1.跪求一份关于《仪器分析的发展趋势》毕业论文
仪器分析的发展趋势和前景 仪器分析法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。
这类方法通常需要使用较特殊的仪器,故得名“仪器分析”。 随着科学技术的发展,分析化学在方法和实验技术方面都发生了深刻的变化,特别是新的仪器分析方法不断出现,且其应用日益广泛,从而使仪器分析在分析化学中所占的比重不断增长,并成为化学工作者所必需掌握的基础知识和基本技能。
业内人士指出仪器分析正向智能化方向发展,发展趋势主要表现在于,基于微电子技术和计算机技术的应用实现仪器分析的自动化,通过计算机控制器和数字模型进行数据采集、运算、统计、处理,提高分析仪器数据处理能力,数字图像处理系统实现了仪器分析数字图像处理功能的发展;仪器分析的联用技术向测试速度超高速化、分析试样超微量化、仪器分析超小型化的方向发展。 世界仪器分析事业持续快速发展。
从技术发展角度来看,世纪之交的世界仪器分析技术可以说正在经历一场革命性的变化。传统的光学、热学、电化学、色谱、波谱类分析技术都已从经典的化学精密机械电子学结构、实验室内人工操作应用模式,转化为光、机、电、算 (计算机) 一体化、自动化的结构,并正向更名副其实的智能系统发展(带有自诊断、自控、自调、自行判断决策等高智能功能)。
从世界仪器分析销售增势来看,世纪之交在农业、能源、信息、环境、材料、生物、医学等领域快速发展的全球需求刺激下,加上仪器分析技术发展推动的仪器分析更新换代周期不断缩短,使多年来世界仪器分析市场销售额保持10%左右甚至更高的年增长率。这说明仪器分析行业不是“夕阳产业”,而是能不断更新保持旺盛的生命力。
发展中的仪器分析,20世纪40~50年代兴起的材料科学,60 ~70年代发展起来的环境科学都促进了分析化学学科的发展。80年代以来,生命科学的发展也促进分析化学一次巨大的发展。
仪器分析是分析化学的重要组成部分,也随之不断发展,不断地更新自己,为科学技术提供更准确、更灵敏、专一、快速、简便的分析方法。 如生命科学研究的进展,需要对多肽、蛋白质、核酸等生物大分子进行分析,对生物药物分析,对超微量生物活性物质,如单个细胞内神经传递物质的分析以及对生物活体进行分析。
信息时代的到来,给仪器分析带来了新的发展。信息科学主要是信息的采集和处理。
计算机与分析仪器的结合,出现了分析仪器的智能化,加快了数据处理的速度。它使许多以往难以完成的任务,如实验室的自动化,图谱的快速检索,复杂的数学统计可轻而易举得于完成。
信息的采集和变换主要依赖于各类的传感器。这又带动仪器分析中传感器的发展,出现了光导纤维的化学传感器和各种生物传感器。
联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向。将几种方法结合起来,特别是分离方法(如色谱法)和检测方法(红外光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、原子吸收光谱法等)的结合,汇集了各自的优点,弥补了各自的不足,可以更好地完成试样的分析任务。
发展中的仪器分析联用分析技术:1.气相色谱—质谱法(GC—MS)2.气相色谱—质谱法—质谱法(GC—MS—MS)3.气相色谱—原子发射光谱法(GC—AED)4.液相色谱—质谱法(HPLC—MS) 分析技术和仪器分析的应用日益拓展。在20世纪前些年,经典的分析技术现代产业大生产服务,主要为了适应分析、监控工农生产,保证产品质量,保障大生产流程安全高效的要求而发展提高的;当今世纪之交的技术和仪器分析的“用武之地”已经大大拓展,最引人注目的是在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异,现代高科技在军事方面的发展也促进了分析技术和仪器分析的应用拓展(例如生物武器、化学武器战争中调整、灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了仪器分析的应用领域)。
可以肯定:在新世纪到来后,分析技术和仪器分析的应用由“物”到“人”的拓展趋势将更加显著。我们必须看准这个发展潮流,仪器分析事业的发展思路中摆正位置、选好方向。
全球科学仪器的主要市场为美、德、日、法、英、意等工业发达国家。主要生产国和出口国是美、德、英、瑞士、日本、意大利。
近年来,部分发展中国家对科学仪器的需求增长很快,这些国家(地区)有:智利、捷克、洪都拉斯、印度、台湾省、厄瓜多尔和埃及等,他们对科学仪器的进口正在以年均15%~30%的速度增长。拉美市场由于不断开放,国内工业正在面对大量进口产品的竞争。
