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英文名稱(chēng):Tool Engineering
主管單位:成都工具研究所
主辦單位:成都工具研究所
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1000-7008
國(guó)內(nèi)刊號(hào):51-1271/TH
郵發(fā)代號(hào):62-32
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1964
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù):
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞:全站儀,景觀工程,應(yīng)用
0、引言
景觀工程是城市面貌的一個(gè)重要體現(xiàn),而如何實(shí)現(xiàn)城市景觀的合理布局,更是城市測(cè)量工作中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容,它不僅是一項(xiàng)綠色工程,更是一項(xiàng)城市數(shù)字化工程的延伸[1,3]。免費(fèi)論文,應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展,全站儀因其具有自動(dòng)測(cè)角、測(cè)距、采集及放樣等多種功能而深受城市測(cè)量工作者的歡迎。它的操作性能安全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、經(jīng)濟(jì)效益合理、方便可行實(shí)用,已在城市景觀測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用[1]。正因?yàn)槿緝x的使用,使工程的進(jìn)展變的更為快捷,大大提高了工程效益。
1、全站儀概念
全站儀,又稱(chēng)全站型電子速測(cè)儀,它由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示、記錄和存儲(chǔ),并能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)量信息互換,能快速完成一個(gè)測(cè)站所需的工作,包括平距、高差、高程、坐標(biāo)及放樣等方面數(shù)據(jù)的計(jì)算及地形成圖[2]。
全站儀,它是一種用于高精度測(cè)量的精密儀器,集光學(xué)測(cè)量與電子計(jì)算功能于一身。全站儀通常有兩大類(lèi)型[1]:
(l)組合式,它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀可以分離開(kāi)使用,照準(zhǔn)部與測(cè)距軸不共軸。作業(yè)時(shí),測(cè)距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上,相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。目前,這種類(lèi)型儀器在工程中使用很少。
(2)整體式,它是將電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀融為一體,共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,使用起來(lái)更方便。面前這種類(lèi)型是全站儀發(fā)展的一種趨勢(shì)。并且,隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,及用戶的特殊要求,市場(chǎng)上出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型等等各種類(lèi)型的全站儀,使得這常規(guī)的測(cè)量?jī)x器越來(lái)越滿足各項(xiàng)測(cè)繪工作的需求,發(fā)揮更大的作用。免費(fèi)論文,應(yīng)用。
常見(jiàn)的有日本拓普康(TOPOCON)系列、索佳(SOKKIA)系列、尼康(NIKON)系列、瑞士徠卡(LEICA)系列,蔡司(ZEISS)系列以及我國(guó)的南方(NTS)系列和蘇一光(ETD)系列。
2、全站儀功能
(1)、角度測(cè)量:可進(jìn)行水平角、豎直角的測(cè)量。
(2)、距離測(cè)量:可測(cè)量平距HD、高差VD和斜距SD。
(3)、坐標(biāo)測(cè)量:可測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)(X,Y,H)。
(4)、點(diǎn)位放樣:根據(jù)設(shè)計(jì)的待放樣點(diǎn)P的坐標(biāo),在實(shí)地標(biāo)出P點(diǎn)的平面位置及填挖高度。
其放樣原理為:(如圖1)
1)在大致位置立棱鏡,測(cè)出位置的坐標(biāo)。
2)將當(dāng)前坐標(biāo)與待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)相比較,得距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。免費(fèi)論文,應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:串聯(lián)電池組,電壓測(cè)量,線性電路,共模,在線監(jiān)測(cè)
1前言
目前,發(fā)電廠、變電站的操作電源系統(tǒng)大多采用直流電源,直流電源系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站非常重要的一種二次設(shè)備,它的主要任務(wù)就是給繼電保護(hù)、斷路器分合閘及其它控制提供可靠的直流操作電源和控制電源,它要求配置蓄電池系統(tǒng)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,在所有表征蓄電池的參數(shù)之中,蓄電池的端電壓最能體現(xiàn)蓄電池的當(dāng)前狀況,可以根據(jù)端電壓判斷蓄電池的充、放電進(jìn)程,當(dāng)前電壓是否超出允許的極限電壓,還可以判斷蓄電池組的均一性好壞等。因此,對(duì)蓄電池的端電壓的測(cè)量十分重要。
2 不同端電壓測(cè)量方法的分析和比較
蓄電池工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)關(guān)鍵在于蓄電池端電壓和電流信號(hào)的采集。由于串聯(lián)蓄電池組中的電池?cái)?shù)量較多,整組電壓很高,而且每個(gè)蓄電池之間都有電位聯(lián)系,因此直接測(cè)量比較困難。在研究蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中,人們提出了許多測(cè)量串聯(lián)電池組單只電池端電壓的方法。概括起來(lái),主要有以幾種:
2、1共模測(cè)量法
共模測(cè)量是相對(duì)同一參考點(diǎn),用精密電阻等比例衰減各測(cè)量點(diǎn)電壓,然后依次相減得到各節(jié)電池電壓。該方法電路比較簡(jiǎn)單,但是測(cè)量精度低。比如,24節(jié)標(biāo)稱(chēng)電壓為12 V的蓄電池,單節(jié)電池測(cè)試精度為0.5%的測(cè)試系統(tǒng),單節(jié)電池測(cè)試絕對(duì)誤差為±60 mV,24節(jié)串聯(lián)積累的絕對(duì)誤差可達(dá)1.44 V,顯然,其相對(duì)誤差可達(dá)到12%,這在應(yīng)急電源監(jiān)控系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)造成誤報(bào)警,所以不能滿足應(yīng)急電源監(jiān)控系統(tǒng)的要求。這種方法只適合串聯(lián)電池?cái)?shù)量較少或者對(duì)測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合。
2、2差模測(cè)量法
差模測(cè)量是通過(guò)電氣或電子元件選通單節(jié)電池進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)串聯(lián)電池?cái)?shù)量較多而且對(duì)測(cè)量精度要求較高時(shí),一般應(yīng)采用差模測(cè)量方法。
2、2、1繼電器切換提取電壓 [1、2]
