電子測量儀器范文
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[關鍵詞]電子測量儀 干擾 抗干擾 問題 技術 措施
[中圖分類號]TN97
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5158(2013)05-0166-01
一、干擾現象
(一)、干擾的定義
干擾是指對系統的正常工作產生不良影響的內部或外部因素。對于電測系統來說,干擾就是指對電測系統或儀器的測量結果產生影響的各種內部或外部的無用信號。干擾因素包括電磁干擾、溫度干擾、濕度干擾、振動干擾和聲波干擾等等,其中,電磁干擾是最為常見的干擾方式,電磁干擾對于系統的影響也最大。電磁干擾容易對系統的性能或信號傳輸產生有害的影響,使信號的數據發生瞬態變化,加大誤差,嚴重時可能會導致整個系統出現故障。
(二)、干擾的來源
產生干擾必須具備三個因素:干擾源、傳播途徑和接受載體。對于電磁干擾來說,許多的設備都能夠成為干擾源,例如繼電器、變壓器、微波電器、電動機、高壓電線等,這些設備都能夠產生電磁信號,對電子測量儀器進行參數檢測造成影響。另外,宇宙射線、太陽光和雷電這些自然現象也會產生電磁信號,成為干擾源。電磁信號在空中是直線傳播的,具有極強的穿透能力,電磁信號還能夠通過導線傳人電子測量儀器,傳播的途徑眾多,也是電磁干擾現象十分廣泛的原因之一。電子測量儀器就是很好的接受載體,它會吸收干擾信號,影響參數檢測。所以,干擾是會對系統造成有害影響的,除去干擾形成因素的任何一個,都能夠有效地避免干擾??垢蓴_技術就是針對干擾的三個要素進行研究和處理,破壞其中的一個或幾個干擾生成的要素。
二、幾種常用的電子測量儀器抗干擾技術措施
電子測量儀器容易出現干擾問題,通過干擾現象的來源進行分析,可以知道,提高電子測量儀器抗干擾性能最理想的方法就是抑制干擾源,使其不向外產生干擾或者將其產生干擾造成的影響限制在允許的范圍之內。對于生產車間來說,想要生產的過程中不產生干擾源幾乎是不可能的。有些干擾是避免不了的,例如電網和外界環境的干擾。所以,在電子測量儀器來說,除了要對一些干擾源進行抑制之外,還需要在產品自身設計方面進行研究,提高其抗干擾性能。常見的電子測量儀器抗干擾技術措施如下所述:
(一)、屏蔽技術
屏蔽技術室利用導電或導磁材料制成的盒狀的或殼狀的屏蔽體,可以將干擾源或者受干擾對象包圍起來,這樣就可以割斷或者削弱干擾源的空間耦合通道,組織干擾源向受干擾對象傳輸電磁能量。根據屏蔽的干擾場的性質的不同,一般可以將屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種類型。通常采用電場屏蔽的方式來消除或者抑制由于電場耦合而引起的干擾,使用銅和鋁等導電性能良好的金屬材料充當屏蔽體,且屏蔽體要保持良好的接地。磁場屏蔽是為了消除或者抑制由于磁場耦合而引起的干擾,一般可以用高磁導率的材料來充當屏蔽體,從而保障磁路的暢通。對于一些電氣設備,既存在電場耦合,又存在磁場耦合,例如,變壓器、發電機等等,變壓器的電磁屏蔽一般采取的是在變壓器繞組線包的外面包一層銅皮作為漏磁短路環,漏磁短路環會產生反磁通來抵消部分的漏磁通,從而使變壓器外的磁通減弱。另外,在同軸電纜中,可以在電纜線中設置屏蔽層,防止信號在傳輸的過程中受到電磁干擾。同時,為了防止電磁干擾發生在通信電纜里面,可以在生產車間的通信電纜外面包裹一層薄膜,這樣就能夠起到屏蔽外界電磁干擾的作用。需要注意的是,對電磁干擾的屏蔽效果與屏蔽層的數量和每一層的厚度是有很大關系的。
(二)、隔離技術
隔離技術是抑制干擾的有效手段之一,它是指把干擾源與接收系統隔離開來,從而讓干擾耦合通道被切斷,使得干擾信號無法傳輸。比較常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。光電隔離需要用到的儀器是光電耦合器,光電隔離借助光作為媒介來耦臺隔離兩端輸入和輸出的電信號,它所具有的隔離能力比較強,能夠有效地提高電子測量儀器的抗干擾能力;變壓器隔離主要用在傳輸交流信號的過程中,需要用到隔離變壓器來阻斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度;繼電器隔離主要是利用繼電器的線圈來接受電信號,在利用其觸電來控制和傳輸電信號,這樣就可以通過不和電產生聯系而將強電和弱電分離開來。
(三)、濾波技術
濾波的形式有多種,主要有波形濾波、頻率濾波、時間濾波、空間濾波、軟件濾波和幅度濾波等。濾波主要是通過擋住噪聲,只讓有效地信號輸出。干擾源發出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬很多,所以可以采取濾波的方式來抑制干擾。根據濾波器頻率的特性,可以將濾波器分為低通、高通、帶通、帶阻等類型。
(四)、接地技術
為了提高電子測量儀器的抗干擾性能,還可以通過接地技術來實現。接地技術主要是將電路、設備機殼等與大地相連,這樣就能夠給系統提供一個基準電位。接地可以分為保護接地、屏蔽體接地和信號接地三種類型。通過接地的方式,不僅能夠防止設備使用時漏電造成人身安全,還能夠有效地抑制干擾。
三、結束語
綜上所述,在電氣化的環境下,干擾現象時有發生。如果干擾源不能夠消失,就需要想辦法讓其對其他設備的使用造成的干擾降低到最小。通過屏蔽技術、隔離技術、濾波技術和接地技術能夠有效地抑制干擾信號的傳輸,保證電子測量儀器能夠在允許的范圍內進行參數檢測。
參考文獻
[1]諸幫田.電子電纜實用抗干擾技術[M].北京:人民郵電出版社,2010
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電子測量技術的現狀及存在的問題
目前國內的電子測量技術已有了很大的發展,中國測量儀器的可靠性和穩定性問題得到了各個方面的重視,狀況有了很大改觀。測試儀器行業目前已經越過低潮階段,重新回到了快速發展的軌道,尤其最近幾年,中國的儀器取得了巨大的進步,特別是通用電子測量設備和汽車電子設備的研發方面,與國外先進產品的差距正在快速縮小,給國外電子儀器龍頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬電子技術的發展,為中國的測量儀器行業帶來了新的契機,加上各級政府越來越重視,以及中國自主應用標準研究的快速進展,都在為該產業提供前所未有的動力和機遇。從中國電子信息產業統計中可以看出,中國的電子測量儀器每年都以超過30%以上的速度在快速增長。在此快速增長的過程中,無疑催生出了許多測試行業新創企業,也催生出了一批批可靠性和穩定性較高的產品,現在已基本上采用了標準化,模塊化的設計體系,已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發展,從堆疊式測試系統向標準化、模塊化測試系統發展,并先后研制出國產化VXI模件、VXI測試系統及PXI系統,使我國測試系統技術水平逐步進入國際先進行列。