市场的开放导致科学仪器进口关税率下调和外汇控制放宽,例如哥斯达黎加减让关税,为进口商及时提供外汇,进口商可从任何一家当地银行获得外汇,而无须中央银行批准,进口产品与当地产品的竞争迫使当地企业加强质量管理,提高产品质量,并增加质量管理所用的各种检测仪器的进口。拉美地区大部分国家没有科学仪器的生产能力,少数国家如巴西虽然有一定制造能力,但无法供应精密的高水平的仪器。
一些进行经济改革,特别是企业私有化进程加快的国家,如墨西哥的企业为了提高竞争力,对研究开发项目越来越重视,这有利于科研用的。
2.有关虚拟仪器的论文怎么写
图形化开发平台在虚拟仪器中的应用 1、引言 现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,犹如滚滚长江东流水,冲击着国民经济的各个领域,也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。
人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜,也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞,当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。 与传统的仪器不同,虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机和标准总线技术的模块化系统,通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成,在虚拟仪器中软件是至关重要的,仪器的功能都要通过它来实现,因此软件是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”,从本质上反映了虚拟仪器的特征。
从构成方式上讲,虚拟仪器可分为四大类:gpib体系结构、pc-daq体系结构、vxi体系结构和pxi体系结构。 gpib体系结构是通过gpib总线将具有gpib接口的计算机和仪器集成的测试系统。
其优点是用户可以充分利用自己的计算机和仪器资源,且组建方便灵活、操作简单,曾是国际流行的自动测试系统。 当今,在vxi为主的体系结构中,有时也采用gpib作为辅助,这样可以充分利用本单位仪器资源,或称补vxi仪器模块的不足。
vxi体系结构综合了。pib和vem总线的优点,它集成的系统硬件集成度高、数据传输率快、便携性好,是当今倍受业界关注的体系结构。
pxi体系结构是以pci总线为基础的体系结构,由于其总线吞吐率高、硬件的价格较低被业内人士认为是符合国情的一种体系结构。 虚拟仪器应用程序的开发环境主要有两种=一种是基于传统的文本语言的软件开发环境,常用的有lab windows/cvi、。
visual basidc=vc++等:一种是基于图形化语言的软件开发环境,常用的有lab view和hp vee。其中图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术语和图形化符号代替常规的文本语言编程,界面友好,操作简便,可大大缩短系统开发周期,深受专业人员的青睐。
下面结合指挥调度设备测试系统〈它是通信设备综合测试系统的分系统〉,重点介绍labview图形化软件开发环境在虚拟仪器和自动测试系统中的应用技术。 2、系统简介 2。
1系统概述 指挥调度设备测试系统主要用来测试信道的非线性失真度、信道幅频特性、信道传输系数、信道杂音、信道隔离度以及信号调制度等主要参数和技术指标。 系统硬件由带pcmcia-gpib接口卡的笔记本电脑、激励源、时域测试仪器、频域测试仪器等通过gpib总线集成。
pcmcia-pib接口卡是美国ni公司推出的唯一适合于笔记本电脑的gpib接口卡,其数据传输速度可达2。3mbytes/s。
其接口驱动程序〈ni-488。2)与ieee488。
1和ieee488。2相兼容并支持lawindows/cvi和labview等应用开发环境。
鉴于本系统采用了笔记本电脑作为系统控制器,简化了系统硬件,增加了灵活性和便携性,便于现场测试。 系统软件是在labview图形化语言环境下开发的,程序采用模块化结构,只要在主程序中调用各个子程序模块就可以进行相应的测试。
