第一篇：實(shí)驗(yàn)報(bào)告液體粘度測量

公式（1）稱為斯托克斯公式。其中 n 為液體的粘滯系數(shù)，它與液體性質(zhì)和溫度有關(guān)。

如果讓質(zhì)量為 m 半徑為 r 的小球在無限寬廣的液體中豎直下落，它將受到三個(gè)力的作用，即重力 mg 液 體浮力 f 為4

r 3

g、粘滯阻力6 rv，這三個(gè)力作用在同一直線上，方向如圖 1 所示。起初速度小，重力大于 3 g

其余兩個(gè)力的合力，小球向下作加速運(yùn)動(dòng)； 球所受合力為零時(shí)，即 4 3 mg r g 6 rv 0 0 3 小球以速度 V o 向下作勻速直線運(yùn)動(dòng)，故 4 3（m-r）g 6 rv。

當(dāng)小球達(dá)到收尾速度后，通過路程 / 4、（m 3 r）g 6 rL 隨著速度的增加，粘滯阻力也相應(yīng)的增大，合力相應(yīng)的減小。當(dāng)小 v o 稱收尾速度。由公式（2）可得 f(?(3)mg L 所用時(shí)間為 圖 1 t，貝 U v o = L / t，將此公式代入公式（3）又得(4)但實(shí)驗(yàn)中小球是在內(nèi)半徑為 R 的玻璃圓筒中的液體里下 上式成立的條件是小球在無限寬廣的均勻液體中下落，落，筒的直徑和液體深度都是有限的，故實(shí)驗(yàn)時(shí)作用在小球上的粘滯阻力將與斯托克斯公式給出的不同。當(dāng)圓 筒直徑比小球直徑大很多、液體高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小球直徑時(shí)，其差異是微小的。為此在斯托克斯公式后面加一項(xiàng) 修正值，就可描述實(shí)際上小球所受的粘滯阻力。加一項(xiàng)修正值公式（4）將變成（m 4

r 3）g 3

t 6 rL 1 2.4-R 式中 R 為玻璃圓筒的內(nèi)半徑，實(shí)驗(yàn)測出 體的粘滯系數(shù) n。

(5)P、t、L 和 R, 用公式（5）可求出液 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：橙色字體的數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室測量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)是計(jì)算所得。

■ ■ J.V L.■ L 「

肇慶學(xué) 院 電子信息與機(jī)電工程學(xué)院普通物理實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告 07 級(jí) 電子⑴ 班 2B 組 實(shí)驗(yàn)合作者 李雄 實(shí)驗(yàn)日期 2008 年 4 月 16 日 姓名 ：

王英 學(xué)號(hào) 25 號(hào) 老師評(píng)定 實(shí)驗(yàn)題目：

液體粘度的測量（落球法）

目的：根據(jù)斯托克斯公式用 橙色字體的數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室測量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)是計(jì)算所得。

實(shí)驗(yàn)儀器 儀器名稱 量程 分度值 零點(diǎn)讀數(shù)（系統(tǒng)的初始誤差）

停表

0.01S

---------

--------S 米尺 2m 0.001m

-------~----------------

螺旋測微計(jì) 25mm 0.01mm-0.001mm 游標(biāo)卡尺 125mm 0.02mm 0.00mm 溫度計(jì) 100 C 1 C —-------------

-------

分析天平200g 0.001g —------------~—一

—---

---

密度計(jì) 1g/cm 3 0.005 g/cm

實(shí)驗(yàn)原理：由于液體具有粘滯性，固體在液體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，附著在固體表面的一層液體和相鄰層液體間有內(nèi) 摩擦阻力作用，這就是粘滯阻力的作用。對(duì)于半徑 r 的球形物體，在無限寬廣的液體中以速度 v 運(yùn)動(dòng)，并無渦 流產(chǎn)生時(shí)，小球所受到的粘滯阻力 F 為 F 6 rv（1）

N i 溫度計(jì) N 2 “ 圖 2

數(shù)據(jù)處理方法二 1、測小鋼球的質(zhì)量：

把 30 粒小鋼球裝入小盤中，秤其質(zhì)量為 m,再秤空盤的質(zhì)量為 / 30。

秤得：m = 18.7018 ± 0.0006(g)m=18.5762 ± 0.0006(g)??? m=(m 1-m 2)/ 30=(18.7018-18.5762)/30= 0.00418667(g)0=(0.0006 ± 0.0006)/ 30=0.00004(g)結(jié)果表示：m=(4!8667±0.04)X 10 3

(g)=(4.18667±0.04)大 10［旳)U A(X)

(X i x)2 /n(n 1)U B =儀 / 屈,u c(x)= {(U A(X))2

(U B)2

i 1 相對(duì)不確定度 UE = U /

X ,如果是多次測量就要算 U A , 是單次測量只算 U B 則可。

數(shù)據(jù)處理方法一 2.測量記錄 待測液體的密度 P 0 = 0.950 g/cm 3 =950 Kg/m 3個(gè)小球與盤的總質(zhì)量 m 1 =18.7018 _g=0.0187018Kg 盛小球的空盤質(zhì)量 m 2 =_ 18.5762 g=0.0185762Kg 1 個(gè)小球與盤的質(zhì)量 m=(18.7018 — 18.5762)/30=4.1866 X 106 Kg容器內(nèi)徑 D= 50.50 mm=0.05050m 液體總高度 H= 315.5 mm=0.3155m 下落咼度 L= 115.5 cm=0.115m 液體溫度 T= 18 ° C 重力加速度 g= 9.8 m/s 2

(m 4

r 3U A()(i)%(6 1)i 1 相對(duì)不確定度 U E =U / , r 6 rL 1 2.4-R 測量結(jié)果表示為：

n =(1.30 0 ± 0.00 2)(Pa ? s)=1.300 X(1 ± 0.2%)(Pa ? s)J..根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定 度只取一個(gè)有效數(shù)字 根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結(jié)果有效數(shù)字的末 位要與不確定度末位取齊 m ； ,則每一粒小鋼球的質(zhì)量為 m=(m-m>)數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果)g n

相對(duì)不確定度 U Em =U Z m=0.00004 / 0.00418667= 1% 2、測液體溫度及比重：

溫度 T=18.0 ± 0.6(C)3 3 3 P =0.9500 ± 0.0003(g ? cm)=(0.9500 ± 0.0003)X 10(Kg ? cm)P 的相對(duì)不確定度 U E p =0.3% 3、測玻璃管內(nèi)徑 R、液深 H 內(nèi)徑 D=50.50 ± 0.01(mm)液深 H=315.0 ± 0.6mm, 4、測 N, N 2 之間的距離 I l = 115.5 ± 0.6(mm)5、測小球半徑 r :設(shè)小球直徑為 R=D T 2=25.25 ± 0.01(mm)R 的相對(duì)不確定度 UE R =0.01-25.25=0.04% H 的相對(duì)不確定度 UE H =0.6-315.0=0.2% I 的相對(duì)不確定度 U Ei =0.6-115.5=0.5% d, 序數(shù) 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)1 d(mm)1.001 P 1.002 P 1.001 1.001 1.001 1.001 0.0002「 0.006「 0.006