傳統(tǒng)的比較成熟的測(cè)試方法是用繼電器和大的電解電容做隔離處理,其基本的測(cè)試原理是:首先將繼電器閉合到蓄電池一側(cè),對(duì)電解電容充電;測(cè)量時(shí)把繼電器閉合到測(cè)量電路一側(cè),將電解電容和蓄電池隔離開(kāi)來(lái),由于電解電容保持有該蓄電池的電壓信號(hào),因此,測(cè)試部分只需測(cè)量電解電容上的電壓,即可得到相應(yīng)的單體蓄電池電壓。論文大全。此方法具有原理簡(jiǎn)單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。但是由于繼電器存在著機(jī)械動(dòng)作慢,使用壽命低等缺陷,根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)裝置在速度、使用壽命、工作的可靠性方面都難以令人滿意。為解決上面問(wèn)題可將機(jī)械繼電器改用光耦繼電器,這樣無(wú)需外加電解電容提高了可靠性,速度和使用壽命也隨之達(dá)到要求,但相對(duì)成本要大大提高。用光電隔離器件和大電解電容器構(gòu)成采樣,保持電路來(lái)測(cè)量蓄電池組中單只電池電壓。此電路缺點(diǎn)是: 在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中,電容上的電壓能發(fā)生變化,使精度趨低,而且電容充放電時(shí)間及晶體管和隔離芯等器件動(dòng)作延遲決定采樣時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
2、2、2 V/F轉(zhuǎn)換無(wú)觸點(diǎn)采樣提取電壓 [2、3]
V/F轉(zhuǎn)換法的原理圖如圖1所示,其工作原理如下:信號(hào)采集采用V/F轉(zhuǎn)換的方法,單節(jié)蓄電池采用分別采樣,取單節(jié)蓄電池的端電壓經(jīng)分壓(降低功耗)后作為V/F轉(zhuǎn)換的輸入,分壓電阻的分散性可通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換電路調(diào)整。V/F轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出通過(guò)光電隔離器件送到模擬開(kāi)關(guān),處理器通過(guò)控制模擬開(kāi)關(guān)采集頻率信號(hào)。數(shù)據(jù)采集電路與數(shù)據(jù)處理電路采用光電隔離和變壓器隔離技術(shù),實(shí)現(xiàn)兩者之間電氣上的隔離。但采用V/F轉(zhuǎn)換作為A/D轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢、在小信號(hào)范圍內(nèi)線性度差、精度低。
圖1 V/F轉(zhuǎn)換法的原理圖
2、2、3浮動(dòng)地技術(shù)測(cè)量電池端電壓 [4]
由于串聯(lián)在一起的電池組總電壓達(dá)幾十伏,甚至上百伏,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬開(kāi)關(guān)的正常工作電壓,因此需要使地電位隨測(cè)量不同電池電壓時(shí)自動(dòng)浮動(dòng)來(lái)保證測(cè)量正常進(jìn)行,其原理圖如圖2所示。每次工作時(shí),先由模擬開(kāi)關(guān)選通,使其被測(cè)電池兩端的電位信號(hào)接入測(cè)試電路,此信號(hào)一方面進(jìn)入差分放大器;另一方面進(jìn)入窗口比較器,在窗口比較器中與固定電位V r 相比較,從窗口比較器輸出的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)可識(shí)別出當(dāng)前測(cè)量地(GND)的電位是太高、太低或者正好(相對(duì)于V r )。如果正好,則可以啟動(dòng)A/D進(jìn)行測(cè)量。如果太高或太低,則通過(guò)控制器對(duì)地(GND)電位行浮動(dòng)控制。由于地電位經(jīng)常受現(xiàn)場(chǎng)干擾發(fā)生變化,而該方法不能對(duì)地電位進(jìn)行實(shí)時(shí)精確控制,因而影響整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
圖2 浮動(dòng)地技術(shù)原理圖
3 線性電路直接采樣法
本文介紹的線性電路直接采樣法是為每個(gè)蓄電池配置一塊采集板,貼近蓄電池安裝,就近完成信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理和傳輸。該方法的原理框圖如圖3所示。
圖3 線性電路直接采樣法原理框圖
該方法采用線性運(yùn)算放大器組成線性采樣電路,后經(jīng)電壓跟隨器送入A/D轉(zhuǎn)換器, 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)系統(tǒng),無(wú)須外加采樣保持電路。根據(jù)串聯(lián)電池組總電壓的大小,選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù),無(wú)須電阻分壓網(wǎng)絡(luò)或改變地電位,就可以直接測(cè)量任意一只電池的電壓。
線性電路圖如圖4所示。該電路為典型的增益可調(diào)性能優(yōu)良的差動(dòng)運(yùn)算線性電路,圖中A 1 和A 2 構(gòu)成精密電壓跟隨器,A 3 是差動(dòng)放大輸出電路,A 4 是增益調(diào)節(jié)輔助放大器。論文大全。根據(jù)運(yùn)算放大器的特性,可分析計(jì)算出經(jīng)過(guò)采樣電路后的輸出電壓為:
取 ,則有第n節(jié)蓄電池經(jīng)采樣電路變換后的電壓為:
圖4 差動(dòng)運(yùn)算線性電路原理圖
電路增益的調(diào)節(jié)由電阻R決定,范圍很寬,而且線性很好,這就保證了差動(dòng)運(yùn)算的精度。只要兩個(gè)輸入運(yùn)算放大器的基本特性相同,則失調(diào)電壓的影響就很小。滿足條件R n1 /R n2 =R n3 /R n4 時(shí),電路就有良好的共模抑制特性。由于A 4 的輸出阻抗很低,調(diào)節(jié)R改變?cè)鲆鏁r(shí),電路的共模抑制能力不受影響。為了確保該電路的優(yōu)良特性,運(yùn)算放大器A 4 的選擇十分重要。如果要求共模抑制能力很強(qiáng),則除選擇精密繞線電阻R n1 、R n2 、R n3 和R n4 以外,A 4 應(yīng)選擇高增益型的運(yùn)算放大器。論文大全。
該電路的輸出電壓就是單節(jié)蓄電池的端電壓,由于是線性電路,因此可以快速跟蹤測(cè)量單節(jié)蓄電池電壓的變化。該電路的輸入阻抗很大, 而蓄電池的內(nèi)阻很?。ㄒ话阒挥袔缀翚W,甚至零點(diǎn)幾毫歐),因而保證了很高的測(cè)量精度,為正確判斷蓄電池組的當(dāng)前狀態(tài)提供了準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)。另外,該電路還有很好的可擴(kuò)展性能。選擇適當(dāng)?shù)腞 n1 ~R n5 的值,可以測(cè)量標(biāo)稱(chēng)電壓是2V、6V和12V的電池,還可以測(cè)量電池組總電壓。
4 結(jié)語(yǔ)
本文提出的測(cè)量電池電壓的線性電路直接采樣法,電路簡(jiǎn)單實(shí)用,適用范圍廣,測(cè)量精度高,很好的解決了串聯(lián)電池組電池電壓檢測(cè)難的問(wèn)題,為蓄電池的在線監(jiān)測(cè)和快速診斷提供準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù),具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:萬(wàn)能工具顯微鏡 光柵位移傳感器 DSP 誤差分析與補(bǔ)償
萬(wàn)能工具顯微鏡、分度頭、光學(xué)測(cè)角儀是用傳統(tǒng)方法對(duì)長(zhǎng)度和角度等幾何量的測(cè)量的常用工具?;跍y(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),這些儀器在幾何量測(cè)量中扮演重要角色。作為測(cè)量?jī)x器中的大型光學(xué)儀器,萬(wàn)工顯功能特別強(qiáng)大。它可以通過(guò)多種方法并結(jié)合附件在直角坐標(biāo)及極坐標(biāo)下進(jìn)行各種幾何量的測(cè)量,在精密測(cè)量中使用十分廣泛。然而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,對(duì)精密測(cè)量的精度、效率等方面也提出了越來(lái)越高的要求,要求光學(xué)測(cè)量?jī)x器達(dá)到高精度、高效率、智能化。