图1是测试系统软件框图。 受篇幅所限,下面仅对谐波失真测试子程序和测试报告打印子程序作一说明,其他测试子程序不再一一介绍。
2。2谐波失真度测试子程序设计 (l)谐波失真的测试原理及数学模型 众所周知,当信号通过一个非线性网络后,其输出信号中会产生新的频率分量,由此造成的失真称为非线性失真。
根据傅里叶级数,一个失真的正弦波可以分解为一系列幅度不同、相位有别的基波和各次谐波。 因此非线性失真度定义为全部谐波能量与基波能量之比的量之比的平方根值。
当负载为纯电阻时,可用全部谐波电压的有效值与基波电压的有效值之比的百分数来定义非线性失真度,即 根据以上原理,我们可以用频谱分析仪测量出信号的基波和各次谐波的电压有效值,再按式(l)计算出失真度即可。 (2)谐波失真测试程序设计 谐波失真测试程序的前面板和使用gpib函数与gpib仪器通信的的部分程序框图分别示于图2和图3,不再文字赘述。
2。3labvi ew编程环境中activex技术及在测试报表中的应用 如上所述,labview是一种用于科学计算、过程控制、自动测试领域的图形化语言,具强大的功能,但生成测试报表的能力却不尽人意。
为此我们可以利用adivex控制技术,将labview中的测试数据导入microsoft excel表格,即可生成一套精美实用的测试报告。 labview可以作为activex自动控制服务端(server〉和客户端(client)。
当labview作为activex自动控制客户端时,它可以控制其他的activex服务端的应用程序(如microsoft exce1),这时labview能够从这些应用程序中得到它们的属性和执行方法并对它们进行设置。 在labview中创建一个客户端应用程序,可以分为以下几个步骤: (1)使用automation open函数打开一个自动控制标识符(如excel程序对象〉。
(2)用property node设置或得到对象的属性。 (3)用invoke node执行属于这个对象的方法。
(4)如果需要,还应使用数据转换函数(t0g data〉把activex格式的数据转换成labview支持的格式的数据。 (5)用automation close函数关闭自动控制标识符。
测试报告打印程序的部分框图如图4所示,其功能是创建一个excel应用程序并设置其。
3.实验仪器论文,关于如何管理好化学实验室有关论文范文
化学是一门以实验为基础的学科,不少化学老师第一节课也是通过实验来介绍化学和利用实验来吸引学生,来激发学生对化学的兴趣。
在化学教学的过程中,学生每当知道自己有机会进入实验室就兴奋得不得了。我们一定要抓住这种机会,让学生通过做实验,通过生动和直观现象,使学生感知充分的、可信的事实材料,激励学生积极思维,形成观念或概念,达到掌握化学基础知识和基本技能,发展智力,养成科学态度和科学方法,培养解决化学实际问题的能力。学生通过实验,不仅要掌握人类从生产实践和科学实验中总结出来的规律性知识,还要在思想观点、意志品德方面受到熏陶,从终身教育的意义看,更为重要的是还必须掌握正确的思维方法、学习方法和实践行为过程必需的操作方法等科学方法。即如何进行观察,并通过观察来发现和分析问题;如何搜集文献资料;如何设计和进行实验;如何整理数据和撰写报告;等等。
4.谁有关于化学仪器分析方面的论文
仪器分析方法概述 王春胜 董莉 苑丰 黑龙江省牡丹江市产品质量监督检验所 摘 要:本文讲述了仪器分析种类、特点及仪器分析定量方法验证[著者文摘] 关键词:仪器分析 特点 定量 分类号: TQ43-34[机标]文献标识码:文章编号:栏目信息:评述 仪器分析导论(第二版) 摘 要:本书是由日本化学同人编辑部组织多位分析领域知名专家共同编写的一套通俗介绍仪器分析基础知识的入门之著,书中不讲高深的理论,回避了繁复的数学推演;从实用角度出发,讲述各种方法的基本概念(如原理、仪器组成等),逐一介绍实验步骤、数据表达和典型的应用实例,以及在实验中可能遇到的问题。