加零點(diǎn)修正后 d=1.002 ± 0.006(mm)r = d / 2=0.5010 ± 0.0003(mm), r 的相對(duì)不確定度 U Er =0.0003-0.5010=0.6% 6、測時(shí)間 t，計(jì)算速度 v 千分尺的零點(diǎn)讀數(shù)為：-0.001(mm)序數(shù) 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)t(s)41.05「 41.08 40.74 40.80 40.86 P 40.91 P 0.06 0.006 0.06 丁

t =40.91 ± 0.06(s)t 的相對(duì)不確定度 U Et = 0.06-40.91=0.2% 3 3 1 V 0 = l / 1 =115.5 X 10-

0.91= 2.823 X 10-

(ms-)v 0 的相對(duì)不確定度 U v 0 =U E l)+U E t)=0.6%+0.2%=0.8% 3 3 1 U(v 0)= v 0 X E(v 0)=2.823 X 10-

X 0.8%=0.02 X 10-

(msj V o 的結(jié)果表示：

v o =(2.8 2 土 0.0 2)X 10-3(ms-1)-3-1 =2.82 X 10 X(1 ± 0.8%)(ms)v = V。

?(1+2.4r / R)?(1+3.3r / H)=2.823 X 10 X(1+2.4X 0.5010^25.25)X(1+3.3 X 0.501“315.0)3 3 1 =2.823 X 10 X 1.048X1.005=2.97 X 10(ms-)令(1+2.4r /R)的相對(duì)不確定度為 U Ew1 = U E「 +

U ER =0.14%(1+3.3r / H)的相對(duì)不確定度為 U Ew2 = U E「 +

U EH =0.25% ??? v 的相對(duì)不確定度為 U Ev = U Ewv 0 + U Ew1 + U Ew2 =0.8%+0.14%+0.25%=1% 3(m 4 r /3)g 6 rv 7計(jì)算 4.18667 10 6

[4(0.5010 10 3)3

0.970 3] 9.8 1.282797(Pa s)6 0.5010 10 3

2.973 10 3

n 的誤差的計(jì)算：用 3(m 4 r /3)

g式計(jì)算誤差 6 rv

關(guān)于修正值雷諾數(shù)的說明：

由于小球半徑 vv 玻璃筒半徑，可認(rèn)為小球是在均勻無限大的液體中運(yùn)動(dòng)，且小球質(zhì)量很輕，下落時(shí)幾乎不形 成渦流，所以，該修正值可以忽略不計(jì)。如要修正則：

雷諾數(shù)：

Re=2rv0 p / n =0.002139324 n 0 = n(1+3Rc/16-19Re2/1080)-1= 1.282282347(pa ? S)把 M=m 4 n r 3

p/ 3 看成一個(gè)直接測量量 3 q 令 m” =4 n r p/ 3=0.5109 X 10-

(Kg)m 的相對(duì)不確定度為 U Em = 3U Er + U E P =3 X

0.1%+0.05%=0.35% m 的標(biāo)準(zhǔn)差為

-U i = m“x U Em = 0.5109 X 10 X 0.35%=1.8 X 10(Kg).-6--M= m-m=(4.18667 X 10-0.5109 X 10)=43.676 X 10(Kg)M 的標(biāo)準(zhǔn)差.-6 U(M)=U(m)+U(m”)=(0.03+ 0.000004)X 10(Kg)-6 =0.03 X 10(Kg)M 的相對(duì)不確定度為 UE M =U(M)/ M=0.8% n 的相對(duì)不確定度為 U E n =U+U Er +U Ev =0.8%+0.1%+1%=1.9% n 的標(biāo)準(zhǔn)差為 U(n)= nX U E n =1.461 X

2%=0.024(Pa ? s)結(jié)果表示：

n =(1.28 ± 0.03)(Pa ? s)=1.28 X(1 ± 1.9%)(Pa ? s)實(shí)驗(yàn)感想：寫出自己實(shí)驗(yàn)時(shí)所獲得的啟示或掌握的知識(shí)。

注意 ：

寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須用專用的 A4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙，不能用其他形式的作業(yè)本信紙方格 紙等，并且一定要寫上班別、學(xué)號(hào)、組別、實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)日期等內(nèi)容。并且要與 預(yù)習(xí)報(bào)告裝訂在一起交

第二篇：非牛頓液體的粘度

非牛頓液體的粘度除了與溫度有關(guān)外，還與剪切速率、時(shí)間有關(guān)，并有剪切變稀或剪切變稠的變化。純液體和低分子物質(zhì)的溶液屬于牛頓液體；而大多數(shù)液體，如高分子溶液、膠體溶液、乳劑、混懸劑、軟膏以及固-液的不均勻體系的流動(dòng)都是非牛頓液體。

在線粘度測量中的流變學(xué)問題

丁曉炯 廣州市博勒飛粘度計(jì)質(zhì)構(gòu)儀技術(shù)服務(wù)有限公司

摘要：在線測量是目前很多石油、化工、食品、電子、造紙等行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛的技術(shù)，在線粘度的測量方法很多，主要有毛細(xì)管式、旋轉(zhuǎn)式、振動(dòng)式、注塞式等。而測量的對(duì)象也各不相同，流體的流變特性也各不相同，應(yīng)用面也各不相同。本文從流變學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)在線粘度測量的方法、流體的流變學(xué)類型進(jìn)行分析，討論不同在線粘度測量方法的特點(diǎn)和應(yīng)用，對(duì)一些常見行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行歸納，并對(duì)在線粘度測量中的一些常見問題進(jìn)行流變學(xué)分析，并相應(yīng)提出在線測量中的處理方法。關(guān)鍵詞：在線粘度；流變學(xué)；牛頓流體；非牛頓流體；剪切變稀；剪切變稠

目前，隨著工藝控制要求的不斷提高和測量技術(shù)的不斷發(fā)展，在石油、化工、食品、電子、造紙等行業(yè)中在線粘度測量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，不同品牌和不同測量原理的在線粘度計(jì)都有使用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，有使用效果良好的，也有使用效果不理想的，為何會(huì)有不同的效果？除了產(chǎn)品本身的問題，如何根據(jù)測量物料的流變特性來選擇相應(yīng)的在線粘度計(jì)，如何解釋在線粘度測量數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)的差異，如何獲得穩(wěn)定一致的測量結(jié)果，這些都可以從流變學(xué)的角度來進(jìn)行分析并獲得解決方案。1 在線粘度測量技術(shù) 1.1 在線粘度測量的應(yīng)用

在線粘度計(jì)的測量技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史，許多工業(yè)生產(chǎn)過程中都需要進(jìn)行的連續(xù)自動(dòng)測量與控制。