雖然國內的測試測量產業快速的發展,但客觀地說中國的測試測量儀器還普遍落后,表面上看的有精度不高,外觀不好,可靠性差等,深入分析則存在以下問題:
人們在整個產品的制作流程中對測試這個環節不夠重視。在傳統的產品的制造流程中,研發始終處于核心地位,而測試則處于從屬和輔助位置,研究者對測試不夠重視。
數字化、標準化、模塊化結構有待提升。“數字化時代”是社會與經濟現代化的最新標志,關系著一個國家在科技領域“核心競爭力”的高低。模塊化則是國際電子測量儀器發展的方向。由于歷史的原因,中國儀器配套行業的企業多為良莠不齊的小型企業,標準化的研究也沒有跟上需求的快速發展,從而導致儀器的材料配套行業的技術水平較低。雖然目前已有較大的改觀,但距離整個產業的要求還有一定距離。所以,還應把標準化和模塊化的研究放到重要的位置。還有,在技術水平沒有達到的條件下,一味地追求精度或追求高指標,而沒有處理好與穩定性之間的關系。這些都是制約本國儀器發展的因素。
軟件技術、集成技術不夠發達。軟件技術在電子測量儀器中的作用,就如同人的大腦一樣,然而現代我國的電子測量儀器中的軟件技術還遠遠沒有體現出來。電子測量儀器硬件,即電子電路技術、同軸器件組件技術、波導器件組件技術的集成技術,在電子測量儀器中是其重要的核心技術,它與總線技術、軟件技術、模塊化技術共同組成現代化的電子測量儀器,這是我們電子測量儀器企業尚待攻克的一個難關。
面向應用和現代市場營銷模式還沒有真正建立起來。中國的儀器設備廠商只是重研發,重視生產,重視狹義的市場,還沒有建立起一套完整的現代營銷體系和面向應用的研發模式。傳統的營銷模式在計劃經濟年代里發揮過很大作用,但無法滿足目前整體解決方案流行年代的需求。所以,為了快速縮小與國外先進公司之間的差距,國內儀器研發企業應加速實現從面向仿制的研發向面向應用的研發的過渡。特別是隨著國內應用需求的快速增長,為這一過渡提供了根本動力,應該利用這些動力,跟蹤應用技術的快速發展。
目前電子測量儀器的高技術成果
成功研制微波毫米波矢量網絡分析儀。微波毫米波矢量網絡分析儀是我們成功研制的被稱為“世界電子測量儀器之王”的儀器。該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:工作頻帶寬;測量精度高;大動態范圍;高速實時測試。
調制域分析儀的成功研發。調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。
VXI總線技術取得重大進展。VXI可以大大減小設備的體積和重量,還可以大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它測試系統的適應性、靈活性大為提高并且價格適中,有利于充分發揮計算機的作用。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
電子測試儀器向毫米波推進。通信測量儀器達到高技術水平。通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
現代電子測量儀器的發展方向及趨勢
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Abstract: Deepening the China university teaching methods and reform of assessment methods is the important aspects of protecting the quality of university teaching, improving quality of personnel training. Aiming at the shortcomings of Electronic Measurement and Instruments teaching, we carried out exploration and practice of the reform of teaching methods and examination. At the same time, through the improvement and innovation in test, we tried to achieve the purpose of improving their analytical skills and overall quality. This paper systematically describes reforming ideas of teaching methods and assessment methods, and has achieved some results.
關鍵詞: 電子測量;教學方法;考核改革
Key words: electronic measurement; teaching methods; assessment reform
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)02-0257-01
0引言
教學方法由于是決定教學效果的十分重要因素而被人們所重視,教學方法的改革也就理所當然地成了教學改革中的重要一環。課程考核評價系統,是教學過程中必不可少的重要環節,貫穿于教學的全過程,課程考核的結果不僅可以反映教與學的實際狀況,對學生各階段乃至整個學習階段有一個明確的評價,更是衡量學校教學質量的重要依據。然而,目前的課程考核評價系統只是通過單純的卷面成績考核,并不能真正衡量學生的綜合能力。下面以《電子測量與儀器》作為試點課程,在測控本科專業的教學過程中,詳細闡述該門課程的具體教學方法和考核方式的改革。
1電子測量課程的特點