内容精悍、语言简洁,实用性强,是其他它同类图书无法相比的。[第一段 键词:仪器分析 第二版 实验步骤 基础知识 数据表达 编辑部 数学 分类号: O657[机标]文献标识码:文章编号:栏目信息: STUDY ON DETERMINATION OF TRACE Fe BY Fe(Ⅱ)-VA THIN LAYER RESIN PHASE SPECTROPHOTOMETRYSONG Huanyu[1,2] YAN Yongsheng[3] WANG Yun[3][1]School of Civil Engineering and Mechanics Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China [2]Highway Administration Bureau of Henan Pingdingshan, Pingdingshan 467000, China [3]School of Chemistry & Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China 摘 要: 关键词:仪器分析 薄层树脂 阴离子 分光光度法 分类号: O657[机标]文献标识码:A文章编号:1004-7646(2006)02-0155-06 以上的文献,供你参考。
5.设备管理毕业论文怎么写
1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)
3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文:
(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:
a.提出-论点;
b.分析问题-论据和论证;
c.解决问题-论证与步骤;
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。
中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:
(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。
(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
6.跪求一份关于《仪器分析的发展趋势》毕业论文
这个容易,你需要几篇?说出吧。
闲给你一篇看看吧。 、国内科技目前水平及发展趋势 仪器仪表行业整体综合技术水平达到国际80年代中期水平,微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用,约15%的产品实现了智能化,达到国际90年代水平;30%的产品实现了数字化,达到国际80年代末期水平。
综合服务能力显著提:可以承接30万-60万千瓦火电站、核电站、30万吨合成氨、120吨转炉、日产30万立方米城市煤气站工程、成套大型炉窑等大型工程成套控制项目。 大类产品满足需要程度:中高档科学测试仪器国内市场满足率为30%,中低档科学仪器满足率65%;生产过程测量控制仪表及系统产品在大型工程项目中的品种满足率达50%,中小型工程达70%。
进口产品往往是科研、生产所需的重大、关键设备,技术含量大,附加值高。 产业从无到有、从小到大、初步形成了门类比较齐全的仪器仪表生产、科研、营销体系。
建成了一批科研开发机构(其中机械系统的仪器仪表专业科研所20家,国家级工程研究中心3家、企业技术中心5家,国家级产品质量检测中心9家);培养了一批专业的经营、管理、技术人才。特别是部分中低档产品形成了自己的优势和特色各种数字万用表、电度表、水表、煤气表、水准仪、中低档光学显微镜、望远镜等产量世界前列,在基本满足国内需要的同时,大量出口。
通过科技攻关、联合开发、合资合作和引进技术消化吸收国产化等多种形式,使我国仪器仪表行业部分中高档主导产品缩小了与国际先进水平的差距,并形成生产能力。自主开发的主要产品包括中小型DCS、现场总线智能仪表、总线式测试系统、汽车专用检测试验设备、超声诊断仪器、微波等离子光谱、新型扩散硅敏感元件等,引进技术国产化的主要产品有记录仪、精小型调节阀、新型变送器、光谱、色谱、扫描电镜、水质分析仪、专用复合材料等;合资合作的主要产品有大型DCS、EJA、流量计、电子经纬仪、动平衡试验机、高低温试验仪器等。
一批国有、集体、民营、三资企业和科研院所通过市场竞争,在行业中脱颖而出,并显现出良好发展势头和后劲,已形成主导、核心力量。 国外科技目前水平及发展趋势 数字化、智能化 由于微电子技术的进步,仪器仪表产品进一步与微处理器、PC技术融合,仪器仪表的数字化、智能化水平不断得到提高。
以美国德州仪器公司提出的“DSPS”概念为例,以DSP芯片为核心,配合先进的混合信号电路、ASIC电路、元件及开发工具等提供整个应用系统的解决方案。 仪器仪表中采用了大量的超大规模集成(VLSI)的新器件、表面贴装技术(SMT)、多层线路板印刷、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等新工艺,CAD、CAM、CAPP、CAT等计算机辅助手段,使多媒体技术、人机交互、模糊控制、人工神经元网络等新技术在现代仪器仪表中得到了广泛应用。
