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测量技术论文范文第1篇
热模拟测量法并非直接的测量,而是通过模拟绕组与变压器油之间的温度差来测量变压器的温升平均值。其工作原理是加热电流流经一个电热元件,产生了附加升温,再使用电流匹配器进行调节,使所升高的温度恰好与绕组油的温差相同。这种方法的缺点是受外界环境影响较大,必须在规定的环境条件下进行测量。并且,这种方法只能模拟平均温升,而无法获知最高温度。另外,电流回路还会增加设备维护的难度,安全措施难以做好。
2间接计算法
这种方法需要获知几种变压器其绕组的热点温度,通过套入公式来间接计算需要测量的变压器的温度。这种计算方法的模型有三种,分别基于技术标准、热路和热阻。这种方法的优点是计算结果准确,实用性非常强。
3在线测量技术的优越性
上文中提到,直接测量法成本高昂且结果不精准,光纤光栅法结果精准,但成本高昂,而热模拟法虽然在日德等许多国家都有应用,但理论分析与实际情况有着巨大差别,导致了测量结果的较大偏差。仅间接计算法按照《油浸式变压器负载导则》中提到的计算公式[2],可以较准确地计算出变压器的热点温度。间接计算法经济实用、操作简便的优越性使其在变压器测温方面得到了广泛应用。由于间接计算法要通过几种变压器来间接获得最终结果,计算过程耗费时间较长,对计算机运算能力要求极高,待结果得出后向有关部门反应,有关部门再派出维护人员进行维修,这使得间接计算法暴露出一个非常明显的缺点——计算复杂、反应不及时。为此,业界许多研究人员对变压器的温度测量方法进行了深入的研究,目前已经取得了一定的研究成果,制作出一种在线监测仪器。这种仪器基于负载导则,模型依循旧版导则的简单计算公式,受到外界影响的可能非常小,结果的精确度非常高。由于计算公式涉及到的温度是稳态温度,不必考虑不同时间段温度的变化会对最终结果造成影响。在线监测仪器内置GPRS模块,可以与距离较远的变电站实现远程监测与控制。
4在线测量系统
4.1在线测量系统的工作原理
在线测量系统包括上位机、下位机、传感器和变压器本身。电力人员在油浸式变压器内安装在线监测仪器,在线监测仪器包括N个温度传感器,传感器在变压器温度上升时通过下位机中内置的GPRS模块将信息传送至变电站的控制中心,变电站的工作人员通过上位机获得变压器的温变信息,可以及时快速地安排人员前去维护。下位机的主要部件有温度传感器与单片机处理单元。下位机在变压器上只需安置五个检测点,即可对变压器的底部、油面、顶部、箱体以及环境五处温度进行及时的监测。下位机内置微处理器,与传感器相连,通过液晶屏显示即时温度。五处检测点,有任何一点的温度值超过内置的温度标准,将会引发微处理器发生报警信息。下位机通过内置的GPRS模块将信息传输至变电站内的上位机,上位机内的相关软件通过代码编译,迅速显示出工作人员可以理解的曲线和数据结果,并作出音像报警和故障分析。
4.2硬件
4.2.1下位机下位机的温度传感器通常为产自美国Dallas公司的DS18-B20半导体,微处理器一般为Atmel公司生产的AT89-S52。这种微处理器的串口可以跨越较远的距离,与GPRS模块进行数据传输。YM-12684液晶屏可以显示温度信息与故障代码。温度传感器通过屏蔽双绞线将温度信号传送至单片机中,鉴于屏蔽双绞线的特性,有效距离最多为50m。4.2.2GPRS模块GPRS模块是远距离无线通信的核心,通过TCP/IP协议,数据可以畅通到达终端设备处。
4.3软件