設(shè)計(jì)應(yīng)用光柵數(shù)顯技術(shù),能使萬(wàn)工顯測(cè)量、讀數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。這種數(shù)字化的智能測(cè)控系統(tǒng)用以解決老舊萬(wàn)工顯操作繁瑣、人為誤差大、工作效率低等問(wèn)題。這將是一個(gè)很有實(shí)際意義的課題,它可以對(duì)很多院校和廠礦這類(lèi)老舊儀器進(jìn)行改造,提高了讀數(shù)精度和自動(dòng)化程度,其在精密測(cè)量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和實(shí)際的意義。
1 系統(tǒng)需求分析
本課題是基于成熟測(cè)量工具萬(wàn)工顯的技術(shù)升級(jí)改造,既要保持原有儀器的精度和穩(wěn)定性,又要降低測(cè)量難度,所以要選擇適用于萬(wàn)能工具顯微鏡改造升級(jí)并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的位移傳感器;為避免誤差積累影響系統(tǒng)精度,需自行設(shè)計(jì)機(jī)械安裝方案;為避免錯(cuò)位松動(dòng)影響系統(tǒng)穩(wěn)定,需嚴(yán)格遵守安裝說(shuō)明。
1.基于DSP技術(shù)的信號(hào)細(xì)分及數(shù)據(jù)采集電路模塊設(shè)計(jì)
原有儀器測(cè)量精度較高,穩(wěn)定性好。改造升級(jí)后要達(dá)到甚至超過(guò)原來(lái)的測(cè)量精度,保持更好的穩(wěn)定性。在滿足這些要求的情況下,選擇DSP技術(shù)對(duì)信號(hào)細(xì)分和數(shù)據(jù)采集。
2.功能軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
為了使樣板、螺絲、齒輪、滾刀等的檢測(cè)從不可能到可能,從不精確到精確,從復(fù)雜到簡(jiǎn)單。自行設(shè)計(jì)萬(wàn)能工具顯功能軟件,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單幾何元素、基本幾何元素、組合幾何元素等規(guī)劃測(cè)量功能。同時(shí),系統(tǒng)完成了萬(wàn)能工具顯微鏡數(shù)字顯示儀表的圖形測(cè)量、圖形構(gòu)造、圖形預(yù)置、公制/英制轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)擺正、直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、參數(shù)設(shè)置、用戶提示等先進(jìn)的儀表功能的實(shí)現(xiàn)。
2.光柵檢測(cè)原理及光柵位移傳感器選型
1.光柵檢測(cè)原理
光柵位移傳感器也稱(chēng)光柵尺或計(jì)量光柵,由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成,指示光柵則裝在光柵讀數(shù)頭中。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上,光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上。目前計(jì)量光柵的位置檢測(cè)技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)成熟,被廣泛用于角度位移檢測(cè),也可用于直線位移檢測(cè)。
2. 光柵信號(hào)細(xì)分及數(shù)據(jù)采集
光柵的刻劃密度基本上決定了光柵尺的分辨率。然而工藝水平限制光柵的刻劃密度受,而且從成本來(lái)講刻花線數(shù)越多,就越昂貴,因此很難依靠提高刻劃密度來(lái)提高光柵尺的分辨率。采用光柵信號(hào)細(xì)分技術(shù)是提高光柵尺分辨率的另一途徑。光柵測(cè)量系統(tǒng)本就有較高的分辨率,若再配合電子細(xì)分則可以達(dá)到很高的分辨率,并且隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,細(xì)分實(shí)現(xiàn)越來(lái)越簡(jiǎn)單、可靠。根據(jù)本課題實(shí)用型升級(jí)改造的要求,光柵信號(hào)細(xì)分技術(shù)來(lái)提高光柵尺的分辨率。
3.軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境采用為CCS(Code Composer Studio)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,該環(huán)境下編程代碼的可讀性更好、可移植性更高,便于二次開(kāi)發(fā)。
1.開(kāi)發(fā)環(huán)境
CCS是一種針對(duì)TMS320系列DSP的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。它支持如下開(kāi)發(fā)周期的所有階段:設(shè)計(jì)、編程和編譯、調(diào)試、分析。
2.系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件的代碼量,提高軟件的通用性、擴(kuò)展性和可讀性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下:
(1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的功能需求,逐級(jí)劃分模塊;
(2)明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系,力求數(shù)據(jù)傳遞少,以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性便于軟件編制和調(diào)試;
(3)確定軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,選擇設(shè)計(jì)語(yǔ)言,完成模塊功能設(shè)計(jì),并分別調(diào)試通過(guò);
(4)按照開(kāi)發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來(lái),即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。
本系統(tǒng)的核心部分是DSP的軟件設(shè)計(jì),只有對(duì)光柵位移傳感器數(shù)據(jù)正確采樣,之后的位移量測(cè)量才有實(shí)際意義。DSP軟件一般包括初始化程序、數(shù)據(jù)采集程序、中斷服務(wù)程序、按鍵處理程序、顯示子程序及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。
4.智能測(cè)控系統(tǒng)的精度分析
1.光柵尺的細(xì)分誤差
依據(jù)光柵尺結(jié)構(gòu)的原理,檢測(cè)光柵尺的長(zhǎng)度尺寸值誤差都是按照0.02mm為單位布置測(cè)量點(diǎn),剛剛好都是0.02mm節(jié)距的整倍數(shù)。對(duì)小于0.02mm讀數(shù)的處理則是通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)插細(xì)分來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)中用精度為0.1um的電感測(cè)微儀,以1um距離為間隔反復(fù)檢測(cè)光柵尺的細(xì)分誤差,可以得出其誤差都小于±0.5um的結(jié)論。
2.數(shù)字顯示系統(tǒng)的的檢定
查閱萬(wàn)工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)條款,需要對(duì)讀數(shù)裝置的示值誤差、讀數(shù)裝置的回程誤差和示值誤差進(jìn)行檢定。
3.示值誤差的檢定
檢定示值誤差也就是光柵尺的準(zhǔn)確性。首先要選擇檢定標(biāo)準(zhǔn),一般選擇已經(jīng)做過(guò)檢定的玻璃刻度尺,要求其極限誤差不大于0.5um;依據(jù)規(guī)程的規(guī)定橫、縱向的示值誤差分別進(jìn)行檢定。如果沒(méi)有玻璃刻度尺,也可以選擇萬(wàn)工顯上原有的刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)與光柵尺進(jìn)行比對(duì)。萬(wàn)工顯原附有的示值誤差表,還可以依此進(jìn)行修正,光柵尺各被檢點(diǎn)的實(shí)際誤差由此來(lái)確定,若有超差再用線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。