在石油工業(yè)中，在減壓蒸餾過程，在柴油、潤滑油、燃料油等的在線自動(dòng)調(diào)和過程，石油的脫蠟脫瀝青過程等，需要進(jìn)行在線粘度監(jiān)測來檢查原料質(zhì)量，監(jiān)視與控制生產(chǎn)、提高產(chǎn)品合格率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)和及自動(dòng)切換產(chǎn)品等。

在各種聚合工程中，通過粘度的在線監(jiān)測來控制反應(yīng)終點(diǎn)。子啊化纖抽絲錢的熔體粘度在線監(jiān)測科儀保證纖維的粗細(xì)適當(dāng)、均勻。減少廢品率及能耗。

此外，在油墨生產(chǎn)、印刷、油漆噴涂、洗滌劑與化妝品生產(chǎn)，膠囊生產(chǎn)以及澆涂、浸漬、滾涂等各類材料的涂布過程也都要進(jìn)行在線粘度測量。

1.2 在線粘度計(jì)的類型

目前，在線粘度計(jì)的類型很多，根據(jù)測量原理不同，主要有以下幾種類型：

1.2.1 毛細(xì)管式

毛細(xì)管式在線粘度計(jì)是基于泊氏定律，儀器的主體是一段細(xì)管，細(xì)管與定量泵連接，由定量泵控制流體以恒定的流量進(jìn)入細(xì)管，有壓力監(jiān)測器測量細(xì)管兩端的壓力差，根據(jù)泊氏公司計(jì)算流體的粘度。這類在線粘度計(jì)目前一般使用在石化煉油行業(yè)，用來測量成品油的粘度，測量范圍一般都不高，在幾百cP以下，但有些特殊的在線粘度計(jì)對(duì)細(xì)管進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)后也可以用來測量高粘度的流體，但應(yīng)用相對(duì)較少。

1.2.2 旋轉(zhuǎn)式

在線粘度測量中，旋轉(zhuǎn)法的應(yīng)用比其他方法廣些，在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的測量原理與實(shí)驗(yàn)室粘度計(jì)相同，根據(jù)轉(zhuǎn)子和傳感器的連接方式，可分為外旋式和內(nèi)旋式兩種，主要是利用轉(zhuǎn)子在流體中以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，直接測量流體的粘性力大小，計(jì)算出粘度。這類在線粘度計(jì)是從粘度的物理定義出發(fā)，測量范圍可以很寬，測量時(shí)的剪切率也不高，除了測量牛頓流體外，尤其適合于非牛頓流體的測量。

1.2.3 振動(dòng)式

振動(dòng)式的在線粘度測量起步相對(duì)較晚，但發(fā)展較快。振動(dòng)法的傳感頭為一圓柱體，以恒定的振幅振動(dòng)，當(dāng)它剪切流體時(shí)，流體的粘度對(duì)傳感頭振動(dòng)振幅有影響，測量維持恒定振幅所輸入的功率，計(jì)算得到粘度和密度的乘積。這類在線粘度計(jì)的理論測量范圍也很寬，適合于不同的流體測量，但測量時(shí)的剪切率不能精確計(jì)算，一般剪切率約在1000 s，因此實(shí)際使用中，需要根據(jù)流體的流變學(xué)特性正確選用。

1.2.4 注塞式

這類在線粘度計(jì)是利用一個(gè)在流體中水平或垂直運(yùn)動(dòng)的活塞，測量活塞在固定位置內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間來計(jì)算出流體的粘度。這類粘度計(jì)是斷續(xù)式的測量，并不是完全意義上的在線測量；同時(shí)由于是依靠活塞的運(yùn)動(dòng)，因此流體自身的流動(dòng)將對(duì)測量產(chǎn)生一定的影響。

綜上所述，各類在線粘度計(jì)的測量原理不同，適用的流體和工藝條件也各不相同，需要根據(jù)測量流體的流變學(xué)特性和現(xiàn)場工藝條件進(jìn)行選擇，不能隨意確定，以免造成不必要的損失。

流變學(xué)和流變類型 2.1 流變學(xué)和粘度

流變學(xué)研究的是在外力作用下，物體的變形和流動(dòng)的學(xué)科，研究對(duì)象主要是流體。為粘度是流變學(xué)中一個(gè)很重要的基本概念，粘度是流體流動(dòng)力對(duì)其內(nèi)部摩擦現(xiàn)象的一種表示，粘度大表現(xiàn)內(nèi)摩擦力大。分子量越大，碳?xì)浣Y(jié)合越多，這種力量也越大，因此粘度經(jīng)常用來表征分子量、聚合程度、有效成分含量等。

在實(shí)際測量中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)流體的粘度值會(huì)有不同，開始懷疑是不是儀器有問題。其實(shí)這是粘度測量中的正?，F(xiàn)象，這可以用流變學(xué)理論來具體分析。2.2 流體類型

流體分為牛頓流體和非牛頓流體，牛頓流體是指流體的粘度不隨測量時(shí)的剪切率條件變化而變化，換一句話說，如果是用同樣的測量方法和儀器，在不同的轉(zhuǎn)速下測量，粘度是不變的；而非牛頓流體是指流體的粘度隨著測量時(shí)剪切率條件變化而變化。常見的牛頓流體或接近牛頓流體的有：水、有機(jī)溶劑、汽油、柴油等小分子的流體或溶液。一般這類流體的測量采用毛細(xì)管式的居多。目前，實(shí)際測量的流體大部分都是非牛頓流體，而非牛頓流體又可按照流變特性（按剪切率的變化）的不同分為：剪切變稀和剪切變稠。見圖 1、2、3。

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圖1 牛頓流體

圖2 非牛頓流體 剪切變稀

圖3 非牛頓流體剪切變稠

而測量的化工產(chǎn)品大部分流體又以剪切變稀的居多，聚合物、高分子材料等的熔體或溶液都是。因此，我們常常說：“粘度不是一個(gè)點(diǎn)，而是一條曲線”。既然是一條曲線，那么到底取那個(gè)點(diǎn)更合適，或者說測量到底是在哪個(gè)點(diǎn)上？這就需要根據(jù)儀器的測量原理和測試條件具體分析了。單從流體的流變特性和粘度測量的目的來看，常用的原則是選用低剪切條件下的測量值，這樣可以流體在低剪切下測量，剪切變稀的現(xiàn)象不太明顯，使粘度指標(biāo)的靈敏性得到充分利用，提高監(jiān)測的靈敏度。

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圖 4 東菱化工流體產(chǎn)品粘度-剪切率曲線

如圖 4 所示的是東菱化工的兩個(gè)不同產(chǎn)品，從流變曲線可以發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)產(chǎn)品是剪切變稀的非牛頓流體，在低剪切時(shí)藍(lán)色樣品粘度比紅色樣品要高，而隨著剪切率的提高，兩者粘度同時(shí)下降，但下降趨勢不同，在剪切率大于 1500 s 后，兩者的粘度大小關(guān)系正好相反，因此該客戶試用振動(dòng)式在線粘度計(jì)時(shí)，由于儀器固有的剪切率較高，因此和最終產(chǎn)品的檢驗(yàn)結(jié)果差異非常大，大小關(guān)系也正好相反，而選用旋轉(zhuǎn)式在線粘度計(jì)后，測量的結(jié)果和最終產(chǎn)品的檢驗(yàn)結(jié)果相符，同時(shí)，在線粘度值作為反應(yīng)終點(diǎn)判斷的靈敏度也很高，獲得了預(yù)期的在線測量目的。類似的應(yīng)用實(shí)例在國內(nèi)外的文獻(xiàn) 中都有闡述。在線粘度計(jì)的應(yīng)用

