也可以采取有码方式。全站仪和电子 平板相结合，在野外进行数据采集时就无需编码， 测量的数据会直接显示在电子平板，现场对显示进 行编辑修改，最后由绘图仪将成果输出，它基本上 是把所有的工作都放于外业来完成的一种数字化的 成图方式。它的特点是常规测图板被电子平板取代， 能够实现图形编辑、数据处理、数据采集的同步现 场完成工作，因而这种模式的精读高，可靠性好。 4. 摄影测量技术 目前，摄影测量技术广泛的应用于城市与工程 测绘领域中，伴随对高精度、高质量摄影测量仪的 生产和研究，现有摄影测量技术能够提供实时、完 全的三维空间信息，并且不需要接触被测的物体， 使野外工作量得到了减少，工作效率得到了大大的 提升，同时取得了很多的应用成果，拥有非常广泛 的发展前景。伴随GPS技术在摄影测量里面的使用， 摄影测量也在逐步朝着数字化和自动化的方向发 展，而采用全数字的摄影测量系统，能够使摄影测 量的产品从影像图转变为4D产品，从而为各类基础 地理信息和专业信息系统的建立提供数据凭证。 5. GIS技术 GIS是一种集管理科学、环境科学、测绘遥感 科学、信息科学、空间科学、计算机科学为一体的 新兴学科。在短短四十多年的时间内，它已经成了 多学科集成同时在各领域得到应用的基础平台，是 地学空间信息分析的基本工具和手段，它的技术优 势除了集三维可视化显示、管理分析、存储、采集、 成果输出为一体的数据流程之外，还包括它的辅助 决策、预测预报、空间分析功能。现在，GIS已经 发展成了一门成熟的技术科学，并且在土地管理、 城市规划、环境监测、气象海洋、农林水利、地质 矿产、测绘等方面发挥着越来越大的作用。使用全 数字摄影测量、扫描矢量化、内外一体化测图、数 据库、GIS等技术，能够准确、及时的为专业信息 系统提供基础空间信息，便于建立各种的专业信息 系统，实现管理的信息化、标准化和科学化。 6. RS技术 由于RS技术能够进行大面积同步观测，并且具 有经济性、可比性、数据综合性、时效性等优势， 所以得到了普遍的应用，高分辨率的遥感卫星和多 光谱的航空摄影将成为获取基础地理信息的一种重 要技术手段。运用遥感影像去获取各种小比例尺的 地形图，能够为城市基本地形图以及各种比例地形 图的快速更新提供方法与手段。在某些大中城市里 面已经开始采用航空遥感对城市进行综合调查，从 而编制土地利用、交通、植被、污染、水文、地质 等专题地图，收集自然与社会环境的资料，为国土 资源的开发利用和城市的规划建设提供信息资料。 7. 3S集成技术 20世纪90年代才发展起来的3S集成技术，是 测绘技术和观念的大革命，3S技术为社会生产、政 府管理和可续研究提供了新的思维工具、描述语言、 观察手段。3S技术取长补短的结合是一个自然发展 的趋势，三者间形成了“一主二辅”的框架形式， 也就是RS和GPS为GIS提供空间定位信息和区域信 息，而GIS进行空间分析，便于从RS和GPS提供的 众多数据里面找到有用的信息，然后对其进行综合 集成，让它成为决策的依据。目前，3S集成技术已 在城市规划和管理、车辆监控、车辆导航、救灾、 减灾、防灾、环境保护、环境动态监测、全球变化、 土地研究、精细农业、海洋渔业等领域得到了成功 的应用。 （下转第250页） 248
谈测绘及工程测量学中的新技术的应用
谈测绘及工程测量学中的新技术的应用 摘要：测绘学是一门古老的学科，有着悠久的历史。测绘学的科学地位和作用意义重大。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展，测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论，测量方法，测量仪器的改进推动了测绘学科的发展，现在的测绘不但测量精度大大提高，测量时间大大的减少，劳动强度降低。 关键词：测绘学新技术应用 测绘学古老而现代，绘学现在正在向一门刚兴起的学科—地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科，有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代，就有利用测绘学治理尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪，管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪，我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年，西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》，为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展，测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代，由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展，测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。 