電子測量是測控專業的一門專業必修課程,內容包括:電子測量的基本原理和基本的測量方法,常用的電子測量儀器的基本組成和工作原理,儀器的操作和應用。要求通過該課程的教學培養學生理論聯系實際和動手能力以及解決問題的能力。該課程涉及比較深奧的理論,算法比較抽象且難懂;同時電子測量與儀器課程涉及面很廣,它的應用包括了整個電子、通訊、自動化等多種學科的很多領域,比如取樣、信號合成、自動化等多種技術都在電子測量中得到應用,因此教學中還要涉及如何把電子測量理論與實際應用相結合的應用問題。
2教學方法的探索及改革
針對《電子測量與儀器》這門課程的特點,基本擬訂了改革的方法如下:
2.1 增強學生參與性。不同于以往的一味灌輸的教學方法,在講解了某種儀器的基本原理以及功能和操作后,要求學生以各種途徑查詢資料,并以報告的形式寫出目前最新的技術指標,之后要抽點學生下一次課上來講解,學生可以選擇自己喜歡的一種型號產品為例子來寫報告,同時,將學生分成幾個小組,每個同學在組內都要講解他說查到的儀器資料和型號,以及這個儀器的特點,闡明電路結構并進行分析性講解,這就使得學生要了解這類產品的技術指標,必然在課后就要去查詢相關的技術原理,小組講解使得每個同學都有參與,所以每一個學生都會去查找資料并準備講稿,比老師單純的對儀器知識的理論灌輸有效果,這樣的方式,給學生學習上帶來了一定的主動性和積極性,增強了參與性,同時,也培養學生對儀器學習的興趣。
2.2 圍繞教學大綱,把握住理論教學的方式方法,講授方面從易到難,讓學生逐漸對儀器建立起興趣愛好。但大學的教育也必須注重理論環節,這和實踐環節有等同的重要性,在某一種儀器以及電子測量方法介紹完后,要求學生自己擬出一個題目來討論,將所有學生進行分組,比如,10人一組,共8個小組,最后,一個小組擬出一道題目。
2.3 測量技術發展很快,電子測量儀器在不斷更新,這就要求適應形勢,適當調整教學內容,將一些現代的電子測量手段以及先進的儀器作為例子引入到課堂上來,激發學生的學習興趣。
2.4 結合實驗教學,不再完全理論和實驗脫節,理論講解的時候,就要結合實驗例子講解。有某些理論課程可以到實驗室進行講解,讓學生更加直觀的理解儀器特點,真正做到教與學結合。由此,可以增強學生的參與意識,激發學生創新思維。
3考核方式的改革
考試是教學的一個重要環節,教學和課程方法的多樣性帶動了考試考核方法的多樣性??己朔椒ㄉ希捎昧似綍r成績和最后試卷成績共同決定最后成績。平時成績占30%,期末卷面成績占70%。
3.1 平時成績考核30%,由考勤,實驗成績,討論答辯成績共同來決定。考勤和作業占到平時成績的30%,實驗成績占到平時成績的30%,討論答辯成績占到平時成績的40%。
第一部分是考勤和作業,在教學過程中,根據課程教學進程,要求學生完成的學習任務,依據學生完成作業的次數和質量按百分制進行評定。另外,考勤記錄是學生平時成績的依據之一,將學生的出勤情況記錄在“點名冊”內。最后作為給出成績的依據之一。第二部分是實驗成績,是結合實驗具體操作情況來打分的一項成績。 這一項成績在一定程度上反應了學生具體動手能力和操作能力情況。第三部分是討論答辯成績 ,這項成績通常是在小組學習的基礎上,大家共同完成一個課題、一個論文或一個項目,然后通過演講答辯的方式,向全班同學作介紹。小組外的全體同學還要提出各種問題請小組答辯的成員回答。最后以小組答辯和工作完成的水平和質量作為依據,決定每個人的成績,由小組外的其他同學和教師評價給出。
3.2 期末卷面成績以教學大綱為參考,覆蓋面廣,考題可以靈活多樣,以閉卷為主,可以考核一些新的儀器技術,另外,增加了理論設計題目的考核,使得試題能真正考核出學生的真實能力以及全面系統的考核學生系統掌握課程知識的能力,該項成績占到70%。
4總結
現代大學教學方法,應該是能夠激活師生思想、情感、潛能、智慧,發揮師生積極性、主動性、創造性的教學方法;而考核方式的改革依賴于教學方法的改革,我們將繼續努力并研究該門專業課程的特點,通過不斷的改革和改進,摸索出一套有效的教學方法,這樣,才能做到考核方式真正有效的改革。
參考文獻:
[1]趙展.淺談電子測量實驗教學改革的探索.科技信息,2009.
篇4
關鍵詞:電子測量 教學方法 理論教學 實驗教學
中圖分類號:G642.4
文獻標識碼:A
DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128
1 引言
現代科學技術的發展,如現代數學、物理學、微電子學、材料學等科學的發展為電子測量技術的發展創造了條件。電子測量技術的發展又為各行各業科學技術的發展提供了有利的工具,推動了現代科學技術的發展與進步。當今的各行各業都離不開電子測量技術和電子測量儀器,甚至在一些原先與“電”無關的專業,如化學、生物、醫學、土木建筑等行業也都得到了充分的利用。各式各樣的精密電子測量儀器在各種實驗室里早已成為不可替代的基本工具和設備,因此電子測量技術的課程絕對不是可有可無的。當代大學生、研究生必須把電子測量技術和儀器作為一門基本功,認真學好。不論哪行哪業,在今后的工作中都將會大有益處、受益非淺?!峨娮訙y量技術》如此重要,如何更有效的展開本課程的教學工作,是一個值得我們深思的問題,本文筆者從理論教學和實踐教學兩個方面對《電子測量技術》課程的教學方法進行探索與實踐。
2 理論教學
電子測量技術課程的內容主要包括電路參數測量、頻譜分析、時域信號的測量、晶體管特性測量等電子測量的基本原理和測量誤差分析,并包含了相關電子測量儀器的工作原理、性能指標、實際應用和相關儀器的最新成果等。與很多課程一樣,該課程的理論內容非??菰铮绻诮虒W過程中將理論內容和實驗內容嚴重脫節,只是一味的介紹理論知識,將使得學生無法全面掌握電子測量的核心技術。若要出色的完成這門課程的教學是一項非常有挑戰性的任務。理論教學工作作者是從教材選擇、教師的自我提高、逆向思維教學法三個方面展開的。
2.1 教材的選擇
一本好的教材不僅可以使教師易教,大大提高教學效果和教學質量,而且還可引導教學改革和教學思想的轉變,而且可使學生易學,啟發學生思維、引導學生創新。
筆者選用的教材是電子工業出版社出版的由桂林電子科技大學陳尚松等編寫的《電子測量與儀器》,該書按高等學校電子信息科學與工程類專業的教學要求編寫,教材中的內容與時俱進,技術上跟進更新。書中的內容是按發展歷程講解儀器原理,容易入門,敘述深入淺出,圖文并茂,宜學宜懂,同時也包含了擴展或深入的內容可供教學和科研的不同需求選用;該書的具體內容做到了理論聯系實際,既講電子測量原理,又講具體儀器應用,通過實例與儀器型號參數介紹,加深對儀器的認識和對國內外技術水平的了解。在內容上每章均附本章要點、小結和思考題與習題,便于學生預習、復習和總結。
2.2 教師的自我提高