根據(jù)以上的儀器測量原理和流變學(xué)的理論和實(shí)際現(xiàn)象，本人認(rèn)為在選用在線粘度測量儀器時(shí)，首先需要對(duì)測量流體的流變特性有一定的了解，根據(jù)被測流體的實(shí)際情況來選擇相應(yīng)合適的儀器，而不能隨意選用在線粘度計(jì)，以免造成不必要的損失。

根據(jù)一些行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用情況，簡單做了一些歸納，供大家參考：

A、低粘度流體，一般小于 500 mPa*s：這類流體一般為成品油、小分子的聚合物溶液，接近于牛頓流體，最佳的在線測量方法是毛細(xì)管式，其次可以使用旋轉(zhuǎn)式、活塞式和振動(dòng)式。

B、中等粘度流體，一般在幾百到 10000 mPa*s：這類樣品基本都是剪切變稀的非牛頓流體，剪切變稀的傾向十分明顯，最佳的在線測量方法是旋轉(zhuǎn)式，其次是活塞式和振動(dòng)式。

C、高粘度流體，一般在 10000 mPa*s 以上：這類樣品基本也都是剪切變稀的非牛頓流體，在線測量的結(jié)果往往和實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果差異很大，一方面是由于測量條件的差異，另一方面有時(shí)樣品是在實(shí)驗(yàn)室用溶劑溶解后再測量，這樣由于測量條件和方法的不同會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的差異。最佳的在線測量方式是旋轉(zhuǎn)式，其次是特殊的毛細(xì)管式和振動(dòng)式。當(dāng)然，這些歸納是從流體的類型角度來考慮的，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)現(xiàn)場的要求，主要考慮安裝的要求，是安裝在管道上，還是安裝在反應(yīng)釜或容器上；是敞開體系，還是密閉的高溫高壓體系等；流體是否具有腐蝕性；流體會(huì)不會(huì)固化等來綜合考慮。在線測量中的常見問題

由于流體的流變特性和粘度測量的特性，在線粘度測量過程中經(jīng)常遇到一些常見的問題，在此我們做一歸納并給出解決方案。

4.1 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和在線數(shù)據(jù)的對(duì)比問題

在前面我們提到，粘度的測量方法很多，實(shí)驗(yàn)室和在線粘度測量的方法和儀器也很多，這樣在進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)一定要注意測量條件的一致性，這個(gè)一致性包括了測量方法和測量條件，測量條件又包括了測量溫度、壓力、流速、儀器的測量條件（剪切率）等，只有這些條件完全一致，測得的結(jié)果才會(huì)一致。但是實(shí)際應(yīng)用中這些條件很難一致，在這種情況下，很多人會(huì)考慮是否可以找到一個(gè)相互換算或轉(zhuǎn)換的方法，這種思路是正確的，但在實(shí)施過程中，由于這種關(guān)系的摸索需要一定數(shù)據(jù)的積累，而且最后的結(jié)果往往不是線性的，因此會(huì)對(duì)后續(xù)的直接使用造成一定的影響。

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圖 5 實(shí)驗(yàn)室粘度和在線粘度數(shù)據(jù)對(duì)比圖（時(shí)間-粘度）

如圖 5 所示，這是用 Brookfield 的實(shí)驗(yàn)室粘度計(jì) DV-II+pro 和在線粘度計(jì) TT-100 對(duì)同一樣品在同一時(shí)間和粘度為坐標(biāo)下的實(shí)時(shí)曲線，我們可以不必去關(guān)心這兩者之間的關(guān)系如何，只要通過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)（可以是中間產(chǎn)品，也可以是成品）的控制點(diǎn)和上下限，相應(yīng)地通過時(shí)間，找到在線粘度的控制點(diǎn)和上下限，這樣就省去了很多復(fù)雜的計(jì)算，在最短時(shí)間內(nèi)獲得在線測量和控制的最佳點(diǎn)。

4.2 溫度補(bǔ)償問題

由于實(shí)驗(yàn)室采樣測量的溫度和現(xiàn)場溫度經(jīng)常是不同的，而且現(xiàn)場的溫度也會(huì)有波動(dòng)，因此很多使用者會(huì)關(guān)心和需要溫度補(bǔ)償，這種需要也是很實(shí)際和必要的。目前市場上的在線粘度計(jì)產(chǎn)品都會(huì)提供溫度補(bǔ)償功能，但在實(shí)際使用中還是會(huì)有問題，問題到底在哪里呢？目前溫度補(bǔ)償?shù)睦碚撘罁?jù)是，通過設(shè)置參數(shù)對(duì)粘度進(jìn)行不同溫度點(diǎn)的計(jì)算，這在理論上是對(duì)的，一般都是根據(jù) @@@ D341 進(jìn)行計(jì)算，但是沒有注意到的是，這需要先行測量流體的粘度-溫度曲線，經(jīng)過計(jì)算才能獲得真實(shí)的參數(shù)，而不是根據(jù)公式簡單的設(shè)置幾個(gè)參數(shù)，需要對(duì)測量的流體的粘-溫特性有所詳細(xì)了解后才能設(shè)置，不能隨意。由于實(shí)驗(yàn)室的溫度控制精度，一般都要比流程控制精度高，我們建議可以采用 4.1 所介紹的方法只進(jìn)行幾個(gè)控制點(diǎn)的直接換算，除了對(duì)一些對(duì)溫度控制和溫度敏感性特別高的流體外，沒有必要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，如果需要溫度補(bǔ)償就一定要獲得完整的粘度-溫度曲線。

結(jié)論

綜上所述，隨著在線粘度測量技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，在實(shí)際使用中也產(chǎn)生了一些問題，這些問題的由來主要是由于對(duì)流體的流變特性、實(shí)驗(yàn)室粘度測量方法、在線粘度測量方法和在線粘度計(jì)的特點(diǎn)了解不夠而造成的。在考慮在線粘度測量時(shí)，需要對(duì)被測流體的流變特性有一個(gè)基本了解，這樣可以選擇合適的在線粘度測量方法，選擇相應(yīng)的在線粘度計(jì)；同時(shí)在做數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，需要考慮實(shí)驗(yàn)室粘度的測量方法，并考慮是否需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可以利用 4.1和 4.2 所介紹的方法獲得相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換。流體粘度的測量需要根據(jù)流體的流變特性，選擇相應(yīng)的測試方法和儀器，針對(duì)一些成品油、低粘度接近于牛頓流體的物料，采用毛細(xì)管在線粘度計(jì)；針對(duì)一些中、高粘度的流體，需要考察其流變特性，建議選用低剪切的旋轉(zhuǎn)式在線粘度計(jì)。