测绘学的主要研究对象是地球（当然再未来将发展到外太空，研究其他的星球）。人类对地球形状认识的逐步深化，要求精确测定地球的形状和大小，从而促进了测绘学发展。因此，测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品，地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器，测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪，测量机器人，数字绘图机。成果也从原来的手绘地图到数字地图，由原来的二维地图到现在的三维地图，四维地图，最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。 测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用：测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列，具有检测瞬时地理事件如地壳运动，重力场的时空变化，地球的潮汐和自转等问题，这些观测成果可以用于地球内部物质的研究，尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘学在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础，为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天，测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面，测绘做出了不可磨灭的作用，2008年汶川特大地震中，测量所的的地图在救灾中起指导作用，减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中，测绘在防
《电子测量技术与应用项目》思考与练习答案
第一章思考与练习 1．简述电子测量的意义和主要特点。 答：电子测量的意义：测量是人类认识事物和揭示客观世界规律不可缺少的重要手段。通过测量使人们对事物有定量的概念并用数字表述，从而发现事物的规律性。电子测量系统的出现对整个电子技术领域及其他技术领域均产生了巨大的影响，对现代科学技术的发展起着巨大的推动作用。 电子测量的主要特点：1．测量频率范围宽；2．测量量程宽；3．测量准确度高；4．测量速度快；5．可以实现遥测并实现测试过程的自动化；6．易于实现测量过程自动化和测量仪器智能化；7．测量误差较难处理。 2．电子测量包括哪些内容？ 答：电参量的测量： 1）电能量的测量：即测量电流、电压、电功率等。 2）元件和电路参数的测量：如电阻、电感、电容、电子器件、集成电路的测量和电路频率响应、通频带、衰减、增益、品质因数的测量等。 3）信号特性的测量：如信号的波形、频率、相位、信号频谱、信噪比等的测量。 非电参量的测量：如压力、温度、气体浓度等。 3．简述测量误差的分类。 答：按误差的性质和特点，将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。 4．说明系统误差与随机误差的特点及减小系统误差和随机误差的主要方法。 答：系统误差具有如下特点： （1）系统误差是一个恒定不变的值或是一个确定的函数值。 （2）多次重复测量，系统误差不能减小或消除。 （3）系统误差具有可控制性或修正性。 减小系统误差的方法：（1）消除系统误差产生的根源。（2）采用典型测量技术消除系统误差。 随机误差具有如下特点： （1）在多次测量中，误差绝对值得波动有一定的界限，即具有界限性。 （2）当测量次数足够多时，正负误差出现的机会几乎相同，即具有对称性。 （3）随机误差的算术平均值趋于零，即具有抵偿性。 减小随机误差的方法：可通过多次测量取平均值或者采用其他数理统计的办法处理。 5．若测量10V电压，现有两只直流电压表，一只量程为150V，0.5级；另一只15V，2.5级。问选用哪一只电压表测量更合适，为什么？
智能检测系统
