《上海计量测试》2006年第1期  
 

本 期 目 录
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 综述评论
· 几何量计量测试技术及仪器的若干新进展
 学术论文
· 3米法半电波暗室及EMI测试系统
· 一种特殊变比的电压互感器校准方法
· 基于GPRS的冷库温度无线远程测量解决方案
· 三相电能表检定装置的扩展应用
· 新型薄膜应变元件
 技术交流
· 基于VB的齿轮齿距偏差及其累积误差的数据处理
· 直流屏漏电故障检测新技术
· 人体接触或接近检测方法
· 医用诊断X射线辐射源检定过程中一些问题的探讨
· 反射式仪表刻度盘的刻度问题
· 用Excel自动处理数据采集器数据
 民生计量
· 时间、时间间隔和时刻
 知识讲座
· 托帕石
· 厚度测量知识问答
 管理之窗
· 检定和校准的探讨
· 浅析企业计量管理网络化
· 如何构建合理的计量科技人才体系

  综述评论
· 几何量计量测试技术及仪器的若干新进展     作者:李东升     [top]

  作者简介:

  李东升,男,1957年生,吉林省梨树县人。教授,博士生导师。哈尔滨工业大学精密仪器及机械学科博士,国务院政府特殊津贴专家,浙江省中青年学科带头人,入选浙江省151人材工程第一层次,为浙江省首批特聘教授。现任中国计量学院计量技术工程学院院长,浙江省重中之重学科——“仪器科学与技术”学科带头人。社会兼职有全国计量仪器专业委员会委员。主持国家和省部级课题6项,获国家和省部级科技进步奖3项。主要研究方向为超精密测试技术及仪器、新型传感技术、植物信息精密检测技术等。

  摘要

  几何量计量测试技术属于传统的计量学科领域,相对其它学科而言,因发展得早而体系较成熟完善。但近年来受其它学科领域的影响,出现了新的研究内容。本文就作者的观点谈一谈看法。

  关键词几何量计量测试;工业计量仪器;大尺寸测量;生物信息检测技术

  

  1 超精密三维坐标测量机的研制

  超精密测量基准主要是针对纳米计量仪器而言的,目前国际上对保证纳米计量基准的量值准确和统一是采用比对的方法,比如对我们常听说的国际上的“五大比对”项目[1],我国都已基本参与了。这些测量项目的测量范围都很小,各国基本上都是采用诸如原子力显微镜等仪器设备进行测量。但是,目前微电子技术等领域提出了在较大测量范围上实现纳米级测量的需求,于是提出了研制纳米级三维坐标测量机的要求,即需要一个最起码能移动几十毫米的二维工作台,而该工作台在移动中的振动和重复性等误差都应该处于纳米级范围内,然后在与此二维运动相垂直的方向上测量被测表面的形貌。这样一来,超精密导轨就成为必不可少的部件。

  这类超精密直线基准通常都是采用气体静压润滑技术[2],在作相对运动(滑动)的界面上形成气膜。通常是采用小孔节流式供气方案。若对导轨的滑架在纳米尺寸下观察会发现不管是否运动都会在与运动切线方向垂直的法线方向上导轨的滑架有几十纳米的随机干扰振动。这个振动信号与测量信号方向一致,直接与测量信号混叠在一起,经常会将测量信号全部淹没。现在已有研究人员试图在用微观空气动力学的理论解决参数优化问题,从而找到引起这一振动的因素,如节流孔的直径、供气压力、气膜间隙等的最佳取值范围。为研制满足当前需求的导轨提供技术依据。

  学术论文
· 3米法半电波暗室及EMI测试系统     作者:曹瑞基1 梁振光2 吕惠政1/1.山东省计量科学研究院;2.山东大学电气工程学院      [top]

  

  本文介绍了3米法半电波暗室的设计、建造及EMI测试系统构建中的问题及处理方法。

  关键词

  电波暗室;电磁兼容;测试系统;组装式

  