第三篇：PLC液體混合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)三 液體混合裝置控制模擬實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）結(jié)合多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)，應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)化工生產(chǎn)過程實(shí)施控制；（2）學(xué)會(huì)熟練使用PLC解決生產(chǎn)實(shí)際問題。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（1）計(jì)算機(jī)（編程器）1臺(tái)；

（2）實(shí)驗(yàn)裝置（含S7-200 24點(diǎn)CPU）1臺(tái)；（3）多種液體自動(dòng)混合實(shí)驗(yàn)?zāi)０?塊；（4）連接導(dǎo)線若干。

3.液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的控制要求

（1）液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的初始狀態(tài)：

圖1.19 多種液體混合模擬控制板

在初始狀態(tài)，容器為空，電磁閥Y1，Y2，Y3，Y4 和攪拌機(jī)M以及加熱元件R均為OFF，液面?zhèn)鞲衅鱈1，L2，L3和溫度檢測T均為OFF。

（2）液體混合操作過程：

按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，電磁閥Y1閉合（Y1為ON），開始注入液體A，當(dāng)液面高度達(dá)到L3時(shí)（L3為ON）→ 關(guān)閉電磁閥Y1（Y1為OFF），液體A停止注入，同時(shí)，開啟電磁閥門Y2（Y2為ON）注入液體B , 當(dāng)液面升至L2時(shí)（L2為ON）→ 關(guān)閉電磁閥Y2（Y2為OFF），液體B停止注入，同時(shí)，開啟電磁閥Y3（Y3為ON），注入液體C，當(dāng)液面升至L1時(shí)（L1為ON）→ 關(guān)閉電磁閥Y3（Y3為OFF），液體C停止注入，然后開啟攪拌電動(dòng)機(jī)M，攪拌10秒 → 停止攪拌，加熱（啟動(dòng)電爐R）→ 當(dāng)溫度（檢測器T動(dòng)作）達(dá)到設(shè)定值時(shí) → 停止加熱（R為OFF），并放出混合液體（Y4為ON），至液體高度降為L3后，再經(jīng)5秒延時(shí)，液體可以全部放完 → 停止放出（Y4為OFF）。液體混合過程結(jié)束。

按動(dòng)停止按鈕，液體混合操作停止。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

（1）按液體混合要求，設(shè)計(jì)PLC外部電路（配合使用通用器件板開關(guān)元器件）；

（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（4）運(yùn)行用戶程序，觀察程序運(yùn)行結(jié)果。5.思考練習(xí)

功能表圖：

梯形圖：

第四篇：RTK測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一：RTK（電臺(tái)模式）

一 實(shí)驗(yàn)過程

（1）基準(zhǔn)站和流動(dòng)站參數(shù)的設(shè)置

1、啟動(dòng)手簿上的藍(lán)牙；

2、建立文件并進(jìn)行命名；

3、手簿與基準(zhǔn)站進(jìn)行連接；

4、對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；

5、啟動(dòng)基準(zhǔn)站；

6、對(duì)流動(dòng)站進(jìn)行類似的連接于設(shè)置；（2）GPS-RTK數(shù)據(jù)采集方法及過程

1、用手簿進(jìn)行基準(zhǔn)站和流動(dòng)站參數(shù)的設(shè)置；

2、完成手簿與基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的連接之后就可進(jìn)行GPS-RTK測量工作了；

3、選主菜單上的“測量”，選擇RTK，選擇“測量點(diǎn)”，就可以進(jìn)行單點(diǎn)測量，在進(jìn)行單點(diǎn)測量時(shí)，根據(jù)具體情況設(shè)定精度，若長時(shí)間搜索精度還是在浮動(dòng)，則說明該點(diǎn)無法衛(wèi)星接收情況較差，無法測出。

4、選擇“放樣”，就可以對(duì)已知點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行放樣，根據(jù)手簿的提示移動(dòng)流動(dòng)站，直到找到所需點(diǎn)為止。

二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)二：RTK（GPRS模式）

一 實(shí)驗(yàn)過程：

用電臺(tái)發(fā)射時(shí)，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之前的數(shù)據(jù)通訊是通過電臺(tái)來完成的，基準(zhǔn)站電臺(tái)把基站數(shù)據(jù)調(diào)制后以載波方式發(fā)出，流動(dòng)站電臺(tái)接收載波數(shù)據(jù)后解調(diào)。而GPRS方式作業(yè)時(shí)數(shù)據(jù)是通過公網(wǎng)傳輸?shù)?，基?zhǔn)站和流動(dòng)站各需要一張開通了網(wǎng)絡(luò)功能的SIM卡，作業(yè)時(shí)基站和流動(dòng)站分別通過SIM卡連接上INTERNET網(wǎng)絡(luò)，然后流動(dòng)站需要輸入基準(zhǔn)站的IP地址，經(jīng)由INTERNET網(wǎng)通過IP地址來訪問基準(zhǔn)站以獲取基站數(shù)據(jù)。

將RTK設(shè)置好后，采集測量區(qū)域周邊的三個(gè)角坐標(biāo)，進(jìn)行點(diǎn)校正。點(diǎn)校正后進(jìn)行點(diǎn)的測量 二 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

三 誤差分析及減小誤差的方法：

（1）衛(wèi)星星歷誤差，衛(wèi)星星歷誤差實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差，其大小取決于衛(wèi)星跟蹤的數(shù)量及空間分布，觀測值數(shù)量及精度．

（2）接收機(jī)鐘誤差，減弱方法是的把每一個(gè)觀測時(shí)刻接收機(jī)差當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立未知參數(shù)在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解．

（3）衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差，包括電離層和對(duì)流層時(shí)廷誤差．（4）多路徑誤差，多路徑誤差是指衛(wèi)星信號(hào)通過不同的路徑傳輸?shù)浇邮諜C(jī)天線．多路徑效應(yīng)不反與反射系數(shù)有關(guān)，也與反射物離測站的距離及衛(wèi)星的信號(hào)方向有關(guān)，由于無法建立準(zhǔn)確的誤差改正模型，只能恰當(dāng)?shù)倪x擇地點(diǎn)測量，避開信號(hào)反射物．

（5）人差，儀器沒有完全對(duì)中，沒有絕對(duì)整平． 四 實(shí)驗(yàn)對(duì)比

通過三次實(shí)驗(yàn)對(duì)十個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)測量，發(fā)現(xiàn)數(shù)值之間相差很大，在第二、三實(shí)驗(yàn)時(shí)都應(yīng)該進(jìn)行點(diǎn)校正，而沒有經(jīng)過點(diǎn)校正，所以誤差很大

實(shí)驗(yàn)體會(huì)