在任何一門課程的教學過程中教師都具有主導作用,教師知識水平的提高可使教學質量得到有效地提高。我們知道電子技術的發展是非常迅速的,電子產品的發展速度呈摩爾定律所描述的規律,即集成電路的規模和微處理器的性能每18個月都會提高一倍,在這一速度的帶動下各種電子測量儀器的生產廠家不斷發展更新自己的產品。作為《電子測量技術》的教師,一方面應該時刻關注研制和生產電子測量儀器的商家的產品動態,要實時關注Aglient、Tektronix等這些大的電子儀器生產廠家的產品動態,定期查閱他們產品的資料,用來深化和擴展教學內容,將這些新內容、新知識在課堂上呈現給學生,豐富課堂內容激發學生的學習興趣和熱情,拓寬學生視野做到與時俱進;另一方面教師要主動進行電子測量方面的科學研究,促使教師對該方面的知識有更深入的理解,多參加學術交流會議,到科研水平較高的國內國際會議或其它相關的平臺學習,通過與他人交流學習來提高教師自身的水平。
2.3 逆向思維教學法
任何一門課的理論學習都是一個枯燥的過程,如何化枯燥的理論學習為一個有趣的學習過程也是教師要思考的一項重要內容。這要求教師明確教學目的,在雙重考慮教學目的和本專業實際情況的條件下,選取授課內容和授課方法。本課程主要介紹電子測量的原理及儀器使用部分,教師將理論教學的陣地從教室轉移到實驗室,直接面對儀器教學,使用逆向思維的方法進行理論教學,先從教學生如何使用測量儀器開始,讓學生對儀器的結構有一個直觀的感性認識,懂得儀器的各個旋扭或按鍵分別實現了什么功能,以及各旋扭或按鍵間如何協調工作,以使用過程中遇到的問題引發對理論知識的思考與學習。
以信號源和示波器的教學為例,這一教學過程將第三章和第六章的內容結合起來,先對信號源和示波器兩種儀器的表面結構進行講解,讓學生使用示波器測量信號源輸出的信號,學生使用儀器并利用儀器觀察到信號后學習積極性也被調動起來,教師由實際操作引導理論知識的學習。如在信號源的使用過程中,信號的形狀會發生變化,由此引出怎樣才能使信號的波形發生改變,這就指引學生去學習“函數信號發生器的基本組成”部分的內容,這里講解了常見信號波形的產生和轉換方法;再如我們可以從示波器上觀察到信號源的頻率可以從低頻段調到調頻段,在同一頻段內頻率也會在一定范圍內發生變化,信號源是如何實現這些頻率變化的呢?帶著這樣的問題能引導學生學習信號源內部電路設計中的多種頻率合成方法。在示波器的使用過程中同樣提出問題,引導學生去學習示波器的理論內容,如打開示波器觀察到光點,通過輝度與聚焦的調整引導學生學習示波管的原理及構造,這一顯示原理也用于其他的顯示設備上,如頻譜儀、掃頻儀等,做到觸類旁通;通過示波器的觸發模式調節鍵觀察不同觸發模式下信號的顯示變化,反過來引導學生去研究是怎樣的設計變化促使了顯示屏信號的相應變化,帶著學生學習示波器X通道中的觸發電路的組成、觸發耦合方式、觸發電平、觸發極性等知識;再如使用示波器觀察信號源的同一個信號波形時,通過調節垂直或水平偏轉旋扭觀察信號波形的變化,為何會出現這種變化?帶著同樣的思考引導學生學習X通道、Y通道的放大電路設計等等。
3 實驗教學
本課程的實驗教學采取驗證性實驗和設計性實驗相結合的策略。
3.1 驗證性實驗
驗證性實驗的目的是讓學生通過操作各個實驗項目,使他們對電子測量的基本概念、原理及方法有更加深入的認識和理解,培養學生獨立思考的習慣,提高學生理論聯系實際的能力和分析、解決問題的能力。在本課程的理論教學過程中,學生已基本掌握了實驗所用用儀器的操作和使用方法,學會利用現有設備采取正確方案進行一些簡單的測試測量。教師設計一些具有鍛煉學生思考能力的實驗給學生。如:通用計數器的應用,該實驗要求學生理解通用智能計數器工作原理,掌握測量頻率周期的測量方法及其檢定高頻信號源頻率準確度,熟悉計數器的其他擴展功能;再如通用示波器的應用,要求學生理解示波器的工作原理、技術指標,熟練掌握通用示波器測試信號參數的方法等。
3.2 設計性實驗
《電子測量技術》課程綜合運用了電子、計算機、通信、控制等方面的技術知識,教師結合本專業的基礎課程,設計了本課程的設計訓練題目,目的是培養學生將科學理論與實際工程相結合的能力,通過設計訓練,要求學生在掌握電子測量儀器基本理論的基礎上,能根據所學知識綜合設計簡單的測量電路,運用單片機、FPGA、Protel等工具對簡易電子測量系統進行仿真與設計,從而提高學生的創新設計實踐能力。
設計題目主要有簡易信號源設計、簡易計數器設計、簡易頻率計設計、簡單的數據采集卡設計等,讓學生通過這些題目進一步對課本理論知識進行深入的學習。設計要求學生首先要寫出《設計任務書》,包括以下內容:第一,儀器名稱、用途、特點及簡要設計思想;第二,主要技術指標;第三,儀器應具備的功能;第四,儀器的設備規模;第五,系統的操作規范等。該任務書反映同學的設計目標,同時也是教師作為設計完畢進行驗收的依據。在設計之前要先學習基本的設計方法;在設計過程中除寫好《設計任務書》外,還要做到理論聯系實際,實現書本知識到工程實踐的過渡,要求學生在每一步設計結束要及時與教師溝通,盡可能完善設計工作。硬件電路設計前要畫好硬件原理框圖,過程中要繪制詳細的電路圖,仿真無誤后方可制作電路板;硬件完成后要規劃軟件控制流程圖,根據流程圖逐步、逐點編寫程序;最后進入軟、硬件聯調、實驗,最后還要撰寫設計報告。教師根據任務書中的指標逐項檢查設計成品。
通過課程設計同學們學習了硬件電路設計、軟件程序設計、電路調試等知識,使學生深入理解并掌握了測量儀器的基本原理,硬件結構和工作原理。掌握程序的編制方法和程序調試的方法,掌握常用接口的設計及使用。學生為其它課程、項目和畢業設計做了大量的知識儲備,也為將來在自動化、智能檢測、電子信息工程、測試計量技術及儀器、電子科學與技術及其它領域工作打下良好基礎及應用實踐能力。
4 結論
作者在課程教學過程中采用理論教學與實驗教學相結合的教學模式。教師在“做中教”,學生在“做中學”。教師充分利用實驗室現有的實驗儀器、智能儀器控制軟件、虛擬儀器軟件等,較為全面地介紹電子測量技術的基本知識、電子測量儀器及測試系統的工作原理以及它們在工程實際中的具體應用,讓學生盡可能廣的學習到本課程所涉及的專業知識。經實踐,本文提出的理論教學和實驗教學方法證明了該方法的構建激發了學生的學習興趣,鞏固和加深了學生對理論知識的掌握與理解,提高了學生分析問題和解決問題的能力并加大了授課的信息量,符合創新人才培養和社會發展的要求。
參考文獻:
【1】陳尚松,郭慶,雷加.電子測量與儀器【M】.電子工業出版社,2012.
【2】范澤良,王永奇.電子測量與儀器【M】.清華大學出版社,2010.