5.總結(jié)與展望
本課題研究并設(shè)計(jì)基于光柵數(shù)顯技術(shù)和DSP測(cè)控技術(shù)的萬(wàn)工顯智能測(cè)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)力圖將傳統(tǒng)的萬(wàn)工顯改造成智能化、數(shù)字化的萬(wàn)工顯,從而實(shí)現(xiàn)萬(wàn)工顯檢測(cè)過(guò)程的高精度、高效率。自行設(shè)計(jì)編程萬(wàn)能工具顯微鏡測(cè)控軟件,擴(kuò)展萬(wàn)工顯的測(cè)量功能,使一些量的檢測(cè)由復(fù)雜到簡(jiǎn)單,由不可能到可能。
目前整個(gè)系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了老舊萬(wàn)能工具顯微鏡的數(shù)字化顯示和智能化的基本操作,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀數(shù)、自動(dòng)測(cè)量等高級(jí)功能,所以在系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)上可以考慮開(kāi)發(fā)自動(dòng)讀數(shù)和自動(dòng)驅(qū)停模塊,從而提高萬(wàn)能工具顯微鏡的智能化程度?!?/p>
參考文獻(xiàn)
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[2] 屠恒海.嵌入式光柵數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)的研究[D]:[碩士學(xué)位論文]. 哈爾濱理工大學(xué),2008
【關(guān)鍵詞】單片機(jī);磁場(chǎng)檢測(cè);磁傳感器;A/D模塊;顯示器
1.引言
管道系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)重要部門(mén),如石油化工、天然氣、冶金、水利等,大部分都用作氣體或流體的承壓運(yùn)輸,管道系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣,承受運(yùn)輸?shù)臍怏w或流體的壓力、土壤和各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,使管道內(nèi)部的潛在缺陷逐漸變成破裂而引起泄漏,污染人民的生活環(huán)境并且影響工業(yè)生產(chǎn),所以對(duì)現(xiàn)有的管道系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)有很大的意義。
由于管道絕大多數(shù)采用導(dǎo)磁性能良好的高碳鋼或者合金鋼值制成,很適合于利用磁性檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí),磁性檢測(cè)法具有現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng),不受油泥等非導(dǎo)磁材料的影響,成本較低,易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),研究的焦點(diǎn)主要集中在磁性檢測(cè)法,目前,用于檢測(cè)管道的宏觀損傷的磁性檢測(cè)法主要有磁粉檢測(cè)法、漏磁場(chǎng)檢測(cè)法和磁通檢測(cè)法。
2.磁傳感器的選取
此處是檢測(cè)缺陷漏磁場(chǎng),一般缺陷漏磁場(chǎng)在OG、4OOG范圍內(nèi)。為了檢測(cè)漏磁場(chǎng),可以用的傳感器有線圈和霍爾元器件?;魻栐骷途€圈的靈敏度一般,霍爾器件的靈敏度一般都在10mV/mA*kG,線圈的靈敏度也差不多。線圈可以做得很小,也即它的空間分辨力可以較高,但線圈的一致性不好。而霍爾器件是現(xiàn)成的芯片,有多種芯片可以選擇,一致性會(huì)比線圈的高,很適合于多傳感器的場(chǎng)合。綜合以上的優(yōu)缺點(diǎn),我選霍爾元器件作為漏磁場(chǎng)傳感器。本課題選用Allegro公司的線性霍爾傳感器uGN3503uA型芯片,它是一種低噪聲輸出型霍爾傳感器,5v供電時(shí),靈敏度為1.3mv/G,量程范圍為0-900G,當(dāng)外磁場(chǎng)為零時(shí),它的輸出電壓值在2.25v-2.75v。
3.傳感器放大濾波電路
4.單片機(jī)磁場(chǎng)檢測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
要測(cè)量磁場(chǎng),必須要有一套傳感器的伺動(dòng)機(jī)構(gòu),帶動(dòng)傳感器探頭移動(dòng)。根據(jù)圓形缺陷的理論模型的漏磁場(chǎng)分布,測(cè)量的最終目的是提取缺磁場(chǎng)幾何圖形的正負(fù)峰值和正負(fù)峰值的間即。由于事先不知道磁場(chǎng)的峰值在何處,所以必須在z軸方向連續(xù)測(cè)量一段區(qū)間,這就要求一個(gè)能帶動(dòng)傳感器探頭做精密移動(dòng)的裝置,結(jié)合實(shí)際,可以利用老式的繪圖儀代替,此處采用小型智能繪圖儀:SR一6602,它的步長(zhǎng)是0.1mm,即每次最小的移動(dòng)單元是0.1mm,這完全可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。利用繪圖儀帶動(dòng)磁探頭做精密移動(dòng),有兩種測(cè)量方式:一是連續(xù)移動(dòng)測(cè)量,一是單點(diǎn)測(cè)量,即每次測(cè)量一個(gè)點(diǎn)。連續(xù)測(cè)量就要求知道繪圖儀的移動(dòng)速度,但繪圖儀的移動(dòng)速度不好測(cè)量,且連續(xù)測(cè)量使從磁傳感器輸出的電壓信號(hào)有一定頻率,這對(duì)后面的濾波電路有一定的要求。此處采用單點(diǎn)測(cè)量,這樣可以使磁傳感器輸出的信號(hào)近似是直流,這將簡(jiǎn)化濾波電路,但它的缺點(diǎn)是測(cè)量的速度較慢。
PC機(jī)在其中其控制作用,協(xié)調(diào)繪圖儀和51單片機(jī)等其它幾個(gè)部分運(yùn)作。
(1)PC機(jī)中通過(guò)C語(yǔ)言編程控制串口1按照繪圖儀的命令格式向其發(fā)送命令。
(2)Pc機(jī)通過(guò)C語(yǔ)言編程控制串口2向8051單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送控制命令,接收數(shù)據(jù)等信息。
4.2繪圖儀簡(jiǎn)介
繪圖儀采用一種老式的小型智能繪圖儀:SR-6602。用繪圖儀不是為了畫(huà)圖,而是利用其移動(dòng)裝置,帶動(dòng)傳感器探頭做精密移動(dòng)(步長(zhǎng)0.1mm)。它用25針串口RS-232作為接口,所有的命令都必須通過(guò)串口來(lái)發(fā)送接受。
其它的命令都類(lèi)似,首先按繪圖儀命令格式把命令定義成一個(gè)數(shù)組,然后通過(guò)串口發(fā)送函數(shù)到相應(yīng)的串口命令。
4.3硬件電路的實(shí)現(xiàn)
因?yàn)镻C機(jī)的串口電壓與單片機(jī)的串口電壓不一致,所以采用芯片ICL232來(lái)做串口電壓轉(zhuǎn)換。為了調(diào)試程序的方便直觀,還有必要加顯示電路作為輔助部分,電路原理如圖8所示,采用數(shù)碼管LED顯示管,總共有4個(gè)這種單元。
5.結(jié)束語(yǔ)
本文以研究各種管道及設(shè)備的磁場(chǎng)為背景,根據(jù)實(shí)際要求,用8051單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套磁場(chǎng)的驗(yàn)證系統(tǒng),本論文主要設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)檢測(cè)的硬件部分,硬件部分主要有霍爾傳感器放大濾波電路和單片機(jī)電路,其中單片機(jī)電路主要有存儲(chǔ)器的擴(kuò)張、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換、串口電路和LED顯示部分。根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)檢測(cè)的要求設(shè)計(jì)了一整套的試驗(yàn)步驟和方法,對(duì)水利及石油管道漏磁檢測(cè)及許多磁場(chǎng)檢測(cè)方面提供了應(yīng)用方案。
參考文獻(xiàn):