通過這次實(shí)習(xí)使自己在課堂上學(xué)的模糊的理論知識(shí)得到了清晰的理解，同時(shí)也感到自己所學(xué)的理論知道的嚴(yán)重不足，在做實(shí)驗(yàn)過程中，步驟都是聽老師的，自己完全沒有頭緒，不理解每一步的意義，但是老師很耐心的回答我們的每一個(gè)問題，在教授步驟時(shí)也會(huì)給我們講解原理，因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)理解完全不夠，但是實(shí)習(xí)中遇到的問題能分析,在測量過程中突然收不到衛(wèi)星信號(hào),這種情況可能是流動(dòng)站或基準(zhǔn)站的電源沒電或接收機(jī)的連線出現(xiàn)問題.在測量過程中突然顯示單點(diǎn)定位可能是接收到的衛(wèi)星數(shù)量不夠而無法解算.在觀測過程中手薄上的解算值始終不能固定,可能是流動(dòng)站的選點(diǎn)有問題,周圍可能有高壓輸電線,高大建筑物.使自己的解決問題的能力增強(qiáng)了。

同時(shí)在實(shí)習(xí)過程中又加強(qiáng)了理論知識(shí)的強(qiáng)化使自己對(duì)這門學(xué)科又有了新的理解．我覺得這門學(xué)科應(yīng)該是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論，但實(shí)踐前的理論學(xué)習(xí)也是必不可少的．我們應(yīng)該理論與實(shí)踐相結(jié)合。

第五篇：電子測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電子測量調(diào)研報(bào)告

題

目： 電子測量技術(shù)發(fā)展與儀器

姓 名：

學(xué) 院： 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院

專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：

2013年 6月16日

電子測量技術(shù)發(fā)展與儀器

摘要：:科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了電子測量技術(shù)的快速發(fā)展,同樣地電子測量技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了測量儀器的不斷更新。本文介紹了電子測量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,并論述了電子測量儀器發(fā)展的過去與現(xiàn)狀。最后，探討了電子測量技術(shù)與儀器的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：發(fā)展、測量、儀器、趨勢

一、電子測量技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化大生產(chǎn)中那些要求精密和準(zhǔn)確測量的內(nèi)容通常都是運(yùn)用了電子測量的方法來實(shí)現(xiàn)的。電子測量主要應(yīng)用于電專業(yè)的測量,例如電信號(hào)傳輸特性的測量。電子測量也廣泛的應(yīng)用于非電專業(yè)的測量。例如,它通過各種類型的傳感器,能量轉(zhuǎn)化器把非電量轉(zhuǎn)換為電量進(jìn)行研究,而后得出反映出非電量的測量結(jié)果。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,測量的內(nèi)容愈來愈廣泛,通常包括以下幾個(gè)方面:(1)電能量的測量,包括對(duì)于電流、電壓、電功率的測量。

(2)信號(hào)的特性及所受干擾的測量,例如信號(hào)的失真度、頻率相位、脈沖參數(shù)、調(diào)制度、信號(hào)頻譜、信噪比等。

(3)元件和電路參數(shù)的測量,例如電限、電感、電容、電子器件(電子管、晶體管、揚(yáng)效應(yīng)管等)的測量,集成電路的測量,電路頻率響應(yīng)、通頻帶寬度、品質(zhì)因數(shù)、相位移、延時(shí)、衰減和增益等的測量。

由于電子測量技術(shù)的許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn),許多非電量的測量也可以通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再利用電子技術(shù)進(jìn)行測量。例如,高溫爐中的溫度、深海的壓力等許多人們不能親身到的地方或無法直接測量的量,都可以通過這種方式進(jìn)行測量。與其它的測量相比,電子測 量具有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):(1)測量頻率范圍寬,電子測量能工作在這樣寬的頻率范圍,這就使它的應(yīng)用范圍很廣。(2)量程很廣,由于所測量的大小相差極大,要求測量儀器的量程也極寬,同一臺(tái)電子儀器,經(jīng)常能做到量程寬達(dá)很多數(shù)量級(jí)。

(3)測量準(zhǔn)確度高,電子儀器的準(zhǔn)確度通?？杀绕渌鼫y量儀器高很多,特別是對(duì)頻率和時(shí)間的測量。電子測量準(zhǔn)確度高,正是它在現(xiàn)代科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的重要原因。

(4)測量速度快,電子測量由于是通過電子運(yùn)動(dòng)和電磁波的傳播來進(jìn)行工作的,因此具有其它測量方法通常無法類比的高速度。

(5)易于實(shí)現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量,顯示方式又可以做到清晰、直觀。由于可以把電子儀器或與它連接的傳感器放到人類不便長期停留或無法到達(dá)的區(qū)域去進(jìn)行遙測,而且可在被測對(duì)象正常工作的情況下進(jìn)行測量。對(duì)于測量結(jié)果,電子測量的顯示方法也比較清晰、直觀。

(6)易于利用計(jì)算機(jī),形成電子測量與計(jì)算技術(shù)的緊密結(jié)合。

二、國內(nèi)電子測量儀器發(fā)展的過去與現(xiàn)狀

我國電子測量儀器大致經(jīng)歷了“模擬式-數(shù)字式-智能式、程控式”的發(fā)展歷程。20世紀(jì)50年代,新中國第一個(gè)五年計(jì)劃在重點(diǎn)發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)中就規(guī)劃了電子測量儀器。經(jīng)過50多年的發(fā)展,我國不但具有一個(gè)較為完整的電子儀器產(chǎn)業(yè)體系,還有一大批電子測量技術(shù)人才。最近幾年,隨著世界高新技術(shù)的不斷發(fā)展,我國電子測量儀器在以下一些重大科技領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展：

(1)調(diào)制域分析儀研究成功。調(diào)制域測試技術(shù)是20世紀(jì)末出現(xiàn)的十分重要且技術(shù)難度很

高的一門新興測試技術(shù),它是用來測量輸入信號(hào)隨時(shí)間變化的頻率值,所產(chǎn)生的顯示圖形代表信號(hào)調(diào)制域,是信號(hào)頻率值與時(shí)間的關(guān)系。這種方法非常適合測量定時(shí)信號(hào),相位編碼信號(hào)或頻率編碼信號(hào),必將對(duì)眾多測試問題的解決做出突出貢獻(xiàn)。

(2)VXI總線技術(shù)取得重大進(jìn)展。VXI總線技術(shù)是二十世紀(jì)末出現(xiàn)的一種新的母線技術(shù)。它將VME總線和GPIB結(jié)合起來構(gòu)成一個(gè)新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口母線,是一個(gè)完全開放的適應(yīng)多廠家儀器產(chǎn)品(模塊、插卡式)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這種總線技術(shù)具有便攜性、測試速度高、適應(yīng)性和靈活性強(qiáng)、價(jià)格適中以及有利于充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用的優(yōu)點(diǎn)。

(3)微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀開發(fā)成功。矢量分析儀能同時(shí)獲得被測對(duì)象的幅度、相位和群時(shí)延特性,成為現(xiàn)代電子裝備必備的、關(guān)鍵的測試設(shè)備。另外它還在非線性、大功率網(wǎng)絡(luò)的測試和分析中發(fā)揮著重要作用。