1.智能检测装置：主要形式：智能传感器、智能仪器、虚拟仪器和智能检测系统； 2.非电量检测：温度检测（热电式传感器，光纤温度传感器，红外测温仪，微波测温仪）压力检测（应变式压力计，压电式压力计，电容式压力计，霍尔式压力计）流量检测（电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器）物位检测（电容式液位传感器，超声波物位传感器，微波界位计）成分检测（红外线气体分析仪，半导体式气敏传感器） 3.流量检测：流量的定义为单位时间内流过管道某一截面的体积或质量，因此，流量分为体积流量和质量流量；分为：电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器；流量检测包括：○1.电磁流量计：电磁流量计是以电磁感应原理为基础的。它能检测具有一定电导率的酸碱盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒（泥浆，矿浆）的液体流量。○2.超声波流量传感器:超声波流量传感器是利用超声波在流体中传输时，在静止流体和流动流体中的传播速度不同的特点，从而求得流体的流速和流量。○3.光纤漩涡流量传感器:光纤漩涡流量传感器是将一根多模光纤垂直的装入管道，当液体或气体流与其垂直的光纤时，光纤受到流体涡流的作用而振动，振动的频率域流速有关，测出该频率就可确定液体的流速。 4.智能仪器：就是一种以微处理器为核心单元，兼有检测、判断和信息处理功能的智能化测量仪器；按实现方式划分，智能仪器有非集成智能仪器和集成智能仪器两种形式；构成：（1）.硬件：传感器、主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、标准通信接口；（2）.软件：监控程序、接口管理程序、数据处理程序；功能：具有逻辑判断、决策和统计处理功能；具有自诊断、自校正功能；具有自适应、自调整功能；具有组态功能；具有记忆、存储功能；具有数据通信功能；特点：高精度、多功能、高可靠性和高稳定性、高分辨率、高信噪比、友好的人机对话能力、良好的网络通信能力、自适应性强、高性价比；发展趋势:多功能化、智能化、微型化、网络化； 5. 非集成智能仪器：也称为微机嵌入式智能仪器，即将传统的传感器、单片机或微型计算机、模拟量输入输出通道、标准数据通信接口、人机界面和外设接口等分离部件封装在一起，组合为一个整体而构成；特点：一般为专用或多功能产品，具有小型化、便携式、低功耗、易于密封、适应恶劣环境、低成本； 6.虚拟仪器：以通用的计算机硬件和操作系统为依托，增加必要的硬件设备，通过计算机软件使其具备各种仪器的功能；由信号采集与控制单元、数据分析与处理单元、数据表达与输出单元等三大部分组成。特点：增强了传统仪器的功能、软件就是仪器、自由定义仪器，仪器开放灵活、开发费用更低，技术更新更快； 7.虚拟仪器总线：VXI总线将传统的消息基仪器和寄存器基仪器统一在同一环境下，不仅为各个仪器模块提供了定时和同步的能力，而且还提供了开放的，标准化的高速处理器总线。使用户开发虚拟仪器更为灵活，效率更高，保证了系统的稳定性和高性能。 8.现场总线：一种安装在制造和过程区域的现场设备/仪器与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、双向传输和多种分支结构的通信网络；是计算机技术、通信技术和控制技术的综合与集成。含义表现在六个方面：（1）现场通信网络与信息传输的数字化（2）现场设备的智能化与互连（3）互操作性（4）分散功能块（5）通信线供电（6）开放式互连环境；现场控制总线的特点和优势：特点：（1）1对N结构减少传输电缆、节约硬件设备（2）可靠性高（3）可控性好（4）互换性好（5）互操作性好（6）分散控制（7）统一组态；优势：（1）增强了现场级信息集成能力（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性（3）系统可靠性高、可维护性好（4）降低了系统及工程成本；现场总线通信协议一般由底层到上层可分为现场设备层、过程监控层和企业管理层三个层次。现场总线的网络拓扑结构主要有三种：（1）星状结构（2）树状结构（3）环状结构；现场总线的数据通信模式有三种:对等式、主从式、客户/服务器式。典型的现场总线:（1）CAN（控制局域网）（2）Lon Works（局域操作网）（3）Profibus（过程现场总线）（4）HART（5）FF（6）Ethernet（工业以太网）
电子测量技术基础期末试题(张永瑞)(第二版)
1 电子测量试题 一、填空题(每空1分，共25分) 1.测量误差就是测量结果与被测量________的差别，通常可以分为_______和_______两种。 2.多次测量中随机误差具有________性、________性和________性。 3.412 位DVM 测量某仪器两组电源读数分别为5.825V 、15.736V ，保留三位有效数字分别应为________、________。 4.示波器Y 轴前置放大器的输出信号一方面引至触发电路，作为________信号；另一方面经过________引至输出放大器。 5.示波器X 轴放大器可能用来放大________信号，也可能用来放大________信号。 6.在示波器中通常用改变________作为“扫描速度”粗调，用改变________作为“扫描速度”微调。 7.所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的________或________触发。 8.测量频率时，通用计数器采用的闸门时间越________，测量准确度越高。 9.