[1]金建華.《基于磁性傳感器信息融合的在線檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)》華中科技大學(xué),2001.
英文名稱(chēng):Acta Metrologica Sinica
主管單位:國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局
主辦單位:中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1000-1158
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-1864/TB
郵發(fā)代號(hào):2-798
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1980
期刊收錄:
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽(yù):
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞:工程測(cè)量、重要地位、發(fā)展現(xiàn)狀 、未來(lái)發(fā)展
一、 工程測(cè)量的概念
工程測(cè)量按其工作順序和性質(zhì)分為:勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的工程控制測(cè)量和地形測(cè)量;施工階段的施工測(cè)量和設(shè)備安裝測(cè)量;竣工和管理階段的竣工測(cè)量、變形觀測(cè)及維修養(yǎng)護(hù)測(cè)量等。按工程建設(shè)的對(duì)象分為:建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、鐵路測(cè)量、公路測(cè)量、橋梁工程測(cè)量、隧道工程測(cè)量、礦山測(cè)量、城市市政工程測(cè)量、工廠建設(shè)測(cè)量以及軍事工程測(cè)量、海洋工程測(cè)量等等。因此,工程測(cè)量工作遍布國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的各部門(mén)和各個(gè)方面。在人類(lèi)活動(dòng)中,工程測(cè)量是無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測(cè)量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
二、 工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀
1、工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理研究成果顯著
工程控制網(wǎng)與監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論研究取得很大成績(jī),理論體系已經(jīng)形成并不斷完善,在工程測(cè)量設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)揮的作用愈來(lái)愈大。各大專(zhuān)院校及生產(chǎn)、科研部門(mén)都有各具特色的控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件推出,并在生產(chǎn)實(shí)踐與教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用這些軟件,可對(duì)各種類(lèi)型的工程控制網(wǎng)進(jìn)行理論分析、設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。
2、在城市與工程控制網(wǎng)的建立與改建中,GPS定位技術(shù)已占主導(dǎo)地位
1990年10月,中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)工程測(cè)量分會(huì)和礦山測(cè)量專(zhuān)業(yè)委員會(huì)在大連聯(lián)合召開(kāi)全國(guó)工程測(cè)量學(xué)術(shù)會(huì)時(shí),國(guó)內(nèi)只有個(gè)別城市與工程控制網(wǎng)采用GPS定位技術(shù)。對(duì)于GPS網(wǎng)與常規(guī)控制網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)問(wèn)題,尚在進(jìn)行研討。到1995年9月,在哈爾濱召開(kāi)城市與工程測(cè)量新技術(shù)應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)時(shí),全國(guó)城市控制網(wǎng)與地籍測(cè)量控制網(wǎng)的建立與改造幾乎全是采用GPS定位技術(shù)完成的。相當(dāng)多的大型工程控制,以及鐵路、公路建設(shè)和隧道工程控制網(wǎng)也采用GPS定位技術(shù)。GPS定位技術(shù)在工程控制網(wǎng)中的重要地位及其良好的精度與經(jīng)濟(jì)效益已為工程測(cè)量界所公認(rèn)??梢哉J(rèn)為,GPS定位技術(shù)在城市與工程控制網(wǎng)的建立與改造中己占主導(dǎo)地位。
3、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)正在與GIS結(jié)合,數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)已步入商品化時(shí)代
90年代初,北京市測(cè)繪院率先研制出大比例尺數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)在我國(guó)一些城市測(cè)繪院及部分工程測(cè)量單位得到推廣,成為真正實(shí)際作業(yè)的數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)。1993年在廈門(mén)召開(kāi)的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)及城市信息系統(tǒng)理論與實(shí)踐研討會(huì)上,又推出一批數(shù)字化地籍與地形測(cè)繪系統(tǒng)軟件論文進(jìn)行交流。它標(biāo)志著我國(guó)自己研制的各種數(shù)字化測(cè)圖軟件,開(kāi)始進(jìn)人使用階段。城市與工程測(cè)量新技術(shù)應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)又交流了大量經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的數(shù)字化測(cè)繪軟件成果。它表明我國(guó)的數(shù)字化測(cè)繪軟件己在逐步推廣普及,并開(kāi)始走向成熟。近年來(lái),出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的數(shù)字化測(cè)繪軟件公司,開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)國(guó)情的數(shù)字化測(cè)繪軟件。這些軟件功能強(qiáng)大、成圖質(zhì)量高、使用方便、價(jià)格合理、售后服務(wù)好、經(jīng)濟(jì)效益高,深受測(cè)繪人員歡迎。
4、地圖數(shù)字化技術(shù)正在蓬勃發(fā)展
利用掃描數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行地圖數(shù)字化是提高數(shù)字化質(zhì)量與速度的必由之路。近年來(lái)許多院校及測(cè)繪單位研制掃描數(shù)字化軟件取得顯著進(jìn)展。1996年5月國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心對(duì)國(guó)內(nèi)各單位提供的10余個(gè)掃描數(shù)字化軟件進(jìn)行了測(cè)試。哈爾濱工程高等專(zhuān)科學(xué)校研制的《地圖掃描矢量化系統(tǒng)Maps can》首推為1:25萬(wàn)國(guó)家基本地圖掃描數(shù)字化入庫(kù)軟件。清華大學(xué)的EPSCAN掃描矢量化軟件針對(duì)大比例尺地形圖自動(dòng)提取多邊形信息,便捷、高效、保真。南京市測(cè)繪院使用該軟件進(jìn)行城市大比例尺地圖掃描數(shù)字化,也取得滿意成果。
5、特種精密工程測(cè)量取得顯著成績(jī)