网络化 当前国际上现场总线与智能仪表的发展呈现多种总线及其仪表共存发展的局面。HART、FF、Profibus、Lonworks、WorldFIP、CAN等总线都从应用于某一领域不断向其他领域扩展。
多种智能化仪器仪表已陆续推向市场,仪器仪表正经历着深刻的智能化变革。集成测试系统也走向了网络化,各台仪器之间通过GPIB总线、VXI总线相连。
微型化 MEMS是80年代中末期发达国家重点发展的领域之一,被视为21世纪广泛应用的新技术。被列为美国“对国家安全及繁荣有重大影响”的22项重大技术之一的传感器及信号处理技术,主要是依托微型化技术。
应用MEMS技术的微型仪器仪表被称为芯片上的仪器仪表,MEMS产品包括汽车加速计,压力、化学、流量传器、微光谱仪等产品,广泛应用于环境科学、航天、生物医疗、汽车工业、军事、工业控制等领域。 MEMS产品在国外发达国家已产业化,年增长率高达10%-20%,预计2001年MEMS产品将形成高于80亿美元的潜在市场。
美国德州仪器、罗斯蒙特、德国Karlsruhe研究中心、摩托罗拉公司等产品已广泛应用了该技术。
7.电气设备操作及事故处理论文
论文关键词:电气设备;故障维修;方法实践 论文摘 要:通过在配套、工程、设计、生产及研发等多部门多方面的接触和工作,并在工作中不断地学习与积累大量的工作经验,现就普遍存在电气设备维修的方法与实践上做一剖析阐述。
إ 1 电气设备维修的十项原则 إ (1)先动口再动手:对于有故障的电气设备,不应急于动手,应先询问产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备,还应先熟悉电路原理和结构特点,遵守相应规则。
拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系,在没有组装图的情况下,应一边拆卸,一边画草图,并记上标记。إ (2)先外部后内部:应先检查设备有无明显裂痕、缺损,了解其维修史、使用年限等,然后再对机内进行检查。
拆前应排除周边的故障因素,确定为机内故障后才能拆卸,否则,盲目拆卸,可能将设备越修越坏。إ (3)机械后电气:只有在确定机械零件无故障后,再进行电气方面的检查。
检查电路故障时,应利用检测仪器寻找故障部位,确认无接触不良故障后,再有针对性地查看线路与机械的运作关系,以免误判。إ (4)先静态后动态:在设备未通电时,判断电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好坏,从而判定故障的所在。
通电试验,听其声、测参数、判断故障,最后进行维修。如在电动机缺相时,若测量三相电压值无法着判别时,就应该听其声,单独测每相对地电压,方可判断哪一相缺损。
إ (5)先清洁后维修:对污染较重的电气设备,先对其按钮、接线点、接触点进行清洁,检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的。
إ (6)先电源后设备:电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高,所以先检修电源往往可以事半功倍。إ (7)先普遍后特殊:因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障,一般占常见故障的50%左右。
电气设备的特殊故障多为软故障,要靠经验和仪表来测量和维修。إ (8)先外围后内部:先不要急于更换损坏的电气部件,在确认外围设备电路正常时,再考虑更换损坏的电气部件。
إ (9)先直流后交流:检修时,必须先检查直流回路静态工作点,再交流回路动态工作点。إ (10)先故障后调试:对于调试和故障并存的电气设备,应先排除故障,再进行调试,调试必须在电气线路速的前提下进行。
2 检查方法和操作实践إ (1)直观法直观法是根据电器故障的外部表现,通过看、闻、听等手段,检查、判断故障的方法:①检查步骤:调查情况:向操作者和故障在场人员询问情况,包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。如有无异常气体、明火、热源是否靠近电器、有无腐蚀性气体侵入、有无漏水,是否有人修理过,修理的内容等等。