  1引言

  随着电气、电子技术的发展,电磁兼容问题越来越重要。国际上对产品的电磁兼容性能的要求越来越高,世界上许多国家和地区已对它进行了强制性认证管理,如美国按照FCC规程,欧共体实行“CE”强制认证(即电磁兼容安全认证),凡未进行电磁兼容检测的产品和认证不合格的产品已很难进入国际市场。为了和国际接轨,我国也于2003年8月1日起强制实行了包括电磁兼容在内的“3C”认证,未获得3C认证的电工电子产品不得销售,进口和使用。山东省作为一个经济大省,拥有海尔、海信、浪潮、东方电子等一批全国著名家电和信息技术设备生产企业,迫切需要电磁兼容检测能力。山东省计量科学研究院作为第三方公正机构开展了电磁兼容的测试、认证工作,而电磁兼容测试及认证离不开电波暗室,本文将介绍其构建3米法电波暗室及EMI测试系统的情况。

  2总体规划

  电磁兼容测试项目繁多,对于不同的试验目的和对象,实验室的环境要求和仪器设备的配置也有所不同。因此,必须首先确定服务对象、测试项目、资金投入等内容,才能决定实验室规模、测试场地及仪器配置等问题。山东省计量科学研究院根据山东省经济和产业发展状况,确定覆盖家用电器、信息技术设备、金融及贸易结算设备、计量产品、低压电器、实验室用电子仪器等产品的电磁骚扰和抗扰度试验能力,本着经济适用的原则,规划建设符合ANSI63.4(GB9254)和IEC6100-4-3(GB/T17626.3)国际标准的3米法半电波暗室,并充分利用现有的检测设备和装置,测试产品的最大尺寸为1.5m×2m×2m。考虑到将来标准的变化,暗室可升级到全电波暗室,再购置部分新设备。

  3 3米法半电波暗室的建设

  3.1暗室设计

  作为开阔场地替代物的半电波暗室,其用途就是模拟开阔场地进行电磁兼容测试,它的性能应能达到开阔场地的一些技术指标。对于半电波暗室性能指标的评价主要有三项:屏蔽效能、归一化场地衰减和场地均匀度。

  计量院3米法电波暗室的屏蔽效能指标要求见表1。

· 一种特殊变比的电压互感器校准方法     作者:宋韬于国发/山东省计量科学研究院      [top]

  

  本文介绍了一种特殊变比电压互感器的校准方法.并以此为例对校准的方法进行了适当的分析和引伸。

  关键词

  校准;互感器;变比;负荷

  

  1引言

  在日常的检定、校准工作中,经常会遇到各种特殊变比的互感器校准情况,现举一例,对其校准方法进行分析说明。

  2校准方法

  一台日本横河电机制作所生产的0.2级电压互感器,型号为PT-1,额定负荷为15VA,COSФ=1.0,其四个电压变比比较特殊,分别为:3300/110、2200/110、440/110、220/110。对于这类电压互感器,理论上如果没有相应的感应分压器做标准和二次额定电压为110V的负荷是不能校准的。

  

  

· 基于GPRS的冷库温度无线远程测量解决方案     作者:王昕歌/上海交通大学机械与动力工程学院      [top]

  

  本文介绍了一种新型的通过无线网络实现的计算机远程温度测量系统。该系统突破了冷库温度测量中传统的信息采集和传输等方面的弱点,结合移动无线传输和Internet技术,使用GPRS数据终端实现对冷库温度数据监测自动化,无线化。采用BLAND C++编程建立数据库,并对数据信息进行处理,最终达到技术监督检测部门以及用户本身均可以在互联网上进行冷库数据的实时监测。

  

  关键词

  GPRS;温度;冷库监测

  