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關鍵詞: 《電子測量技術》 實踐教學 項目教學
《電子測量技術》課程是電子信息工程專業必修的專業基礎課,同時也是理論性、應用性及綜合性很強的課程。課程內容包括測量誤差及誤差分析、常規儀器的工作原理及儀器操作使用?!峨娮訙y量技術》課程實踐性較強,課程的學了掌握必要的理論知識外,更重要的是掌握各種電子測量儀器的選擇原則和使用方法。在國外,該課程一般都是直接在工廠進行課程的學習。在我國,高教16號文指出高職教育要改革教學方法和手段,強化學生能力的培養。結合高職高專學生的特點和實際教學經驗,我就《電子測量技術》實踐教學談幾點體會。
1.課程實踐教學的思路
實踐教學是培養學生能力的重要教學模式和手段,對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有舉足輕重的作用。通過實踐教學,學生能更好地掌握各種常用測量儀器的正確使用方法,培養應用知識和解決實際問題的能力。在教學中我們貫徹“行動導向”的教學思想,強調學生是學習過程的中心,教師是學習過程的組織者與協調者。根據學生接受新知識的規律,分層次、有步驟地逐步強化學生的實際動手操作能力。實踐教學具體的設計思路為:教學講解理論知識以后,首先設計出相應的實驗題目來鞏固理論知識,掌握儀器的基本工作原理及基本操作;其次設計出綜合項目,對儀器的綜合使用進行訓練,使學生能夠非常熟練使用儀器,并解決遇到的問題;最后運用仿真軟件進行儀器的虛擬仿真使用,從側面強化電子測量儀器的知識及使用方法。
2.實踐教學的實施
在運用多媒體課件講解理論知識以后,就要逐步進行相應知識點的實踐教學。下面以信號示波測量技術為例,闡述實踐教學的具體實施步驟。在信號示波測量技術的理論教學中,要講解示波的原理、示波器的組成及示波器的使用方法。在講解示波器的使用方法時,采用實物演示教學法,即教師邊講邊操作儀器,使學生對講解的知識有更直觀的認識。然后分別進行試驗教學、項目實踐教學和仿真軟件的實踐教學。
(1)實驗教學
在實驗教學中針對示波測量技術,因實際工作中常用到模擬、數字兩種示波器,所以我們設計兩個實驗內容,即模擬示波器的使用和數字示波器的使用。進行實驗教學時,教師首先要按照規范要求操作演示一遍,然后學生兩個人一組分別進行實驗。學生在實驗過程中遇到問題可以隨時請教老師,教師給予講解指導。教學過程如圖1所示。實驗內容為示波器的校準和直流、交流信號的測量等基本使用。通過實驗教學,學生能了解儀器的功能,掌握儀器的基本操作。
(2)項目實踐教學
理論和實驗教學之后,學生對儀器的基本使用有了初步的掌握。但是在工作中,對儀器的使用往往是綜合的,涉及各個方面的知識和細節。為此我們設計了綜合項目實踐教學,采用項目式教學,每個知識點以落實項目為出發點。由任課教師講解項目的基本原理及測量要求,學生4―5人一組分析討論儀器的使用及測量步驟,教師對于學生項目整體實踐情況給予點評。教學過程如圖2所示。實踐內容我們選擇典型的穩壓電源電路,電路中涉及交流、直流、半波信號、全波信號、濾波信號及穩壓信號的測量。綜合項目的實踐能夠培養學生的獨立思考及創新能力,強化儀器的熟練使用。
(3)仿真軟件的實踐教學
在教學中采用軟件輔助教學,能夠加深學生對實際儀器的功能和使用的理解,并且能激發學生的興趣,調動學生學習的積極性。常用的軟件為Multisim,該軟件是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows為基礎的仿真工具,提供了具有多種測試儀器、元器件品種齊全的虛擬電子工作平臺,具有豐富的仿真分析能力。教師在進行仿真實踐教學時,首先要給學生典型的電路(我們通常采用綜合項目測量的電路)及虛擬測量儀器使用的要求,學生每人一臺電腦進行虛擬儀器的仿真測量。教師檢查學生的測量波形及數據。教學過程如圖3所示。通過仿真軟件的實踐教學,學生能夠鞏固掌握的知識及儀器使用的技能。
3.結語
《電子測量技術》實踐教學有效地把理論和實踐教學結合起來,力求落實“突出應用性、強調工具性、體現先進性”的原則,突出了高職教學重在應用的特色。針對高職教育培養技術應用型人才的目標,課程的實踐教學模式更有利于激發學生學習的興趣和培養學生自主學習的能力。仿真軟件實踐教學使得教學手段更加現代化。當然,我們深知,實踐課程改革是一項長期而又系統的工程,只有不斷探索、改革、創新與實踐,才能進一步提高教學質量,培養出高素質的技術應用型人才。
參考文獻:
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篇6
論文摘 要:電氣測量技術課程教學模式對學生掌握電力測量的各種方式有著重要的作用,為使學生熟悉電力測量儀表的工作原理以及使用,在實際的教學過程中應將傳統的儀表測量與先進的儀表測量并行,將學生所學應用到實際,并在實際教學中選擇合理的教學內容,根據具體的教學實踐,學生在合理的教學觀念的指導下更好地完成了教學的任務。
1 電子測量技術課程教學改革的必要性
1.1 教材難而陳舊,難以適應電氣測量行業發展
當前電氣測量的理論教材普遍內容陳舊,更新速度慢,教材中的理論知識深較難。例如示波器工作原理的介紹,其中所涉及的具體電路較為復雜,學生難以理解,由此對教學效果造成了嚴重影響,而電子測量儀器的發展較為迅速,電子測量儀器發展十分迅速,電氣儀器的技術含量持續提高,尤其的電子測量儀器與微型計算機結合的自動測試系統在行業中獲得了較為廣泛的應用。
1.2 教學內容缺乏實用性,難以培養學生的實踐動手能力
電氣測量技術課程的綜合性、實踐性較強,實際的教學過程中應注重課程的實用性、新穎性和可操作性,持續培養學生的實踐動手能力、綜合運用所學知識能力以及崗位適應能力。
1.3 教學方法落后,缺乏科學的課程考核體系
電氣測量技術的教學中,傳統教學法所采用的灌輸教學方法以及過分偏重講解的教學方式,隨著電氣測量技術教學的發展以及高職教育的發展,已經越來越難以適應實際的發展需要。當前,高等職業教育改革的逐漸深入,要求實際教學與高職學生的實際狀況相結合,同時還要與相應專業發展對人才的需要相一致。
2 電氣測量技術課程教學模式改革應遵循的原則
2.1 職業性原則
電氣測量技術課程教學模式的改革應遵循高等職業教育的發展需要以及對人才的培養需要,將實際的教學改革與學生的培養模式結合起來,高職教育定位于特定的職業崗位,由此高職的課程教學應將職業崗位的要求與教學改革相結合,實現課程體系和教學內容的改革,建立重視職業能力培養的課程標準。通過電氣測量行業的標準制定教學大綱和教學技術,及職業能力分析為基礎,確定教學知識點,突出課程教學的主要內容。