90年代以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,大型工程建設(shè)、超高層建筑物與構(gòu)筑物的建設(shè)、大壩變形監(jiān)測(cè)以及一些超高精度的設(shè)備安裝愈來(lái)愈多,為工程測(cè)量工作者提供了進(jìn)行特種精度工程測(cè)量的極好機(jī)會(huì)。1993年、1996年全國(guó)精密工程測(cè)量學(xué)術(shù)研究中心組織了兩次學(xué)術(shù)研討會(huì),1996年工程測(cè)量分會(huì)也組織了全國(guó)精密工程測(cè)量學(xué)術(shù)研討會(huì),對(duì)取得的成就及其在經(jīng)濟(jì)與國(guó)防建設(shè)中的作用進(jìn)行了交流與探討,這有利于社會(huì)各界人士認(rèn)識(shí)與重視工程測(cè)量工作者的社會(huì)價(jià)值。
三、工程測(cè)量技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
1、工程測(cè)量技術(shù)協(xié)同其它專(zhuān)業(yè)技術(shù)共同發(fā)展進(jìn)步將是今后一段長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中的主流發(fā)展趨勢(shì),在技術(shù)上將出現(xiàn)多功能多樣化用途的工程系統(tǒng)。
2、 工程測(cè)量的數(shù)據(jù)收集形式不再局限于一維和二維,在新系統(tǒng)下將向三維甚至四維方向發(fā)展,從傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)交互式測(cè)量形式轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程控制式測(cè)量形式;測(cè)量作業(yè)所用平臺(tái)將從固定的地面轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)載!機(jī)載甚至衛(wèi)星控制等,逐步從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)。
3、 工程測(cè)量的數(shù)據(jù)分析計(jì)算由偏重基本的平差計(jì)算、網(wǎng)的坐標(biāo)運(yùn)算、幾何形式計(jì)算逐步轉(zhuǎn)型為高密度高精度的空間點(diǎn)處理、“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)分析、被測(cè)實(shí)物的三維空間坐標(biāo)重建、可視化處理、“逆向工程”和設(shè)計(jì)模型的對(duì)比分析,測(cè)繪數(shù)據(jù)同各種理論數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)完美對(duì)接。
4、 工程測(cè)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的宏觀方向和微觀世界兩個(gè)極端的發(fā)展。在宏觀
測(cè)量技術(shù)方面,工程建設(shè)將具有更大的難度及規(guī)模,精度要求也更為提升;在微觀測(cè)量技術(shù)方面將向微型計(jì)量方向發(fā)展,測(cè)量的尺度維度大大縮小,將發(fā)展出微型顯微測(cè)量及圖像處理技術(shù)。
5、 工程測(cè)量將實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的一體化和網(wǎng)絡(luò)化,無(wú)線數(shù)據(jù)交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)將使工程測(cè)量從獨(dú)立式走向綜合化,從單體作業(yè)基本形式發(fā)展為共同作業(yè)及實(shí)時(shí)作業(yè)模式。
6、 在進(jìn)行工業(yè)測(cè)量、大型機(jī)電設(shè)備組裝、線上檢驗(yàn)和質(zhì)量控制時(shí)采用高端的測(cè)量設(shè)備儀器以及先進(jìn)的作業(yè)方法,這成為了制作業(yè)的發(fā)展新趨勢(shì),甚至可以列為制造業(yè)牢不可分的組成部分。
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論文摘要:工程測(cè)量有著悠久的歷史,它是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù),緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科。本文分析了我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
1前言
工程測(cè)量通常是指在工程建設(shè)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)的總稱(chēng)。傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門(mén),其基本內(nèi)容有測(cè)圖和放樣兩部分。現(xiàn)代工程測(cè)量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測(cè)定,而且包括對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析,甚至對(duì)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)預(yù)報(bào)。蘇黎世高等工業(yè)大學(xué)馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測(cè)量,不屬于國(guó)家地圖集的陸地測(cè)量,和不屬于法定測(cè)量的應(yīng)用測(cè)量都屬于工程測(cè)量”。隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化,我國(guó)工程測(cè)量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動(dòng)化,測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為的智能化,測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化?!笆帧笔牵哼B續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便。
2我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀
2.1先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代以來(lái)出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器,為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段,如:光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等,為工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代;光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量;具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量;無(wú)需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作;電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器;精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.2GPS定位技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長(zhǎng)期使用的測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)單的GPS技術(shù)代替。
在我國(guó)GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域,國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù),在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó)AS技術(shù)的解除,單點(diǎn)定位精度不斷提高,GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
2.3數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用,使大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪,歷來(lái)就是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作,同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來(lái),形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類(lèi)圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖,也可提供軟盤(pán),為專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化,建立專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用發(fā)展很快,成效顯著。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不同,國(guó)外研究成功的數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)不適合國(guó)情,難以推廣應(yīng)用,只有依靠自己研究開(kāi)發(fā)。1987年北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院在國(guó)內(nèi)首先完成了“大比例尺數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開(kāi)發(fā),并通過(guò)技術(shù)鑒定,1990年被建設(shè)部列為第一批技術(shù)推廣應(yīng)用項(xiàng)目之一,在80多個(gè)城市及工程測(cè)量單位推廣應(yīng)用,同時(shí)又有十幾個(gè)大專(zhuān)院校、儀器公司和工程測(cè)量單位,先后開(kāi)發(fā)和研制出多個(gè)類(lèi)似的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)軟件。
2.4攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。
攝影測(cè)量技術(shù)已越來(lái)越廣泛的在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器的研制生產(chǎn),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用,使得攝影測(cè)量能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測(cè)量高效、高精度,成果品種繁多等特點(diǎn)。在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測(cè)量難以起到的作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn),為攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法,該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。
航空攝影測(cè)量是進(jìn)行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測(cè)繪與更新以及大型工程勘測(cè)的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國(guó)有100多個(gè)城市或工測(cè)單位利用航測(cè)技術(shù)測(cè)制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測(cè)圖儀和解析測(cè)圖儀成圖方法外,還用立體坐標(biāo)測(cè)圖儀與微機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機(jī)數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機(jī)自動(dòng)繪圖。
3工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展展望
展望21世紀(jì),工程測(cè)量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:
測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。
在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng),并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。
大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測(cè)量,幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制,以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化流程,生產(chǎn)過(guò)程控制,產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來(lái)越高,將促使三維業(yè)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量。
多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成,可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。
GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目,在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
在人類(lèi)活動(dòng)中,工程測(cè)量是無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測(cè)量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:地質(zhì)樣品;痕量Mo;消解
鉬是人體構(gòu)成某些酶必需的微量元素之一,也是工業(yè)材料的添加劑,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及航天特殊材料的需求,作為我國(guó)重要金屬資源,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用,Mo資源的開(kāi)發(fā)和再利用工作充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn),這也對(duì)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作提出了更高要求,通常一件試樣分析只需要幾分鐘至幾十分鐘,而分析前的前處理需要幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)[1],據(jù)統(tǒng)計(jì)地質(zhì)測(cè)試中樣品預(yù)處理所用時(shí)間約占整體樣品采集及分析的60%[2],因此試樣的前處理方法和技術(shù)已經(jīng)引起各研究人員的關(guān)注,各種前處理方法和技術(shù)成為分析化學(xué)研究的重要課題和發(fā)展方向之一。
本論文通過(guò)應(yīng)用不同預(yù)處理方法對(duì)喇嘛音烏蘇地區(qū)試樣鉬進(jìn)行痕量測(cè)試,研究該礦種測(cè)試鉬時(shí)最適合的預(yù)處理方法,為今后該礦區(qū)或同種礦種試樣鉬分析測(cè)試提供理論參考依據(jù)。
1. 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 儀器和設(shè)備
JP-2D型示波極譜儀(成都儀器廠制造)
三電極系統(tǒng):滴汞電極、鉑電極、飽和甘汞電極
電熱板、馬弗爐、微波熔樣爐
1.2 試劑
硫酸溶液(3.14mol/L)、氯酸鉀溶液(125g/L)
辛可寧溶液稱(chēng)取0.40g辛可寧置于250ml燒杯中,加入10ml水和5滴(1+1)硫酸,溶解后用水稀釋至100ml,混勻。