通用计数器测量周期时，被测信号周期越大，________误差对测周精确度的影响越小。 10.在均值电压表中，检波器对被测电平的平均值产生响应，一般都采用________电路作为检波器。 11.所有电压测量仪器都有一个________问题，对DVM 尤为重要。 12.________判据是常用的判别累进性系差的方法。 13.________分配是指分配给各分项的误差彼此相同。 14.当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的________方式。 15.频谱仪的分辨力是指能够分辨的________，它表征了频谱仪能将________紧挨在一起的信号区分开来的能力。 二、改错题(每小题3分，共15分。要求在错误处的下方划线，并将正确答案写出) 1.系统误差的大小可用测量值的标准偏差σ(x)来衡量。 2.绝对值合成法通常用于估计分项数目较多的总合不确定度。 3.示波器电子枪中调节A 2电位的旋钮称为“聚焦”旋钮。 4.阴极输出器探头既可起到低电容探头的作用，同时引入了衰减。 5.积分式DVM 的共同特点是具有高的CMR 。 三、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分) 1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。 A.绝对误差、相对误差、引用误差 B.固有误差、工作误差、影响误差 C.系统误差、随机误差、粗大误差 D.稳定误差、基本误差、附加误差 2.用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如下波形，应调整示波器( )旋钮或开关才能正常观测。 A.偏转灵敏度粗调 B.Y 轴位移 C.X 轴位移 D.扫描速度粗调
电气与电子测量技术罗利文课后习题答案
电气与电子测量技术罗利文课后习题答案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
第3章常用传感器及其调理电路3-1 从使用材料、测温范围、线性度、响应时间几个方面比较，Pt100、K型热电偶、热敏电阻有什么不同？ 解： 3-2在下列几种测温场合，应该选用哪种温度传感器？为什么？ （1）电气设备的过载保护或热保护电路； （2）温度范围为-100～800℃，温度变化缓慢； （3）温度范围为-100～800℃，温度波动周期在每秒5～10次； 解： （1）热敏电阻；测量范围满足电力设备过载时温度范围，并且热敏电阻对温度变化响应快，适合电气设备过载保护，以减少经济措施 （2）Pt热电阻；测温范围符合要求，并且对响应速度要求不高 （3）用热电偶；测温范围符合要求，并且响应时间适应温度波动周期为100ms到200ms的情况 3-3 热电偶测温为什么一定做冷端温度补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 解：热电偶输出的电动势是两结点温度差的函数。T为被测端温度， T为参考端温 度，热电偶特性分度表中只给出了 T为0℃时热电偶的静态特性，但在实际中做到这 一点很困难，于是产生了热电偶冷端补偿问题。目前常用的冷端温度补偿法包括：0℃恒温法；
冷端温度实时测量计算修正法； 补偿导线法； 自动补偿法。 3-4 采用Pt100的测温调理电路如图3-5所示，设Pt100的静态特性为：R t =R 0(1+At )，A =0.0039/℃，三运放构成的仪表放大电路输出送0～3V 的10位ADC ，恒流源电流I 0= 1mA ，如测温电路的测温范围为0～512℃，放大电路的放大倍数应为多少？可分辨的最小温度是多少度？ 解：V AT R I u R 19968.05120039.010*******=????==?- 024.1519968.03==?=V V u u k R out ，放大倍数应为15倍。 可分辨的最小温度为 3-5 霍尔电流传感器有直测式和磁平衡式两种，为什么说后者的测量精度更高？ 解：霍尔直测式电流传感器按照安培环路定理，只要有电流I C 流过导线，导线周围会产生磁场，磁场的大小与流过的电流I C 成正比，由电流I C 产生的磁场可以通过软磁材料来聚磁产生磁通Φ=BS ，那么加有激励电流的霍尔片会产生霍尔电压U H 。通过放大检测获得U H ，已知k H 、H ＝B/μ、磁芯面积S 、磁路长度L 以及匝数N ，由 H H U k IB =，可获得磁场B 的大小，由安培环路定律H·L ＝N·IC ，可直接计算出被测电流I C 。不过由于k H 与温度有关，难以实现高精度的测量；而磁平衡式传感器利用磁平衡原理，N P I P ＝ISNS ，因此只要测得I S 便可计算出被测电流I P ，没有依赖性，精度更高。 3-6 某磁平衡式霍尔电流传感器的原边结构为穿孔式（N 1=1），额定电流为25A ，二次侧输出额定电流为25mA ，二次侧绕匝数为多少？用该传感器测量0～30A 的工频交流电流，检流电阻R M 阻值为多大，才能使电阻上的电压为0～3V ？