2.2 開放性原則
開放性原則也就是高等的職業教育具有明顯的行業以及企業背景,由此在電氣測量技術課程教學模式改革中,應盡量實現高職教育與行業的合作課程開發,實施課程教學,實現學校的實際教學內容與實際工作保持一致,將校內專業成績的考核與實際企業實踐考核相結合,將課程與崗位實習地點相結合的教學模式和體制。
2.3 實踐性
電氣測量技術課程的綜合性和實踐性較強,實踐性原則是課程改革的基本要求,也是高等職業教育人才培養的目標,電氣測量技術課程的設計以及實踐實驗中應注重學生職業實踐能力的培養,注重理論知識的實際運用與社會實踐的結合教學。
3 多媒體技術的應用
3.1 有效激發學生學習興趣
電氣測量技術課程中的部分概念較為抽象,難以理解,教師難以用語言描述和表達,若是采取多媒體的教學方式,則可直接將抽象概念展現在學生面前,形象直觀,讓學生形成深刻印象,由此也容易理解,使教學由難到易,化繁為簡,有效激發學生的學習積極性,激發學生的學習興趣,有效提高課堂教學的效果。
3.2 實現教學實驗的模擬
電氣測量技術課程受到課時的限制,一般并不安排教學實驗,但課程中的部分知識必須通過實驗演示才能達到較好的教學效果,此時可利用多媒體技術實現教學實驗的模擬。
3.3 制作多媒體課件
多媒體的教學是一種教學藝術,要扮演好教師在實際教學中的主導角色,多媒體課件的制作有著重要的作用,同時教師對學生的引導也有著十分重要的作用。多媒體課件的制作時應遵循相應的原則:首先,應選擇合理的教學材料,避免簡單將書本上的內容搬到多屏幕上;其次,應明確教學的中心和重點,注重教學難點的突破;再次,巧妙組織課程內容,創新安排教學進程;最后,不必一味追求學科體系的系統性,課程安排應短小精煉。同時課程教學中還應將多媒體教學與傳統教學方法的結合,做到有需要時有效中斷,及時離開多媒體教學平臺,結合板書,加強和學生之間的溝通交流,為學生的學習創造一種良好的教學范圍和環境。
4 電氣測量技術課程教學模式改革探索
4.1 構建電子測量技術課程體系
電氣測量技術課程涉及的學科以及領域十分廣泛,包括電路、模電、數電以及計算機等多學科的知識和內容,要實現電氣測量技術課程的教學模式改革,教師在實際的教學過程中還應重新構建電氣測量技術課程的教學體系,使用綜合化的方法,將電氣測量技術課程所涉及到的內容進行重新整合。根據高職教育人才培養的要求,將電氣測量技術所涉及到的專業知識,將理論教學分為基礎理論、儀器設備的使用和新技術以及新儀器的介紹三個部分。
4.2 加強實踐技能訓練,結合教學與生產
高等職業教育以培養技術應用型人才為根本的目標,從而應加強學生的專業技能,由此在電氣測量技術的教學中,應建立與各理論模塊內容相適應的實驗實訓項目,實際又可分為基本的實驗和自擬實驗。
4.3 建立完善的課程考核體系
電氣測量技術的課程教學改革不僅應建立科學的課程教學體系,改善課程的教學模式,還應注重學生分析問題、解決問題等實踐能力和職業技能的培養,注重學生的學習過程評價。由此,傳統的考核評價體制已難以滿足現代教學的實際需要,應建立完善的、科學合理的課程考核體系,將學生的實踐能力、學習態度滲透到課程考核和評價體系中,形成綜合的專業考評體系。通過加強實驗的實訓環節,強化對學生實際能力的考核,促進學生注重專業知識的理解和實際動手能力的培養。例如學生成績評定由平時成績、課堂表現、實驗實訓成績和期末成績四部分組成,其構成比例為20∶10∶30∶40。這樣的評價標準,不僅能檢查學生學習狀況,促進在課堂教學中的紀律性,實現了對學生平時學習的監督;同時也為電氣測量技術的課程增加了新的考核項目,并實現了靈活多樣的考核方式,加強了學生能力的培養,突出了高職學生的知識應用。
參考文獻
篇7
以小米手機為例,ip57級防水是指數字5表示防塵等級,數字7表示防水等級,兩者結合便知,IP57表示手機可以防止外物或灰塵堆積及可在一米深的水壓下浸泡半小時。
防水等級防水保護功能的級別,包括建筑防水等級、儀器儀表防水防塵等級。主要是根據建筑物的性質、重要程度、使用功能要求、建筑結構特點和防水層耐用年限來確定的。在劃分防水等級時綜合考慮了以下幾種情況:1、滲漏后會造成巨大損失,直至人身傷亡;2、滲漏后會造成重大的經濟損失;3、滲漏后會造成一般經濟損失;4、滲漏后會影響美觀。電子測量儀器的防水等級反映了儀器防潮和防塵的能力,特別是對于戶外活動中,免不了處于高濕或多塵沙的惡劣環境中,儀器的密封和防水能力對于保證儀器的安全運轉和壽命就至關重要。
(來源:文章屋網 )
篇8
與計算機技術結合緊密電子測量技術的高速發展離不開計算機技術的大力支持,因此電子測量技術和計算機技術的緊密集合是又一個應用優點。在進行電子測量的過程中,具體的測量結果和需要控制的信號主要是電信號,這樣就使得整個電子測量的信號能夠很好地利用D/A、A/D變換來實現和計算機的連接。微型計算機的不斷發展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠對測量的數據、結果以及變化情況進行記錄和保存,體現了電子測量技術多功能、高性能的特點。
客戶不必要對被測對象的具置和測量過程進行了解,就能夠利用軟件平臺技術將整個測量語言集成到整個軟件平臺系統中來??偩€接口技術總線是電子測量系統中測量的關鍵和基礎,能夠實現整個電子測量技術的組合化、標準化和模塊化[6]。電子測量技術的發展離不開總線接口技術,總線系統能夠組建整個電子測量系統,從而確保整個系統的軟件、硬件能夠得到兼容和互換,這些將是今后電子測量技術發展中的核心研究任務和關鍵技術。
總線接口技術的應用能夠讓整個電子測量系統的測量速度得到很大的提高[7],同時減小儀器設備的自重和體積,為測量進程提供足夠的便捷,還能夠很好地結合計算機的作用,最終保證整個電子測量及時能夠進入到一個全新的發展時期??偩€接口技術的可靠性高、系統設計簡單,并且維護性優良,還能夠進行簡便的升級換代,因此在今后的電子測量技術發展過程中,總線接口技術會得到更多的應用。
篇9
關鍵詞:日常維護,正確使用,檢測管理
Abstract: the correct use of measuring instruments is successfully completed the important guarantee of the field measurement task. Measuring instrument equipment routine maintenance, maintenance and management is an important work.
