導語：如何才能寫好一篇測量系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】軌距尺；道尺；軌距調整器

1 技術需求

列車在線路上運行，對鋼軌產生橫向作用力，軌距偏差將引起列車蛇行。對無碴線路，中國驗標中要求軌距偏差±1mm，軌距變化率1/1500，軌距精調是無碴線路鋪設與工務日常養(yǎng)護的重要內容，軌距調整時會用到軌距調整器。為了提高精調工作效率及降低人工勞動強度，開發(fā)了一種新型的精調用工具。

目前軌距調整器需要使用道尺[1-2]、軌距調整器[3]、內燃機螺栓扳手、撬棍等工具調整軌距及固定鋼軌。軌距精調作業(yè)可以分為5步進行：1）用扳手扭松螺絲。2）放好軌距塊及墊片。3）多個軌距調整器按照約60cm的距離依次掛到2個枕軌之間，對照道尺示數，用軌距調整器將鐵軌固定。4）用內燃機螺栓扳手鎖緊螺絲。5）撤卸軌距調整器，往前繼續(xù)下一段調整。上述操作復雜而且現(xiàn)場混亂，可以有改進的地方。因此設計了一種新型的軌距調整工具。

新的軌距調整工具將軌距調整器、道尺、螺栓扳手集成在一起，使用道尺測量出軌距，軌距調整器根據測量結果自動調整軌距到設定值，然后扳手就將螺栓緊固。道尺的操作由人工改為電動機構自動控制，需要設計輔助測量系統(tǒng)。

2 道尺輔助測量系統(tǒng)結構原理

道尺測量系統(tǒng)的結構如圖1所示。道尺固定在測量小車的凹行導軌內，小車上有兩個提升電機1，在電機1的作用下道尺可以沿著支架2上下運動。沒有進行測量時，小車可以在鐵軌上推行，此時提升電機1將道尺拉倒支架的上端，電磁鐵10處于失電狀態(tài)，插銷7將道尺4的拉手8頂緊，道尺4的活動測頭5向內收進。測量時，電機1將道尺4下落靠緊鐵軌，電磁鐵10通電，插銷7下落，拉手8放松，活動測頭5頂緊鐵軌3內側，電磁鐵11推動道尺，使固定測頭6靠緊另一側的鐵軌內側，道尺處于測量位置。

3 結語展望

此項目在原有道尺的基礎上增加輔助的測量機構，改進了傳統(tǒng)精調過程中人工手持軌距尺測量的不足，使之能滿足新的工作要求，道尺輔助測量系統(tǒng)的開發(fā)為提高軌道精調作業(yè)自動化水平奠定了基礎。

【參考文獻】

[1]黃敏捷.0級和1級標尺軌距尺設計原理論證[J].中國計量，2016（7）：71-73.

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【關鍵詞】三星系統(tǒng)；RTK；工程測量；特點；應用

一、三星系統(tǒng)簡介

三星系統(tǒng)是指目前的GPS、GLONASS、北斗。

GPS 系統(tǒng)的全稱是衛(wèi)星測時導航/ 全球定位系統(tǒng)（ Navig at ion Satellite T iming And Ranging/ Global Positioning Sy stem） ， 它是美國國防部于1973 年12 月批準研制的以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)， 整個系統(tǒng)由三大部分組成——空間GPS 衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及用戶設備GPS 接收機。該系統(tǒng)具有全能性 、全球性、全天候、連續(xù)性、實時性的導航、定位和定時的功能， 它可以向數目不限的全球用戶連續(xù)地提供三維坐標、速度及時間信息。

GLONASS系統(tǒng)（俄語：ГЛОНАСС，全名ГЛОбальная НАвигационная Спутник овая Система，英文可解釋為GLObal NAviga tion Satellite System，意譯全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)），是由俄羅斯研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。GLONASS系統(tǒng)由衛(wèi)星、地面測控站和用戶設備三部分組成。目前的系統(tǒng)由21顆工作星和3顆備份星組成，分布于3個軌道平面上，每個軌道面有8顆衛(wèi)星，軌道高度1萬9000公里，運行周期11小時15分。

北斗導航系統(tǒng)（BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System）是中國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成。目前空間段有14顆衛(wèi)星，包括4顆MEO（高度圓軌道）衛(wèi)星、5顆IGSO（傾斜地球同步軌道）衛(wèi)星、5顆GEO（地球靜止軌道）衛(wèi)星。該系統(tǒng)于2012年12月起正式提供服務。

目前的測量設備已經可以同時接收以上三種衛(wèi)星的信號，從而使得儀器在空間可用性，時間可用性，以及可靠性方面大大提高。

二、三星系統(tǒng)測量技術的主要特點

1、定位精度高。實踐證明， 三星系統(tǒng)用載波相位觀測量進行靜態(tài)相對定位在小于50 km 的基線上可達1 ppm；工程精密定位中， 平面位置誤差小于1mm（ 1 h 以上觀測） ； 實時動態(tài)定位（ RTK） 可達厘米級的精度。

2、觀測時間短。目前， 20 km 以內靜態(tài)相對定位的時間僅需15～20 min， 快速靜態(tài)定位只需2 min 左右， 實時動態(tài)定位每站觀測1～2 s 就可完成。

3、測站間無需通視。這是三星測量技術區(qū)別于常規(guī)測量的最大優(yōu)點， 尤其是布設長大線路施工控制網時，可省去大量過渡點的測量， 大大減少測量作業(yè)時間和費用。

4、操作簡便。三星系統(tǒng)接收機自動化程度非常高， 外業(yè)觀測時， 測量人員的任務只是安置儀器、量取天線高、開關機及監(jiān)視儀器工作狀態(tài)。

5、全球全天候測量。目前衛(wèi)星數已達60多顆， 正常情況下隨時都可以進行測量定位。

三、三星全球定位系統(tǒng)在工程測量中的應用

三星全球定位系統(tǒng)在工程測量中的應用越來越廣泛， 這主要依賴于三星系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數。工程測量主要應用了三星系統(tǒng)的兩大功能： 靜態(tài)功能和動態(tài)功能。利用靜態(tài)定位技術和動態(tài)定位技術相結合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量。例如在公路控制測量中使用靜態(tài)功能這一技術進行定線測量的精度可以完全滿足公路勘察設計和公路建設的精度要求。下面以三星測量技術在公路測量中的應用為例介紹三星系統(tǒng)在實際工程測量工作中的應用。

近幾年國內高等級公路建設迎來前所末有的發(fā)展機遇， 這就對勘測設計提出了更高的要求， 公路設計已實現(xiàn)CAD化， 有些軟件本身還要求提供地面數字化測繪產品的支持； 建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數據鏈， 減少數據轉抄、輸入等中間環(huán)節(jié)， 是公路勘測設計“內外業(yè)一體化”的要求。目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備， 但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制， 作業(yè)強度大， 且效率低， 大大延長了設計周期?？睖y技術的進步在于設備引進和技術改造， 在目前的技術條件下引入三星測量技術應當是首選。當前， 用靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測量， 為勘測階段測繪帶狀地形圖、路線平面、縱橫斷面測量提供依據； 在施工階段為橋梁， 隧道建立施工控制網， 這僅僅是三星測量技術在公路測量中應用的初級階段， 公路測量的技術潛力蘊于RTK（實時動態(tài)定位） 技術的應用之中。下面就RTK技術在公路勘測中的應用作簡單的介紹。

實時動態(tài)（ RTK ）定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式， 兩種定位模式相結合， 在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數據采集。

1、快速靜態(tài)定位模式

要求GPS接收機在每一流動站上， 靜止的進行觀測。在觀測過程中， 同時接收基準站和衛(wèi)星的同步觀測數據， 實時解算整周未知數和用戶站的三維坐標， 如果解算結果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設計要求， 便可以結束實時觀測。

2、動態(tài)定位

也就是目前的RTK技術，能夠時時顯示要測量點的三維坐標。其定位精度可以達到厘米級。動態(tài)定位模式在公路勘測階段有著廣闊的應用前景， 可以完成地形圖測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面測量等工作。且整個測量過程不需通視， 有著常規(guī)測量儀器（如全站儀）不可比擬的優(yōu)點。

3、RTK技術的優(yōu)點

RTK技術主要具有以下優(yōu)點：

（1）實時動態(tài)顯示經可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果；

（2）徹底擺脫了由于粗差造成的返工， 提高了RTK作業(yè)效率；

（3）作業(yè)效率高， 每個放樣點只需要停留2～ 4 s， 其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的；

（4）應用范圍廣， 可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫）， 施工放樣， 監(jiān)理， 竣工測量， 養(yǎng)護測量， G IS前端數據采集諸多方面；

（5）如輔助相應的軟件， RTK 可與全站儀聯(lián)合作業(yè)， 充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]馬奔騰，趙新躍. GPS技術在公路測量中的應用[J]. 科技資訊. 2008（11）

[2]李亞東. 淺議GPS技術在現(xiàn)代化測量中的應用[J]. 華章. 2011（17）

作者簡介：

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關鍵詞： PPMS；GPIB；物性測量

改革開放以來，隨著國內科學研究的不斷發(fā)展和壯大，越來越多的先進科研儀器逐步進入中國，并且數量開始越來越多。其中，美國量子設計（Quantum Design）公司生產的PPMS就是一款基于自身2K—400 K溫度范圍，可高達16特斯拉強磁場環(huán)境下的多功能測試系統(tǒng)（如圖1所示）。

PPMS的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在它本身優(yōu)異的溫度控制功能，以及利用超導磁體所實現(xiàn)的十幾特斯拉的強磁場環(huán)境。其本身集成在這個溫度和磁場平臺上的各個測試不同物理參數的組件，主要通過不同的測試單元配合不同的測試桿實現(xiàn)（如圖2所示），本身并不是很強大。例如電輸運測量，無論是直流電輸運還是交流電輸運，可測量的參數范圍非常有限，通常，電阻的測量最高只能到106歐姆，交流電輸運的頻率測量范圍也非常有限。這極大的限制了PPMS這個溫度磁場平臺性能的充分發(fā)揮。

這些限制主要源自于PPMS本身的各個測試組件的閾值以及PPMS內部復雜電路之間的相互干擾等因素。而利用各種商業(yè)化的儀表產品，我們在實驗室內卻可以通過自行設計來搭建所需要的測試系統(tǒng)，并編寫相應的數據采集和儀器控制軟件來實現(xiàn)自動化測量。例如對于前面所描述的電阻測量，只要合理的設計測試電路，解決好可能存在的漏電或電磁干擾等問題，選擇Keithley 6517B高阻表就可以實現(xiàn)高達1012歐姆電阻的測量。由此可見，我們自行搭建的測試組件所能實現(xiàn)的測試功能遠優(yōu)越于PPMS本身所集成的組件。

如果能夠利用PPMS本身的溫度磁場環(huán)境，并設計出能夠實現(xiàn)所需測試功能的樣品桿（主要用于放置樣品和引線布局），同時解決好樣品桿的導熱問題以及電磁屏蔽等問題，我們便可以實現(xiàn)在PPMS腔體環(huán)境下的個性化測量（例如圖3所示的用于介電常數測量的自行設計的樣品桿）。另外，由于PPMS本身使用GPIB線纜通信，并預留了可擴展的接口，這為實現(xiàn)PPMS和外接儀表的相互控制以及數據采集帶來了方便。鑒于以上諸多有利因素，我們不但可以在PPMS上擴大原有的測試功能，而且還擴展我們自己的個性化的測試系統(tǒng)。

其中，樣品桿的設計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，這主要設計到導熱和絕熱材料的選擇和線纜的屏蔽以及絕熱問題。通常，選擇低溫下導熱性好的銅作為PPMS恒溫區(qū)的樣品支撐部分，并用藍寶石等導熱性比較好且絕緣性比較高的材料作為絕緣層。整個黃銅部分用導熱性極差的不銹鋼管連接到樣品腔的頂端，做好真空的密封以及電極的過度，測試所用導線可以選用同軸線纜屏蔽腔體內存在的電磁干擾。至此，樣品的固定以及引線的連接部分得到解決。通常，樣品桿的設計可以用Solidworks

或Autocad等輔助設計軟件來完成圖紙的設計，并由機械加工廠來完成機械加工。

我們知道，實驗室虛擬儀器工程平臺（Laboratory Virtual

Instrumentation Engineering Workbench，簡稱LabVIEW）是美國國家儀器公司所開發(fā)的圖形化程式編譯平臺，并廣泛應用于工業(yè)界、學術界以及研究實驗室，并被視為標準的儀器控制和數據采集軟件。由于PPMS本身使用GPIB接口來連接各個需要通信的部件，我們也可以方便的把實現(xiàn)擴展功能所需的儀表用GPIB線纜連接到PPMS上，并使用LabVIEW編寫程序，自動采

集測試中需要記錄的各個參數，這極大的提供了測試的方便。

目前為止，PPMS在世界范圍內得到了非常廣泛的應用，除了本身集成的多項功能外，也源自于它的可擴展性能。據我們了解，利用前面描述的擴展的方法，很多的研究小組已經在PPMS上實現(xiàn)了除了常規(guī)功能以外的更多物理參數的測量。例如通過外接LCR表或者阻抗分析儀，并設計樣品桿，實現(xiàn)了在PPMS平臺上的阻抗譜、介電常數、磁電容等介電性質的測量；利用集成到PPMS上的皮安計，實現(xiàn)PPMS系統(tǒng)上的熱釋電流、磁釋電流（溫度和磁場引起的樣品電極化強度的變化而釋放出的皮安量級的電流信號）等溫度或磁場誘導的鐵電性質的測量；利用集成到PPMS上的鐵電分析儀，并設計能夠耐高電壓的樣品桿，實現(xiàn)不同溫度和磁場下的電滯回線的測量等等。

由此可見，在物性測量系統(tǒng)PPMS上，發(fā)展自己的測試系統(tǒng)可行而且非常有必要。不但能夠充分的利用PPMS的溫度磁場平臺，盡量擴大原有功能的參數范圍，而且能夠進一步的實現(xiàn)更多物理參數的測量。當然，任何物理參數的測量，需要充分的了解這個物理參數的意義和相應的測量原理，然后利用輔助設計軟件等，將想法付諸現(xiàn)實。其實，其他類似于PPMS的溫度磁場平臺，我們也可以采取類似的方案來做相同的擴展功能，只要我們詳細了解相應儀器的原理。

關于PPMS的基礎功能的介紹，大家可以參考曹立志等人的文獻以及PPMS的相關手冊[1，2]。

希望本文能對使用類似平臺的廣大工作者提供一定的參考。

參考文獻：

[1]張焱、高政祥、高進、曹立志，磁性測量儀器（MPMS—XL）的原理及應用，現(xiàn)代儀器，2003，5：36—39.

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冷軋1250五連軋機X射線測厚儀測量系統(tǒng)自投用來故障較多，分析認為影響測量系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因是有電磁干擾、系統(tǒng)設備故障和無線電干_，并介紹了在提高系統(tǒng)的抗干擾能力、改造設備和屏蔽無線電干擾等方面的改進與優(yōu)化措施及其效果。

【關鍵詞】測厚儀 電磁干擾 安全端子模塊

1 前言

厚度是冷軋產品最重要的指標之一，X射線測厚儀作為厚度測量的設備，是冷軋的關鍵設備之一。冷軋1250五連軋機的測厚儀測量系統(tǒng)自投用的一年時間內，系統(tǒng)就經常發(fā)生各種各樣的故障，故障時間多達790分鐘，嚴重影響生產。為了解決測量系統(tǒng)故障較多等問題，本文組織分析，結合實踐操作經驗，提出了相應的解決辦法。

2 分析與改進

2.1 測厚儀測量系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)由四臺IMS公司的測厚儀、四個現(xiàn)場操作站、四臺冷卻水箱和主控柜組成，主控柜里面有一臺M-SERVER工控機、一臺M-CLIENT工控機、EtherCat端子模塊和安全端子模塊。系統(tǒng)有兩個通訊網絡：以太網和EtherCat現(xiàn)場總線。以太網絡負責連接四臺測厚儀厚度信號的傳輸和現(xiàn)場操作，EtherCat現(xiàn)場總線網絡負責設備的動作和邏輯運算。

2.2 問題分析

通過對一年來發(fā)生的故障進行分析，可得到導致故障的原因：無線電干擾、電磁干擾、系統(tǒng)設備故障，具體分析如下。

2.2.1 電磁干擾

電磁干擾（EMI），主要有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾主要是電氣設備產生的干擾信號通過導電介質或公共電源線互相產生干擾；輻射干擾是指電氣設備產生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個電子設備。四臺測厚儀周邊都有大效率的電機，這幾臺電機是主要的干擾源。安全端子模塊最容易受到電磁干擾，安全端子模塊有線路檢測功能，能夠對短路或者斷線等外部故障進行診斷，因為有這些的診斷功能，所以安全端子模塊對線路的運行要求高，也容易受干擾報故障。

2.2.2 系統(tǒng)設備故障

系統(tǒng)容易發(fā)生故障的設備有： EtherCat端子模塊、水冷卻器和C型架行走電機等。其故障現(xiàn)象：在現(xiàn)場的EtherCat端子模塊散熱效果差導致?lián)p壞；測厚儀冷卻水流量低和X射線管溫度高報警，原因是水冷卻器與測厚儀的水管過長，而且受地面環(huán)境所限轉彎角過多，導致流量和冷卻效果差；四臺測厚儀隨機出現(xiàn)不能從軋線上退出來標定，原因是C型架行走電機的抱閘抱死不能打開。

2.2.3 無線電干擾

測厚儀在正常生產中，有好幾次莫名其妙的故障：安全端子模塊報故障，但檢查模塊和線路都是正常的，重啟系統(tǒng)就正常。后來在一次偶然的機會發(fā)現(xiàn)，在測厚儀主控柜柜門打開時，值班人員在旁使用對講機，測厚儀就會受到干擾，由此可知無線電也會對系統(tǒng)進行干擾。對講機的功率為3W，在工作經常會使用，但也未發(fā)生過類似的事故，這也說明測量系統(tǒng)抗無線電干擾能力弱。

2.3 改進措施

經過上述問題分析，造成X射線測厚儀系統(tǒng)故障的主要原因有電磁干擾、系統(tǒng)自身故障和無線電干擾。因此，為了減少系統(tǒng)故障的發(fā)生率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須從抗干擾、改造設備和屏蔽無線電干擾等方面進行改進。

2.3.1 提高系統(tǒng)的抗干擾能力

介紹改進措施前，先要理解電磁兼容性這個名詞，國標GB/T 4365-2003對它的定義：“設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作并不對其環(huán)境中的任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力”。因此可知，電磁兼容性要求設備或系統(tǒng)能達到下面標準：

（1）設備或系統(tǒng)在正常工作中對所在環(huán)境產生的電磁騷擾不能超過一定的限值；

（2）設備或系統(tǒng)對所在環(huán)境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度，也就是電磁敏感性。

也就是說，要解決電磁干擾，有兩種辦法：

（1）把干擾源去掉；

（2）提高測厚儀系統(tǒng)的抗干擾能力。

在本例中，干擾源電機是客觀存在的，不可去掉的，只能從提高系統(tǒng)的抗干擾能力入手。

主要措施如下：

（1）傳統(tǒng)的電纜的橋架是敷設在地面，我們把測厚儀槽式橋架改為懸空架設，這樣可在空間上與干擾源保持一段距離從而抗干擾能力增強。

（2）重新敷設信號接地、屏蔽接地和安全接地。把四臺測厚儀、四個現(xiàn)場操作站和主控柜中信號接地連接起來，使測量系統(tǒng)的地電位保持一致，這樣對外磁場的空間干擾進行削減；并保證安全接地與信號接完全分離。

（3）測量系統(tǒng)的端子模塊與一級自動化系統(tǒng)的快停電纜連接斷開，只使用DP通訊電纜與一級自動化系統(tǒng)通訊，進一步切斷外部的直接干擾。

2.3.2 改造設備

針對設備出現(xiàn)的故障，通過改造設備等措施，很好地解決了問題。具體措施如下：

（1）在個別EtherCat端子模塊旁加上小風扇，助其散熱。

（2）根據測厚儀C型架行走電機的減速比，把電機抱閘去掉，測厚儀也能精準停止，這樣就杜絕移動故障。

（3）冷卻水箱重新布置，水管架空敷設，避免轉彎角多和布管過長，保證X射線管的溫度穩(wěn)定。

2.3.3 屏蔽無線電

無線電波是由變化的電場和變化的磁場組成，變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場，磁場與電場缺一不可，否則就無法傳播。當空中電場在金屬網的周圍形成后，由于導電金屬的短路作用，破壞了電場的形成?；谝陨纤?，無線電波到達金屬網區(qū)域后，電場消失，無法繼續(xù)產生磁場，從而截斷了無線電波的繼續(xù)傳播. 測量系統(tǒng)的主控柜其實就是一個很好的金屬屏蔽體，但是在柜門關閉的前提下。所以只要車間管理上規(guī)定：在生產時，禁止在測厚儀主控柜旁使用對講機和確保柜門是關閉，并在主控柜上標識禁用對講機。

3 結語

針對X射線測厚儀測量系統(tǒng)存在的問題，經過綜合實施以上措施后，效果非常明顯，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到極大提高，經統(tǒng)計測厚儀的故障時間下降約95%，基本實現(xiàn)了設備穩(wěn)定高效運行，為冷軋產品的厚度控制提供了設備保證。

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車身測量的實質就是用測量工具或設備測量出車身上基準點之間的相對距離數據，并與標準數據進行比較和分析，以確定車身是否變形和變形的具體數值。在汽車領域中，此類設備最先應用于汽車制造行業(yè)，通常用于車身以及部件的設計、檢驗，有較高的自動化程度和精度(可達微米級)，所以該類設備價格大都比較昂貴。后來，此類設備被簡化后運用于車輛的修復(探頭的定位精度可達0.5mm)，多數作為大梁校正設備的配套測量系統(tǒng)使用。車身電子測量系統(tǒng)具有測量精度高、標準數據庫強大、操作簡便、能打印輸出直觀的報告結果等特點，被廣泛應用到事故車維修、維修質量檢測、維修質量糾紛鑒定、專業(yè)院校教學、二手車評估等領域。

一、車身電子測量系統(tǒng)的應用

1　車輛維修中的應用

(1)在車身整形作業(yè)中的應用

在車身修復過程中為維修人員提供車身各個基準點的數據測量，并將測量數據與出廠時標準車身數據進行對比，指導維修人員進行維修，從而提高車身修復的精度、降低事故車的維修難度，使整個修復過程變得有據可依。車身電子測量系統(tǒng)，不但可以進行維修前、維修后對車身的測量，還可以配合校正臺進行拉伸修復時的同步檢測，維修人員通過電腦顯示的拉伸數據，可以準確的控制拉伸的方向及拉伸的力度。

(2)檢測受損零件

在維修作業(yè)過程中，對一些變形不明顯的部件，我們并不容易確定是否一定要更換。利用角度線位測量式車身電子測量系統(tǒng)就很容易對配件進行檢驗，來決定是否對其更換，從而提高維修企業(yè)的經濟效益。

2　事故評估定損中的應用

在事故車的維修過程中，承修方(維修企業(yè))、賠付方(保險公司)和客戶之間往往會在車輛的賠付金額的確定上意見不統(tǒng)一。爭議的焦點多集中在對事故車輛損失程度的評定上。利用車身電子測量系統(tǒng)測量后可以出具一份相對于三方都有說服力的檢測報告，以便對車輛的損失程度和維修費用達成共識。

3　鑒定檢測

在二手車輛定價評估過程中引入車身電子測量，首先，不需要拆卸車輛附件，省時省力；第二，定期更新的強大車型數據庫涵蓋了98％的乘用車；第三，這套系統(tǒng)對工作環(huán)境要求不高；第四，它實時打印檢測報告，防止維修不合格的事故車流入二手車市場進行交易，杜絕產生安全隱患。

4　教學

將車身電子檢測系統(tǒng)引入職業(yè)教育的教學中，使學生能了解整車變形的測量原理，會規(guī)范運用車身電子測量系統(tǒng)進行整車變形的檢測與分析，為維修企業(yè)輸送理論先進、技術實用的一線工人。

二、電子測量系統(tǒng)的分類及特點

市場上所有車身電子測量系統(tǒng)根據測量方式的不同，可以分為三種。

1　節(jié)臂式測量方式

如圖1所示，測量系統(tǒng)有二節(jié)或者三節(jié)萬向的測量臂，在測量臂的頂端裝有測量頭，在測量臂之間的每個檢測臂連接處上都裝有線位角度傳感器。對車身進行測量時，將測量觸頭移動到需要測量的車身位置，電腦可獲得各檢測臂連接處線位角傳感器的角位移量，從而獲得該測量點的空間坐標。這種測量系統(tǒng)可以測得測量觸頭所能接觸到的任何一個點的空間坐標，這是角度線位傳感器測量系統(tǒng)最基本的功能。

采用節(jié)臂式測量方式的優(yōu)點：①測量全面。只要測量頭能觸及到的點，它都可以測量；②測量快捷。它的測量、計算原理都很簡單，對電腦要求不高，測量、計算都很快捷。③功能擴展余地大。因為它的測量原理簡單、基本功能通用，所以通過對計算軟件的升級就可以方便地實現(xiàn)功能擴展。

節(jié)臂式測量方式的不足：①單點測量。測量系統(tǒng)只能一次記錄一個點的位置，不能像激光測量一樣，同時測量和顯示多個目標點的位置。②測量精度不易保證。由于它的基本測量元件是線位角度傳感器，傳感器的精度、測量臂的長度以及機械部件的誤差對測量精度影響極大，同時測量臂的加長又將誤差放大，檢測臂連接處的磨損也將使誤差加大且難以控制。

2　激光測量方式

如圖2所示，激光測量是運用四光束激光掃描靶標，綜合運用激光、光電、精密測量等技術進行的非接觸二維或者三維坐標測量的檢測系統(tǒng)。

采用激光測量方式的優(yōu)點：①屬于非接觸測量，操作方便。②可實現(xiàn)動態(tài)測量。在車身校正過程中，它可以實時地測量各控制點的位移量，并在電腦中實時顯示校正量的變化。③可進行多點同時測量。測量時可懸掛多個光柵對多點同時進行測量，還可以同時顯示多個點位之間的距離。④有可能進行拉伸作業(yè)的自動控制。由于激光測量系統(tǒng)獲得了車身上多點的實時位置量信號，就為車身校正作業(yè)時，控制拉伸量、拉伸力和多點的拉伸順序等提供了有效的信息。

采用激光式測量方式的不足：①不能實現(xiàn)對車身的全方位測量。由于激光的直線傳播性，造成不能對車身上部的位置進行測量。②激光對人眼有一定的危害。

3　超聲波測量方式

如圖3所示，超聲波是指工作頻率在20kHz以上的機械波，測距的超聲波傳感器又叫超聲波換能器。發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在投射激光的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。

采用超聲波測量方式的特點與采用激光測量方式相似。

三、采購建議

1　采購需求分析

篇6

關鍵詞：GPS定位系統(tǒng)；測量技術；基礎測繪；RTK

前言

21世紀是信息化的時代，而作為信息化產業(yè)技術方向的一部分，測繪專業(yè)在數字地球概念中扮演著重要的角色。而GPS全球定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應用廣的特點。在測繪領域中，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量及地形測量等各個領域。通過 GPS靜態(tài)測量和 GPSRTK測量技術在性能特點、作業(yè)方法、技術條件及應用效果的分析，指出GPS技術在房產基礎測量中具有傳統(tǒng)測量技術無可比擬的優(yōu)勢。

1、GPS靜態(tài)測量應用于房產平面控制測量

1．1GPS靜態(tài)測量模式

GPS靜態(tài)測量有常規(guī)靜態(tài)測量與快速靜態(tài)測量2種模式。

常規(guī)靜態(tài)測量模式是采用 2臺(或 2臺以上) GPS接收機 ，分別安置在 1條或數條基線的兩端，同步觀測 4顆以上衛(wèi)星，每時段根據基線長度和測量等級觀測45 min以上的時間。

快速靜態(tài)測量模式是在一個已知測站上安置 1 臺 GPS接收機作為基準站，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星。移動站接收機依次安置到各待測測站，每測站觀測數分鐘。

這兩種模式均可用來建立房產平面控制網。應用 GPS進行房屋平面控制測量，點與點之間可以不要求互相通視，這樣就避免了常規(guī)測量中控制點位選取的局限性。只要使用的 GPS儀器精度與等級控制測量精度相匹配，控制點位的選取符合 GPS點位選取條件，那么所布設的 GPS網精度就完全能夠滿足房產測量規(guī)程要求。