电子测量技术的发展及应用
电子测量技术的发展及 应用 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
电子测量论文
电子测量技术的发展及应用 摘要：近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大的促进了测量仪器和设备的快速发展。中国电子测量仪器经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 英国科学家A ? H ? 库克（cook ）说：“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的，通过测量把这些知识变成，然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统；通过测量，可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质；世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需，方便的测量是敏捷的通讯和有效的组织所必需。”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天，没有测量技术的作用是不可想象的。一、测量的意义 所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和（或）计算，对被测对象收集信息的过程。在自然界中，对于任何被研究的对象，若要定量地进行评价，必须通过测量来实现。在电子技术领域中，中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量，我们对大自然认识才由感性世界跨入了理性世界，才逐步对大自然有了理性的分析，通过分析和归纳，我们才能
得到规律性的知识来改造世界，科学技术才能得以高速发展。开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”，可见，人们是通过观测试验的结果和已经掌握的规律，进行概括、推理，再对所研究的事物取得定量的概念和发现它的规律性，然后上升到理论。因此，测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度，科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。 这种例子在科学发展史上是不胜枚举的。 在没有显微镜时，人眼只能看清大小为—毫米的东西，这大大限制了人类对自然界中的认识，在这种情况下，绝对不会有等技术的产生。16 世纪出现了，它的分辨率可达2000埃，相应的放大率约为1500倍，大大扩展了人的眼力。在显微镜的帮助下，人类发现了构成生物基础的细胞（大小约为10-100微米），使人类对生物界的认识有了一个极大的飞跃，这一发现对推动生物学各方面的研究作出了重要贡献，被誉为19世纪三大发现之一。20 世纪30 年代出现了，它的分辨本42领高达2一3 埃，又比提高了约三个数量级。由此可见电子技术引入测量领域的巨大的推动作用。在下，可以洞察小小细胞内的超微机构，连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的，并发现了致病的病毒、形成了的又一次飞跃。现代科学技术、生产和国防的重要特点之一，就是要进行大量的观测和统计。现代工业大生产，用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20％一30％。提高测量水平，降低测量成本，减少测量误差，提高测量效率，对国民经济各个领域都是至关重要的。
智能测量
在峰会开幕式上，质检总局和国家电网公司的有关负责人共同为“国家智能电网量测系统产业计量测试中心”揭牌。据介绍，该中心挂靠中国电力科学研究院有限公司，将研究具有产业特点的量值传递技术和产业关键领域关键参数的测量、测试技术，开发产业专用测量、测试装备，研究服务智能电网量测系统产业全溯源链、全寿命周期、全产业链并具有前瞻性的计量技术，加强计量测试能力、计量科技创新能力和运行能力建设，为智能电网量测产业发展提供高技术、高质量的服务。 两天的峰会议程丰富，围绕人工智能、智慧城市、绿色制造、“一带一路”等主题，专家学者、业界精英从智能量测产业发展与布局、智能量测关键技术发展与应用及中小微企业发展等多方面带来了40多场主题发言。 峰会还设有5000余平方米的创新成果展示区，集中展示了多家智能量测优秀企业的创新成果，内容涵盖智能用电、电力云、自动抄表系统、智慧能源管理、多表合一信息采集等关键核心技术研发进展情况。 随着中国制造2025的稳步推进，对于要求加强计量科技技术研究，构建计量科技创新体系的需求也日趋高涨。