Keywords: daily maintenance, correctly use and examination management
中圖分類號:O6-32文獻標識碼:A 文章編號:
在野外勘測工作中,測量儀器是一個使用頻繁的工具,由于諸多的客觀情況和人為因素,或多或少的會導致測量儀器在不同程度上出現一些故障,影響到正常的工作進程。正確使用儀器并且做好日常維護與管理工作,使儀器性能夠保持出廠時的技術指標,充分發揮儀器的功能和使用效率,是順利完成野外測量工作的前提保證。
一、測量儀器的日常維護
測量儀器出現故障是多種原因引起的。比如受熱、受潮、漏電、氧化、腐蝕等諸多因素的影響。使儀器內部個別元件或接點、接線失效,導致儀器不能正常使用。為了不影響正常工作,確保安全使用,必須做好儀器的日常維護工作,工作人員對儀器容易出現的故障應該做到及早發現、認真排除。具體表現在以下幾項:
一般情況下,室內應該保持清潔、無塵、無腐蝕性氣體,溫度控制在20℃~25℃左右,相對濕度在50%左右。
防塵光學元件應保持清潔,如沾染灰沙必須用毛刷或柔軟的擦鏡紙擦掉。禁止用手指撫摸儀器的任何光學元件表面。清潔儀器透鏡表面時,先用干凈的毛刷掃去灰塵,再用干凈的無線棉布沾酒精由透鏡中心向外一圈圈的輕輕擦拭。由于灰塵具有吸濕性,當儀器內積滿塵埃時,會使儀器的絕緣性能變差,使一些活動部件和與其接觸部件的磨損加劇,容易出現電擊穿,導致與其不能正常工作。工作人員的外套應該放置遠離儀器設備的處所,著干凈工作裝工作。
防潮潮氣會使電子儀器內部的元件絕緣性能下降,尤其是用纖維材料制成的絕緣材料,如變壓器、線圈等都會因受潮發霉而短路或斷路,潮氣還會使儀器外殼金屬部件發生腐蝕從而影響美觀。儀器箱內應保持干燥,要防潮防水并及時更換干燥劑。儀器長期不用時,應以一月左右定期取出通風防霉并通電驅潮,以保持儀器良好的工作狀態。尤其冬天室內、室外溫差較大時,儀器搬出室外或搬入室內,應隔一段時間后才能開箱使用。
防腐為了防止酸、堿性等氣體對電子儀器的腐蝕,不要將蓄電池或易發揮的化學藥劑與電子儀器放在一起,也不要將石灰作為防潮劑。定期檢查電子儀器內部的干電池,以免發生腐爛,電池的好壞、電量的多少決定了外業時間的長短。若長期不用應將電池取出并且妥善保管。
防熱由于絕緣材料的抗電強度會隨著溫度的升高而下降,電路元件的參數也會受溫度的影響,特別是半導體器件特性受溫度的影響更為明顯。因此,一般室內溫度要有所限制,不得超過40℃,應該保持在25℃左右,如果達到35℃時,應及時采取降溫排熱措施,必要時摘掉儀器外殼蓋板,快速散熱,并且縮短工作時間。
防漏電一般是在不通電情況下,將被測儀器的電源開關調至到通的位置,然后用兆歐表檢查儀器電源線插頭與機殼之間的絕緣是否符合要求,在這方面工作人員必須格外認真仔細的檢測。
二、測量儀器的正確使用
測量儀器的使用方法不當,不但會造成儀器的損壞,還會影響野外測量數據的丟失,使測量任務不能正常進行。各種儀器的用途不同,其使用方法亦不同。即使同種儀器,因型號不同,其使用方法也有所區別。因此,在使用儀器時,必須仔細閱讀儀器的使用說明書,嚴格遵循操作規程。
開機前注意事項
檢查供電電壓與儀器的工作電壓是否相符。檢查電子儀器的電源電壓變換裝置是否安插或扳置在相應的電壓部位。對有些電子儀器的保險絲插塞兼作電源的變換裝置,應注意其位置不能插錯,當電源電壓不符時會燒斷保險絲,嚴重時會損壞儀器內部器件,造成重大損失。
開機時注意事項
儀器通電后,如果發現有異?,F象,比如有嗡嗡聲、噼啪聲、焦糊味、冒煙等等,應果斷地切斷電源,在未查明故障原因時,不能盲目通電,以免擴大故障。如果發生保險絲燒斷的情況也應該切斷電源查明原因并且調換相同容量的保險絲再進行通電,避免儀器因過載而導致損壞。
測試時注意事項
儀器進行測試時,應先連接低電位端,比如接地線,后連接高電位端,比如探測器的探針。反之,測試完畢后,應先拆離高電位端,后拆離低電位端,否者,可能導致儀器超過負荷,甚至打壞指示電表的指針。造成不必要的損失。
關機時注意事項
儀器使用后應先切斷儀器的開關電源,然后拔下儀器的電源插頭,對于有高低電壓開關源的儀器,應先切斷高壓電源開關,后切斷低壓電源開關。切忌只拔下儀器的電源插頭,而不切斷儀器的電源插頭,這樣,會使儀器在下次使用時,由于先插上電源線插頭而造成不應有的沖擊。也應防止只切斷儀器的電源開關,而不拔下電源插頭,使儀器內部部分電路一直處于通電狀態,這些都應該避免發生。
儀器轉運時注意事項
首先把儀器裝在儀器箱內,再把儀器箱裝在專供轉運用的木箱內,并在空隙處填以泡沫、海綿、刨花或其它防震物品。裝好后將木箱或塑料箱蓋子蓋好。需要時應用繩子捆扎結實。無專供轉運的木箱或塑料箱的儀器不應托運,應由測量員親自攜帶。在整個轉運過程中,要做到人不離開儀器,如乘車,應將儀器放在松軟物品上面,并用手扶著,在顛簸厲害的道路上行駛時,應將儀器抱在懷里,注意輕拿輕放、放正、不擠不壓,無論天氣晴雨,均要事先做好防曬、防雨、防震等措施。
開箱后提取儀器前,要看準儀器在箱內放置的方式和位置,裝卸儀器時,必須握住提手,將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時,請握住儀器提手和底座,不可握住顯示單元的下部。切不可拿儀器的鏡筒,否則會影響內部固定部件,從而降低儀器的精度。應握住儀器的基座部分,或雙手握住望遠鏡支架的下部。儀器用畢,先蓋上物鏡罩,并擦去表面的灰塵。裝箱時各部位要放置妥帖,合上箱蓋時應無障礙。
三、測量儀器的管理及檢測
1、技術資料的管理
由于測量儀器特別是電子測量儀器外觀精致,內部安裝緊湊,電路結構繁雜,因此積累和保存儀器的技術資料,是維修工作的一個重要環節,可以幫助使用人員了解儀器的基本情況、技術性能、維修的重點及正確使用的方法等等。技術資料包括儀器的技術說明、出廠時的技術數據、維修記錄、使用情況記錄、定期檢查的測試數據記錄等內容。
2、儀器定期檢測
保管測量儀器時,應定期進行檢查,外觀檢查儀器面板上的旋鈕、開關、接線、插座、刻度盤等是否松動、滑位、磨損,表頭是否卡針,附件是否齊全。如果儀器長期不用,最長3個月應通電一次,觀察儀器的基本功能是否正常。儀器任何部分發生故障,不勉強使用,應立即檢修,否則會加劇儀器的損壞程度。測量儀器發生故障需要維修時,應到儀器廠家指定的專業維修點進行維修,保證維修質量。