初步检查:根据调查的情况,看有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动,绝缘有无烧焦,螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出,电器有无进水、油垢,开关位置是否正确等。试车,通过初步检查,确认有会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后,可进一步试车检查,试车中要注意有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象,一经发现应立即停车,切断电源。
注意检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求,从而发现故障部位。②检查方法:观察火花,电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花,因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。
例如,正常紧固的导线与螺钉间发现有火花时,说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通,不跳火说明电路不通。
控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时,表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路;三相中两相的火花比正常大,别一相比正常小,可初步判断为电动机相间短路或接地;三相火花都比正常大,可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中,接触器线圈电路通电后,衔铁不吸合,要分清是电路断路还是接触器机械部分卡住造成的。
可按一下启动按钮,如按钮常开触点闭合位置断开时有轻微的火花,说明电路通路,故障在接触器的机械部分;如触点间无火花,说明电路是断路。动作程序:电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。
如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作,说明该电路或电器有故障。另外,还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判断故障。
运用直观法,不但可以确定简单的故障,还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。(2)测量电压法测量电压法是根据电器的供电方式,测量各点的电压值与电流值并与正常值比较。
具体可分为分阶测量法、分段测量法和点测法。إ (3)测电阻法可分为分阶测量法和分段测量法。
这两种方法适用于开关、电器分布距离较大的电气设备。إ (4)对比、置换元件、逐步开路(或接入)法。
①对比法:把检测数据与图纸资料及平时记录的正常参数相比较来判断故障。对无资料又无平时记录的电器,可与同型号的完好电器相比较。
电路中的电器元件属于同样控制性质或多个元件共同控制同一设备时,可以利用其他相似的或同一电源的元件动作情况来判断故障。②置转换元件法:某。
8.《现代科学仪器发展的趋势和展望》求一篇5000字的论文···
(1)新型测量问题的不断出现和最终解决有赖于传感原理和测量传感器研究的创新。
综合目前国内外研究状况,该领域大致有两方面主要工作:研究开发全新传感器原理和传感器;深入研究和改进已有的传感原理和传感器,以获得更好的性能。前者如近年来获得广泛关注的基于MEMS工艺的集成多参数传感器、耐高温压力传感器、微惯性传感器、光纤传感器等;后者如电容、电感、电涡流、光栅尺、磁栅尺、观测型扫描电镜、激光干涉仪等传统传感器的深入原理研究和性能改进措施。
(2)传统的制造系统中,制造和检测常常是分离的,测量环境和制造环境不一致,测量的目的是判断产品是否合格,测量信息对制造过程无直接影响。现代制造业已呈现出和传统制造不同的设计理念、制造技术,测量技术应当从传统的非现场、“事后”测量,进入制造现场,参与到制造过程,实现现场在线测量。
现场、在线测量的共同问题包括非接触、快速测量传感器研制与开发、测量系统及其控制、测量设备与制造设备的集成几方面。近年来数字化测量的迅速发展为先进制造中的现场、非接触测量提供了有效解决方案,多尺寸视觉在线测量、数码柔性坐标测量、机器人测量机、三维形貌测量等数字化测量原理、技术与系统的研究取得了显著的研究成果,并获得成熟的工业应用。