近年来，以智能电能表推广应用为核心的智能量测系统建设在电网公司的大力推进下，智能电能表安装近4亿户，自动化检定能力大幅提升，自动化检定率超过90%，推动了电、水、汽、热等“多表合一”的信息采集建设。 此次联盟的成立贯彻了“以创新支撑和引领经济结构优化升级，推动中国产业向全球价值链高端跃升”的决策部署。联盟主要围绕智能传感、智能仪表、信息采集、能源管理、家庭智能监测等智能量测关键技术和产品方向，开展联合攻关、技术交流、标准制定和产品推广等活动。会上，以传感和控制技术闻名的欧姆龙作为联盟成员单位，结合产品与实例，全面介绍了面向电力基础设施的IoT化，欧姆龙带来的最新智能传感技术。 峰会设创新成果展示区，集中展示多家智能量测优秀企业的创新成果，涵盖智能用电、电力云、自动抄表系统等关键核心技术研发进展情况。在公司展区，国网计量中心、南瑞集团、国网信通产业集团及13家省级电力公司展示了公司在智能制造和国家质量基础（NQI）落地工作上的探索和成果，将国家对法制计量的全溯源、全寿命、全产业的理念植入计量先行的积极实践中，全面提升计量的标准化、自动化和智能化水平，从而建立一套体系完整、技术先进、管理科学、运转高效的智能量测体系。
工程测量技术的发展现状和展望
工程测量技术的发展现状与展望 简介:工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。 关键字:工程测量,技术,发展,现状,展望 前言工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。主要原因有:一就是科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法与手段;二就是改革开放以来,城市建设不断扩大,各种大型建筑物与构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多,对工程测量不断提出新的任务、新课题与新要求,使工程测量的服务领域不断拓宽,有力地推动与促进工程测量事业的进步与发展。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,面向21世纪的我国工程测量技术的发展趋势与方向就是:测量数据采集与处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。 工程测量就是具有悠久历史的既古老又年轻的应用科学与技术,它研究与服务范围贯穿在现代工程建设与国防建设的规划与运营的整个过程中。随着当代科学技术的进步,尤其就是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络与通信技术的飞速发展与应用,极大地推动了整个测绘科学技术的发展,从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化与进步,亦为工程测量学科的理论与技术的发展提供了坚实的基础。 改革开放以来,大规模的经济建设与国防建设的发展,城市化建设进程的加快,各种高、大、重、深、特的工程建设不断增多,这些都向工程测量提出了新的
2017电子测量技术试卷及答案
2017年第二学期《电子测量技术》考试卷 专业 年级 学号 姓名 一．填空题 （每空1分，共25分） 1.测量误差就是测量结果与被测量________的差别，通常可以分为_______和_______两种。 2.多次测量中随机误差具有________性、________性和________性。 3.4 1 2 位DVM 测量某仪器两组电源读数分别为5.825V 、15.736V ，保留三位有效数字分别应为________、________。 4.示波器Y 轴前置放大器的输出信号一方面引至触发电路，作为________信号；另一方面经过________引至输出放大器。 5.示波器X 轴放大器可能用来放大________信号，也可能用来放大________信号。 6.在示波器中通常用改变________作为“扫描速度”粗调，用改变________作为“扫描速度”微调。 7.所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的________或________触发。 8.测量频率时，通用计数器采用的闸门时间越________，测量准确度越高。 9.通用计数器测量周期时，被测信号周期越大，________误差对测周精确度的影响越小。 10.在均值电压表中，检波器对被测电平的平均值产生响应，一般都采用________电路作为检波器。 11.所有电压测量仪器都有一个________问题，对DVM 尤为重要。 12.________判据是常用的判别累进性系差的方法。 13.________分配是指分配给各分项的误差彼此相同。 14.当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的________方式。 15.频谱仪的分辨力是指能够分辨的________，它表征了频谱仪能将________紧挨在一起的信号区分开来的能力。 