(4)電子測量儀器向毫米波推進(jìn)。眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發(fā)展,特別是在軍事方面,其發(fā)展更為迅速。近幾年,我們十分重視電子儀器向毫米波發(fā)展。

(5)通信測量儀器水平達(dá)到新的高度。通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速,為適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國加快發(fā)展通信電子測量儀器。近年來研制成功的誤碼測試儀、數(shù)字傳輸/數(shù)據(jù)通信分析儀、七號(hào)信令測試儀、數(shù)字微波通信測試儀等產(chǎn)品都達(dá)到了20世紀(jì)末國際先進(jìn)水平。

(6)數(shù)字化儀器迅速發(fā)展。近幾年,數(shù)字化儀器在迅速發(fā)展,我國也在不斷研制并推出各種新型數(shù)字化儀器,譬如數(shù)字示波器、數(shù)字調(diào)制裝置、數(shù)字化函數(shù)/任意波形發(fā)生器、數(shù)字化頻率計(jì)數(shù)器等眾多產(chǎn)品。

三、國產(chǎn)電子測量儀器發(fā)展的機(jī)遇

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新產(chǎn)品新技術(shù)日新月異,對(duì)電子測量儀器提出很多新需求,由于測量儀器的先導(dǎo)作用,所有電子技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)都會(huì)成為測量測試技術(shù)的生長點(diǎn),國內(nèi)儀器企業(yè)研制并成功向市場推出了大量新技術(shù)、新型儀器產(chǎn)品,適應(yīng)市場需要。同時(shí),以新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展為契機(jī)帶動(dòng)電子儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。數(shù)字電視、新一代移動(dòng)通信和下一代互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)、新的生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求也為儀器發(fā)展創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。目前,我國制造業(yè)發(fā)達(dá)、服務(wù)業(yè)興旺,各種電器產(chǎn)品的研制生產(chǎn)維修服務(wù)、各種用戶需求都用到越來越多、劃分細(xì)致的各種電子測量儀器,市場前景樂觀、產(chǎn)品開發(fā)大有作為。

目前,雖然國產(chǎn)電子測量儀器發(fā)展面臨著前所未有的機(jī)遇,但是由于多種原因,使得在這一行業(yè)發(fā)展過程中還存在著許許多多的挑戰(zhàn)。為此,還需要我們積極采取一些有用的措施,才能推進(jìn)我國儀器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

四、電子測量儀器發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,測量范圍日益擴(kuò)大,測量任務(wù)越來越復(fù)雜,測量工作量隨之加大,對(duì)測量精度和速度的要求也越來越高。在實(shí)際測量中,不僅要求連續(xù)實(shí)時(shí)顯示,而且要求實(shí)時(shí)處理大量的測試數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)儀器很難滿足這些要求,這就迫使儀器朝著數(shù)字化、智能化、多功能、小型化、模塊化、虛擬化、標(biāo)準(zhǔn)化和開放型方向發(fā)展,隨著技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,這種演進(jìn)的趨勢也在明顯加強(qiáng)。因此出現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)或微處理器為核心,將檢測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)完美地結(jié)合起來的現(xiàn)代電子測量儀器(系統(tǒng))。它主要有以下幾種類型:(1)以通用微處理器為核心構(gòu)成的智能化電子儀器。智能儀器又稱為靈巧儀器,它是將人工智能的理論、方法和技術(shù)應(yīng)用于儀器,使其具有類似人的智能特性或功能的儀器。它的硬件組成通常包括微處理器與存儲(chǔ)器、鍵盤開關(guān)與顯示輸出、測試功能模塊或測試信號(hào)源、總線與標(biāo)準(zhǔn)接口等部分。

(2)以通用微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)構(gòu)成的個(gè)人儀器系統(tǒng)。個(gè)人儀器系統(tǒng)將若干儀器的測試功

能模塊并聯(lián)接入個(gè)人計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線,借助于測試軟件,各儀器模塊與計(jì)算機(jī)靈活地結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助測試、程控操作、數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算處理,以及多種方式輸出測試結(jié)果。其硬件由個(gè)人計(jì)算機(jī)、多個(gè)測試功能模塊及接口、儀用標(biāo)準(zhǔn)接口等組成。

(3)以通用計(jì)算機(jī)為核心,以國際上標(biāo)準(zhǔn)化的儀器接口總線為基礎(chǔ),由可程控的通用電子儀器構(gòu)成的現(xiàn)代自動(dòng)測試系統(tǒng)。所謂自動(dòng)測試系統(tǒng),就是在計(jì)算機(jī)的控制和管理下,很少需 要人工參與,由各種測量儀器對(duì)電量、非電量進(jìn)行自動(dòng)測量、數(shù)據(jù)處理,并以顯示、打印等適當(dāng)?shù)姆绞浇o出測量結(jié)果的系統(tǒng)。自動(dòng)測試系統(tǒng)的組成包括控制器、程控儀器設(shè)備、總線與接口、測試軟件、被測對(duì)象5部分。

(4)以通用計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)建立的可編程虛擬儀器。虛擬儀器是指以通用計(jì)算機(jī)作為核心的硬件平臺(tái),配以相應(yīng)測試功能的硬件作為信號(hào)輸入/輸出接口,利用儀器軟件開發(fā)平臺(tái)在計(jì)算機(jī)的屏幕上虛擬出儀器的面板和相應(yīng)的功能,通過鼠標(biāo)或鍵盤操作的儀器。

五、結(jié) 語

經(jīng)過50多年從無到有的發(fā)展歷程,我國的電子測量儀器產(chǎn)業(yè)已形成一個(gè)完備的產(chǎn)業(yè)體系。但國產(chǎn)電子測量儀器在發(fā)展過程中還存在一些問題,在對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析基礎(chǔ)上,指出了當(dāng)前我國電子測量儀器發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。另外,隨著社會(huì)信息化程度不斷加強(qiáng),測量需求也在不斷改變,例如測量范圍不斷擴(kuò)大,測量精度要求越來越高,要求測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化處理等。為了滿足這些改變的用戶需求,我國電子儀器工程師不斷地在原有電子測量技術(shù)及儀器水平的基礎(chǔ)上改革創(chuàng)新,趕追世界先進(jìn)水平,使得國產(chǎn)電子測量儀器向以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的功能越來越多,處理信息量越來越大,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛的現(xiàn)代電子測量儀器方向發(fā)展?？傊?經(jīng)過廣大電子測量儀器人員的共同努力,我國電子技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)水平有很大提高。目前與國外相比雖然還有些差距,但已經(jīng)基本改變過去跟著國外走的狀況。針對(duì)這一情況,還應(yīng)該在研究國外電子測量儀器發(fā)展趨勢的同時(shí),深入到我國儀器用戶中去,了解他們的需求,研制出適合我國國情的電子測量儀器,推進(jìn)國產(chǎn)電子測量儀器向國際先進(jìn)水平邁進(jìn)，并且來促進(jìn)我國的電子測量行業(yè)的快速發(fā)展。

參考英文文獻(xiàn)

The Development and Future of Electronic Measurement

Technology Abstract—This paper describes the electronic measurement on the importance of the development of modern science and technology;provide an overview of recent electronic measurement of the latest development of the new measurement methods and tools;macro grasp of electronic measurement technology future trends.And DDS technology as an example of modern electronic measurement field the new concept.Keywords-Electronic;Measuring;Intelligent;Virtual;Instrument.Ⅰ.Introduction

With modern science and technology and the development of industrial production, the measurement of a higher requirement.fast, real-time, accurate,automatic measurement has become the mainstream of the development of modern measurement techniques.Can be said that there can be no measurement signal analysis and processing, access to information to become a talk, based on the information on the information technology and computer technology has become a source of water.Electrically, with its sub-measurement technology many advantages to become the protagonist of modern measurement technology in information acquisition and industrial control does not play alternative role.20th century, is based on the LSI important period of development, it also brings electronic measuring instrument technology revolution.Since LSI large number of applications, making the modern electronic measuring instruments are smaller, more comprehensive, higher reliability, lower power consumption.Similarly, computer technology and software technology for the electronic measurement essentially leap – virtual intended to produce the instrument, made a great contribution.Ⅱ.Recent development results

A.Rapid development of digital instruments

In recent years, as DSP(digital signal processing)technology, the rapid development of a variety of outstanding performance DSP integrated chips are emerging, digital instruments to get a new development.For example, digital oscilloscope, digital modulation devices, digital function generator, arbitrary waveform generators, digital frequency counter and many other products.B.Modulation Domain Analyzer successful research

Modulation Domain testing techniques in the frequency domain and frequency domain has been developed very mature late 20th century the emergence of a new type of measurement Test technologies that known as the “three field” testing technology.Modulation domain test is to measure the input signal varies over time the frequency value, the displayed graphical representation of the signal generated by the modulation domain, the frequency value of the signal versus time.Modulation Domain testing technology is an emerging technology very important and difficult and very large test techniques, depending on the science and technology and electronic equipment rapid development.This method is very suitable for measuring the timing signal, phase or frequency-coded signal is coded signal.Modulation Domain Testing

Technology Surgery appears bound to numerous test problems and make new contributions.Facts have proved that modulation domain analysis techniques, in an increasingly more applications become an indispensable testing technology, especially in the field of military electronic test more of its significance.C.VXI bus technology has made significant progress

VXI bus technology is the twentieth century the emergence of a new bus technology.It first appeared in the United States, used in the United States Air Military electronic measuring instruments.VXI and GPIB bus to the VME bus are combined to form a new standard for modular instrumentation platform that can meet the needs of future instrumentation, electronic measurement instruments and systems to make step into a new period of development.VXI bus is a new industry standard interface bus 121 is a completely open, multi-vendor equipment to adapt products(modules, plug-in)industry standards.The introduction of this standard there are three reasons: First, to adapt to technical requirements of the development, the second is the lack of multi-vendor instrument connectivity, three is the military's needs, and this is the most important aspect.This new bus standard applications in the United States, the Chinese community are very much appreciated, numerous researchers.And after years of exploration, the country has made great progress in the implementation of certain aspects of the specific application, especially in the application of many military radar systems.D.Millimeter wave electronic test equipment to advance

Numerous civilian and military electronic equipment in the millimeter-wave development, particularly in the military field, and its development more rapidly.Advance Taking into account the future of electronic warfare systems signal environment will reach 1-2 million pulses / sec, equipment systems may want to perform several one hundred million represents.So, the current IC processing power can not meet the requirements of military electronic equipment, which will affect the next generation of electronic warfare systems operational capability, this must be the development of ultra-high-speed integrated circuits(VHSIC).So from a monolithic integrated circuit chip set test into several one hundred thousand to one million across several, which correspondingly substantial increase in the difficulty of the test.Ⅲ.Electronic Measurement Technology Trends A.Networking and modular

Since the measurement instrument interface standards harmonization and bus technology development, electronic measurement instruments and computer gradually melt as a body.Multiple measuring instruments and mutual sharing of data between the control and the standard interface through the bus station with a computer connected to the network constituted achieved.Same time as the instrument's modular, reduce costs, improve application flexibility, greatly improving cost performance.B.Vrtualization software technology

From the history of the development, electronic measurement instruments has gone from analog instruments, intelligent instruments to the history of virtual instruments, which are based on each leap advances in computer technology as the driving force.With the rapid development of computer technology, computer digitized using static and dynamic analysis of the ideal test has finally become a reality.One of several key technologies, including computer precision, speed;analog to digital conversion accuracy, speed;memory, hard disk storage capacity and speed;

computer and A / D price issues have been resolved.Combined with a variety of functions dedicated software the rapid development of a new technology emerges-virtual instrument(VirtualIstrument, referred to VI).VI technology development and application of the United States from 1986 designed by NI LabVIEW, it is a graphics-based development, debugging and running programs integrated environment to realize the concept of a VI.NI's “Software Instrument”(Softwareisinstrument)completely broke the traditional instruments can only be given by the manufacturer the user can not change the situation.C.Highly intelligent

With cutting-edge technology(such as aerospace, weapons engineering)and high-risk project development needs of electronic measurement technology increasing degree of intelligence.But in recent years the field of embedded computer technology development to enhance the intelligence of electronic measuring instruments provide good conditions.Emerging in recent years, such as embedded chip FPGA, ARM, CPLD, etc., they are a high-reliability, high stability, fast immediately applied to electronic measuring instruments.The microcomputer-based processing technology microprocessor allows the measurement methods of measuring instruments diversification measure real-time and highly intelligent.Ⅳ.DDS technology development history

In the traditional field of electronic measurement and instrumentation, PLL Frequency Synthesizer(PLL)is the most commonly used frequency co into technology.As electronic measurement and instrumentation industry continues to develop, for frequency synthesis techniques are increasingly high requirements.2Oth emerged in the mid-century direct digital frequency synthesis(DDS)is an all-digital frequency synthesis technology, due to its special principle and structure, so that in electronics, communications, access to a growing range of applications.In the field of electronic measurement and instrumentation, DDS The main applications include: audio testing, product testing, the instantaneous power signal reproduction, shock and vibration test, medical test equipment, conventional waveforms and arbitrary waveform generator, high precision, multi-function modulation etc.Ⅴ.Conclusion

In summary, in the 21st century electronic measuring instruments with chip technology and DSP technology will reach an unprecedented high performance, with computer technology and the further integration of the instrument, the instrument's ease of operation, easy scalability, measurement capability, the number of data processing and analysis capabilities have been greatly improved.At the same time, software engineering and network technologies are increasingly being applied to various fields, development of simulation technology as well as electronic measurement provides a more powerful and convenient tool.In short, the electronic measurement technology development is a multi-disciplinary, multi-field development co-crystallization, while between them for each other and mutual service of with the development.