  1需求分析

  冷库是担负农、畜、水产等易腐食品以及饮料和部分工业原料等商品的加工、储藏任务的必要设施,是商品流通中的重要环节。随着人民生活水平的提高,食品的安全卫生越来越受到人们的重视。每年技术监督部门都要对全市各冷库食品进行抽检。检查后发现市民每年消费的农产品及其他易腐食品中有很大部分就是因为冷藏冷冻未达到要求而变质的。因此对于冷库温度的实时监测对于贮藏品的质量保证显得尤为重要。但如果每个冷库都要派专人驻守查询,似乎也是不现实的。主要有两方面的原因,第一是出于人员安全性的考虑。第二是出于对企业人力成本的考虑。目前,国内的大部分冷库都是建造于上世纪七八十年代,冷库在技术及设施方面都比较薄弱,多数冷库测温仍停留在人工记录上,如果对冷库进行实时监测,就得耗费一定的人力投入。在经济高速发展,企业竞争越加激烈的今天,如果节约成本,提高效益,自然是一个企业生存发展所要考虑的一个重要问题。

  随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展,计算机远程测量正在越来越多的应用于工业领域及现代化生产。例如,在远程温度测试系统中,常常需要对特殊环境下的众多测试点进行实时监测。而实际中,往往由于监测地点过于分散,分布范围广或由于条件恶劣无人值守,常常给测试工作带来许多困难。尽管通过电话线亦可以传输数据,但往往事倍功半,且对于外作业或通信电缆无法架设的地域来说更是无法进行有线数据传输,这便要求我们通过无线传输来解决测试中的实际问题。

· 三相电能表检定装置的扩展应用     作者:景军1 单莹2/1.青岛市计量测试所;2.山东省计量科学研究院      [top]

  

  近年来以16位单片机为中央处理器的电参数测试仪的应用越来越广泛,其特点是数字化、测试功能多、量程范围宽、具有和计算机通讯的功能。但是计量部门原有的电三表检定装置不能满足其测试要求,我们在资金较为紧张的情况下,在三相电能表检定装置的基础上开发了一套控制程序,在它的控制下,用三相电能表检定装置来对电参数测试仪进行测试,较好地解决了这个问题。

  

  关键词

  电能表检定装置;扩展应用;电参数测试仪;VB语言

  

  1引言

  现在电子及计算机技术发展非常快,其应用也很广泛,特别是近年来智能化仪表的应用越来越多,这种仪表的核心部分是单片机。应用单片机作为中央处理器,外加一定的信号处理电路、采样电路等组成应用于各种场合的数字显示仪表。这种仪表在电学计量中的应用也很广,例如本市几家智能化仪器公司生产的电参数测量仪,就是利用数字采样技术对信号进行分析处理的智能型仪表,它的工作过程是:将被测信号转化成适当幅值的电信号、利用高速A/D转换器以远大于被测信号的频率将此信号分割成离散信号,将离散信号转换成数字量、利用微处理对采集到的数字量进行计算,最终计算的结果以数字的形式显示出来。一台表可以测试电压、电流、功率、功率因数、频率等几乎所有的电参数,总结现在几种在企事业单位应用较为广泛的电参数仪表,其特点主要是:数字化、测试功能多、量程范围宽、具有和计算机通讯的功能。但作为我们市级计量部门来说测试这类仪表也有一定的困难,主要是原有的电三表检定装置不能满足此类仪表的测试要求,因为其电源输出范围不够、交流功率测试不方便,遇到三相的电参数测试仪因为没有三相测试电源而不能测。我们建立了三相电能表检定装置以后,在正常用作检定电能表的同时,用它来测试电参数测试仪,扩展了该装置的应用,节约了资金,提高了设备的使用率。

· 新型薄膜应变元件     作者:宋晓辉杨光/安徽立达信息技术研究所      [top]

  

  介绍一种改良的薄膜应变片,革新前后对比表明,显著改善了元件特性,应变灵敏度系数高,电阻率高,耐热性良好。

  关键词

  薄膜应变片;薄膜元件;硅氧化膜;金属基片;耐热性

  

  1概述

  1.1现状

  目前,已相继开发出一种又一种可供实用的薄膜应变片,如由硅和锗构成的半导体薄膜应变片,由铬合金等构成的金属薄膜应变片等。半导体薄膜有应变系数高的优点,但有电阻温度系数大的缺点;而金属薄膜有电阻温度系数小的优点,却又有应变系数低的缺点。