二．选择题 （每题3分，共15分） 1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。 A.绝对误差、相对误差、引用误差 B.固有误差、工作误差、影响误差 C.系统误差、随机误差、粗大误差 D.稳定误差、基本误差、附加误差 2.用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如下波形，应调整示波器( )旋钮或开关才能正常观测。 A.偏转灵敏度粗调 B.Y 轴位移 C.X 轴位移 D.扫描速度粗调 3.通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是( )误差。 A.随机 B.量化 C.变值系统 D.引用 4.DVM 的读数误差通常来源于( )。 A.刻度系数、非线性等 B.量化 C.偏移 D.内部噪声 5.( )DVM 具有高的SMR ，但测量速率较低。 A.逐次逼近比较式 B.斜坡电压式 C.双斜积分式 D.V-f 式 三. 简答题 (每题10分，共40分) 1.对电压测量的几个基本要求是什么? 2.用示波器显示图像基本上有哪两种类型? 题号 一 二 三 四 总分 得分 ………………………………………线………………………………………订………………………………………装………………………………………
电子测量技术的现状及发展趋势
电子测量技术的现状及 发展趋势 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
电子测量论文 题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名： 班级： 学号：
摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。 关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI
目录 摘要................................................................................................I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技 术 (2) （二）软件平台技 术 (3) （三）专家系统技 术 (3) （四）虚拟测试技 术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5)
前言 中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。
现代工程测量技术发展与应用
现代工程测量技术发展与应用 摘要：现代测量技术的发展与完善是我国工程测量技术发展过程中一次质的飞跃。文章从现代工程测量技术的发展特点入手，简单论述了当前阶段工程测量技 术的研究与发展方向，然后从卫星定位、变形监测以及摄影测量技术等角度具体 阐述现代工程测量技术的应用，希望能为我国现代测量技术的发展提供一些参考。关键词：现代；工程测量技术；发展；应用 我们都知道如今全世界都进入了一个信息科技的时代，这属于第三次科技革命时代，而 随着科技革命时代的到来，许多高新技术行业得到了快速发展，并且一些传统行业也在不断 地与信息科技相互结合，从而达到一个更理想的状态。而现代社会中工程测量技术就是其中 之一，它合理地利用了计算机信息技术和卫星技术，使得测量标准越来越规范化。在现代化 的过程中，要想将工程进展得顺利，那么工程的施工质量是十分重要的，而工程质量直接受 到测量精度的影响。我国的现代化建设的不断发展，建筑施工工程的需求也会越来越多，所 以要想提高工程工作的效率，并且适应当今社会的发展，那么新的技术水平的发展是必不可 少的，其中工程测量技术就是比较重要的一类。 1.现代工程测量技术的主要特征 随着科技的进步发展，近年来我国工程测量技术发展非常迅速，工程测量技术和GPS测 量技术、摄影测量技术、地面测量仪器等的融合使工程测量水平更加提高。（1）运用先进 的地面测量仪器，它使测量技术的工具更加超前，方式更加灵活多样，促进了工程测量向自 动化、现代化迈进，地面测量仪器大大降低了工作人员测量工作量，同时设备的精确性也避 免了人工计算发生的错误。（2）GPS测量技术，运用这项技术能合理利用每一种资源，大大 降低人力、物力、财力的消耗，而且它定位的准确性较高，测量时间短，操作流程简单，能 实现自动作业，另外它还可以提供立体的三维坐标。这些优势大大提高了测量效率，提高了 测量的准确性。（3）影像测量技术，其可以充分利用被测区来提供三维信息，依据多种像 控点在被测区实行影像拍摄，利用计算机提取影像，运用这种方法能快速和便捷地拿到测量 结果，提高测绘效率。 2.