基于微波谐振腔微扰法测量装置的葡萄糖溶液浓度测试系统

针对生物医学工程对无创检测血糖技术的迫切需求,开展了用于溶液浓度检测的谐振腔微扰法研究;借鉴文献中采用谐振腔微扰法测量葡萄糖溶液介电常数来确定溶液浓度的经验,建立了微波谐振腔微扰法测试系统,采用HFSS软件对腔体耦合环进行了仿真优化,结果表明溶液介电常数的变化将导致谐振腔谐振频率的显著变化;根据仿真优化结果,使用搭建的溶液测试系统,实现对不同浓度葡萄糖溶液的介电常数的测试。     

基于电场有限元分析的非接触法相对介电常数测量结果的修正方法

为了提高基于非接触法的相对介电常数测量的准确性,利用电场有限元分析建立对应的模型并获得了电极及其附近的电场和电位分布.分析了电极系统存在的边缘效应,给出了其对相对介电常数测量结果的影响.分析了潜在因素对非接触法测量误差的影响,确定了修正时需要考虑的因素为电极间隙距离、试样厚度与电极间隙距离之比和试样的相对介电常数.根据电极间隙距离、距离比、相对介电常数测量值到相对介电常数真实值的关系,采用三维插值法和匹配法修正测得的相对介电常数.采用仿真对修正方法进行了验证并针对实测高温硫化硅橡胶相对介电常数使用了该方法,结果验证了该方法的有效性.结果 表明:随着电极间隙距离和试样相对介电常数的增加误差幅值增大,随距离比的增加误差存在减小的趋势.对电极间隙距离、距离比和相对介电常数分别在0.2～5 mm、0.5～1和1～20内建模获得2 380组相对介电常数的真实值和计算值,发现相对误差在-0.37％～-41.72％内变化.     

高灵敏度溶液介电常数测量探头

文中提出一种适用于溶液介电常数测量的高灵敏探头。采用时域有限差分(FDID)分析其电磁场分布及测量端口反射系数与溶液介电常数的关系。通过实验测量证明该探头对溶液的介电常数变化敏感，经数值计算反演介电常数与Debye公式计算结果相吻合。     

数字式微电容测量系统及其应用

本文针对介电常数和位移信息等应用领域对微电容测量的精度和功能要求,采用一种基于充放电原理的具有高抗寄生效应的微电容测量电路,由C8051F345实现数字化和多种软件功能.其中,利用片内可编程计数器阵列实现电子开关的死区控制,消除电路开关交叠期及电荷泄露,提高了测量精度.同时,片内10位A/D 对模拟放大电路部分的输出电压完成模拟/数字转换,进而由软件实现滤波等功能.该数字式微电容测量系统包括电容测量模块、介电常数测量模块以及位移测量模块,具备测量模式选择、量程自动调节、数据实时或定时储存等功能,测量结果由液晶显示,由串口、USB接口和网口实现与上位机及网络的通信.     

谐振腔测湿温度补偿系统实验设计

针对谐振腔微扰法测湿过程中,腔体尺寸随温度变化对测湿结果影响显著的问题,提出了温度补偿的实验方案。根据谐振腔体积微扰原理,对温度补偿原理进行了分析,推导了腔体尺寸变化量与频偏的关系,设计了温度补偿实验系统方案,并对实验中的温度控制系统进行了分析。该温度补偿系统结构简单、成本适中,并对提高谐振腔法微水测量精度具有重要意义。     

基于三电极法的相对介电常数测量误差分析及修正方法研究

为了提高采用三电极法的相对介电常数测量准确性,文中根据真实电极系统的材料和尺寸,在基于有限元法的多物理场仿真软件Comsol中建立并求解了针对相对介电常数测量的3D模型。为了减少计算量同时考虑到测量系统近似轴对称,对模型进行了2D简化,3D与2D模型计算结果的比较验证了2D模型的可靠性。通过计算给出了电场、电位和表面电荷密度的分布,计算了标准中给出方法对应的误差。分析了样本厚度、相对介电常数和半径(面积)对相对介电常数计算准确性的影响,确立了相对介电常数准确性的主要影响因素。通过对样本厚度和相对介电常数分别在0.2~10 mm和1~100范围内建模,获得了大量相对介电常数真实值和对应的计算值,发现相对介电常数的误差均为负值。并获得的从样本厚度、相对介电常数测量值到相对介电常数真实值的关系,采用二维插值法修正了相对介电常数测量值。最后采用仿真计算对结果进行了验证并在绝缘材料相对介电常数实测中得到了应用。     