(3)领域测试类(例如机械测试类)仪器的“有界无限”统一模型的建立。所谓“有界无限”是指“领域测试”是一个“界”,只要在这个“界”内,同类测试的功能或仪器都将被包含或可添加到这一系统中。
这一统一模型称之为“岩石模型”。基于这一模型理论,对测试功能虚拟控件进行多次、深度集成制造便可由上述模型演变成为一个“有界无限”、包含大量测试仪器并可实际使用的复杂、巨型虚拟测试仪器库。
这是一个复杂的功能测试系统,同时也是一个开放的系统。对于它已有的资源可以立即满足测试的要求,它还没有的资源可以很快地在模型内自动生成或开发,从而可以继续满足任何新的测试需求。
通过这一模型的建立,将使传统仪器的“单机”概念消失,代之而起的是经多次、深度集成制造而成的大型“仪器库”。在将来的测试仪器中,“仪器库”将成为测试测量所使用的仪器“单位”,而同一行业的只需使用这一仪器“单位”可满足其全部测试要求。
(4)微/纳米技术作为当前发展最迅速,研究广泛、投入最多的科学技术之一,被认为是当前科技发展的重要前沿。在该科技中,微/纳米的超精密测量技术是代表性的研究领域,也是微/纳米科技得以发展的前提和基础。
在微/纳测量领域,基础问题包括纳米计量、纳米测量系统理论与设计、微观形貌测量等方面,主要研究问题和方向为:基于扫描电子显微镜的精密纳米计量、微纳坐标测量机(分子测量机)、基于干涉的非接触微观形貌测量、基于原子晶格作刻度的X射线干涉测量及其与光学干涉仪的组合原理、纳米测量系统设计理论和微纳尺寸测量条件的研究等。涉及的重要工程测量问题有:面向MEMS和MOEMS的微尺度测量、面向22~45nm极大规模集成电路制造的测量等。
(5)超大尺寸测量的主要任务是获取与评价大型和超大型装备与系统制造过程中机械特性和物理特性等信息,分析各影响制造性能的要素与机理,为提升制造能力与水平提供科学依据。在超大尺寸测量领域内的、共性基础问题包括距离测量原理、超大尺寸空间坐标测量、超大尺寸测量的现场溯源原理与方法。
代表性研究方向和重要测量问题如:大尺寸、高速跟踪坐标测量系统;车间范围空间定位系统(WPS);GPS在超大机械系统中的应用关键技术;数字造船中结构尺寸、容积测量;飞机制造中形状尺寸测量;超大型电站装备和重机装备制造中的测量;面向大型尖端装备制造的超精密测量等。 (6)基准标准技术是测量技术水平的最高表现形式,是发展超精密制造的前提和保障,也是引导促进先进加工和测量技术发展的技术基础。
基准标准技术滞后将严重制约精密制造和装备制造业的发展。尤其是,在过去的10年中,超精加工技术的提高使得工业界可以制造以前难以想象的微小和形状复杂的工件,表面粗糙度正在达到原子级尺度,并可由像原子力显微镜等这样复杂的显微镜来进行测量。
但是相应的标准还没有制定,需要制定新的纳米尺度上表面粗糙度和公差测量标准作为新的纳米测量基础。与此对应,研究对应芯片、掩模板测量中的线条宽度、间距、台阶高度、表面粗糙度、膜厚等被测量的校对样板,并对这些样板进行标定和比对,对于保证这些几何参数量值的统一和溯源具有十分重要的意义。
多传感器测量及测量信息融合技术是现代测量计量技术出现的新特点,现代复杂机电系统涉及信息多,测量信息量大,传感器数量较多,多源巨量信息分析评估困难,需借助数据融合理论进行处理,多传感器测量应用中的数据融合技术正逐渐成为提升测量系统性能的关键技术之一。
9.急
GPS在工程测量中的优化与应用探讨 摘要]鉴于GPS相对于全站仪等传统测量技术具有全天候、高精度、自动化、高效益等优势,本文通过对几个工程测量实例的实 施、对比及分析,就工程测量中如何对GPS技术进行优化与应用进行了探讨,并得出了相关结论。
[关键词]GPS静态定位动态定位工程测量 1.GPS定位技术的特点和优势 全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点,是迄今最好的 导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应 用领域正在不断地拓宽,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深 入人们的日常生活。