1．2 GPS靜態(tài)測量的作業(yè)方法

1．2．1根據基線長度確定靜態(tài)測量觀測時間

以拓普康 GPS為例，為達到測量精度要求，在進行靜態(tài)測量時，可根據基線長度和接收機的類型確定觀測時間(表 1)。

摘 要：本文是筆者結合多年工作經驗，主要針對目前GPS定位測量技術的優(yōu)缺點以及應用技術進行了簡要分析，以供參考。

關鍵詞：GPS定位系統(tǒng)；測量技術；基礎測繪；RTK

前言

21世紀是信息化的時代，而作為信息化產業(yè)技術方向的一部分，測繪專業(yè)在數字地球概念中扮演著重要的角色。而GPS全球定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應用廣的特點。在測繪領域中，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量及地形測量等各個領域。通過 GPS靜態(tài)測量和 GPSRTK測量技術在性能特點、作業(yè)方法、技術條件及應用效果的分析，指出GPS技術在房產基礎測量中具有傳統(tǒng)測量技術無可比擬的優(yōu)勢。

1、GPS靜態(tài)測量應用于房產平面控制測量

1．1GPS靜態(tài)測量模式

GPS靜態(tài)測量有常規(guī)靜態(tài)測量與快速靜態(tài)測量2種模式。

常規(guī)靜態(tài)測量模式是采用 2臺(或 2臺以上) GPS接收機 ，分別安置在 1條或數條基線的兩端，同步觀測 4顆以上衛(wèi)星，每時段根據基線長度和測量等級觀測45 min以上的時間。

快速靜態(tài)測量模式是在一個已知測站上安置 1 臺 GPS接收機作為基準站，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星。移動站接收機依次安置到各待測測站，每測站觀測數分鐘。

這兩種模式均可用來建立房產平面控制網。應用 GPS進行房屋平面控制測量，點與點之間可以不要求互相通視，這樣就避免了常規(guī)測量中控制點位選取的局限性。只要使用的 GPS儀器精度與等級控制測量精度相匹配，控制點位的選取符合 GPS點位選取條件，那么所布設的 GPS網精度就完全能夠滿足房產測量規(guī)程要求。

1．2 GPS靜態(tài)測量的作業(yè)方法

1．2．1根據基線長度確定靜態(tài)測量觀測時間

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關鍵詞： 勞資合作系統(tǒng)；高參與工作系統(tǒng)；二階因子測量模型

中圖分類號：F246;F279.23 文獻標識碼：A DOI：10.3963/j.issn.1671-6477.2012.05.010

一、引 言

20世紀80年代以來，以促進合作的勞動關系為目的的員工管理實踐在北美企業(yè)得以不斷創(chuàng)新和發(fā)展，并形成了備受爭議的新的管理范式。2000年Kochan和Godard關于這種新管理范式的爭論推向了[1-2]。

截至目前，由于學科視角、關注重心和研究背景等方面的差異，理論界對于這種包含工作團隊、信息共享、勞資協(xié)商委員會制度等管理實踐在內的管理范式并未形成統(tǒng)一的概念和內容范疇，并且在實證研究中形成了兩大分支：1990年以來許多文獻的研究重心在于工作場所層次的管理實踐方面，即高參與工作系統(tǒng)①，這些學者主要來自人力資源管理和組織行為學領域；另一些文獻的研究對象是為改善組織管理的勞資合作項目，它包含了比高參與工作系統(tǒng)更廣的管理實踐，如工會與管理層的聯(lián)合治理等，其范圍涉及整個企業(yè)層次，本文將其稱為勞資合作系統(tǒng)，這些文獻的作者以產業(yè)關系學領域的學者為多。正是在概念及其所包含的管理實踐上的不同，加上研究對象所處行業(yè)、地區(qū)的多樣化，當前關于上述管理實踐的實證研究仍處于較為混亂的狀態(tài)，常常出現(xiàn)相互沖突的結論[3]。

同樣，由于文化和制度的差異，隨著西方管理實踐在我國的傳播，關于這些體現(xiàn)勞資合作特征的管理實踐在多大程度上被中國企業(yè)所采用了，依然是未知的。進一步地，雖然勞資合作系統(tǒng)的子系統(tǒng)——高參與工作系統(tǒng)②及其與組織績效之間的關系已受到國內學者關注[4-6]，但較為完整的勞資合作系統(tǒng)構念受到忽視，也缺乏有效的實證測量。而我國企業(yè)發(fā)展中勞資沖突問題一直比較突出，因此，對勞資合作系統(tǒng)構念進行有效測量，為后續(xù)的實證研究作準備，具有較大的理論價值。

通過文獻回顧，本文首先從產業(yè)關系理論視角對高參與工作系統(tǒng)和勞資合作系統(tǒng)重新進行概念辨析與界定；接著，在理論梳理基礎上構建勞資合作系統(tǒng)的概念測量模型；然后，開發(fā)勞資合作系統(tǒng)測量量表，并在我國企業(yè)背景下進行探索性分析，對勞資合作系統(tǒng)的概念結構進行測量。

二、高參與工作系統(tǒng)與勞資合作系統(tǒng)

高參與工作系統(tǒng)概念是在對高績效工作系統(tǒng)概念批判的基礎上提出來的。最初，有的學者將選擇性雇傭、工作保障、團隊和分權決策、權變式高工資體系、廣泛的員工培訓、縮小的地位差距和信息共享等方面的管理實踐稱為以人為本的最佳管理實踐[7]。后來，許多學者將這些管理實踐視為提高組織績效的手段，而稱之為高績效工作系統(tǒng)實踐，并將眾多管理實踐作為一個整體稱為高績效工作系統(tǒng)。除了高績效的特征，對比過去強調控制的管理方法，部分學者發(fā)現(xiàn)上述管理實踐具有高承諾和高參與的特征，進而將這些管理實踐集合稱為高參與工作系統(tǒng)[2,8-9]。高參與工作系統(tǒng)所包含的管理實踐主要集中于工作場所（或車間）層次，以激勵員工和工作團隊的努力和動機為焦點，以促進工人之間的信息、知識和技能共享為目的，并最終提高組織績效[8]。而從產業(yè)關系的視角看，高參與工作系統(tǒng)是以產業(yè)關系一元論為理論基礎的管理創(chuàng)新[10]，雖然它以員工參與管理為特征，但由于未能包括“轉型的集體談判或勞資協(xié)商制度（或稱為企業(yè)層次的共同收益談判），員工(或工會)參與戰(zhàn)略決策和聯(lián)合治理等企業(yè)戰(zhàn)略層次、集體協(xié)商和人事政策層次”③的管理實踐，結果導致了員工參與管理的程度大打折扣，許多較為系統(tǒng)的勞資合作項目的經驗研究都揭示出這是構成高參與工作系統(tǒng)無法有效發(fā)揮作用的一個重要原因[11]。

借鑒高參與工作系統(tǒng)的定義，本文將包含不同層次的勞資合作實踐作為一個整體，稱之為勞資合作系統(tǒng)。從所包含的管理實踐分布的范圍來看，高參與工作系統(tǒng)可以視為勞資合作系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，但二者在本質上存在較大的差異，勞資合作系統(tǒng)最主要的特征是信任與合作，它強調企業(yè)內勞動關系各主體利益之間的一致與平衡，反映了產業(yè)關系綜合論的觀點[1]。產業(yè)關系綜合論是融合了一元論和多元論的一種理論觀點，曾被稱為新一元論或新多元論[12]，其核心假設是“雇傭關系本質上具有混合的主題，包括需要定期解決的相互沖突和共享利益之間的混合，以及實現(xiàn)共同收益或一體化結果的方式”，而不是一元論所假設的“管理者和雇員在組織發(fā)展中擁有一致的共同利益”，這就揭示了勞資合作系統(tǒng)與高參與工作系統(tǒng)的本質區(qū)別。由于勞資合作系統(tǒng)的直接目的是促進企業(yè)內合作關系或氣氛的形成[11,13]，因此，本文認為勞資合作系統(tǒng)所包含的管理實踐之間的互補功能在于促進企業(yè)內各勞動關系主體之間形成有效的合作關系，其中，除了Cooke所強調的管理層與員工之間的合作關系[11]，還包括了管理層與工會，員工與工會，以及員工之間的合作關系。

從所包含的管理實踐的范圍來看，由于高參與工作系統(tǒng)可以視為勞資合作系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，為了敘述的簡潔性，下文將以勞資合作系統(tǒng)的概念代替高參與工作系統(tǒng)。

三、勞資合作系統(tǒng)測量的概念模型

關于勞資合作系統(tǒng)及其所包含的管理實踐的范圍，理論界并未形成統(tǒng)一的認識，因此，實證研究中對勞資合作系統(tǒng)這一構念的測量仍存在一定困難和較大差異。有的學者將其視為一個單維概念進行量表開發(fā)，他們以一個觀測項目測量一種管理實踐形式，組合在一起反映了勞資合作系統(tǒng)構念[5,14-16]，只是不同文獻的測量量表所包含的觀測項目在數量上不盡相同，本文將這種測量模型稱為一階單因子測量模型。

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[關鍵詞]工業(yè)測量系統(tǒng) 公共點 坐標轉換 精度分析

[中圖分類號] E992.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-238-1

1研究背景

近年來隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，先進的工業(yè)制造水平也對工業(yè)測量技術提出了許多新的要求，主要表現(xiàn)在：測量目標的尺寸越來越大，測量的精度要求越來越高，測量目標及現(xiàn)場環(huán)境越來越復雜，動態(tài)測量越來越多。工業(yè)測量系統(tǒng)于各行各業(yè)中的作用日益凸顯。本文分別通過對全站儀測量系統(tǒng)、激光跟蹤儀測量系統(tǒng)進行實驗和數據的分析、對比其公共點坐標轉換的精度。具體工作是利用全站儀TDA5005和激光跟蹤儀AT901-B，分別在每個系統(tǒng)下設計并進行了A、B、C三個測站，每個測站四個測回對十六個點進行測量，得出每個點的坐標。選取公共點坐標轉換的方法，多次分析不同位置、不同數量的公共點轉換的精度。

2工業(yè)測量系統(tǒng)簡介

2.1全站儀

全站儀也稱為全站式電子速測儀，是由電子測角，電子測距，電子計算機和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系。儀器的三軸中心O為測量坐標系原點，水平度盤為XOY平面，其中水平度盤零方向為Y軸，水平度盤垂線向上方向為Z軸。測距采用紅外測距原理，以棱鏡和反射片為測距合作目標，通過相位法獲得待測距離。實驗中采用TDA5005全站儀。

2.2激光跟蹤儀簡介

激光跟蹤儀實際上是由一臺激光干涉測距和自動跟蹤的全站儀[1]。激光跟蹤儀硬件基本包含五個部分：角度測量部分、距離測量部分、跟蹤控制部分、激光跟蹤儀控制器部分、支撐部分，激光跟蹤測量系統(tǒng)的軟件是系統(tǒng)的重要組成部分，軟件主要實現(xiàn)控制、測量、校準、分析、計算等功能。測量系統(tǒng)不僅可以測量靜態(tài)點，還可以對動態(tài)目標進行連續(xù)跟蹤測量，包括連續(xù)采樣、格網采樣和進行表面測量等動態(tài)測量建模[2]。實驗中采用Leica AT901-B激光跟蹤儀。

3坐標轉換精度分析

3.1儀器的穩(wěn)定性檢測

為了檢測目標點的穩(wěn)定性，共測了三站，每站四個測回。在全站儀測量系統(tǒng)和激光跟蹤儀測量系統(tǒng)的每個測站內，以第一測回為基準，與其它3個測回之間進行全部16個點位的坐標轉換，分別得出均方根誤差。坐標轉換數據表如下：

把全站儀和激光跟蹤儀的每測站的四個測回取平均，用全站儀的第一測站數據與激光跟蹤儀的第一測站數據通過公共點轉換，均方根誤差對比如下所示：

通過分析各測站、各測回間的坐標轉換以及全站儀和激光跟蹤儀之間的比較，說明儀器的穩(wěn)定性很好，各測回的數據可靠。

3.2空間點位分布對坐標轉換精度的影響

選取第一測站的第一測回向第二測站的第一測回進行坐標轉換，以此兩測站的兩測回為基礎，選取相同數量、不同空間位置的公共點進行坐標轉換[3]，通過計算轉換前后同一目標點的各坐標分量差值X、Y、Z，及目標點的坐標偏差P和均方根誤差進行分析：

地面：選取1、2、3、4、5點構成一個平面

墻面：選取12、13、14、15、16點構成墻面

空間：選取2、3、4、12、15點組成空間圖形

再分別使用全站儀和濟鋼跟蹤儀選取地面上的5個點，墻面上的5個點，空間隨意的5個點作為公共點進行轉換，比較X、Y、Z，所得均方根誤差如下表所示：

綜合以上數據可得：在全站儀測量系統(tǒng)中，均方根誤差上，空間點稍好，墻面點次之，地面點最差。從各坐標分量差值X、Y、Z，以及目標點的坐標偏差P，空間點同樣最好，墻面次之，地面點最差。所以，空間點的精度最高。

在跟蹤儀測量系統(tǒng)中，均方根誤差上，墻面點稍好，空間點次之，地面點最差。從各坐標分量差值 X、Y、Z，以及目標點的坐標偏差P，空間點同樣最好，墻面次之，地面點最差。說明地面由于一些人為因素導致地面不平而精度不高。所以，空間點的精度最高。

因此空間點為公共點轉換的最佳選擇。

3.3 公共點的個數對轉換精度的影響

以地面點位P1、P2、P3、P4、P5為基礎，依次增加一個，兩個，三個，四個墻面上的公共點（即P7、P10、P15、P16）進行轉換，分析比較地面點坐標轉換前后的坐標偏差量和均方根誤差。

所得均方根誤差如下表所示：

通過以上數據綜合得出，以地面上的點位為基礎，通過增加點的數量作為公共點進行轉換分析，說明隨著點位數量的增加，精度并不會隨著公共點的個數的增多而增高，而是精度越來越趨于穩(wěn)定。

4結論

隨著工業(yè)測量系統(tǒng)在精密儀器的制造和檢定、航空、航天工業(yè)，汽車工業(yè)，船舶工業(yè)，加速器工程，金屬結構設備，大型天線工程，軌道交通、市政工程，建筑工業(yè)等工程中的應用，對不同工業(yè)測量系統(tǒng)的特點及精度的分析和研究，對測量方案的設計和選取，完善工業(yè)測量系統(tǒng)在實踐中的應用具有重要意義。

參考文獻

[1]林嘉睿，邾繼貴，張皓琳.激光跟蹤儀測角誤差的現(xiàn)場評價.儀器儀表學報.2012.01：32.

篇9

微小位移測量系統(tǒng)的主要結構如圖1所示，包括：水平線激光源、線陣CCD單元、數據處理單元、網絡通信單元和PC機等。水平線激光源為線陣CCD提供精確的紅色線光源，線陣CCD感應線光源的微小位移并輸出相應信號，數據處理單元對CCD感應輸出的模擬信號進行數字化處理，網絡通信單元實現(xiàn)數據處理單元和計算機之間的通信，PC控制程序用于設定系統(tǒng)參數、接收并處理數字信號等。

2線陣CCD單元

CCD從芯片結構上可分為面陣CCD和線陣CCD兩種類型系統(tǒng)采用的線陣CCD為TOSHIBA公司的TCD2703D，該器件具有高靈敏度、低暗電流、高分辨率等特點，當掃描一張A3紙，精度達到24lines/mm。TCD2703D可以對紅、綠、藍光分別有2路共6幀輸出，每幀輸出3894×16bits的數據。在使用TCD2703D時，在其前方加上紅光濾光片，只處理其紅光輸出。放置濾光片有以下作用：一是使進入線陣CCD的光為紅光，二是減少外部雜散光的干擾。在正確驅動信號驅動下，CCD芯片才會正常工作。TCD2703D有5路驅動信號，分別是電荷轉移信號SH、兩相時鐘信號Φ1A和Φ2A、箝位信號CP和復位信號RS，五路驅動信號之間有非常嚴格的時序和相位關系[5]，具體如圖2所示。在SH為高電平時，要求時鐘信號Φ1A高電平脈寬大于SH，Φ1A高電平啟動比SH提前，結束比SH滯后；在SH為低電平時，Φ1A進入正常周期，占空比50%，Φ2A始終和Φ1A反向。在正常周期中，每一個Φ1A低電平(Φ2A高電平)期間必須包含一個高電平RS和高電平CP信號，CP滯后于RS；非正常周期中RS和CP信號電平為低電平。TCD2703D驅動信號在FPGA內部產生，通過VHDL編程實現(xiàn)，實現(xiàn)的TCD2703D驅動脈沖如圖3。

3數據處理單元

數據處理單元包括初級信號調理、數據采集、存儲等模塊，主要實現(xiàn)以下幾個功能：對TCD2703D輸出的模擬信號進行調理[6]；對調理后的信號進行數字化處理；對得到的數字信號進行存儲以便后續(xù)處理。根據TCD2703D輸出信號的特性，需要先對每一幀的輸出信號進行初級處理，初級信號調理單元主要采用閾值調節(jié)，調節(jié)后的信號進入到數據采集處理單元。由于TCD2703D的靈敏度很高，受自然光和雜散光等的影響較大，需要精心調節(jié)閾值以降低干擾，這對確定CCD輸出信號的位置有很大影響[7]。FPGA是數據處理單元的核心元件，F(xiàn)PGA選用ALTERA公司的Cyclone系列的EP1C6Q144。在系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA主要實現(xiàn)以下功能：1)正確輸出TCD2703D的驅動脈沖，實現(xiàn)其正確工作；2)TCD2703D每一幀的輸出經過初級信號調理單元，在信號超過閾值后會輸出矩形脈沖串，在FPGA中通過計算得到矩形脈沖發(fā)生的中心位置，并將該位置數據存儲到SRAM中，正常工作時每秒SRAM中記錄5000個數據；3)SRAM的I/O端口是復用的，為了防止端口數據之間的讀寫沖突，使用FPGA控制SRAM中數據的寫入和讀出；4)在FPGA中用硬件實現(xiàn)中值濾波，所設計的硬件電路能夠快速、高效地對算法進行實現(xiàn)，取得良好的濾波效果，使處理后的數據更加準確。經過FPGA處理后，位置數據信息被存儲到片外SRAM中，系統(tǒng)使用的數據存儲芯片容量為64k16bits。使用片外SRAM基于以下的考慮：首先是增大可連續(xù)采樣的時間，片外SRAM最大記錄時間為12.8s；其次實現(xiàn)了低成本，利于應用，便于擴展。

4網絡通信單元

系統(tǒng)通信采用主從結構，主從結構如圖4所示，即主機可以和每一個從機進行通信，各從機之間不能進行數據通信。網絡通信單元主要由C8051芯片、FT232芯片、RS485芯片等組成，網絡通信單元具體結構如圖5所示，F(xiàn)T232芯片實現(xiàn)USB接口和RS232、RS485接口之間的轉換[8]；485芯片實現(xiàn)RS232接口和RS485接口之間的轉換；C8051作為MCU，主要控制這些芯片之間的時序，防止發(fā)生總線沖突，造成通信癱瘓。網絡通信單元主要有以下作用：1)下行：計算機發(fā)出的USB指令經FT232芯片和485芯片后轉換成RS485遠距離傳送到各個CCD單元；2)上行：SRAM中存儲的數據在MCU中轉成RS232，再由485芯片轉成RS485，經過遠距離傳輸后，由FT232轉成USB和計算機進行通信；3)使用MCU控制不同CCD單元的時序，防止總線沖突。在CCD單元和計算機之間使用RS485通信，主要實現(xiàn)以下功能：一是實現(xiàn)遠程傳輸；二是實現(xiàn)多站能力。RS-485具有良好的抗噪聲干擾性、長傳輸距離和多站能力等優(yōu)點，RS-485總線一般最大支持32個節(jié)點，如果使用特制芯片，可以支持128或256個節(jié)點，最大的可以支持到400個節(jié)點。本系統(tǒng)使用的芯片可以支持32個節(jié)點[9]，在長線傳輸數據時要使用阻抗匹配的RS485專用電纜，這樣可以減少因衰減和噪聲等因素造成的信號失真[10]。RS-485是一種半雙工通信，發(fā)送和接收共用同一物理信道，在任意時刻只允許一臺從機處于發(fā)送狀態(tài)，要求應答的從機偵聽到總線上呼叫信號已經發(fā)送完畢，并且在沒有其它從機發(fā)出應答信號的情況下，才能應答。半雙工通信對主機和從機的發(fā)送和接收時序有嚴格的要求，如果時序上配合不好，就會發(fā)生總線沖突，嚴重的情況會導致整個系統(tǒng)通信癱瘓。為了防止這種情況發(fā)生，可以采用以下措施：1)使用MCU對通信時序做精確控制；2)發(fā)送信號和接收信號的寬度要足夠寬，保證能夠完整地接收一幀數據；3)任意兩個從機的發(fā)送信號在時間上完全分開，避免總線爭端。

5PC控制程序

PC控制程序是在VB6.0的平臺下編程實現(xiàn)的，其主要功能包括：采樣率的設置、記錄時間的設置、觸發(fā)方式的設置、波形數據顯示和振動模擬等，PC控制程序流程如圖6所示。通過PC控制程序可以對系統(tǒng)的采樣率進行設置，范圍是1005000sps；記錄時間調節(jié)范圍是110s；系統(tǒng)有三種觸發(fā)方式可以選擇，包括手動觸發(fā)、自動觸發(fā)、外觸發(fā)，通過對多種模式的觸發(fā)設置確保對各種特征信號的準確捕捉；波形數據顯示和振動模擬對線陣CCD輸出信號數據進行分析和處理，以供不同的應用場合選擇，PC控制程序的操作界面如圖7所示。

6結論

篇10

【關鍵詞】PMU；WAMS；廣域相量測量；應用技術

1、前 言

同步相量測量裝置PMU是1980年首次提出的。隨著GPS在民用領域的應用，PMU應運而生，而全球發(fā)生的幾次大電網事故推動了PMU和基于PMU的WAMS(Wide Area Measurement System)同步相量測量技術在系統(tǒng)中的應用。工程技術人員可以根據PMU提供的精確相量數據，確定系統(tǒng)故障的一系列事件的先后順序，確定導致系統(tǒng)故障的原因和故障點?，F(xiàn)場試驗及研究結果表明：WAMW技術在電力系統(tǒng)穩(wěn)定預測與控制、狀態(tài)估計與動態(tài)監(jiān)視、繼電保護、模型驗證、故障定位等有著廣泛的應用前景

2、PMU的主要技術問題

PMU要求同步對時誤差不超過1?s，相量幅度誤差小于0.2％，角度誤差不過0.2度，頻率測量為45－55Hz，誤差不超過0.005Hz，能連續(xù)記錄14天的數據，最快100Hz。GPS信號丟失時能自動守時，GPS失鎖60分鐘，誤差不超過55?s，按照標準協(xié)議傳送動態(tài)數據。PMU的主要技術問題包括同步采集和相量計算。

2.1同步采集

典型的PMU的結構如圖2-1所示，基本原理為：鎖相振蕩器將GPS接收器給出1pps信號分成一系列脈沖用于采樣，交流信號經過濾波處理后經A/D模數轉換器量化，再經過微處理器進行離散傅立葉變換計算出相量。微處理器也可以采用對稱分量法計算出正序相量。PUM裝置按照一定的標準將時間標記、正序相量等裝配成報文，傳送到遠端的數據集中器。收集來自各個數據集中器的PMU信息，為全系統(tǒng)的保護、控制和監(jiān)視提供數據。

2.2相量計算

相量測量算法主要有離散傅立葉變換法(DFT)、過零檢測法等。

2.2.1 過零檢測法

過零檢測法只需將被測工頻信號的過零點時刻，與某一標準時間相比較即可得出相角差，是比較直觀的一種同步相量測量方法。對于50Hz的工頻信號，子站和參考站的電壓相角差為若要在每一個周波內都能進行相位比較，提高相角測量的實時性，則需要以GPS的1PPS為基準，由WAMS的CPU內的精確晶振時鐘建立標準的50Hz信號，由CPU在電壓過零點時打上時間標簽，再求出各個節(jié)點電壓相對于標準的50Hz信號的相角差。過零檢測法原理比較簡單，易于實現(xiàn)，但其易受諧波、噪聲和非周期分量的影響，精度不高，實時性不好，需要與其他技術手段結合使用。

2.2.2 離散傅立葉變換法

DFT是在電力系統(tǒng)相量計算中應用最廣泛的算法之一。DFT有濾波功能，可以準確地求出信號中的直流分量、基波分量和各次諧波分量，計算精度不受直流分量和諧波分量的影響。

N為每周波的采樣點數，X為相量的有效值 ，為采樣值。這種相量計算方法能消除整次諧波分量的影響，但是要求在相量計算之前，對輸入信號進行低通濾波處理，防止頻域混疊現(xiàn)象的發(fā)生。

DFT相量計算，要求采樣頻率為基波信號周期的整數倍。信號頻率與采樣頻率不同步時周期采樣信號的相位在始端和終端不連續(xù)，會出現(xiàn)頻率泄漏，進而造成計算的誤差。定間隔采樣法和等角度采樣法能減小這種不利影響。

2.2.3數字微分法

數字微分法利用正弦量的特性，差分后可將信號頻率轉化為系數，經過求商約去時域變量后得到相量計算式。數字微分法實質上基于拉格朗日插值曲線擬合法和數字微分。數字微分法計算量小、精度高、耗時短，但該算法不具備抗干擾能力，使其應用范圍有一定的限制。數字微分法通過選取恰當的數據間隔，一定程度上能夠抑制諧波的干擾，但是對于隨機干擾和非周期分量卻難以獲得好的結果，仍然需要濾波處理。

2.3影響測量準確度的因素

系統(tǒng)的頻率并非固定不變的，信號為非工頻信號時，使固定的采樣窗口與信號周期不一致，需要對非工頻信號進行誤差補償，否則對相量測量單元的準確度造成一定的影響。系統(tǒng)中的諧波也會對PMU裝置測量的準確度造成影響，當相量計算方法采用DFT時可消除整數次諧波，起到一定的濾波作用。此外，暫態(tài)畸變也會影響PMU的相量測量的精度。

3、PMU在電力系統(tǒng)中的應用

1993年美國的工程技術人員研制出第一臺PMU裝置，標志著同步相量測量技術在電力系統(tǒng)的實用化，使同步相量測量技術的推廣應用上升到一個新的階段。隨著各大電力公司和科研機構對PMU的應用研究和工程實施的迅速開展，基于PUM的同步相量測量技術在電力系統(tǒng)保護、電力系統(tǒng)控制、電力系統(tǒng)監(jiān)測方面將會有廣闊的應用前景。

3.1動態(tài)過程監(jiān)測和記錄

3.1.1電力系統(tǒng)故障錄波

早期通信信道傳輸能力較低且價格昂貴，最初PMU幾乎唯一的應用就是故障錄波，目前故障錄波仍然是PMU最基本的也是非常重要的一個應用。它包括常規(guī)保護的故障錄波和擾動情況下系統(tǒng)的行為錄波。

3.2系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測、辨識與抑制

電力系統(tǒng)的低頻振蕩問題已成為制約電網傳輸能力和危及電網安全穩(wěn)定運行的最主要因素之一?；赑MU的WAMS能夠對電力系統(tǒng)動態(tài)過程進行在線同步測量，能夠快速測量與發(fā)電機機電暫態(tài)密切相關的測量量，如發(fā)電機的功角、角速度、內電勢和母線電壓等，并將信息及時地傳送到調度中心，為實現(xiàn)全網在線分析低頻振蕩提供了信息平臺。WAMS根據辨識結果配置PSS參數，有效地抑制低頻振蕩。系統(tǒng)運行人員從中獲知電網經常發(fā)生的阻尼特性、振蕩的頻率及其相關機組，提前了解當前電網存在的主要振蕩問題，調整控制系統(tǒng)參數、合理安排運行方式，并提前制定校正控制預案。

4、結語

基于PMU的廣域相量同步測量技術還是一種新生事物，在電力系統(tǒng)中必將有廣闊的發(fā)展前景，PMU/WAMS將會有更大的發(fā)展空間。智能調度是智能電網的中樞，廣域相量測量技術是實現(xiàn)智能電網的基礎，也是保證電網安全的重要手段。智能控制是智能電網的重要的環(huán)節(jié)之一，基于PMU的WAMS系統(tǒng)是智能控制得到保證的關鍵。為實現(xiàn)中國堅強型智能電網的宏偉目標，WAMS將是其重要的組成部分。

參考文獻

[1]彭海.基于廣域網的電力系統(tǒng)自適應保護研究[D].西南交通大學碩士論文, 2006.