  压力传感器是薄膜应变片首屈一指的代表性应用例。压力传感器随所应用的膜片而分为硅膜片式压力传感器和耐腐蚀、耐高压的金属膜片式压力传感器。

  金属膜片式压力传感器有用粘结剂在金属膜片上粘着应变片的粘着方式,也有通过硅油将金属片的位移传给另一膜片的双层膜片方式。在这2种方式的基础上通过绝缘膜而在金属膜片上形成薄膜应变片,从而推出一种精度高、结构简单的新型制品,现已实用化。

  1.2选用条件

  选用薄膜应变片时要求具备下列条件:

  1)高应变系数;

  2)低温度系数;

  3)适度的电阻系数;

  4)耐热稳定性良好;

  5)制作方法简便等。

  技术交流
· 基于VB的齿轮齿距偏差及其累积误差的数据处理     作者:潘雪涛1 费贤举2/1.常州工学院测控技术与仪器系;2.常州工学院计算机科学与应用系      [top]

  

  在长度计量与测试及机械设计与制造中,齿轮齿距偏差及其累积误差是反映齿轮精度的重要参数。齿距偏差△fPt是指在分度圆上,实际齿距与公称齿距之差(相对法测量时,公称齿距是指所有实际齿距的平均值)。齿距偏差△fPt影响齿轮工作的平稳性。齿距累积误差△fP是指在分度圆上,任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。齿距累积误差△fP影响齿轮传动的运动精度。因此对齿轮齿距偏差及其累积误差的准确测量及数据处理就显得非常重要。目前,国内大多采用齿轮周节仪以相对法进行测量。由于测量数据较多,传统的手工计算与图解法十分繁琐,计算量很大。作者用VB语言编制程序进行数据处理,界面清楚、明了,大大缩短计算时间,提高了效率。

  1测量原理

  在测量中,常采用相对法测量。仪器工作时以齿顶圆为定位基准。测量时,仪器的测量爪直接接触在齿轮分度圆上两相邻对应齿廓处。以任一齿距作为基准齿距调整仪器对零,然后沿整个齿圈依次测量其余的齿距对该基准齿距的偏差,最后进行数据处理。便可得到齿轮的齿距偏差△fPt和齿距累积误差△fP(如图1,图2)。(测量具体步骤略。)

· 直流屏漏电故障检测新技术     作者:韦公远/辽宁省辽中县中心街农电局      [top]

  

  概述

  变电站控制室中,确保直流屏正常工作是供电系统的一个重要环节,直流屏的漏电故障检测方法一直是变电站控制室的关键技术问题之一。当发现控制屏漏电时(或发出报警信号时),在通常情况下,采用一种一路拉闸(即一个区域一个区域地瞬间停电)来检查。这样检查既费时,又会引起无谓的停电。本直流漏电检测仪,可在不拉闸的情况下,一路一路地进行连续在线检测,直至检测到最后的漏电点。这种方法既方便又克服了过去停电检测的问题。

  2基本原理

  检测仪由二个部分组成,一个为低频信号发生器,它产生的信号加至直流屏,另一个为检测单元,由它来检测反馈信号,漏电越大,信号就越大。

  由于变电站的工作频率为50Hz,所以信号发生器的频率要低于50Hz,以免影响配电屏的正常运行,而它的工作电压为220V和110V二种,所以仪器的输出幅值也要低于110V。

· 人体接触或接近检测方法     作者:王亚峰安敏于丽人/安徽立达信息技术研究所      [top]

  

  1方法一

  对人体等的接触或接近的检测,目前是采用以人体为天线的接触或接近检测电路检测的。图1所示为目前所用的接触或接近检测电路构成图。图1中,触觉开关面板01设定为高输入阻抗值,边缘检测电路02用触觉开关面板01检测信号前沿或后沿的边缘,保持电路03维持所检测的边缘信息,接触检测电路04通过输入保持电路03的输出以检测人体的接触。

 