经过近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以 全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信 赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航 和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学 科。GPS卫星全球定位系统的全面建成和发展,必将给导航和测绘行业 带来深刻影响。
2.GPS定位技术在实际测量工作中的对比分析 自2003年单位引进4套美国TRIMBLE(天宝)5700 GPS双频接收 机(静态定位精度5mm+0.5ppm*D)以来,笔者一直从事GPS的定位和 测量工作。分别完成了朝阳区温榆河河道改造工程控制测量、海淀区莲 西商务楼竣工控制测量、顺义残疾人培训中心控制和数字地形测量、燕 山石化控制和数字地形测量、大安山矿区控制和数字地形测量、天津塘 沽滨海旅游度假村控制和数字地形测量、天津地铁勘察定位、京沪高速 铁路勘察定位、沈大客运专线勘察定位、外交部职工住宅楼勘察定位等 大小数十项工程的控制和测量工作。
在近几年来的工程测量中,通常都 是天宝3602DR全站仪(测量精度±2'',±(2mm+2ppm*D))和天宝 5700GPS联合进行,两者相互配合,取长补短,弥补对方的不足,从而更 有效发挥各种仪器的使用价值。全站仪测量具有精度高,速度快等优 势,但是受通视条件影响较大,遇有障碍物时需多次转点,使其优势得 不到充分发挥;而GPS测量对通视条件则没有要求,但由于测量数据都 是通过接收卫星信号得来,只有保证仪器能够接收到足够的卫星信号, 才能保证测量成果,因此,它对仪器周边的建筑、构筑物要求较高。
全站 仪测量经过几十年的发展,现在各个方面已经是十分成熟,而GPS测量 在国内刚开始不久,好多技术都在试验阶段,各方面都有待完善。虽然 这两种测量技术广泛运用在日常生活中,但两者在实际工程测量中应 用时,在满足国家规范的同时两者之间相对测量精度能达到多少,特别 是GPS测量相对业已成熟的主流的全站仪测量之间的测量误差,笔者 多方查询,各方面文献均未作出相关报道。
我们一直试图通过各种方法 和手段,对两种测量之间的关系进行一些研究,希望能对今后的测量工 作起到一个指导和借鉴作用。通过多年的工程实践和试验,笔者选取了 几个比较有代表性的工程实例,对GPS测量和全站仪测量在测量成果 精度上作了一些对比、总结和探讨。
2.1 GPS静态定位(四等)和全站仪定位工程对比 静态定位基本上都是用在测量控制上,故本研究分别是朝阳区温 榆河河道改造工程控制测量和海淀区莲西商务楼竣工控制测量的控制 测量数据进行比较,主要比较两种定位方面的坐标成果数据,具体测量 数据如表1、表2所示。通过以上工程实例,可以看出现在的GPS静态 定位(四等)和全站仪定位精度已经很接近,平面和高程误差都能控制 在10mm之内,测距相对误差在7万分之一以上,都能够满足3等以下 导线测量和3等以下水准测量的测量规范和生产要求,但是GPS静态 定位比全站仪定位更高速、高效,应用范围更广阔,经济效益更加明显。
在市场竞争激烈的今天,GPS测量已经成为工程测量的首选手段。 2.2 GPS动态测量(RTK)和全站仪测量 动态测量一般用在精度要求较低的测量工程。
如地形测量、勘察定 位等方面,本研究选用天津塘沽滨海旅游度假村控制,沈大客运专线勘 察定位和数字地形测量和外交部职工住宅楼勘察定位成果进行比较, 相关测量数据及比较结果如表3、表4和表5所示。通过以上工程实例, 可以看出GPS动态测量(RTK)与全站仪的平面误差基本上在250mm之 内,高程误差在50mm之内。
能够满足工程勘察初勘平面误差0.5 m,高 程误差5cm,详勘平面误差0.25m,高程误差5cm的规范要求,同时还 能满足常规地形测量1∶500比例尺以上地形测量的工程测量规范要求。 GPS动态测量可以很好避免全站仪测量时繁琐复杂的分级控制过程, 能够很好克服测量点之间的通视问题,能减少一半的测量人员,从而节 约大量工作时间、大幅提高测量工作效率。
2.3GPS在工程测量中的优化经验与思路 通过对以上的测量数据对比和经验总结,我们对GPS测量定位技 术的性能、精度和使用条件有了更进一步的了解,这对我们后续的许多 工程施工提供了很好的依据,我们可以针对不同的工程技术要求,制定 不同的施测方案,在确保工程质量的同时,最大限度降低生产成本,使 单位的经济效益得到大幅提高。后来进行的大兴黄 村动车段勘察定位。
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