對修復后的儀器進行定性測試,檢查其主要性能是否正常,如果更換元件后,影響儀器的主要技術性能,應對儀器進行重新調試。儀器修復后,應認真填寫檢修記錄,其內容包括儀器名稱、型號、生產廠家、機號、送檢時間等一般性內容,重點應填寫儀器的故障現象、損壞經過、原因分析、檢修結果。
以上這些情況,都是在日常工作中經常遇到的,所以,這就要求工作人員養成良好的工作習慣,不斷積累經驗,確保儀器設備正常使用。
四、結束語
也許有人認為,對測量儀器的日常維護工作是非技術性工作,往往容易被忽視。其實,測量儀器日常維護、保養和管理能否認真做細、做好,將直接影響儀器設備的性能是否更好的充分發揮。因此,日常維護與管理是一項十分重要的工作。同時,這也是一項總結經驗積累資料的工作,對做好儀器使用、維修保養,具有實際的重要意義。能夠使測量儀器高效率地使用,使測量工作得以正常進行,確??睖y任務能夠順利完成。
篇10
關鍵詞:電子儀器; 防電磁干擾; 技術措施
電磁干擾簡稱EMI,是指電磁場或者傳導隨著電流、電壓的作用產生降低設備裝置性能或造成不良影響的一種電磁現象。電磁干擾普遍存在于電子儀器的使用過程當中。特別是通訊設備的普及和計算機的廣泛應用更是導致電磁環境惡化,使電子儀器受到電磁干擾的現象日益嚴重,影響設備的正常使用。因此,掌握防電磁干擾技術對于提高電子儀器的使用質量是十分必要的。
1電磁干擾的來源和危害
影響儀器的電磁干擾有許多種,通常可以將其分為自然干擾和人為干擾。靜電放電和大氣噪聲是自然干擾的主要表現,靜電放電是指設備或人體自帶的靜電以火花或電暈的形式釋放給儀器帶來的影響。大氣噪聲干擾是一種脈沖寬帶干擾,覆蓋頻譜寬,傳播距離遠,常見的如雷電產生的放電現象等。人為干擾是指儀器或其它裝置產生的電磁干擾。常見干擾源有高頻設備、小型電器或無線電發射設備等。
此外,電磁干擾除了需要上述的干擾源以外還需要同時具備敏感接受器和偶合路徑兩個因素才能產生。
2防電磁干擾技術措施的具體應用
為了保證電子儀器的正常使用,在儀器的制作過程中就應該考慮如何防止電磁干擾。目前,在儀器中加入電磁兼容設計是防電磁干擾的重要手段。通過研究發現,儀器某些部位的線路、敏感元件等是電磁干擾的產生部位。針對這樣的情況,對于如何防止電子儀器受到電磁干擾提出以下幾點措施。
2.1屏蔽
屏蔽是電子儀器特別是實驗室電子測量儀器最常使用的防電磁干擾技術之一。主要是從藕合路徑方面著手對干擾電子儀器的電磁加以隔離。屏蔽分可為磁場屏蔽、電磁屏蔽和靜電屏蔽三種。
磁場屏蔽主要是指抑制或消除由磁場藕合所引起的干擾。在低頻儀器中,電流流經線圈的時候線圈周圍會產生磁場,整個空間布滿閉合磁力線,便會對儀器附近的敏感設備產生電磁干擾。這種情況之下,通常采用硅、鐵制品對設備進行屏蔽。如果線圈所在的閉合環是鐵磁材料制成,則散發在空氣中的漏磁便會減少,從而抑制磁場源對周圍敏感儀器的干擾,起到屏蔽保護的作用。
電磁屏蔽是抑制高頻磁場下敏感設備和干擾源通過遠距離磁場藕合而產生干擾的一種手段。通常采用銅、鋁等電阻較小的良h}導體為材料進行屏蔽。干擾電磁波在傳到金屬表面的時候會被吸收或反射,從而衰減電磁波能量,減少電磁對電子儀器的干擾。靜電屏蔽則適用于靜定藕合所產生的相互干擾,應用原理和上述屏蔽措施類似。
2.2濾波
濾波是抑制電磁傳導干擾的一種手段。一些敏感電子設備常常通過信號線、電源線等向外傳導干擾信號。想要抑制這種干擾信號通常采用低通濾波器對信號進行濾波,通過過濾可以有效的對混亂、復雜的干擾電波進行抑制。低通濾波器是從產生電磁效果的干擾源著手對電磁干擾進行遏制,但是在進行這種電磁兼容設計的時候需要考慮低通濾波器的特性,包撬額定電壓及耗損、額定電流、頻率、電阻抗性、絕緣電阻及漏電電流等等。
常被用作低通濾波器的有同軸吸收和參數元件兩種濾波器。同軸吸收濾波器主要是在電源線進出的鋼管中加入吸收介質,如磁珠、磁管、鐵氧體材料等,把瞬變的電磁能量轉化成熱能并消耗掉,從而起到抑制此干擾的目的。無元集中參數濾波器是一種由電容器和電感線圈組成的電容式濾波器。使用它使用可以有效的抑制頻率在3000MHz以內的電磁干擾。
2.3接地
在電子儀表中,接受電磁干擾的對象叫做敏感接收器。如果無法消除電波的干擾,也可以選擇將電磁從儀表中轉移出來的方法解決電磁干擾問題,主要的辦法就是在儀表中安裝一個接地裝置,使儀表中的電磁波導入大地,減少對電子儀器的影響。電子儀器的電子電路都有接地點,要想讓電子儀器可以防電磁干擾,可使用單點接地、多點接地和浮地等集中接地方式。
電子儀器特別是實驗室內的電子測量儀器多是金屬外殼直接接地,這樣儀器的導電率多比地面高,又由于電子儀器在內部的回路電流有直流、交流等多種并且易產生電位差從而形成電磁干擾,因此想以此來回路電流存在一定問題。想要解決這一問題最好的辦法就是讓儀器與地面間只存在一個連接點,這種單點接地的方式是電壓測試儀等低頻回路電子儀器所經常采用的防干擾措施。
在高頻回路的電子儀器中,當高頻電流經過輸出端口返回到基準回路時,它和其它路徑返回的電流會共同經過電源輸出阻抗,這一過程易損壞高頻線圈特性,而且各電流彼此也會產生很大電磁干擾。面對這種情況,可以采用多點接地的方式讓高頻駐波減小,使各個系統獨自接地,擁有獨立連接線是毫伏測量表等高頻電子儀器常采用的防干擾措施。
浮地是指讓電子儀器或儀器的電路和地面或者公用連接線分隔開來的一種接地方式。因為公用的連接線易引起回路的環流從而產生電磁干擾。常見的電壓表、電流表等多采用浮地接地方式來防止使用過程中出現電磁干擾。
3小結
綜上所述,由于電子儀器的種類很多,不同電子儀器的應用方向也不同,因此電子儀器使用的防電磁干擾技術也應有所不用。根據儀器自身特點來選擇或者設計出更適合的防電磁干擾技術也是本篇文章總結防電磁干擾技術措施的目的。通過采用防干擾技術可以有效降低甚至消除電磁對電子儀器的干擾,從而保證電子儀器測量值的準確,提高其工作性能,因此在今后的電子儀器生產使用過程中要注重防電磁干擾技術的應用,更要注重對防電磁干擾技術本身的研發與利用。
參考文獻
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