4.3.1通信协议在线测量系统的通信协议就是上文所提到的TCP/IP协议,AT指令集也能支持。4.3.2上位机和下位机软件上位机的软件可以借助GPRS模块查询到来自下位机的变压器温度信息,并显示温变数据、绘制温度曲线、打印温度报表、做出音像报警、记录故障信息、分析故障原因。下位机的软件依托于C语言指令,循环读取各个端口的温度信息,依照内置命令完成监控、报警功能。
5结语
测量技术论文范文第2篇
锉配是指用锉削加工的方法，使两个或两个以上的零件配合在一起，达到规定的配合要求的加工过程。［8］典型锉配工件的加工简图如图1所示，图中省略了标题栏、明细表。图1中(a)为一个“V三角组合件”的装配图，(b)、(c)、(d)分别为“V三角组合件”中单件“件1”“件2”“件3”的零件图。图1中涉及到大量尺寸公差、形位公差与表面结构符号。要使加工的工件最终达到图纸上的技术要求，除了读图能力、零件加工工艺知识与钳工技能外，还要求学生必须会使用相应的量具及其测量方法。实际上，锉配就是一个将机械制图读图能力、互换性与测量技术知识与技能、零件加工工艺知识、钳工技能有机综合的过程。锉配要利用到大量的“互换性与测量技术”课程的知识与技能。如果锉配工件成品的尺寸公差、形位公差、表面结构要求没有达到图纸的要求，在装配过程中将会出现各种干涉阻碍装配进一步进行，严重的甚至会导致装配后的工件无法达到使用性能要求。成功的锉配操作经历可以让学生更好地从工程角度综合地掌握“互换性与测量技术”这门课程的知识与技能，同时也提高自身的职业能力。设计或选择一个合适的锉配工件进行“互换性与测量技术”课程的项目式教学，能较好地满足该课程对基本技能目标、专业知识目标、综合素质目标等方面的要求。因此，锉配工件是适合“互换性与测量技术”课程项目式教学的良好载体。锉配也是钳工类工种职业资格技能等级考试中操作技能考试的主要内容。我国高职院校机械类绝大多数专业的教学培养方案中都设置了1—2周的钳工实训课程，并鼓励学生考取钳工类中、高级工职业资格证书(中国人力资源与社会保障部颁发)。钳工实训条件在这些学校中是比较充足的。因此，基于钳工锉配实训的“互换性与测量技术”教学改革在绝大多数高职院校中是容易开展的。如果将钳工实训、互换性与测量技术课程进行科学地结合，可以在少量增加或不增加课时的条件下，同步改善这两门课的授课效果。但是，在本科院校机械类专业中，钳工相关的教学与高职院校的设置具有较大的差别。本科层次上的钳工理论与实践教学通常是被包括在金工实习课程中，授课时间为3—5天，授课内容为划线、锯割、锉削、钻孔、攻丝等钳工基本技能，只是要求学生对这些技能有所了解。而且本科生的钳工实践普遍不涉及锉配。因此，如果本科院校要进行本文提出的教学改革，需要额外增加相应的课时。要在不破坏传统“互换性与测量技术”课程理论教学的系统系与完整性的同时，培养学生较强的职业能力，最好的做法是在该课程理论教学结束后，再集中安排以融合了较多互换性与测量技术知识与技能的锉配工件作为载体的项目式钳工锉配实训。
二、高职“互换性与测量技术”课程教学改革的实施
(一)配备实训和师资条件
“互换性与测量技术”课程进行教学改革，首先必须具备能满足基本教学的钳工实训条件与互换性与测量技术实验或实训条件。要求建设至少能容纳一个班的钳工实训室，实训室应该包括台钻、砂轮、台钳、手锯、锉刀、丝锥、板牙、铰刀等设备和工具。互换性与测量技术实训室需要包括各类常用量具，如游标卡尺、千分尺、百分表、万能角度尺、游标高度尺、刀口尺、塞尺、校验心轴、校验止通规、铸铁平板等。在师资方面，要具备能胜任钳工实训、互换性与测量技术教学的教师各1名。
(二)组织钳工基本技能训练
在实施该教学改革前，必须组织学生进行至少一周的钳工基本技能训练，这是进行锉配的基础。钳工基本技能包括:划线、锯割、锉削、钻孔、攻丝等。如果钳工实训与互换性与测量技术被安排在相同学期，可以将两门课程联系起来，科学地规划学时。这样，可以实现少量增加或不增加课时的条件下，改善授课效果。