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   就此种检测方法而言,当人体的某一部位为手指等触及触觉开关面板01时,在人体环境内具有的50Hz或60Hz市电频率的电磁波信号便以人体为天线而向触觉开关01输入。然后用边缘检测电路02检测电磁波信号前沿或后沿的边缘,并保持在保持电路03中,可用接触检测电路04检测。

· 医用诊断X射线辐射源检定过程中一些问题的探讨     作者:魏杨生/漳州市计量所      [top]

  

  按JJG744-2004规程对医用诊断X线辐射源执行碰到的一些实际问题及解决的办法,提出来与同行商榷,仅供参考。

  1检定辐射输出的空气比释动能率时的管电流问题

  根据JJG744-2004规程要求,在检定辐射输出的空气比释动能率时,对于无影像增强器诊断用X射线机,检定条件要求:70kV、3mA、10s,电压与电流均是以X射线机上的仪表显示为准。只要仪表准确度达到要求,即可视为检定条件下的仪表示值。

  

  

· 反射式仪表刻度盘的刻度问题     作者:于治会/沈阳新乐精密机器公司      [top]

  

  某些反射式仪表或测量系统,如检流计、光线示波器、测量转台低转速的反光机构以及其他光学仪器等,其指示部分多是平直的线性均匀刻度盘。采用这种刻度盘定性地指示被测信号的变化还是可以的,但是,由于一般反射镜偏转角与被测信号变化是正比关系。而反射光点在刻度盘上的偏移量与反向镜的偏转角(或被测信号)不是线性关系,所以,采用这种刻度盘定量地测定被测信号会产生误差。为此,应对线性刻度盘进行非线性修正。

  1偏移误差

  在测量过程中,当反射镜偏转α角时,则在新位置的反射镜法线ON与原法线CO夹角∠NOC=α。根据光学杠杆原理,反射光线与入射光线的夹角为2α,如图1所示。

  

  

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· 用Excel自动处理数据采集器数据     作者:孔叶军/宁波市计量测试所     [top]

  

  当前的数据采集器大多具有数据存储和与PC机通讯的功能,能把采集的数据直接传输给电脑。但在原始记录数据处理过程中,计算量比较大,处理起来比较繁琐。我们用Excel电子软件,以它的表格方式处理数据既快捷又准确。把数据处理工作变得非常简单,同时可以将处理的结果传到证书上,自动生成证书数据。下面以温度箱为例,作简要介绍。

  1规范要求

  根据JJF1001-2003环境试验温度、湿度校准规范要求对温度箱的温度偏差、温度均匀度、温度波动度的数据进行处理。

  民生计量
· 时间、时间间隔和时刻     作者:朱根富/上海市计量测试技术研究院      [top]

  

  在生活中,任何人都离不开计时。各种钟表为我们显示时间;打开收音机,可以听到整点报时,在今天十分普及的电视机上可以看到标准时间显示,但时间是哪里来的?什么是时间呢?

  1什么是时间

  时间是个基本量,但是个奇怪的东西。我们可以使用时间、消磨时间、节约时间或浪费时间,但它是个感官无法感知的量,是个转瞬即逝的量,是个不能制造也不会消失的量,是个无始无终、大到无穷,小到无穷的量。我们只能通过观察它的效果来了解时间,计量时间。

  知识讲座
· 托帕石     作者:     [top]

  托帕石是一种常见的中档宝石,矿物学名称为黄玉,托帕石是其英文名称Topaz的译音。托帕石的硬度高,色泽柔美、晶莹剔透,是一种漂亮而又便宜的宝石。在西方国家,托帕石象征着和平和友爱,被誉为“友谊之石”,也是十一月的生辰石。

  一、形成与产地

  托帕石是一种典型的气成热液矿物,主要产于花岗伟晶岩中,也可产于云英岩、高温气成热液脉及酸性火山岩的气孔中。砂矿型矿床也是重要的成因类型。巴西是托帕石的主要产地,斯里兰卡、俄罗斯、美国、缅甸等国也有出产。我国在新疆、内蒙古、广东、云南等十几个省区都发现了托帕石。

· 厚度测量知识问答     作者:廖寅/上海市计量测试技术研究院      [top]