微波铁氧体介电常数测量值的尺寸因素修正

用普通陶瓷工艺制备了饱和磁化强度M_s为96 kA/m的钇钙钒石榴石铁氧体材料,在10.7 GHz下按照GB9633(等同IEC60556标准)测量了石榴石铁氧体的介电常数ε'及介电损耗tanδ_ε。实验表明测得的ε'值随试样直径的减小而降低。由计算公式分析了ε'随试样直径减小而降低的原因。给出了ε'测量值与试样直径关系的经验公式及ε'的尺寸修正系数,修正以后可以基本上消除ε'测量值中由试样尺寸引起的误差。最后讨论了介电常数和介电损耗的精准测量问题。     

平行双线串扰的分析

电子系统中经常出现串扰问题,它会影响系统的性能.因此,对于串扰问题的研究是非常必要的.本文基于把场转换为路的方法,把平行双线串扰模型转化为电路的模型,分析了其串扰情况.提出了平行双线的近场电场耦合的通用公式,用此公式验证了前人已研究的平行双线接地相同的情况.在电波暗室中进行了实验,并通过实验结果与MATLAB、Multisim 2个软件的仿真实测结果的比对,进一步验证了提出的公式的正确性.最后,给出了实际中如何减少平行双线串扰的方法.     

微波下复介电常数的测量方法

引言从电磁性质考虑,复介电常数ε_r是衡量各种磁性的和非磁性的各向同性介质性能好坏的物理量之一。现在电子工业使用的一些介质,其介电损耗实际上已低到很难测量的程度。目前普遍采用谐振腔的方法进行测量。使用H_(10m)矩形腔微扰法时,损耗测量     

计算混合体在均匀场中最大场强的近似公式

针对混合体在均匀场中的起晕电场问题,提出了近似计算最大畸变场强的公式,它随颗粒占空比、介电常数变化。和点偶极子模型和有限元法的计算结果比较表明该公式计算精度较好。     

Large change sensitivity analysis in linear systems using generalized householder formulae

This paper investigates multiparameter large change sensitivity problems in linear systems by a set of generalized Householder formulae. The newly developed rectangular formulae can accommodate large, small and zero parameter changes directly by avoiding a critical matrix inversion as compared to the traditional square formulae. Possible determination of a minimum order reduced system, whose solution procedure constitutes the major work in large change evaluation is discussed. Applications to linear systems are considered for the original and adjoint systems w.r.t. single as well as multiple input-output cases. This approach makes it possible to use large change analysis algorithms even if many parameters are changed.     

复合接地网接地电阻的简化计算

基于电力行业标准《交流电气装置的接地》推荐的水平接地网接地电阻的计算公式,提出了计算复合接地网接地电阻的简化公式。用该公式计算的结果与用矩量法、边界元法计算结果进行了比较,比较结果表明简化公式可供工程使用。     

Resistance formulas of grounding systems in two-layer earth

This paper lists, under one umbrella, the resistance formulae of power network grounding systems, namely: the buried grid; the driven rodbed; and the combination of the buried grid and rodbed. The formulae are synthesized from rigorous asymptotes; as a result, they are accurate (averaged error ≈5%) and do not require empirical tables or graphs. The validity of these formulae is verified in this paper, not by their derivations, since they are too lengthy, but by checking numerically, against the results of detailed-numerical methods and analytically, against asymptotes. The formulae are suitable for calculation with a handheld calculator, and therefore they are useful tools for an engineer in the field     