(三)设计教学项目
设计一个能够融入足够多互换性与测量技术核心知识与技能的锉配工件，比如图1中所示的“V三角组合件”。根据该工件的加工步骤，将该项目分解为多项任务并制定相应的教学大纲。表1为“V三角组合件”项目的分解任务及相应各项任务的相关知识与技能、课时安排的设计。与“件1”“件2”“件3”相关的知识与技能请分别参见图1(b)、图1(c)、图1(d)。
(四)开展钳工锉配实训
在“互换性与测量技术”课程教学结束之后，安排集中项目式实训教学。负责钳工实训、互换性与测量技术课程的两位老师，根据任务进行教学分工。将班级分成若干个小组，指定各组的小组长，协助老师管理工具、量具与传达通知。进行每项任务时，首先由相关的老师进行授课，然后学生再操作，每个学生独立完成一套工件的加工。在学生操作过程中，教师再有针对性地对学生进行个别指导。
(五)考核评价
实训结束后，教师根据学生在实训期间的表现、最终锉配工件的完成质量、实训报告等方面进行综合评价。锉配工件完成质量高，则说明该学生在加工工艺、形位公差理解与测量、量具使用等方面均严格按照教师布置的任务要求进行，且达到教学目标。如要进行理论笔试，可结合该锉配工件加工过程设置与课程知识点相关的试题。
三、高职“互换性与测量技术”课程教学改革的效果
(一)学习积极性提高
传统的“互换性与测量技术”课程教学普遍是以教师讲授为主，一般是理论课教师讲学生听，实验课教师演示学生看，或学生重演教师的实验操作，这样的教学方式容易造成学生学习积极性低下。采用了项目式教学之后，学生成为学习过程的主体，教师则起引导作用，学生通过自身的实践体验来获取知识与技能，学习积极性显著提高。
(二)更好地掌握了知识与技能
将“互换性与测量技术”课程中核心的知识与技能融入到锉配工件的加工中，学生通过实践较好地掌握了这些知识点，认识到该课程知识与技能对实际组件、部件生产加工及装配的重要意义。1．通过锉配，学生认识到“基准”的重要性。锉配件加工时，如果被作为基准的加工面没有达到指定的精度范围，将直接影响到后续与该基准面有关的加工，严重的直接导致最终成品的不合格。2．因为在锉配中要频繁交错地进行加工与测量，学生对常用量具达到了熟练使用的程度。3．学生较为全面地掌握平面类形位公差的测量方法，还了解到同一项形位公差的多种测量方法(即形位公差测量方法的转化)。4．学生对表面结构要求有了直接的了解，初步了解精锉、粗锉、钻孔、铰孔等加工方法与粗糙度值之间的关系。5．学生掌握孔、轴类零件的配合公差。6．如果锉配工件的加工工艺不正确，则不可能达到图纸的装配要求。这让学生较为深入地理解工艺的概念及工艺对产品合格的重要性，为学习后续机械制造及机械设计类课程打下基础。
(三)改革了考核评价方式
高职教育强调对学生技能的培养，理论知识以必须、够用为准。传统的考核形式以理论笔试为主导，对教学的促进效果不理想。该项目改变了传统的考核形式，能够反映出学生对技能的掌握情况，是一种更客观、更符合中国高职教育特点的评价方式。
(四)节省了实施成本
该教学改革的教学资源投入小，绝大多数高职院校容易达到该教学改革所需的实训条件。而在师资方面，钳工实训教师和“互换性与测量技术”课程教师之间的相互协作容易达到，能力强的教师还可以同时身兼钳工实训和“互换性与测量技术”课程的指导教师。因此，该教学改革相对容易实施，可推广性强。
(五)存在不足
测量技术论文范文第3篇
在前面的分析中，本文具体讨论了光学细分系统的设计方案。运动距离测量实验选取光学四细分的光学系统，实验系统如图6所示。系统分为光路部分和信号处理部分。mW和0．5mW，反射镜M4由硅片制成，其反射率大约为0．4。硅片反射镜M4可调节反射方向。角锥棱镜M1、M2和M3的型号为Agilent10767A，具有非常好的光学性能。测量导轨选用的是PI公司的M－5x1．DD型号。二维精密电控平移台（直流电机驱动）单向重复定位分辨率达0．1μm，直线度参数为0．1μm／200mm，最高运行速度50mm／s，量程为200mm。2个测量角锥棱镜被安装在导轨上，通过PI公司的控制软件在计算机上对导轨的运动进行控制，实现对外腔长度的改变。通过运动距离测量结果与PI导轨运动参数的一致性可验证测量方案的可行性。信号处理部分中，由PD探测到的激光自混合干涉信号首先由低噪声前置放大器（Standford，SR560C）进行滤波和放大，一路送入示波器而另一路接着由NI公司的数据采集卡（NI6251）进行AD转换。采集到的数字信号送入PC机中由专业的数据分析软件（LabVIEW）实现信号再次细分以及实时处理重构目标物体的运动距离。测量过程中，示波器可定性观察光学细分的现象，而数据采集卡采集到的信号经过计算机的处理可进行运动距离测量。
2实验过程与结果分析
实验在同一测量环境条件下进行：恒温（20℃±1℃），恒湿（50％±3％）。使激光器预热2h，激光波长稳定在632．8334nm，让导轨以某一速度匀速运动，然后对采集的信号加入电子五细分处理。在本实验系统中，由自混合干涉光路细分原理可知，一个条纹对应的运动距离为λ／8，将此波形通过阈值为0的比较器后得到对应的方波信号，再将方波信号n细分，通过计数方波的个数来得到外部物体实际的运动距离。这样处理后，可以得到的分辨率为λ／8n。一个周期内的正弦波通过过零比较器整形成方波信号，五细分后的波形如图7所示。这样通过计数的方法就可以再次提高分辨率。此外，细分处理前对干涉信号进行了整形，可以显著增强对于叠加在自混合干涉信号上的高斯噪声的抗干扰能力，使测量结果更加稳定可靠。在数字域进行细分时，将上面得到的方波信号改写成二进制码（1111100000），然后将其右移9次，将其奇数次和偶数次的右移结果两两异或，则可以得到（1010101010），即对应的五细分信号及其互补信号（0101010101），实现了对原自混合干涉信号的细分。将PD探测到的微弱信号进行电流－电压（I－V）转换后，变成电压信号，经高通电路去直流后，再经放大电路放大，通过NI公司的数据采集卡USB－6251采集，在PC机上编写LabVIEW程序进行细分计数处理。信号经数字域电子细分后，进行计数后就可以重构并显示物体的实时运动距离。测量实验使用PI精密导轨对实时测量数据进行校准。导轨的移动范围设置为0～200mm，每次匀速步进20mm，移动速度设置为5mm／s，步进10次，每次导轨的示数作为标准；该运动过程由电机自动完成，系统对每次的步进长度进行自动测量记录并给出实时误差，连续记录几十组，选择其中的5组实验数据进行分析。通过拟合曲线与误差分析可以看出，实验结果与实际运动距离有良好的线性关系，且重复性非常的好，实现了使用光学细分与电子细分相结合的方法对物体的运动距离进行实时监测，实验结果与理论分析吻合。
3讨论
