时域反射电缆测长中的波速特性

行波波速是决定时域反射电缆测长系统测量精度的关键.为了减小波速的影响,研究了时域反射电缆测长中的波速特性,分析了行波传播速度和介电常数的频率特性,研究了电缆的材料特性和环境温度对电缆中行波传播速度的影响,总结了确定波速的依据.实验测量了行波信号在不同温度下的波速,给出了行波在PVC绝缘电缆中传播速度的温度补偿系数.实验...     

地下工程直伸支导线陀螺定向精度分析研究

在长隧道地下导线测量中,采用测角量边,单一支导线测量精度较低.通过对陀螺定向的研究,讨论了通过横向贯通误差确定陀螺定向边的个数,分析了直伸型导线测量中加测陀螺方位角的数量及其增益.结果意味着较低精度的陀螺测量与较高精度的角度观测产生同样的点位误差.研究说明陀螺经纬仪的使用,可以减少地下导线测量的误差传播.     

基于点位误差模型的相似材料模拟监测实验研究

为了研究反射片量测模式应用于相似材料模拟实验中的监测精度,根据相似材料模型的实际观测和误差传播定律计算了点位坐标的理论量测精度。设计了现场实验,采用布尔莎七参数模型,基于Matlab计算平台把物方坐标系空间坐标自动转化为局部坐标系坐标,并与近景摄影测量的量测结果进行了对比和分析。结果表明,全站仪反射片量测模式点位坐标理论中误差沿X方向的极值为±1.5 mm,沿Y向和Z向的极值为±1.06 mm。当竖直观测角和水平观测角控制在[-π/4,π/4]以内时,点位坐标中误差可以控制在亚毫米级。与数字近景摄影测量点位坐标量测结果对比,全站仪反射片坐标测量模式沿X向的实际点位量测中误差为0.43 mm,Y向的点位量测中误差为0.37 mm。     

相似差值结合小波分析的行波法类反射波抑制研究

在电力生产和运行过程中,电线或电缆的精确测长及参数突变点定位,对于电力施工、电缆故障检测、高阻接地故障诊断以及电缆的生产管理等都有着重要意义.而对于脉冲反射法来说,准确找到反射脉冲起点是需要解决的最关键问题.通过对电缆多次、多种情况测量结果的比对分析发现,电线或电缆在同一测试环境下,相邻两次测量结果中噪声及反射波具有极大的相似性,对此,采用相似差值处理可以有效消除大部分干扰和噪声.在此基础上,采用小波软阈值对小波分解系数进行量化处理.对于其中最重要的部分即阈值的确定,采用基于史坦(Stein)的无偏似然估计原理进行阈值选择,得到最优的阈值.仿真和实测表明,相似差值处理结合小波软阈值去噪的新方法,能够有效突出反射信号、消除噪声,尤其是对于影响最大的类反射波的干扰信号有着极强的抑制作用,进而为提高反射脉冲起始点的查找精确度,以及相关仪器的研制提供了理论依据.     

齿轮双啮误差的分离及其计算

实际生产中齿轮双啮综合检验采用微机控制,不仅检测过程自动化,而且可以用微机对误差曲线进行频谱分析,找出误差产生原因.但由于测量齿轮精度有限,被测齿轮的检测精度不是十分理想,同时测量齿轮的精度也无法得出.为解决此实际问题,分析了双啮误差分离方法,提出了当测量齿轮和被测齿轮齿数比值大时的一种误差分离的简便方法.     

基于脉冲反射法电缆故障定位脉冲源的设计

在电力生产和运行过程中,电线或电缆的精确测长及参数突变点定位,对于电力施工、电缆故障检测、高阻接地故障诊断以及电缆的生产管理等都有着重要的意义.然而,对于用脉冲反射法进行电缆故障定位,脉冲源的质量决定了脉冲反射法电缆故障定位的准确程度.本文提出了一种用于电缆故障准确定位的脉冲源设计方法,并给出了具体的电路设计,该电路能够产生脉冲宽度可调,脉冲电压幅值可调的纳秒级低压脉冲,并对该脉冲源进行了测试并用于电缆故障准确定位.实测结果表明,设计的脉冲源能够产生脉冲宽度50~100 ns,幅值5~15 V可调的窄脉冲,对测试结果分析之后能够将测量盲区控制在5 m以内,满足电缆故障准确定位设计要求,为低压纳秒级脉冲源的生成提供了一个新思路,并为相关技术领域提供了一个新方法.     