都江堰卵石推移质输沙规律研究

以都江堰二王庙水文站9年实测的卵石推移质输沙率资料和对应的水力参数为基础，选用6个有代表性的公式进行了分析计算和对比。结果表明，可以采用沙莫夫公式计算起动流速，计算输沙率应考虑床面不动颗粒所占比例的影响。当采用各自定义的代表粒径时，只有爱因斯坦公式能适用。当统一采用D35时，各公式都具有较好的精度和适用性。     

电力系统输电线路接地距离保护整定计算研究

文章主要推导和分析了接地距离保护与相邻线路接地距离，零序和纵联保护配合的计算方法和计算公式。尤其是详细推导有零序互感耦合线路相互配合的精确计算方法和公式，并提出了综合助增系数的新概念，文中公式推导祥尽准确，在不考虑零序互感影响时与相邻线路接地距离Ⅰ段配合的公式与整定规程完全相同。文中公式和结论已在整定计算程序设计或实际整定计算中采用。并有详尽的实际系统计算和分析。     

空间机构正交双轴转动对基体的扰动分析

研究了卫星或者空间站等系统上的正交双轴转动机构在工作时对星体或站体的扰动影响。将正交双轴转动机构抽象为2根刚性杆件组成的正交双轴转动刚体动力学模型。运用三维空间刚体动力学理论,推导了该模型在正交双轴转动时对其安装基体的六维扰动力与力矩理论计算公式。给定模型的相关参数,利用ADAMS软件对该模型进行刚体动力学建模和计算并与所得的理论公式计算结果进行对比,验证了所推导公式的正确性。所得结果可为空间转动机构的设计及其地面测试提供重要理论支持。     

半透明介质内辐射与导热复合换热过程熵产分析

本文用数值模拟方法对一维半透明介质内辐射与导热复合换热过程进行了热力学分析，给出了参与性介质中辐射与导热复合换热过程的无因次熵产公式和熵产数公式，分析了辐射—导热参数、光学厚度、散射反照率、壁面黑度对熵产数的影响。结果表明，在整个系统中，熵产数满足热力学第二定律，从而证明了无因次熵产公式及熵产数公式的正确性。最后从熵产数的角度分析了系统中的功损。     

海底电缆谐波频段电气参数计算

随着海上风电的大规模开发,由海上风电接入电网引起的谐波问题越来越突出,迫切需要进行建模和分析,而在谐波频段对海底电缆进行建模是其中的一项重要工作.研究了海底电缆谐波频段电气参数的计算方法,为海底电缆建模提供了依据.首先给出了电缆电气参数的定义,然后总结了海底电缆电气参数的计算流程和计算公式,并对计算公式的适用性进行了论证,最后对3种典型海底电缆的电气参数进行了计算.结果表明,无论是电缆的正序参数还是零序参数,都会随频率有较大幅度的变化,在进行谐波分析时必须考虑电缆电气参数随频率变化的特性.     

电力系统外网在线动态等值方案

为提高在线暂态稳定仿真的精度,需要提高外网动态等值精度。首先需要引入缓冲网,将靠近内网的少量外网厂站详细建模,以保留外网重要的动态响应细节;其次应保留外网中对内网动态过程影响较大的发电机的详细模型。为此,文章提出了外网动态等值中缓冲网设定策略和保留发电机策略,并给出了判定标准和公式。算例表明,采用上述策略后,内网的仿真精度可大大提高,与标准曲线十分接近;在外网非常庞大的情况下,虽然判定标准和公式所确定的保留发电机和缓冲网规模相对很小,但基本上提供了外网动态模型的重要细节,适于在线应用。     

基于拉氏反变换的传输线耦合电流半解析解

根据均匀平面波的特点，可将外场激励下传输线沿线激励的电源视为传输线首端等效电源的延迟，该延迟是空间电磁场相对于传输线入射参数的函数。基于Taylor传输线耦合模型，考虑均匀平面波激励下分布激励源的延迟性，推导了以理想大地为回线拉普拉斯域的传输线终端电流的半解析解公式，然后应用拉普拉斯反变换的性质推导出了时域电流的半解析解。终端耦合电流随着传输线参数和空间电磁场入射参数的变化而变化。仿真结果表明该半解析解公式收敛很快，对分析研究电磁场在传输线上的耦合机理和研究影响耦合电流大小的参数有特别意义。