激光器作为测量光路的一部分而不能成为一个独立的、波长稳定的光源，其稳定性对测量准确度有很大的影响。空气折射率的变化和角锥棱镜的直角误差也会影响系统的测试精度。1）激光器频率稳定性带来的累计误差。实验中的氦氖激光器输出光在空气中传播的中心波长为632．8334nm，短期频率稳定性为1．5×10－6，因此，在没有反馈时，激光器波长稳定性为δλ＝λδν／ν≈0．9492×10－6μm。当自混合效应反馈系数很低时，频率波动极小。理论计算表明，当外腔长度在百毫米量级时，波长稳定度可以达到10－8的测量准确度，测量不确定度小于0．4μm［9－10］。2）空气折射率变化带来的误差。测量环境的初始条件：空气压强101325Pa，室温20℃，湿度1333Pa。测量过程中，由温度、湿度以及压强传感器可知，只有环境温度会有最大不超过1℃的改变。因此得到折射率的变化为δn≈0．929×10－6。当测量长度为200mm时，测距不确定度小于0．3μm［9］。3）角锥棱镜的直角误差。角锥棱镜的直角误差会直接影响其对光路的反射特性。对于Agilent10767A型号的角锥棱镜，其3个直角误差δθ＜5″。玻璃的折射率为1．56，则测量长度为200mm的测距误差小于0．002μm［11］。由于本实验系统存在3个角锥，则测距不确定度应小于0．006μm。由以上讨论可以知道，影响测量精度的最大因素来自于激光的频率的稳定度。理论上实验系统的测量分辨率可达到波长的1／40。而实际上，受制于激光频率的稳定程度，在弱反馈条件下，百毫米量级运动距离的测量只能达到微米级的测量精度。
4结语
测量技术论文范文第4篇
在利用激光进行的三维测量中应用最广泛的测量方法主要有三种：干涉法、飞行时间法和三角法。1.1干涉法干涉法测量是利用激光的干涉原理来完成对物体测量的一种方法，其原理是将一束相干光通过分光系统分成测量光和参考光，通过测量光波与参考光波相干叠加产生的干涉条纹变化量来获得物体表面的深度信息。干涉法的测量精度高，在100m范围内可以获得0.1mm的分辨率。1.2飞行时间法飞行时间法是通过测量脉冲光束的飞行时间来测量距离的一种测量方法，其原理是通过测量发射和接收激光脉冲信号的时间差来间接获得被测目标的距离。飞行时间法以时间分辨率来换取距离测量精度，精度相对较低，一般在1mm左右，精度高的测量头可达亚毫米级，常用于大尺度远距离测量。1.3三角法三角法是光学测量中最常见的一种测量方法。它是将待测点的深度坐标，通过不同的检测元件，利用几何三角关系转换为相对于光学基准的偏移量进而计算出该点深度值。根据具体照明方式的不同，光学三角法可分为两大类：被动三角法和主动三角法。激光三角法测量是基于激光的主动三角法，是近年来研究较多、发展比较成熟的一种测距方法。其测量原理是：由光源发出的光照射到被测物体表面上，反射后在检测器（如：CCD）上成像，物体表面的位置改变，检测器上成的像也随之改变，由几何三角关系即可通过对像移的检测和计算出实际高度。激光三角法测量的精度取决于感光设备的敏感程度、与被测表面的距离、被测物表面的光学特性等，适合于近距测量，精度一般在丝米级。
2测量方法的选择
船板的形状尺寸测量是一个典型的外表面三维曲面测量。由于船板是一个连续而光滑的曲面，因此，可以将整个曲面离散成m×n个点，通过测量得到这些点的坐标值后，即可通过软件拟合出整个曲面。由于传统的接触式测量，存在探头易磨损，需要人工干预，价格昂贵，对使用环境有一定要求，测量速度慢，效率低等问题，因此，虽然其有较高的测量精度，但确并不适合应用在船板多点成形在线测量中。对比三种常用的激光测量方法，测量精度均能满足船板的测量要求。本着实用而不浪费的原则，由于干涉法测量所需的测量设备成本较另外两种方法高出很多，并且使用时需反射镜，现场在线使用不方便，速度慢效率低，因此，采用飞行时间法或三角法的激光测量传感器比较适合船板三维测量，其设备价格较低，对测量表面的要求不高，并且可直接测量，使用灵活方便。
3扫描装置
扫描装置是激光测量头的安装平台，其作用是带动激光测量头沿X轴和Y轴运动，完成对整个测量表面的扫描，并在测量的同时给出测量点的X方向和Y方向的坐标值。为了提高测量效率，最终确定扫描装置采用多点方式，这样可以大大提高船板多点成形的生产效率。由于多点测量方式使用的激光测量头数量较多，因此，在满足测量精度要求的前提下，选择了价格相对较低的飞行时间法激光测量头。扫描系统由电动滑台、联轴器、接轴、减速机、伺服电机、测量架、测头等部分组成(见图1)。电动滑台和减速机通过架子固定在上模座上，伺服电机与减速机相连，并通过接轴与电动滑台连接，测量架固定在电动滑台上。测量时，在伺服电机驱动下，电动滑台带动测量架沿X方向移动，每走一个步长测头测量当前X坐标下各点的Z坐标值，直到测量完整个板材表面点阵(见图2)。
4结束语
测量技术论文范文第5篇
现阶段，卫星定位测量系统主要包括控制部分、空间部分和用户部分这三个方面。其中控制部分主要由主控站、监控站和注入站组成，主控站主要对监控站所传输过来的数据进行有效计算，来确定卫星的轨道参数，而注入站则主要用于纠正卫星的轨道信息，并对其控制命令，卫星定位测量的精确度较高具有明显的可靠性[2]。
2水下地形测量技术方案探讨
2.1水下地形测量技术的测量设备选择
（1）水下地形测量中测深仪的选择：传统的测深仪器与工具主要包括测深锤、测深杆和回声探测仪等，而现阶段这些设备通常被当作辅助工具来进行选用。现阶段的水深测量工作都是通过回声探测仪来完成的，测深仪的机型主要分为双频测深仪和单频测深仪两种，其中单频测深仪能够满足普通的深度测量需要，但一旦碰到需要进行土方计算的测量就显得比较困难，所以通常需要两个测深仪的配合使用才能更好的进行水深的测量工作。（2）水下地形测量中GPS的选择：在水下地形的测量设备中，GPS主要用于完成水上的导航与定位工作，这就要求我们必须依照测图比例尺来进行GPS的机型选择工作，同时要对测距精度和定位精度等进行充分考虑，结合实际选用的应用系统和探测仪，来进一步提高所采用的技术线路的可操作性。（3）水下地形测量中测深船的选择：在波浪等的影响下，使得测深船容易形成前后与上下波动，导致架设在船体上的GPS天线也会受到一定的波动影响，从而进一步影响到垂直方向的测量结果。专业的测量船对于各个方位的波动情况都能够进行准确的仪器测定，如果测深船体积过大，虽然能够确保船体的稳定性，却影响到其灵活性，不能有效的进行浅水区的水深测量工作，因此，测量人员必须依据作业环境的实际情况，来对测深船进行有针对性的船型选择[3]。
2.2水下地形测量技术的测量线路选择
所有的测量工作都需要在技术确定之前，充分的结合客户需要以及测区的实际特点来进行测量线路的合理规划，进行水下地形的测量工作也不例外。在对大型的河道进行水下地形的测量工作时，受到水域面积与水域特征的影响，提高了测量工作的难度，加大了测量工程的安全隐患，这就需要测量人员对测量点进行充分的调查了解，来确定出一条更加合理的测量路线，从而保障测量工作能够顺利开展。
2.3水下地形测量技术的测量软件选择
现阶段，一般的水下地形测量仪器都有与之配套的后处理软件系统，而依据测量仪的探头数量，我们又可以把测量系统划分为单波束测探系统和多波束测探系统这两种主要形式。多波束测量具有明显的测探速度更快，测探点更多，且测探覆盖范围更广泛等特点，有效的运用了旋转定向技术，提高了系统的测量效率与测量精度，降低了数据的处理时间，能够更好的保证测量的成图质量。
2.4水下地形测量技术的测量方式选择
我们常见的水下地形测量方式主要是踏勘测区，即运用先前掌握的数据资料来进行控制点的布设，在进行控制测量的计算之后，有效的利用全站仪岸上的观测，将测深数据整合成一份完整的操作报告，最后将数据输出到编辑软件中进行合理的修改，从而得到一副符合1：10000国际分幅的水下地形图。
3结语