现代工程测量技术的发展现状 时代在不断地进步，科学技术的发展也顺应了时代发展的需要，尤其是近三十年来，我 国的建筑工程行业发展迅猛，而随着科学技术的进步，工程测量技术也得到了快速的发展， 尤其是各项工程的测量方面的设备和技术都已经有了巨大的变化，传统的光学测量仪器已经 不再被大家广泛使用了，计算机技术的发展，让工程测量技术的研发人员有了新的方向，人 们发现将计算机技术与工程测量技术相结合运用，使工程测量技术无论是在准确度上还是在 精确度上都有了很大的提高，而且，不仅如此，现代的工程测量技术让现如今复杂的城市建 筑环境或者是地理环境的测量，从不可能变为了可能，原始的测量技术之所以被淘汰也是因 为它已经不能满足现如今的社会发展的环境，而现代的工程测量技术就可以进行复杂的环境 测量，而且准确度和精度都更高，大大地减少了工作人员的工作量，而且效率也更高了。现 代化的工程测量技术为测量领域指出了正确的方向，也为我国的建筑行业提供了更多便捷， 更是为我国的社会化建设作出了重要的贡献。 3.现代工程测量技术的应用 3.1卫星定位测量技术及其应用 简单来说，卫星定位测量技术就是GPS技术与测量技术的结合，借助于GPS系统强大的 精确定位能力，能够在确保精准度的同时，有效实现工程测量以及地形测绘等项目的动态测量。卫星定位测量技术应用于工程测量中具有高效率、高精度、全天候以及成本低的特点， 其研究与应用，改变以往传统的人工测量方式，无论是精准度、可靠度还是测量效率，都较 传统工程测量技术有了大幅度的提升。同时，随着国内外先进卫星导航定位技术的发展，GPS系统的数量和质量都在稳步提升，先进的数据处理体系也在不断的改进与完善之中。此外，RTK技术与网络RTK技术在工程测量领域的应用，如GPS技术与RTK技术的联合，全站 仪与RTK技术的联合，促使现代工程测量技术的不断向着信息化、数字化发展，为工程建设 甚至经济建设提供了技术保障。
电子测试技术的应用与发展
电子测试技术的应用与发展 ——结合一种具体电子测试仪器说明其原理、结 构、应用与发展 班级：电信0603姓名：贾琳琳学号：20060915 摘要：电子测试技术是一门以测试信息为主的科学门类，它阐述了各种电子仪器的基本原理和方法，并重点介绍了测试信号的获取，及它在现实生活和军事中的应用。本文主要介绍了电子测试技术的的意义，发展和重要性，以及在国家经济发展中所发挥的作用，然后又综述《现代电子测试技术》这门课程所介绍的主要内容，最后着重介绍光元器件分析仪的工作原理、结构与应用。 著名科学家门捷列夫说过：“没有测量就没有科学”。测试技术和仪器是科学研究中信息的获取、处理和显示的重要手段，是人们认识客观世界并取得定性或定量信息的基本方法，是信息工程的源头和重要组成部分。随着科学信息的快速发展，对测试技术的要求逐步提高，电子测试技术必将成为新时代的重点学科，并将其应用于学习、生活、科研的各个领域。电子测试技术及仪器是指利用现代电子技术对电量和非电量进行测量的方法与设备。电子测量技术与仪器一般包含能量的测量、产生能量的信号的测量以及传输信号的网络的测量；定量测量侧重于量的精准确定；电子测试技术覆盖的面更宽，除了上述测量外，还包括了信息的测量，如软件协议测量、硬件故障诊断等 这种科学的方法包含了一系列测试技术，这种手段包含了相关门类的仪器。测试技术和仪器是物质信息的获取、处理与输出的方法和手段。科技要发展，测试须先行。现代科技发展依赖于先进的测试技术与仪器的发展，现代制造业无论是研发、中试，还是生产过程控制、产品检测和维护都需要先进的科学仪器作为技术和测试手段。21世纪，面对国际科学技术发展趋势，越来越多的国家都把大力加强测试技术与仪器科学作为一种国家发展战略，对大至宇宙、小到基本粒子的物质世界奥秘的探寻，从信息、材料、生物、环境、能源到多学科交叉等领域的科技前沿，均对测试技术与仪器提出了越来越高的先行需求。它是进行军事装备研究，新产品试制和开发，以及生产与维护运转中不可缺少的测试手段和工具。一切重大的科学技术成就都与测试技术和测试仪器有直接关系。因此，电子测试技术及仪器的水平常常是衡量一个国家科技发展和生产技术的重要标志，也是军事实力的重要表现。 在科学技术发展的今天，测试工作将处于各种现代军事装备系统设计和制造的首位，并成为生产率、制造能力及实用性水平的重要标志。据有关资料报道：目前，测试成本达到所研制的军事装备系统总成本的50％，甚至70％；而且，编制测试程序所花的时间比系统设计所花的时间更长。因此，在未来激烈竞争的世界中，测试将与现代军事装备系统的设计和制造构成为一个完整的整体，是保证现代军事装备系统实际性能指标的重要手段，电子测试技术和仪器是直接或间接地为军事目的服务的，而且，测试仪器本身也是军事装备中的重要组成部分。因此，一个国家要在军事上实现现代化，则必须具有先进的军事测试技术来予以保证。而《现代电子测试技术》这门课程也突出了军事应用中的先进测试技术及仪器，应用范围更广，它不仅深入介绍了电子测量的基本原理和技术方法，电子仪器及测试系统的组成及工作原理，而且还介绍电子测量中的误差分析和数据处理的能力，以及学会把电子测量技术，电子仪器和测量系统应用到实际中的基本