苯羥乙酸溶液(即苦杏仁酸100g/L,臨用新配,可適當(dāng)加熱助溶)
混合底液將苯羥乙酸溶液、氯酸鉀溶液以及辛可寧溶液按體積比(1+12+1)混合,現(xiàn)用現(xiàn)配。
硫酸、鹽酸、硝酸
碳酸鈉、氧化鋅
鉬標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:稱(chēng)取鉬酸銨0.9206g溶于少量純水中,加少許硫酸,純水稀釋至500mL。此溶液含鉬1mg/mL。
鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確吸取鉬標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液適量,純水稀釋至0.04μg/mL。
1.3 消解方法
1.3.1酸溶分解
稱(chēng)取0.5000g試樣,置于200mL燒杯中,用水潤(rùn)濕后加入10mL鹽酸,煮沸片刻,再加入5mL硝酸,加熱至試樣分解后,加入5mL(1+1)硫酸,蒸發(fā)至冒白煙并冒盡,冷卻,加入10mL沸水,低溫煮沸使鹽類(lèi)溶解,加入10mL100g/L氫氧化鈉溶液,在低溫電熱板上煮沸1min,使氫氧化鈉凝聚,冷卻至室溫,連同沉淀移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,放置澄清。
1.3.2熔融分解
稱(chēng)取0.5000g試樣,至鎳坩堝中,加入3g過(guò)氧化鈉,攪勻,再覆蓋一層,置于高溫爐中,在700攝氏度熔融10min,取出冷卻,將坩堝置于燒杯中,加30mL熱水及數(shù)滴無(wú)水乙醇,煮沸逐盡過(guò)氧化氫,洗出坩堝,冷卻移入100mL容量瓶中用水稀釋至刻度,混勻。
1.3.3燒結(jié)法
稱(chēng)取0.5000g試樣,置于盛有8g碳酸鈉―氧化鋅混合溶劑的25ml瓷坩堝中,混勻后,在覆蓋2g混合劑,在高溫爐中加熱至300攝氏度,在升至700攝氏度燒結(jié)1小時(shí),取出冷卻,倒入250mL燒杯中,并將坩堝放入其中,加約50mL熱水提取,加熱煮沸5~10分鐘,取下冷卻,洗出坩堝,用雙層定性濾紙過(guò)濾于100mL容量瓶中,用熱得碳酸鈉溶液洗凈燒杯,并洗殘?jiān)?~8次,用水稀釋至刻度,搖勻[3]。
1.3.4密封微波消解
稱(chēng)取試樣0.5000g于消解罐中,加入少量水潤(rùn)濕,硝酸3mL、氫氟酸4mL、鹽酸2mL,蓋上密封碗裝入消解罐中,擰緊蓋子,放入微波消解爐中,按微波消解程序進(jìn)行消解。冷卻后。在加入高氯酸1mL,置于電熱板上趕酸,蒸發(fā)至近干,冷卻,轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,用硝酸(1+99)溶液定容,待測(cè)[4]。
表1 微波消解程序
[消解步驟\&壓力/MPa\&功率/kW\&時(shí)間/min\&溫度/℃\&1\&5.07\&6\&6\&120\&2\&8.11\&6\&6\&150\&3\&16.2\&6\&6\&200\&4\&20.3\&6\&8\&220\&]
1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線
于一M25mL容量瓶中,分別加入0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、8.00mL、10.00mL鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入與試樣量相當(dāng)?shù)目瞻自囼?yàn)溶液,加入1滴甲基橙指示劑,用(1+1)硫酸中和至紅色并過(guò)量0.95mL,冷卻至室溫,加入7mL混合底液,用水稀釋至刻度,搖勻,放置30min,配成0.000μg/mL、0.0008μg/mL、0.0016μg/mL、0.0032μg/mL、0.008μg/mL、0.0128μg/mL、0.016μg/mL的鉬標(biāo)準(zhǔn)系列。倒出部分溶液于電解池中,選擇適當(dāng)?shù)碾娏鞣致?,于示波極譜儀上,在起始點(diǎn)位約-0.15V測(cè)定鉬峰值電流。
1.5 試樣測(cè)試
分取10mL清液置于25mL容量瓶中,加入1滴甲基橙指示劑,用(1+1)硫酸中和至紅色并過(guò)量0.95mL,冷卻至室溫,加入7mL混合底液,用水稀釋至刻度,搖勻,放置30min,倒出部分溶液于電解池中,選擇適當(dāng)?shù)碾娏鞣致?,于示波極譜儀上,在起始點(diǎn)位約-0.15V測(cè)定鎢峰值電流。
2. 結(jié)果討論
痕量鉬的試樣消解主要是為了使被測(cè)鉬轉(zhuǎn)化為高靈敏度的物質(zhì)、濃縮痕量的被測(cè)組分、提高方法的靈敏度、降低檢出限、去除樣品中的基體和其他干擾物,本文以其為出發(fā)點(diǎn)得出以下結(jié)論:
2.1 消解方法優(yōu)缺點(diǎn)
每種試樣分解方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),試樣污染元素不同選用不同分解方法進(jìn),但是大批量試樣不可能做到每個(gè)試樣選用一種方法,本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)了各種分解方法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)比各方法選取最適合本地區(qū)痕量鉬的分解方法。四種分解方法的優(yōu)缺點(diǎn)(見(jiàn)表2)。
2.2 干擾元素
鉬在―0.15V有穩(wěn)定鉬峰值電流,但是在預(yù)處理中還會(huì)有個(gè)別元素或物質(zhì)會(huì)對(duì)其結(jié)果造成一定的影響,酸溶法和微波分解殘?jiān)腥绻写罅裤U、鐵、釩或鎢酸時(shí)會(huì)帶下少量鉬;熔融法硅酸和鉛則分別成硅酸鈉和鉛酸進(jìn)入溶液,可加入過(guò)量硫酸并加熱蒸發(fā)至冒濃煙后沉淀出去;燒結(jié)法鉛、鉍、錳、鐵、銅等元素則成碳酸鹽或氫氧化物留在沉淀中,大部分硅成硅酸鋅狀態(tài)于沉淀中,污染元素較少。 從其干擾元素來(lái)看,顯然燒結(jié)法所帶進(jìn)去的干擾元素較少,并且其在分解試樣過(guò)程中也不帶走鉬。
2.3 精密度試驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)選取喇嘛音烏蘇地區(qū)不同含量的4件樣品進(jìn)行精密度測(cè)試,其中HL2014―52試樣中鐵和釩較高,HL2014―495二氧化硅較高,HL2014―185和HL2014―764無(wú)異常污染元素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)表3)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1) 高鐵釩的試樣酸溶法和微波法測(cè)量平均值較低,且精密度較差,說(shuō)明酸溶法和微波法不適合高釩鐵試樣溶解測(cè)痕量鉬;(2) 高二氧化硅試樣酸溶法和微波法測(cè)量平均值也較低、精密度較差,而熔融法測(cè)量平均值較低(在測(cè)量誤差范圍內(nèi)),精密度較好,說(shuō)明高二氧化硅試樣酸溶法和微波法分解也不理想,熔融法相對(duì)會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏低;(3) 對(duì)于無(wú)異常污染元素四種分解方法都較為理想,但鉬含量高時(shí)微波因其加酸量較少檢測(cè)結(jié)果偏低。
3. 結(jié)論
通過(guò)對(duì)該地區(qū)的巖石特征了解,發(fā)現(xiàn)有部分試樣含有高異常的鐵、釩、二氧化硅,其對(duì)測(cè)試鉬有一定的影響,酸溶法和微波法會(huì)使測(cè)量的鉬結(jié)果偏低,精密度也較差,故不建議使用;而熔融法只對(duì)高二氧化硅試樣檢測(cè)結(jié)果偏低,但其精密度較好,并且檢測(cè)結(jié)果也在誤差范圍內(nèi),故熔融法是該地區(qū)痕量鉬檢測(cè)分解試樣的方法之一,在四種分析方法中燒結(jié)法分析結(jié)果最為理想,但是通過(guò)優(yōu)缺點(diǎn)的比較,其分解試樣過(guò)程較長(zhǎng),檢測(cè)試樣量較少時(shí)實(shí)驗(yàn)室可優(yōu)先選取其為預(yù)處理方案。
參考文獻(xiàn):
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級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
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級(jí)別:省級(jí)期刊
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