长光栅传感器动态误差检测系统设计

长光栅传感器的静态精度的检测方法较为成熟,而其动态精度的检测尚没有一个有效的解决办法.针对此问题,研制了一种以高精度光栅尺为基准的长光栅动态误差检测系统.仪器主要由机械系统、测控系统、软件系统组成,通过在有效行程上与高精度光栅对比获得被测光栅的误差曲线.仪器采用直线电机驱动,保证了检测速度的要求,同时提高了长光栅传感器的检测效率.设计基于FPGA的双路光栅信号高速采集卡对光栅信号检测,解决了测量中同步触发问题及高速触发采样数据的处理问题.结果表明:本系统能够实现对光栅的动态精度的检测,检测效率高,适用于生产现场的大批量快速测量.     

外差干涉高帧速采样微位移的测量及误差分析

为提高微位移测量精度,在外差干涉测量原理基础上分析了非线性误差、激光稳频性及位相细分度等误差源.利用PhantomV12.1超高速数字摄像机对外差干涉采样,从采样图像灰度分布相关系数的周期性变化测量位移及其精度.结果表明：采样帧速与外差干涉位移分辨率成正比,高帧速采样能够降低变速运动及采样误差对测量精度的影响.在匀速微动条件下帧速低于1000FPS时精度提升显著,误差随被测物运动速度增加而变大.     

新型大电流测量系统研究

论述了利用法拉第效应进行光测大电流的原理,根据琼斯矩阵法推出了光测大电流公式.介绍了作者设计的光测大电流测量系统,进行了模拟实验,给出了实验结果.然后对测量系统的误差进行了全面系统地分析.研究表明,这种测量系统与传统测量方法相比具有绝缘性能好、抗电磁干扰、动态范围大、测量精度高等优点,因此有望应用于未来的电力系统中测量大电流.     

新型大电流测量系统研究

论述了利用法拉第效应进行光测大电流的原理,根据琼斯矩阵法推出了光测大电流公式.介绍了作者设计的光测大电流测量系统,进行了模拟实验,给出了实验结果.然后对测量系统的误差进行了全面系统地分析.研究表明,这种测量系统与传统测量方法相比具有绝缘性能好、抗电磁干扰、动态范围大、测量精度高等优点,因此有望应用于未来的电力系统中测量大电流.     

基于单片机高精度测频方法的研究

分析了利用单片机进行测频时测量原理、引起误差的原因,给出了提高频率测量精度方法,以及相应测量系统硬件、软件设计思想.在设计中测频计数闸门完全由硬件控制,测频精度高,硬件、软件实现较方便、灵活、可靠.     

利用光时域反射仪对光缆故障点准确定位及其测试误差分析

阐述了光时域反射仪OTDR的测试原理，分析了光缆线路故障的现象和产生的原因；并利用光时域反射仪(OTDR)对光缆线路故障点的准确定位进行了研究．分析了OTDR进行各种故障准确定位时所得后向散射信号曲线的特征，推断出与之对应的光缆故障种类，如断纤故障和光损增大故障；同时，又测量出测试点到故障点的光纤长度．对测试中产生的误差进行了分析，提出了减少误差的措施．由此总结出将测试长度换算成地面长度的计算方法，提高了光缆线路故障快速定位的准确度．     

差频相位法光速测量系统误差及精度分析

差频相位法光速测量系统只需较短的距离,就能快速、方便、较高精度地对光速进行测量,非常适合学生实验和演示实验。作为一个自主设计的实验系统,误差控制是一个不可回避的实际问题。从差频相位法测量光速的基本原理和测量过程出发,全面分析了该设计系统存在的各项主要误差,提出了控制误差的方法和措施,并对该系统的精度进行分析计算。为测量系统的设计、调试和测量方法的确定提供了较强的理论和实验指导。     

基于FPGA和MicroBlaze的高精度频率测量方法

为提高频率测量精度,对传统的等精度频率测量方法进行改进,修正了基准信号的计数误差,提高测量精度;通过对被测信号进行预分频,保证测量范围。采用SOPC技术在FPGA上构建MicroBlaze软核的嵌入式系统实现方案,通过分频40MHz系统时钟得到各种测试信号,给出了0.001~40MHz的实验结果。结果表明,该系统工作稳定可靠,测量精度高,相对误差不大于0.000 01%。     

ZK蜗杆齿廓测量误差研究

基于ZK蜗杆的齿廓方程,建立了齿廓测量误差的数学模型.在蜗杆参数确定的情况下,齿廓测量误差fz是测头偏置量y0的函数,给出了ZK蜗杆齿廓测量误差曲线,并研究了该曲线的特点.同时研究了在不同模数、头数和分度圆直径下测头偏置量对齿廓测量误差的影响规律.根据测量仪器精度确定原则,可以由被测蜗杆的精度等级来确定允许的测头最大偏置量.最后研究了齿廓近似测量的原理误差,举例说明了齿廓近似测量的可行性,对ZK蜗杆齿廓精密测量具有指导意义.     

斜拉索索力识别精度的提高方法

针对基于环境激励的斜拉索实测信号由于环境干扰而呈现出非平稳性和非平滑性的问题,提出了利用五点三次平滑法对快速傅里叶变换（FFT）得到的频域数据进行平滑处理,即考虑多因素影响来提高斜拉索索力识别精度。以实际斜拉桥工程中的拉索实测信号为研究对象,应用五点三次平滑法对拉索信号进行平滑消噪处理,考虑采样时间和采样点数对拉索频率识别精度的影响,利用求极值方法确定拉索各阶频率值及其位置,比较了基频法、频差法和峰值法确定拉索索力的计算精度,进行了索力测试的误差分析。结果表明：五点三次平滑法结合极值处理可以很好地识别拉索各阶频率,各因素对拉索频率的识别精度影响也有所不同,为频率法更加准确识别斜拉索索力提供了方便;同时也为开发高精度的索力测试仪器提供了有效依据。     

Analysis of precision and error of cable force identification of cable-stayed bridge

In this paper,in order to improve the precision of cable force identification of a practical cable-stayed bridge and consider some precision problems of vibration method in surveying the cable force in the engineering application,firstly,three calculation methods for the cable force measurement are analyzed and contrasted;secondly,using the method of finite element numerical simulation and the theory of the error analysis,the effect of both bending rigidity and constraint conditions on simple formula of vibration method is investigated;and the dependence of the precision of cable frequency identification on spectrum resolution,sampling time,and the number of sampling points is studied;Finally,fundamental frequency method,frequency difference method,and peak value method are applied to the cable force calculation of a practical project;and their computational precision and error are contrasted and analyzed.It is observed that it is essential to take into account the effect of every factor on the precision of the cable force identification and make it possible to identify the cable force more accurate by vibration method;and that it simultaneously provides an effective basis for the development of a high-precision equipment.     

采用空间滤波法测量气/固两相流固相速度

由插入式静电传感器的点电荷数学模型得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时在实时测量流速的过程中采用了"3dB"原则获取信号的截止频率。通过实验验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,建立了一套气/固两相流流体速度模拟实验装置,该装置可以在1～25m/s速度范围内完成固相速度空间滤波速度测量。并采用环状电极互相关速度标定了此空间滤波法测量得到的速度。实验结果表明:得到的插入式电极空间滤波速度测量模型可以在宽范围内实现固相速度测量。     

有缺陷同轴电缆的时域反射特性及应用

针对同轴电缆时域反射系统(TDR)在监测边坡变形中的应用,提出了同轴电缆时域反射测试系统的模型.在此基础上研究了不同特性阻抗同轴电缆系统的电磁波传播模型.通过室内试验,研究了国内最常见的三种同轴电缆发生剪切变形时的时域反射特性.在对多阻抗变化面同轴电缆传输系统的反射特性及同轴电缆剪切变形对TDR波形影响的计算及试验分析的基础上,总结了三种型号同轴电缆剪切面处特性阻抗随剪切位移的变化规律.分析表明,同轴电缆时域反射系统波形尖峰信号幅值随剪切位移增加而增加,不同型号的同轴电缆的剪切位移与阻抗之间基本上成线性关系.