  

  一.金属和其他非有机覆盖层关于厚度测量的定义

  覆盖层应具有不小于一定数值的厚度(少数情况下要求不大于某一数值),是大多数覆盖层标准中的一个重要要求。

  最小厚度应为某一局部小面积上的涂覆层厚度。

  采用某些方法,例如显微镜法(GB/T6462),可测量极小面积覆盖层厚度的明显变化(如:麻点、裂纹区域),尽管这种极小面积的最小厚度未达到规定的最小厚度值。而采用其他测量方法(例如:库仑法GB/T4955或其他无损测量方法),则不能测量小面积厚度的局部变化。因此,最小厚度唯一可能的解释是在一个可测量的小面积上采用可行的试验方法得到的可比较的局部厚度。这个面积不能太小,否则不适用于某些标准的测试方法,这个小面积称为“参比面”。而且这个参比面应适合所采用的试验方法进行多次单独测量。为了得到一致的结果,特别是采用无损检测时,应将在参比面上测量的平均值作为局部厚度。

  在实际操作中,一般允许在主要表面上任何区域测量覆盖层的厚度,以便发现试件的最小厚度。测试区域一般应选择试件表面预期覆盖层最薄的区域,因此最小厚度的定义就是用所采用的试验方法得到的局部厚度的最小值。

  

  

  管理之窗
· 检定和校准的探讨     作者:王丽英/浙江省衢州市质量技术监督检测中心      [top]

  

  根据我国法制计量管理的规定和企业实际需要,企业的测量仪器或测量系统通过校准就可以满足要求,而在实际工作中的有些同志却将检定和校准的概念混淆,未能明确的加以区分,以致于日常工作中可以通过校准达到要求的计量器具却按检定实施控制,给企业带来不必要的经济负担,下面就检定和校准的区别分类列出,供相关人员工作中参考。

  一、定义

  检定:查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。

  (注:1.为了与计量仪器的管理相衔接,检定的目的是校验计量仪器的示值与相对应的已知值之间的偏差,使其始终小于有关计量仪器管理的标准、规程或规范中所规定的最大允许误差;2.根据检定的结果对计量仪器作出继续使用、进行调查、修理、降级使用或声明报废的决定,任何情况下,当检定完毕时,应在计量仪器的专门记录上记载检定的情况。)

· 浅析企业计量管理网络化     作者:王林波/河南省南阳市质量技术监督检验测试中心      [top]

  

  网络时代的到来,给传统的企业管理模式也带来了一些冲击。现代企业要想在网络经济环境下生存、发展,首先必须依靠信息技术,做好网络化管理的基础工作,这就给企业计量工作者提供了一个更广阔的发展空间。如何实现计量管理网络化,是企业计量工作者应该探讨的一个课题。

  一、计量管理网络化的定义

  所谓计量管理网络化,就是利用计算机网络,构建企业内部计量管理信息平台,使计量管理的各层次用户(包括决策层、管理层和作业层,下同)对有关计量数据进行共享,实现对数据的实时监控分析和处理,以提高工作质量和工作效率的一种管理方式。

  

  

· 如何构建合理的计量科技人才体系     作者:冉文清/广东省测试分析研究所      [top]

  

  科学技术是第一生产力,人才是第一资源,人才在社会发展所需一切资源中起到非常关键的作用。计量科学是经济、社会、贸易和科技发展的基础,涉及公众健康、安全、环境保护等多个领域,计量科学的发展离不开高水平的计量科技人才队伍。社会的进步,要求计量科学技术的进一步发展,尤其在中国加入WTO以后,检测校准市场对外开放,更要求我国的计量测试体系不断完善和进步,因此提高我国校准实验室的总体水平,在国际竞争中立于不败之地,人才这一要素显得特别重要。所有的竞争,归结起来都是人才的竞争,适应需求,在培养、引进、开发、创造良好的人才环境、在人才管理制度上下功夫,构建科学、合理的计量科技人才体系,对我国计量科学的发展非常关键,下面将从几个方面加以阐述: