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同一紗線樣品在不同實(shí)驗(yàn)室溫濕度條件、紗條在電容極板中不同位置等都會(huì)影響電容式條干均勻度測(cè)試結(jié)果。紗線經(jīng)絡(luò)筒后質(zhì)量已發(fā)生變異,管紗與筒紗測(cè)試結(jié)果存在明顯差異,電容式條干均勻度測(cè)試應(yīng)以筒紗質(zhì)量作為一批紗線質(zhì)量判定的依據(jù)。
關(guān)鍵詞:電容式;條干均勻度測(cè)試;溫濕度;電容極板;管紗
1 引言
電容式條干均勻度測(cè)試儀以電容極板內(nèi)的纖維與空氣作為介質(zhì),通過紗條內(nèi)纖維間質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為電容量變化來測(cè)試紗條類產(chǎn)品的條干均勻度,并廣泛應(yīng)用于并條、粗紗、細(xì)紗條干均勻度測(cè)試及紗疵控制。在測(cè)試過程中某些細(xì)節(jié)偏離測(cè)試程序,測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生誤差,可能導(dǎo)致一批紗線質(zhì)量評(píng)定的錯(cuò)誤。筆者就此問題從以下三個(gè)方面進(jìn)行探討。
2 溫濕度不同對(duì)條干均勻度測(cè)試的影響
很多紡織實(shí)驗(yàn)室沒有溫濕度控制條件,因溫濕度不同,造成條干均勻度檢驗(yàn)結(jié)果存在差異,致使貿(mào)易雙方檢驗(yàn)數(shù)據(jù)互不認(rèn)同,導(dǎo)致很多貿(mào)易摩擦。本文從溫濕度與條干均勻度CV的關(guān)系入手,對(duì)同一樣品在不同的溫濕度條件下進(jìn)行比對(duì)測(cè)試,以分析溫濕度對(duì)電容式條干均勻度測(cè)試的影響。
2.1 比對(duì)試驗(yàn)
試驗(yàn)環(huán)境:選取三種溫濕度:18℃,28%;20℃,65%;33℃,82%。
樣品選擇:選取以下樣品:C 9.7texT;T65/C35;13.1texT;C 14.6texT;C OE27.8texT;C OE 27.8texW。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):除選定的溫濕度外,其他測(cè)試程序執(zhí)行GB/T 3292.1―2008 《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分:電容法》,其轉(zhuǎn)杯紡為直筒,方向容易混亂,因轉(zhuǎn)杯紡不同退繞方向,條干均勻度CV值差異很大,本試驗(yàn)中的條干均勻度統(tǒng)一方向,面對(duì)筒紗順時(shí)針方向退繞。
使用儀器:本文選用陜西長嶺紡電公司生產(chǎn)的電容式條干均勻度測(cè)試儀。
2.2 不同溫濕度條件下紗條條干均勻度測(cè)試結(jié)果見表1,分析如下:
(1)溫濕度不同明顯影響條干均勻度。從表1可看出,同一紗條在不同溫濕度條件下,其條干均勻度值具有明顯差異。對(duì)棉纖維紗條而言,其條干均勻度CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)及棉結(jié)在不同溫濕度條件下,其檢驗(yàn)結(jié)果存在差異。一般情況下,條干均勻度CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)及棉結(jié)隨溫濕度的提高而提高,這是由于紗條纖維及纖維混紡比例不同,其他影響因素比如紗條不同片段間的離散性,盡管被測(cè)紗條不能重復(fù)測(cè)試,各溫濕度條件下試驗(yàn)的紗線片段間可能有差異,但各樣品均是重復(fù)測(cè)試400米,不同片段間本身的條干均勻度差異不會(huì)形成如此顯著的變化。另外不同儀器與測(cè)試操作也造成條干均勻度測(cè)試的差異。
(2)溫濕度不同導(dǎo)致紗線疵點(diǎn)變化。紗條中的纖維經(jīng)前道工序整理完畢后,在細(xì)紗工序,纖維受外力作用相互擠壓、摩擦而加捻卷繞成紗條。纖維在不同溫濕度條件下強(qiáng)力不同,強(qiáng)力使紗條中的纖維有自我形態(tài)恢復(fù)能力,不同溫濕度條件賦予纖維不同的形態(tài)恢復(fù)能力,導(dǎo)致紗條中纖維某一片段纖維數(shù)量與纖維位置的復(fù)雜變化,同一紗線條干均勻度CV值不同,其細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)數(shù)量也不同。
3 紗條在電容極板內(nèi)不同位置對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響
3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
樣品選擇:細(xì)紗線密度小、捻度大,在測(cè)試過程中不易發(fā)生紗線外觀形態(tài)變化,故取線密度大、捻度小的粗紗進(jìn)行比對(duì)測(cè)試。二筒精紡粗紗A、B,線密度均為467tex。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T 3292.1―2008 《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分:電容法》。
使用儀器:長嶺紡織機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的YG135G。
試驗(yàn)環(huán)境:(20±1)℃ 、(65±2)%RH,意大利HIROSS恒溫恒濕機(jī)組。
3.2 試驗(yàn)方法
電容式條干均勻度儀的平行極板電容傳感器檢測(cè)紗條時(shí),紗條就會(huì)偏離平行極板電容傳感器的中間位置,在紗條通過平行極板電容傳感器時(shí)紗條發(fā)生偏離,為了驗(yàn)證平行極板電容傳感器電容量的變化,取兩根粗紗,在不同位置進(jìn)入平行極板電容傳感器以測(cè)試其電容量。本試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇3槽進(jìn)行條干均勻度測(cè)試,速度50m/mim,時(shí)間2min;為比較紗條不同體積或外觀形態(tài)電容量的變化,取電容極板的中間位置,偏右位置(見圖1),偏左位置(見圖2),檢測(cè)順序分別為中、偏右、偏左,各試驗(yàn)4次。
圖1 紗條在電容極板偏右位置
圖2 紗條在電容極板偏左位置
3.3 A/B粗紗試驗(yàn)結(jié)果見表2,分析如下:
(1)紗條在平行極板電容傳感器不同位置條干均勻度不同。從表2可以看出紗條在平行極板電容傳感器不同位置時(shí),其條干均勻度CV值不同,且變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性:紗條在平行極板電容傳感器的中間位置時(shí)最大,偏右位置時(shí)小于偏左位置時(shí)的條干均勻度CV,即條干均勻度CV(中)>條干均勻度CV(左)>條干均勻度CV(右)。
(2)紗條在平行極板電容傳感器不同位置相對(duì)線密度不同。紗條在平行極板電容傳感器的不同位置時(shí),反映長片段不勻的相對(duì)線密度AF值不同,且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性:紗條在平行極板電容傳感器中間位置時(shí)相對(duì)線密度AF值最小,偏右位置時(shí)大于偏左位置時(shí)的相對(duì)線密度AF值,即相對(duì)線密度AF值(右)>相對(duì)線密度AF值(左)>相對(duì)線密度AF值(中)。
(3)紗條在平行極板電容傳感器不同位置時(shí)條干均勻度變化與相對(duì)線密度變化的規(guī)律。條干均勻度CV與相對(duì)線密度AF值都是紗條片段不勻的技術(shù)指標(biāo),前者反映的是紗條短片段不勻,后者反映的是紗條相對(duì)線密度的長片段不勻。分析(1)、(2),條在平行極板電容傳感器的不同位置時(shí),當(dāng)其條干均勻度CV最小時(shí),相對(duì)線密度AF值則最大;相對(duì)線密度AF值最小時(shí),條干均勻度CV則最大,兩者呈反相關(guān)關(guān)系。
4 管紗與筒紗條干均勻度測(cè)試的差異
4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
試驗(yàn)樣品:本試驗(yàn)選取4個(gè)品種:C 14.6texT、C J 14.6texT、C J 9.7texT、C J 7.3texT。為減少不同樣品的離散性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,分別從相應(yīng)細(xì)紗機(jī)的一個(gè)粗紗、同一個(gè)錠子上連續(xù)抽取三個(gè)管紗,再從中取兩個(gè)管紗分別用半自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)與全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)絡(luò)成筒紗。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T 3292.1―2008《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分:電容法》。
試驗(yàn)儀器:YG135G條干均勻度測(cè)試分析儀,長嶺(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)。
試驗(yàn)環(huán)境:19℃,65%RH。
4.2 試驗(yàn)方法
條干均勻度測(cè)試400m/min,做兩次,取其平均值。
4.3 管紗與筒紗試驗(yàn)結(jié)果見表3
紗線質(zhì)量變異分析如下:
(1)紗線絡(luò)筒產(chǎn)生質(zhì)量變異。由于絡(luò)筒工序高速卷繞,紗線受到較大張力及槽筒對(duì)紗線的摩擦作用,從管紗絡(luò)成筒紗,筒紗的質(zhì)量特性已不同于絡(luò)筒前管紗的質(zhì)量特性,稱這種現(xiàn)象為“紗線質(zhì)量變異”。普通絡(luò)筒機(jī)的線速度為500m/min~600m/min,而現(xiàn)在全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的線速度已達(dá)2000m/min以上,紗線質(zhì)量變異更為明顯。
(2)紗線絡(luò)筒后質(zhì)量惡化。筒紗的條干均勻度CV值相比管紗呈惡化趨勢(shì),其惡化程度與不同絡(luò)筒機(jī)及絡(luò)筒機(jī)速度有關(guān);細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)大多數(shù)呈增多趨勢(shì),個(gè)別筒紗相比管紗疵點(diǎn)少,并不是因?yàn)榻j(luò)筒工序本身減少了紗線疵點(diǎn),而是絡(luò)筒工序另加的電子清紗去除了部分偶發(fā)紗疵(偶發(fā)紗疵是紗線疵點(diǎn)一部分),因而有些樣品經(jīng)絡(luò)筒工序后的疵點(diǎn)數(shù)量有所減少,但總體看常規(guī)紗疵呈增加趨勢(shì)。
(3)筒紗加電子清紗后質(zhì)量水平仍低于管紗。為了改善條干均勻度,在絡(luò)筒工序增加電子清紗去除偶發(fā)紗疵,但由于絡(luò)筒后紗線質(zhì)量的惡化,紗線經(jīng)電子清紗器后的條干均勻度水平低于管紗的條干均勻度。管紗的條干均勻度優(yōu)于增加了電子清紗的筒紗的條干均勻度。
5 結(jié)語
(1)嚴(yán)格測(cè)試條件是條干均勻度測(cè)試準(zhǔn)確的可靠前提。電容式條干均勻度測(cè)試儀是一款精密、多功能的z測(cè)儀器,加強(qiáng)溫濕度控制保持紗條在電容極板的中間位置,防止紗條與電容極板進(jìn)行接觸,嚴(yán)格測(cè)試程序,才能保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞:電容傳感器;測(cè)厚儀;誤差
1 概述
電容式傳感器是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。由于它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、分辨率高,可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量,并能在高溫、輻射和強(qiáng)烈振動(dòng)等惡劣條件下工作,目前,在自動(dòng)檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。電容式測(cè)厚儀是用于測(cè)量金屬帶材在軋制過程中厚度在線檢測(cè)的儀器,傳統(tǒng)的方法是采用兩電容并聯(lián)構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)來檢測(cè)金屬帶材的厚度,該方法會(huì)隨著帶材在線檢測(cè)過程中波動(dòng)的幅度增大而誤差增大。文章提出了一種改進(jìn)型電容測(cè)厚儀,采用獨(dú)立電容進(jìn)行檢測(cè),較原方法,誤差降低。
2 差動(dòng)式電容傳感器
現(xiàn)有的這種金屬帶材測(cè)厚儀,其工作原理是在被測(cè)帶材的上下兩側(cè)各放置一塊面積相等,與帶材距離相等的極板,如圖1所示。這樣極板與帶材就構(gòu)成了兩個(gè)電容器C1,C2,把兩塊極板用導(dǎo)線連接起來成為一個(gè)極,而帶材就是電容的另一個(gè)極,在電路中C1、C2屬于并聯(lián)方式,其總電容為C1+C2。金屬帶材在軋制過程中不斷向前送進(jìn),如果帶材厚度發(fā)生變化,電容測(cè)厚儀傳感器將引起它與上下兩個(gè)極板間距變化,從而引起電容量的變化。如果將總電容量作為交流電橋的一個(gè)橋臂,電容的變化量DC引起電橋不平衡輸出,經(jīng)過放大、整流、濾波即可在儀表上顯示出帶材的厚度。
將(4)式與(3)式進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),只要金屬帶材不是處于兩極板中心位置,將產(chǎn)生的位置誤差。但是,金屬帶材在線檢測(cè)過程中必定存在上下波動(dòng),即使采取一定的措施,仍存在誤差,該誤差是由于兩電容并聯(lián)所造成的。傳統(tǒng)的電容測(cè)厚儀測(cè)厚精度較低,并且為了使帶材盡可能的處于中心位置,也加大了操作的難度。所以,這種方法并不理想。
3 獨(dú)立電容傳感器
在電容器兩極板間的空隙中放入金屬板,很明顯電容器的電容值會(huì)改變,但不像改變電介質(zhì)那樣。當(dāng)放入金屬板后,金屬板在勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜電平衡,成為等勢(shì)體。于是,我們可以把它當(dāng)作等勢(shì)面而忽略厚度,厚度忽略后其板間距離可看作減少了x(x為金屬板厚度),故由C的決定式可得電容增大,增大部分即由金屬板厚度引起的。基于此思想,可以把金屬帶材假設(shè)成放入電容器兩極板間的一個(gè)等勢(shì)體[4]。
在被測(cè)金屬帶材的上、下面對(duì)應(yīng)位置各安置一塊電容傳感器的極板,這兩塊極板構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的電容傳感器。假設(shè)金屬帶材上、下極板之間的距離固定為d0(即獨(dú)立電容初始極板間距離為d0),帶材的上表面與上極板間距為d1,帶材的下表面與下極板間距為d2,帶材的厚度為x,則d0=d1+x+d2。不論被測(cè)帶材是否處于中心位置,也不論被測(cè)帶材上下波動(dòng)如何,只要厚度x一定時(shí),那么電容兩極板間距d0-x=d1+d2即為固定值。通過測(cè)量(5)式中的Cx即可確定金屬帶材x的厚度。
這樣,通過測(cè)量獨(dú)立電容器的電容值,克服了并聯(lián)式電容器存在的原理性誤差的缺點(diǎn),解決了金屬帶材傳輸過程存在的上下波動(dòng)的問題。
由于式(5)中厚度x與輸出電容Cx為非線性關(guān)系,可采用放大倍數(shù)足夠大,輸入阻抗足夠高的運(yùn)算放大器作為后續(xù)理想的測(cè)量電路,該電路將電容又轉(zhuǎn)化成電壓輸出。不過此時(shí),運(yùn)算放大器的輸出電壓與帶材厚度x成線性關(guān)系,解決了變極距式電容傳感器的非線性問題。
4 結(jié)束語
文章提出了獨(dú)立電容傳感器檢測(cè)金屬帶材厚度的原理和方法,完全消除了被測(cè)帶材在測(cè)量過程中上、下波動(dòng)對(duì)厚度檢測(cè)的影響。由于輸出的電容變化值十分微小,不能直接為目前的顯示儀表所顯示,所以借助運(yùn)算放大器測(cè)量電路,將其轉(zhuǎn)換成與厚度x成單值函數(shù)關(guān)系的電壓。該方法操作簡單,提高了測(cè)量精度。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:建筑電氣施工;問題;解決策略
中圖分類號(hào):TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)08-0111-01
1 電線管路敷設(shè)
(1)管線敷設(shè)。在對(duì)建筑工程的電線進(jìn)行敷設(shè)的時(shí)候,一般會(huì)出現(xiàn)的問題就是在管道以及橋架等方面。在對(duì)這方面的問題進(jìn)行處理的時(shí)候,導(dǎo)線的不同,導(dǎo)致了敷設(shè)的要求也是不一樣的。有的時(shí)候,施工經(jīng)驗(yàn)比較缺乏的工作人員就容易將不同的導(dǎo)線型號(hào)和不同的敷設(shè)方式之間混淆,這就會(huì)使得電路不能夠正常的使用。出現(xiàn)這樣的問題的時(shí)候,想要確保所敷設(shè)的管線的質(zhì)量,就一定要對(duì)施工過程中的管理工作進(jìn)行加強(qiáng)。應(yīng)該由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員來進(jìn)行這項(xiàng)工作。并且,在對(duì)管道進(jìn)行加工的時(shí)候,管道的彎曲程度和管道直徑之間的角度都是有具體的要求的,這些要求一定要與電氣施工的要求相符合,這樣才能夠保證施工的質(zhì)量。除此之外,管線的質(zhì)量也會(huì)影響管道施工的質(zhì)量,所以,在管線的選擇上一定要求高質(zhì)量,保證不開裂、不起皮等。
(2)配電箱安裝。在建筑安裝配電箱的時(shí)候,經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要有:固定住配電箱之后,周圍的空隙比較大,配電箱內(nèi)的雜物比較多;配電箱用電氣焊進(jìn)行開孔之后,箱內(nèi)出現(xiàn)銹蝕;配電箱內(nèi)的導(dǎo)線眾多,都連接在同一個(gè)端口,零線和接地線交叉使用;配電箱內(nèi)的其他配件沒有標(biāo)注,不了解其具體功能。解決這些問題的措施分別是:在安裝配電箱的時(shí)候,要與土建工程相配合,在安裝之前,仔細(xì)清潔箱內(nèi);零線是淡藍(lán)色的,接地線是黃綠相間的,工作人員一定要注意區(qū)分;在安裝完配電箱之后,工作人員要將各種元件的用途進(jìn)行標(biāo)注,保證其用途。
(3)燈具安裝。在進(jìn)行燈具安裝的時(shí)候,經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要有:安裝燈具的位置和原設(shè)計(jì)嚴(yán)重不符,燈具之間的水平度和垂直度之間的差距比較大;帶有吊鏈的燈具,在選擇吊鏈的時(shí)候不恰當(dāng),鏈條之間不平行;安裝燈具的高度不能夠滿足接地或者接零的保護(hù)要求。解決這些問題的措施是:在預(yù)埋燈線盒的位置的時(shí)候,一定要嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行,出現(xiàn)偏差的時(shí)候要及時(shí)糾正。
2 防雷接地
(1)防雷接地系統(tǒng)。一般在防雷的接地系統(tǒng)中,最容易發(fā)生問題的部分就是焊接的部分。有的r候是因?yàn)楣ぷ魅藛T在焊接的時(shí)候技術(shù)不過硬,導(dǎo)致焊接的質(zhì)量不過關(guān)。而有的時(shí)候則是因?yàn)樵诤附拥臅r(shí)候沒有對(duì)其長度進(jìn)行很好的掌握,所以才造成了質(zhì)量問題。還有的是因?yàn)榻拥馗删€的數(shù)量沒有達(dá)到規(guī)定的要求,所以才造成了防雷接地系統(tǒng)不能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)出現(xiàn)這些問題的時(shí)候,一般要從以下幾方面來進(jìn)行解決。首先,在進(jìn)行焊接的時(shí)候,特別是在搭接的時(shí)候,對(duì)于長度的標(biāo)準(zhǔn)一定要有一定的認(rèn)識(shí)。一般情況下,想要達(dá)到寬度的兩倍及以上,在三面進(jìn)行焊接,并且是直徑都不相同的圓形鋼管進(jìn)行焊接的時(shí)候,搭接的長度應(yīng)該要以最大直徑最為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行搭接。其次,在進(jìn)行接地連接的時(shí)候,連接的位置是有嚴(yán)格的要求的,一定要選擇超過兩點(diǎn)來進(jìn)行連接。再次,接地線的數(shù)量一定要達(dá)到施工過程中的標(biāo)準(zhǔn),而且要符合相關(guān)的規(guī)格,不符合規(guī)格的接地線能夠引起嚴(yán)重的安全問題,所以工作人員也應(yīng)該要非常的重視。最后,設(shè)置女兒墻是非常重要的,在施工的過程中,應(yīng)該要先留出一個(gè)空洞,方便后期進(jìn)行施工。而且想要保證其質(zhì)量,就不能夠用錘子敲打圓鋼。
(2)建筑物等電位聯(lián)結(jié)。在建筑電氣施工的時(shí)候,有很多非常重要的位置會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)問題。利用暗敷的方法,就能夠很有效的解決這個(gè)問題,而且還能夠進(jìn)行穿墻的處理。除此之外,想要讓電源的總進(jìn)線能夠進(jìn)行重復(fù)的接地,那么在設(shè)置防雷接地線的時(shí)候,就應(yīng)該保證其與電源的總進(jìn)線在相同的接地裝置中,保證電阻不會(huì)過大,這樣就能夠符合施工的要求,也避免了一系列的安全隱患。
3 結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,我國的建筑電氣施工水平也在提高。而想要提高電氣施工的質(zhì)量,首先就要防止在施工的過程中出現(xiàn)一些本可以夠避免的低級(jí)錯(cuò)誤。電氣施工的質(zhì)量和人們的生活工作有著最直接的關(guān)系,所以顯得更加重要。本文所提到的一些建議和方法,相信也一定能夠?yàn)橐院蟮碾姎馐┕べ|(zhì)量提供技術(shù)上的支持。
參考文獻(xiàn)
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為確保輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀在輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試工作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,我們要定期對(duì)輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀測(cè)試準(zhǔn)確度進(jìn)行校驗(yàn)。在校驗(yàn)輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀阻抗角測(cè)量準(zhǔn)確度時(shí),若采用真實(shí)感性負(fù)載來調(diào)節(jié)阻抗角時(shí),所需的電感需要專門定制,不經(jīng)濟(jì)。因輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀電流及電壓測(cè)量回路是各自獨(dú)立的,所以我們可以采用電阻、電容移相電路,可以很方便的得到所需的阻抗角,其中所需的電阻器及電容器都很常見,且價(jià)格便宜。
1、輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀校驗(yàn)工作簡介
1.1輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀測(cè)試功能
為確保輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀以下簡稱測(cè)試儀在輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試工作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,我們要定期對(duì)測(cè)試儀測(cè)試準(zhǔn)確度進(jìn)行校驗(yàn)。測(cè)試儀測(cè)試項(xiàng)目可分為兩類,即阻抗類:包括正序阻抗、零序阻抗、互感阻抗等3個(gè)項(xiàng)目和電容類:包括正序電容、零序電容、耦合電容等3個(gè)項(xiàng)目。
1.2輸電線路工頻參數(shù)測(cè)試儀兩種校驗(yàn)方法比較
1.2.1標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載法
在測(cè)試儀輸出端接上標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載,將標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載標(biāo)稱值與測(cè)試儀測(cè)量示值進(jìn)行比較。這種校驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)是直觀明了,缺點(diǎn)是所需的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載不僅要求精度高,優(yōu)于0.2%,還要能承受一定的功率,一般這種標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)值都是單一的,若要對(duì)測(cè)試儀范圍內(nèi)多個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)就需要多個(gè)不同電容值、不同阻抗值各不同阻抗角的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載,配齊這樣一套專用標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載進(jìn)行測(cè)試儀的校驗(yàn)很不經(jīng)濟(jì)。
1.2.2多功能交流標(biāo)準(zhǔn)表法
在測(cè)試儀的輸出端接上合適的可調(diào)模擬負(fù)載,同時(shí)接入多功能交流標(biāo)準(zhǔn)表(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)表),通過調(diào)節(jié)負(fù)載得到各個(gè)參數(shù)校驗(yàn)點(diǎn),將測(cè)試儀上的電流值、電壓值及阻抗角示值與標(biāo)準(zhǔn)表的實(shí)測(cè)值進(jìn)行比對(duì)。這種方法對(duì)所需的可調(diào)模擬負(fù)載的精度沒有要求,只需要有足夠的額定功率、額定電壓、額定電流,及相應(yīng)的可調(diào)范圍就可以了,用常見滑線變阻器及電機(jī)啟動(dòng)電容器就能滿足,標(biāo)準(zhǔn)表是我們電測(cè)專業(yè)的通用儀表,不需要另外投入,因此這種方法的優(yōu)點(diǎn)是很經(jīng)濟(jì),不需要另外投入其它設(shè)備。
標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)確度要求優(yōu)于0.1%,這樣電壓及電流的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度為0.5%,計(jì)算結(jié)果的合成準(zhǔn)確度為1%,阻抗角的測(cè)量準(zhǔn)確度要求優(yōu)于±0.05度。
1.3多功能交流標(biāo)準(zhǔn)表法各個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)方法
電流電壓的校驗(yàn)比較簡單,本文不作詳述。本文主要介紹阻抗角參數(shù)調(diào)節(jié)方法:
輸電線路工頻參數(shù)阻抗類參數(shù)都是感性阻抗,也就是說阻抗角的測(cè)量范圍在0°~90°之間。那么阻抗角的調(diào)節(jié),若采用真實(shí)感性負(fù)載來調(diào)節(jié)阻抗角時(shí),所需的電感需要專門定制,同樣不經(jīng)濟(jì)。因測(cè)試儀電流及電壓測(cè)量回路是各自獨(dú)立的,所以我們可以采用電阻、電容移相電路,可以很方便的得到所需的阻抗角,其中所需的電阻器及電容器都很常見,且價(jià)格便宜。
2、阻抗角測(cè)量準(zhǔn)確度校驗(yàn)接線圖
因?yàn)闇y(cè)試儀的三相電源及測(cè)量系統(tǒng)都是獨(dú)立的,我們可以使用一套電阻、電容移相電路依次對(duì)三相的測(cè)量系統(tǒng)分別校驗(yàn),以A相為例,校驗(yàn)接線圖如圖1:
3、相量分析
在圖1中,設(shè)標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)得的阻抗角為Φ,它是電流I及電壓U相量的夾角,與測(cè)試儀測(cè)量的阻抗角相同,R1和C1組成分壓電路,因此I1遠(yuǎn)小于IL,據(jù)此可以作出相量圖(圖2)。
I1超前Us的夾角Φ1,其范圍在0°~90°之間,C1越大Φ1越大,R1越大Φ1越小。相量I≈相量IL,且相量U為相量I1在電阻R1上的電壓降,方向相同,因此相量U超前于相量I的夾角Φ0≈Φ1,也可以在0°~90°之間調(diào)節(jié)。這樣就可以在0°~90°的范圍內(nèi)對(duì)測(cè)試儀阻抗角測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行校驗(yàn)。
(作者單位:江西省送變電建設(shè)公司)
關(guān)鍵詞:交通管理;智能化儀表
1引言
路試檢驗(yàn)行車制動(dòng)性能與制動(dòng)距離、充分發(fā)出的平均減速度(MFDD)、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間(t)與制動(dòng)穩(wěn)定性有關(guān)。傳統(tǒng)的路試檢驗(yàn)行車制動(dòng)性能的儀器是五輪儀,盡管其測(cè)量精度較高,但是使用起來較為繁瑣,不夠便捷,測(cè)試的工作量也較大,在實(shí)際工作中并不適用。這就需要一種便攜式能夠直接測(cè)定制定動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和充分發(fā)出的平均減速度的儀器,也就是筆者將在下文中介紹的MBK-01型便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀。
2工作原理和技術(shù)方案
2.1測(cè)量傳感器
該測(cè)試儀的主要探測(cè)元件是加速度傳感器,利用對(duì)車輛的加速度、減速度的測(cè)量,從而達(dá)到對(duì)車輛制動(dòng)性能所需的各項(xiàng)參數(shù)檢驗(yàn)的目的。該測(cè)試儀選用的傳感器屬于目前世界頂尖水平的硅微電容式固態(tài)加速度傳感器,其主要材料由硅組成,并使用微光刻和蒸汽沉積技術(shù)制作而成,其溫度飄逸不大,適合用于車輛制動(dòng)檢測(cè)。傳感器的工作原理在于通過電容和位移的關(guān)系,讓慣性元件與兩個(gè)固定電極組成可變電容器,慣性元件會(huì)在車輛經(jīng)過振動(dòng)時(shí)通過電容測(cè)量電路轉(zhuǎn)化成加速度量輸出,得到測(cè)量結(jié)果。
2.2智能化信號(hào)處理單元
智能化信號(hào)處理單元是測(cè)試儀整個(gè)儀表的關(guān)鍵所在。制動(dòng)性能測(cè)試儀在工作時(shí),是對(duì)車輛在行駛過程中的動(dòng)態(tài)測(cè)量,由于測(cè)試儀的性能限制以及汽車加速度較快,使得整個(gè)過程的極快,要想使測(cè)量結(jié)果更加精確,就需要儀表對(duì)汽車行駛的響應(yīng)時(shí)間夠快,同時(shí)需要具備較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。所以,當(dāng)加速度傳感器的信號(hào)傳輸?shù)紸D轉(zhuǎn)換器后就被送入到微處理端實(shí)施數(shù)據(jù)處理,接著再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作,最后按照交通管理中心按照實(shí)際需求把所得數(shù)據(jù)利用RS232串行通訊輸送到計(jì)算機(jī)終端。在制動(dòng)測(cè)試模式下,微處理機(jī)在接收到汽車剎車踏板的信號(hào)后,就馬上把AD轉(zhuǎn)換器所取得的減速度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到儀表內(nèi)部,接著通過微處理機(jī)處理數(shù)據(jù),得到測(cè)試汽車制動(dòng)性能所需的各項(xiàng)參數(shù)。在加速測(cè)試模式下,微機(jī)會(huì)把收集到的加速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到儀表中,然后當(dāng)車輛行駛速度加速到預(yù)定的數(shù)值后,就通過儀表內(nèi)的微機(jī)處理數(shù)據(jù),得到平均加速度、加速過程所花費(fèi)的時(shí)間。
3交通管理領(lǐng)域智能化儀表的應(yīng)用前景和性能指標(biāo)
3.1性能指標(biāo)
筆者在這里將MBK-01便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀和目前國內(nèi)外常用的先進(jìn)設(shè)備VC2000PC剎車測(cè)試儀性能指標(biāo)做一個(gè)對(duì)比
3.2應(yīng)用前景
從目前國內(nèi)交通管理的實(shí)際情況來看,傳統(tǒng)使用的五輪儀由于安裝繁瑣、費(fèi)時(shí),和目前的交通管理工作不相適應(yīng);而MBK-01便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀由于特點(diǎn)突出,優(yōu)勢(shì)顯著,適用于對(duì)機(jī)動(dòng)車制動(dòng)性能的檢測(cè),能夠在全國的車檢所、汽車修理廠乃至于交通事故勘察單位中都推廣使用,從而及時(shí)地檢測(cè)出制動(dòng)性能存在問題的汽車。
4交通管理中使用智能化儀表的必要性
傳統(tǒng)的路試檢驗(yàn)儀器盡管有著測(cè)量精度高的優(yōu)勢(shì),不過從安裝到操作到計(jì)算都不夠簡捷,對(duì)于每天都需要檢測(cè)大量機(jī)動(dòng)車的車檢所、技術(shù)監(jiān)督部門以及機(jī)動(dòng)車修理廠等各個(gè)單位而言明顯不實(shí)用。新形勢(shì)下,智能化設(shè)備在各領(lǐng)域都開始推廣使用,智能化設(shè)備的使用能夠減少人工操作的失誤,加強(qiáng)工作效率和精準(zhǔn)度,是我國各種電子產(chǎn)品和機(jī)械設(shè)備未來發(fā)展的主要方向?,F(xiàn)階段中,該測(cè)試儀已經(jīng)通過專家鑒定,開始大規(guī)模生產(chǎn),用來取代傳統(tǒng)的測(cè)試儀表。筆者相信,這種組裝方便、操作智能、測(cè)量精準(zhǔn)的儀器很快就能在國內(nèi)機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)工作中推廣使用。
參考文獻(xiàn)
[1]自診斷技術(shù)在智能化儀表中的應(yīng)用[J].劉國光.自動(dòng)化與儀器儀表.2000(06).
條干不勻率檢驗(yàn)一方面反映成品絲的質(zhì)量,另一方面也反映長絲各制造工藝條件及設(shè)備狀態(tài),由此可作為調(diào)整工藝控制質(zhì)量的依據(jù),所以準(zhǔn)確測(cè)定化纖長絲條干不勻率勢(shì)在必行。
測(cè)試條干均勻度的方法有很多種,我國主要采用測(cè)長稱重法、目光檢測(cè)法和儀器測(cè)量法[2],儀器測(cè)量法有電容式和光電式條干均勻度測(cè)試儀,國內(nèi)大多用USTER電容式測(cè)試儀,其分為S型和C型,S型用于短纖維紗線、粗紗及條子條干不勻率測(cè)試,C型用于化纖長絲條干不勻率測(cè)試。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)化纖生產(chǎn)和使用企業(yè)對(duì)化纖長絲條干不勻率的測(cè)試和控制大多使用USTER S型,有些企業(yè)即使是C型儀器,也會(huì)忽略加捻器的功能,基于此,本文分析了加捻與否、退繞速度、測(cè)試時(shí)間及吸紗壓力對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的影響,為化纖生產(chǎn)和使用企業(yè)以及相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供參考。
1 試驗(yàn)
1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)儀器
1.1.1 試驗(yàn)材料:錦綸6 FDY 44dtex/68f,無捻。
1.1.2 試驗(yàn)儀器:USTER 條干儀,型號(hào)為UT5-C800。
1.1.3 試驗(yàn)環(huán)境:試樣調(diào)濕和試驗(yàn)在溫度(20±2)℃、相對(duì)濕度(65±4)%的標(biāo)準(zhǔn)大氣下進(jìn)行 。
1.2 試驗(yàn)原理
電容式紗條均勻度測(cè)試儀的測(cè)試部分由兩個(gè)平行金屬板的電容器組成,利用電容轉(zhuǎn)換原理,將非電量的紗條截面變化轉(zhuǎn)換成代表紗條截面變化的電信號(hào),電容量的變化與極板間紗條質(zhì)量變化正相關(guān)。
2 影響因素分析
化纖長絲條干不勻率測(cè)試結(jié)果的影響因素有試樣自身因素、調(diào)濕和測(cè)試環(huán)境、加捻與否、退繞速度、測(cè)試時(shí)間、吸紗壓力、儀器穩(wěn)定性等。
在同一調(diào)濕和試驗(yàn)環(huán)境中,使用同一臺(tái)儀器對(duì)同一種試樣進(jìn)行測(cè)試,分別對(duì)以下4個(gè)影響因素進(jìn)行分析:試樣加捻與否、退繞速度、測(cè)試時(shí)間和吸紗壓力。
2.1 加捻與否
采用33%的吸紗壓力,退繞速度400mm/min,測(cè)試時(shí)間0.5min,先采用手動(dòng)加捻的方式確定CV設(shè)置相對(duì)穩(wěn)定時(shí)的加捻器轉(zhuǎn)數(shù),即18000r/min,然后以該數(shù)值為起點(diǎn),1000r/min為加捻器增量進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見表1。
從表1可以看出:當(dāng)加捻速率為24000r/min和25000r/min時(shí)條干不勻變異系數(shù)(以下簡稱條干不勻率)相近,分別為0.74%和0.75%,而25000r/min的加捻速率比24000r/min的加捻速率測(cè)得的條干不勻變異系數(shù)的離散?。?.16
速度設(shè)定為100mm/min、200 mm/min、400mm/min,分別在無加捻、加捻速率25000r/min施加Z捻的情況下測(cè)試1min,測(cè)試結(jié)果見圖1。
從圖1可以看出:相同條件下,通過加捻裝置加捻后條干不勻率明顯比無加捻情況下要小,這是因?yàn)榛w長絲在無捻度條件下測(cè)試,會(huì)由于靜電、長絲自身振動(dòng)等因素而散開且松散程度不同,加劇了條干的不均性,并未真實(shí)反映化纖長絲條干均勻性。
標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分:電容法》[3]中指出:測(cè)試儀器要有用于測(cè)試無捻或者弱捻化纖長絲紗的加捻裝置,使長絲以近似圓形的截面通過測(cè)試槽;GB/T 14346—93《化學(xué)纖維長絲條干不勻率試驗(yàn)方法》[4]中要求:測(cè)試儀器附有加捻裝置。所以,無捻或者弱捻化纖長絲進(jìn)行條干測(cè)試前要通過加捻器設(shè)置合適的轉(zhuǎn)數(shù),以更精確地反映化纖長絲條干均勻性,有些企業(yè)使用無加捻裝置的測(cè)試儀(比如Uster S400)來測(cè)試長絲的條干不勻變異系數(shù)的做法是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
2.2 退繞速度
分別在33%、67%吸紗壓力情況下,采用100mm/min、200mm/min、400mm/min三種不同速度進(jìn)行測(cè)試1min、2.5min和5min,條干不勻率測(cè)試結(jié)果見圖2。
從圖2看出:相同測(cè)試時(shí)間、相同吸紗壓力條件下,條干不勻率隨著退繞速度的增加而增大,這可能是因?yàn)樗俣仍酱?,在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)試的紗線越長,測(cè)到細(xì)節(jié)或粗節(jié)的幾率越大造成的。當(dāng)速度為400 mm/min時(shí),不同壓力和不同時(shí)間下,條干不勻率趨于穩(wěn)定,即當(dāng)測(cè)試化纖長絲條干不勻率時(shí),推薦長絲退繞速度至少為400 mm/min。
2.3 測(cè)試時(shí)間
紗線退繞速度分別為200 mm/min、400 mm/min,吸紗壓力分別為33%、67%、100%,選定測(cè)試時(shí)間1min、1.5 min、2.5 min、3 min和5 min,條干不勻率測(cè)試結(jié)果見表2和圖3。
由圖3看出:隨著測(cè)試時(shí)間的增大,即測(cè)試紗線的長度的增大,條干不勻率先變小后增大,即在1min到5min之間會(huì)有一個(gè)時(shí)間點(diǎn)使測(cè)得的數(shù)據(jù)最?。ū驹囼?yàn)材料為2.5min),即條干不勻率變異系數(shù)最低,但是不同吸紗壓力間差異比較大。同時(shí),400mm/min測(cè)試速度(以下稱為前者)條干不勻率直線始終處于200mm/min(以下稱為后者)的上方,即前者條干不勻率較后者大,這可能是由于同一測(cè)試時(shí)間內(nèi)400mm/min測(cè)試速度時(shí)試樣長度長造成的,但是隨著時(shí)間增加,前者直線斜率較后者變化不大(前者最值差異與后者的比較),從表2也可以看出,400mm/min時(shí)測(cè)得不同時(shí)間的不勻率CV值的變異系數(shù)均比相同壓力下200mm/min測(cè)得的條干CV值的變異系數(shù)小,從這個(gè)條件看推薦測(cè)試速度400mm/min,這時(shí)測(cè)試時(shí)間的選擇對(duì)測(cè)試結(jié)果影響不大,可根據(jù)試樣多少進(jìn)行選擇。
如果要得到分辨率高的曲線圖,則可選擇較低速度(如200mm/min),這時(shí)要增加測(cè)試時(shí)間。
2.4 吸紗壓力
退繞速度分別為100mm/min、200mm/min、400mm/min,吸紗壓力分別為33%、67%、100%,測(cè)試1min、2.5min、5min,條干不勻率測(cè)試結(jié)果見圖4。
由圖4看出:相同速度、相同測(cè)試時(shí)間,條干不勻率隨著吸紗壓力的增大而減小,這可能是因?yàn)樵谖唹毫ψ饔孟?,化纖長絲經(jīng)過測(cè)試槽時(shí)振動(dòng)減小或者無振動(dòng)造成的,100mm/min和200mm/min時(shí)直線斜率變化較400mm/min大,即隨著速度的增加,吸紗壓力對(duì)條干不勻率測(cè)試結(jié)果的影響減小,從圖中可以看出測(cè)試速度400mm/min、測(cè)試時(shí)間1min或者5min測(cè)得的條干不勻率趨于穩(wěn)定。
3 結(jié)論
3.1 化纖長絲大多無捻或者弱捻,測(cè)試條干不勻率的儀器要配置加捻裝置,且設(shè)置合適的加捻轉(zhuǎn)數(shù),使得長絲截面以近乎圓形通過測(cè)試槽;不加捻而直接測(cè)試獲得的結(jié)果幾乎無參考價(jià)值。
3.2 相同吸紗壓力和測(cè)試時(shí)間條件下,條干不勻率測(cè)試結(jié)果隨著長絲退繞速度的增大而增大,速度為400mm/min時(shí)條干不勻率趨于穩(wěn)定。
3.3 相同吸紗壓力和退繞速度條件下,隨著測(cè)試時(shí)間的增大,即測(cè)試紗線長度的增大,條干不勻率先變小后增大,但速度為400mm/min時(shí)條干不勻率受測(cè)試時(shí)間影響不大。
3.4 相同紗線退繞速度條件下,條干不勻率隨著吸紗壓力的增大而減小,低速度條件下變化明顯,速度達(dá)到400mm/min時(shí)趨于穩(wěn)定。
綜上所述,對(duì)于無捻或者弱捻化纖長絲條干不勻率的測(cè)試,推薦試驗(yàn)參數(shù)僅供化纖長絲生產(chǎn)和使用企業(yè)及相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)參考,以更好地控制長絲質(zhì)量和生產(chǎn)工藝參數(shù),提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的可比性:進(jìn)行加捻設(shè)置且加合適的捻度,測(cè)試速度至少為400mm/min,測(cè)試時(shí)間1min或者5min,吸紗壓力能夠滿足長絲測(cè)試過程中無振動(dòng)或者少振動(dòng)即可。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:面包板;電子設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)22-0152-02
1 概述
面包板是一種多用途的萬能實(shí)驗(yàn)板,可以將小功率的常規(guī)電子元器件直接插入,搭接出各式各樣的實(shí)驗(yàn)電路,由于元器件可以反復(fù)插接、重復(fù)使用,便于電路調(diào)試、元件調(diào)換,因此面包板非常適合初學(xué)電子技術(shù)者使用。在傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生只需要根據(jù)給出的電路圖將分立器件和導(dǎo)線進(jìn)行連接,接入電源即可,學(xué)生并沒有太多機(jī)會(huì)去思考為什么要這樣設(shè)計(jì)電路,每個(gè)元器件有什么作用。因此考慮將實(shí)驗(yàn)新增內(nèi)容,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新聯(lián)想精神,讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中的各種技能得到鍛煉。改善后的課程內(nèi)容將遵循:識(shí)圖元器件辨識(shí)Multisim仿真電路實(shí)現(xiàn)示波器測(cè)試,五步流程進(jìn)行教學(xué),用多元化的教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。
2 教學(xué)內(nèi)容
1)識(shí)圖
對(duì)于原理圖的解讀是電子設(shè)計(jì)的先決條件,只有在理解整體電路功能和結(jié)構(gòu)后,才能順利在后期對(duì)于組裝電路過程中的突發(fā)問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)試和調(diào)解。
電路原理圖中是一個(gè)能發(fā)出高、低兩種音色的門鈴,如圖1所示。三極管VT1、VT2及元件等組成無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器,VT3、VT4則構(gòu)成互補(bǔ)型音頻振蕩器,當(dāng)按下S1時(shí),兩個(gè)振蕩器同時(shí)通電工作,VT1與VT2就交替的導(dǎo)通與截止,由于R4阻值較小,相當(dāng)于把電阻R5的左端交替接到電源的正極與負(fù)極端。當(dāng)VT2截止時(shí),VT3的基集偏置電阻為R6和R4+R5的并聯(lián)值,它和電容C3的時(shí)間常數(shù)較小,所以由VT3、VT4構(gòu)成的音頻振蕩器振蕩頻率較高,揚(yáng)聲器BP的發(fā)聲音調(diào)也隨之較高;當(dāng)VT2導(dǎo)通時(shí),VT3的上偏置電阻為R6,這時(shí)R5充當(dāng)VT3的下偏置電阻,此時(shí)音頻振蕩器的振蕩頻率較低,揚(yáng)聲器BP發(fā)出的聲音調(diào)隨之較低。當(dāng)VT2間隔導(dǎo)通與截止時(shí),揚(yáng)聲器BP就會(huì)發(fā)出“叮咚、叮咚”雙音聲。C4是并聯(lián)在電源兩端的退耦電容,防止電路通過電池回路產(chǎn)生反饋,提高電路的穩(wěn)定性。
2)元器件分析
理解電路原理圖后,接下來就需要對(duì)每個(gè)元器件的特性進(jìn)行了解。所需識(shí)別的元器件包括電阻,電容(電解電容、瓷介電容),三極管(NPN,PNP)。
首先是對(duì)于電容的區(qū)分。(1)瓷介電容使用高介電常數(shù)的陶瓷材料擠壓成圓片作為介質(zhì),并用燒滲方式將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O并通過引腳引出,瓷介電容有兩個(gè)管腳,不區(qū)分極性。它的優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定,體積小,分布參數(shù)影響小,適用于高穩(wěn)定的振蕩電路中。其缺點(diǎn)是電容的容量偏差會(huì)大一些,容量也較小。本電路中用到的瓷介電容有104字樣,表示該瓷介電容的容量就是100000,單位pF。(2)電解電容在電路中的使用量非常大,應(yīng)用十分廣泛。電解電容有2個(gè)管腳,長管腳表示正極,短管腳表示負(fù)極。
晶體管的輸出特性曲線是描述晶體管各級(jí)的輸出電壓與輸出電流關(guān)系的曲線,也叫做安特性曲線,它是晶體管內(nèi)部微觀現(xiàn)象的外部表現(xiàn)。了解晶體管的輸出特性曲線對(duì)于了解晶體管性能和晶體管電路分析是非常必要的途徑。為了幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)晶體管特性,繪制輸出特性曲線十分必要,一般可以借助EDA仿真軟件Multisim電子工作平臺(tái)搭建測(cè)試電路進(jìn)行仿真,或者更加直觀的方法是利用晶體管測(cè)試儀直接進(jìn)行測(cè)試。
3)Multisim仿真
Multisim是一個(gè)以Windows為基礎(chǔ)的仿真軟件,非常適合電路設(shè)計(jì)和分析的初學(xué)者使用。Multisim提供了一種易于新的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境及方式,教學(xué)者可以利用這種全交互式仿真器,通過仿真實(shí)現(xiàn)電路功能而無需擔(dān)心繁復(fù)的理論分析。這樣的教學(xué)模式可以讓學(xué)生專注于電路結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn),而不用為搭建電路中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境而擔(dān)心。利用Multisim學(xué)生可以任意改變連線方式或者替換元器件,修改數(shù)值,然后實(shí)時(shí)讀取虛擬示波器中的結(jié)果,通過這樣的探索可以鞏固他們?cè)谡n堂的理論知識(shí),也可以創(chuàng)新性的改變電路結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)新的電路以實(shí)現(xiàn)功能。
4)電路實(shí)現(xiàn)及測(cè)試
基于面包板進(jìn)行電路連接時(shí)值得關(guān)注的是面包板的結(jié)構(gòu)。初學(xué)者可以揭開面包板背后的保護(hù)膜進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)板上的插孔都被分組,組與組的插孔之間從電學(xué)上互不相通,而每一組的插孔內(nèi)部都有導(dǎo)線互連,這些金屬連線都是在面包板背面走線,由保護(hù)膜進(jìn)行隔離保護(hù)。在清楚查看面包板背后的金屬走線后,也就了解面包板的插孔之間的關(guān)系。要注意的是實(shí)驗(yàn)面包板水平放置后,板上最上端和最下端各有一排插孔,分別標(biāo)注為“X”“Y”,一般講“X”定義為電源正極,“Y” 定義為電源負(fù)極。連接電路時(shí)最好采用不同顏色的導(dǎo)線,以便于后期連接器件過程中發(fā)現(xiàn)問題便于排查。該電路中的3V直流電源可以用直流穩(wěn)壓電源來供電。在實(shí)現(xiàn)電路功能后有針對(duì)性的對(duì)于模塊電路進(jìn)行測(cè)試,比如電路中較難理解的無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器,可以利用常見的測(cè)試儀器示波器。電路實(shí)現(xiàn)結(jié)果如圖2所示。
關(guān)鍵詞:相對(duì)介損 取樣單元 轉(zhuǎn)換接口 功能特點(diǎn) 基本原理 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)09(c)-0037-02
隨著帶電檢測(cè)的普及,容性設(shè)備都安裝了取樣單元,目的是將末屏信號(hào)下引,通過取樣單元內(nèi)置的傳感器,方便對(duì)容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行帶電測(cè)量。目前,在開展容性設(shè)備帶電測(cè)量中,使用的儀器是相對(duì)介損測(cè)試儀,這種儀器能通過測(cè)量容性設(shè)備末屏漏電流,判斷容性設(shè)備絕緣狀態(tài),能提前發(fā)現(xiàn)問題,減少停電,使用簡單方便。但由于目前生產(chǎn)相對(duì)介損測(cè)試儀的廠家較多,每個(gè)廠家的傳感器采集接口都不盡相同,而且現(xiàn)在站內(nèi)安裝的取樣單元的廠家也不相同,因此取樣單元傳感器的輸出接口也不盡相同,在現(xiàn)在條件下,如果想要測(cè)量某種容性設(shè)備的相對(duì)介損,需要使用與其取樣單元傳感器接口相對(duì)應(yīng)廠家的測(cè)試儀,因此通用性極差,有幾個(gè)廠家的取樣單元,還要有幾臺(tái)與其對(duì)應(yīng)的相對(duì)介損測(cè)試儀,而且每種儀器的測(cè)試線不同,還需要進(jìn)行多次測(cè)試準(zhǔn)備工作及多次接線拆線,這樣一來導(dǎo)致工作效率大大降低;而且這種儀器的單臺(tái)采購成本都較高。
為此,有必要研究一種相對(duì)介損多功能轉(zhuǎn)換器,用于將不同相對(duì)介損測(cè)試儀與不同取樣單元接口做到適配、通用,做到使用任何廠家儀器都能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作。
1 基本原理
相對(duì)介損多功能轉(zhuǎn)換器用于將不同相對(duì)介損測(cè)試儀與不同取樣單元接口做到適配、通用。相對(duì)介損測(cè)試儀多功能轉(zhuǎn)換器以模擬信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與控制技術(shù)為基礎(chǔ),可以將不同廠家的相對(duì)介損測(cè)試儀與不同廠家的取樣單元做到適配、通用,實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器適用所有取樣單元接口測(cè)量。
D換器內(nèi)置多種轉(zhuǎn)換接口,不同測(cè)試儀、不同取樣單元均可適用。它通過使用模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化的信號(hào)處理技術(shù)、多功能切換電路、多接口適配技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換器與不同取樣單元接口的適配、通用。
由于不同廠家的儀器采樣范圍不同、取樣單元的信號(hào)輸出范圍不同,需要通過模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將不同取樣單元的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同儀器可適用的測(cè)量信號(hào)。
通過多功能切換電路可將不同的取樣單元接口信號(hào)針對(duì)不同儀器進(jìn)行切換輸入。
針對(duì)不同廠家的測(cè)試儀采集接口、不同廠家的取樣單元信號(hào)輸出接口不同的特點(diǎn),通過多接口適配技術(shù)適配不同的接口適配器。
2 實(shí)現(xiàn)方案
本轉(zhuǎn)換器運(yùn)用了數(shù)字化的信號(hào)處理技術(shù)、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)、多功能切換電路、多接口適配技術(shù)來保證轉(zhuǎn)換器的功能實(shí)現(xiàn)。在功能實(shí)現(xiàn)上,首先轉(zhuǎn)換器利用數(shù)字化的信號(hào)處理技術(shù),使用AD轉(zhuǎn)換器AD7606將不同接口輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣分析,然后使用傅里葉分析算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算;然后通過模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路,可將數(shù)字化后的接口信號(hào)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換,以得到Vpp為±10V的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào);轉(zhuǎn)換器終端配置了目前所有接口的適配器,在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),可將輸出的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)通過不同的適配器與不同的相對(duì)介損測(cè)試儀適配,以達(dá)到不同廠家儀器和接口完全通用的目的。
轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),所有功能電路及內(nèi)部處理都封裝到一起,用戶攜帶方便,使用起來簡單易操作。
本轉(zhuǎn)換器基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
3 功能特點(diǎn)
(1)適配不同取樣單元轉(zhuǎn)換。
(2)接口輸出信號(hào)采用標(biāo)準(zhǔn)化輸出,適用不同測(cè)試儀器采樣。
(3)轉(zhuǎn)換輸出接口豐富,能適用所有測(cè)試儀器的采集接口。
(4)轉(zhuǎn)換信號(hào)精度高、抗干擾能力強(qiáng)。
4 結(jié)語
該課題深入研究當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的相對(duì)介損帶電測(cè)量技術(shù),容性設(shè)備信號(hào)取樣技術(shù),提出研究一種相對(duì)介損多功能轉(zhuǎn)換器,用于將不同相對(duì)介損測(cè)試儀與不同取樣單元接口做到適配、通用。相對(duì)介損測(cè)試儀多功能轉(zhuǎn)換器以模擬信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與控制技術(shù)為基礎(chǔ),可以將不同廠家的相對(duì)介損測(cè)試儀與不同廠家的取樣單元做到適配、通用,實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器適用所有取樣單元接口測(cè)量。
該項(xiàng)目成果可以廣泛地應(yīng)用在電力部門,能提高變電站工作效率,減少用戶的資金投入,也是容性設(shè)備可靠運(yùn)行的必要測(cè)試保證,并發(fā)揮可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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NIMultisim10是美國國家儀器公司(NI,NationalInstruments)推出的Multisim最新版本,是以Windows為平臺(tái)的仿真工具,可以設(shè)計(jì)、測(cè)試、仿真和演示各種電子電路,包括電工學(xué)、模擬電路、數(shù)字、電路、射頻電路及微控制器和接口電路等??梢詫?duì)被仿真的電路中元器件設(shè)置各種故障,如開路、短路和不同程度的漏電等,從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真時(shí),軟件還能存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù),列出被仿真電路的所有元器件清單,以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)等。NIMultisim10具有詳細(xì)的電路分析功能,可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法,以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比,具有如下特點(diǎn):設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行,可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn),修改調(diào)試方便。設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全,可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)??煞奖愕貙?duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析。因此,特別適合課堂教學(xué)。
2使用Multisim10進(jìn)行仿真的步驟
(1)打開Multismi10,首先進(jìn)行簡單的設(shè)置。選擇Options|GlobalPreferences菜單命令打開參數(shù)設(shè)置喜好選擇(GlobalPreferences)窗口,可以進(jìn)行各種選擇設(shè)置。創(chuàng)建電路。1)選擇電路元件,選擇元件時(shí)單擊元件工具欄中的工具按鈕,彈出元件庫窗口,選擇需要的元件,在電路窗口中可看見鼠標(biāo)拖動(dòng)著該元件,將其拖動(dòng)到要放置的位置,再次單擊,即放到當(dāng)前位置上。雙擊該元件,彈出一個(gè)虛擬元件設(shè)置對(duì)話框,可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。2)元件的連接,單擊要連接的元件的引腳一端,當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)小黑點(diǎn)時(shí),拖動(dòng)光標(biāo)至另一元件的引腳處并單擊,系統(tǒng)就會(huì)用導(dǎo)線自動(dòng)將兩個(gè)引腳連接起來。電路中可以使用多個(gè)接地符號(hào),但至少要使用一個(gè)接地符號(hào),因?yàn)闆]有接地符號(hào)的電路不能通過仿真。3)放置要使用的儀表并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。與使用實(shí)際儀表非常相似,放置儀表后要進(jìn)行測(cè)試線的連接。按以上方法連接、設(shè)置完電路后,將電路保存。4)調(diào)試、仿真。單擊仿真開關(guān)或單擊Simulate菜單的RUN,調(diào)節(jié)儀表設(shè)置,觀察到合適的波形。(2)利用分析功能。Multismi10提供了18種分析方法,可以通過選擇Smiulate菜單中的Analysis命令項(xiàng)來實(shí)現(xiàn),點(diǎn)擊設(shè)計(jì)工具欄也可以彈出該電路分析菜單。(3)后處理和傳輸。后處理功能可以對(duì)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行各種運(yùn)算處理,可以將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電路傳輸?shù)讲季€軟件進(jìn)行PCB設(shè)計(jì),也可以導(dǎo)出各種電路數(shù)據(jù)[2]。
3Multisim仿真在《電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用
在電工技術(shù)中,動(dòng)態(tài)電路的過渡過程是十分短暫的單次變化過程[1],通常在教學(xué)中都是以理論講解為主,涉及到的瞬態(tài)變化波形,一般直接呈現(xiàn)給學(xué)生,如果利用仿真電路來展示瞬態(tài)過程的變化以及參數(shù)對(duì)于過渡過程時(shí)間長短的影響,將有助于激發(fā)學(xué)生的興趣并加深理解。下面以一階RC電路為例說明Multisim仿真技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用[3]。在Multisim環(huán)境中創(chuàng)建一階RC電路。零輸入響應(yīng):一階電路僅有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件,如果在換路瞬間動(dòng)態(tài)元件已儲(chǔ)存有能量,那么即使電路中無外加激勵(lì)電源,電路中的動(dòng)態(tài)元件將通過電路放電,在電路中產(chǎn)生響應(yīng),即零輸入響應(yīng)。對(duì)于圖1所示電路,當(dāng)開關(guān)J1閉合時(shí),電容通過R1充電,電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),電容儲(chǔ)存有能量,電容電壓值恒定為8V,如圖2前半段波形所示。當(dāng)開關(guān)J1打開時(shí),電容通過R2放電,在電路中產(chǎn)生響應(yīng),即零輸入響應(yīng),仿真波形如圖2所示,后半段波形所示,電壓從8V按指數(shù)規(guī)律變?yōu)?[4]。零狀態(tài)響應(yīng):當(dāng)動(dòng)態(tài)電路初始儲(chǔ)能為零時(shí),僅由外加激勵(lì)產(chǎn)生的響應(yīng)就是零狀態(tài)響應(yīng)。對(duì)于圖1所示的電路,若電容的初始儲(chǔ)能為零,即開關(guān)斷開。當(dāng)開關(guān)J1閉合時(shí)電容通過R1充電,響應(yīng)由外加激勵(lì)產(chǎn)生,即零狀態(tài)響應(yīng)。全響應(yīng):當(dāng)一個(gè)非零初始狀態(tài)的電路受到激勵(lì)時(shí),電路的響應(yīng)稱為全響應(yīng)。對(duì)于線性電路,全響應(yīng)是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和。電容電壓全響應(yīng)電路如圖4所示,反復(fù)按下空格鍵使開關(guān)反復(fù)切換,通過示波器XSC2就可觀察到電容電壓全響應(yīng)波形。在教學(xué)中電路直接使用Multisim軟件創(chuàng)建,先引入零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的概念,然后進(jìn)行仿真讓學(xué)生觀察波形的變化,加深對(duì)概念的理解,再講解全響應(yīng)的概念,并對(duì)電路進(jìn)行仿真,讓學(xué)生通過觀察仿真波形,加以分析、總結(jié),得到全響應(yīng)是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和的結(jié)論。為了進(jìn)一步講解時(shí)間常數(shù)對(duì)響應(yīng)速度的影響,可分別改變參數(shù)R和C改變時(shí)間常數(shù),觀察波形,得出結(jié)論。