测量系统

第一章绪论

1.1 测量的对象及意义

测量—就是把被测对象中的某种信息检测出来，并加以量度, 以确定被测对象的属性和量值为目的的一组操作。

被测对象：宇宙万物（固体、液体、气体、动物、植物、天体…）

被测信息：物理量（光、电、力、热、磁、声…）化学量（PH、化学成份…）生物量（酶、葡萄糖、…）

全部操作：检测器具：传感器、检测仪器、检测装置、检测系统。检测过程：信号采集、信号处理、信号显示、信号输出。

机械量测量的目的和意义可归纳为四类：(1)监测控制生产过程中的运行状态；(2)检定产品的质量；(3)对设计提供实验结果和有效的经验数据；(4)其它领域应用。

1.2 机械量测量的一般方法

机械量的种类繁多，一般从不同的角度出发，机械量测量有不同的分类方法。

1. 按照测量过程中是否需要对被测对象施加能量分为：

(1)主动式：测量过程中需要从外部对被测对象施加能量。

(2)被动式：测量过程中不需要从外部对被测对象施加能量。

2. 按照测量过程中是否接触分为：

(1)接触式：测量过程中容易对被测对象产生干扰；

(2)非接触式：测量过程中不对被测对象产生干扰，但是容易受到外界因素的干扰。

4. 按测量方式分类；测量的基本概念是把一个未知的被测量和一个已知的标准量相

比较，按照比较的方法可分为两类，即直接比较法和间接比较法。

(1)直接测量 (2)间接测量

5. 按照测量过程是否在生产现场分为： (1)离线测量(2)在线测量

6. 按仪器操作方法分类。从测量仪器或测量系统的操作方法来说，可分为：直读法；

零位法；偏差法；替代法；计算法等。

1.3 测量系统的一般结构

检测技术：检测是意义更为广泛的测量。

测量、试验(以定性或定量方式获取被测对象的某种信息）。

工程检测技术就是对生产过程和运动对象实施定性检查和定量测量的技术。

一个完整的检测过程一般包括：

(1) 信息的提取；(2) 信号的转换存储与传输；

(3) 信号的显示与记录；(4) 信号的处理与分析。

(1)信息的提取：用传感器来完成。信号是信息的载体。一般将被测信息转换成电信号。

(2)信号的转换存储与传输：用中间转换装置来完成。一般是把信号转换成传输方便、功

率足够，可以传输、存储和记录，并具有驱动能力的电压量。

(3)信号的显示与记录：用显示器、指示器和记录仪完成。

(4)信号的处理与分析：用数据分析仪、频谱分析仪、计算机等来完成。找出被测信息

的规律，为研究和鉴定工作提供有效依据，为控制提供信号。

一般说来，检测系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。

传感器将被测物理量(如噪声,温度) 检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则将测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

1.4 测量仪器的特性

测量仪器的一般性能可分为两种特性，即静态特性和动态特性。

测量过程中被测量保持恒定不变的测量，称为静态测量。静态测量时，测试系统的技术指标称为静态特性。

另外一些仪器要测量变化很快的量，这就必须考虑仪器输入与输出之间的动态关系。

这种关系一般用线性微分方程式来研究，根据动态关系得出的准则称为动态特性。

第二章位移的测量

2.1 长度的测量

4. 长度测量的标准量

测量是将被测量与标准量进行比较的过程。标准量是体现测量单位的某种物质形式，它具有较高的精确度和稳定性。

长度测量中常用的标准量有：

（1）光波波长：激光、氪86光源、单色光等波长。

(2)量块的长度

量块是长度测量中应用最广的实物基准之一。

形状：金属长方体或三角块等。

材料：线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的合金钢材料。

量值：两个工作面的距离，可以组合。

量块按制造精度分6级，即00、0、K、1、2、3级，其中00级精度最高，3级最低，K级为校准级。

量块按其检定精度分为6等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低。

(3) 光栅与容栅的栅距、磁栅的节距和感应同步器的线距。

5.阿贝原则——长度测量应遵循的原则

测量实例：利用卡尺测量零件尺寸

理论：L = D 实际：L ≠ D ?

原因：导轨不直→测量线与基准线不平行→量爪不平行→偏差误差的大小与夹角大小有关，还与测量线与基准线之间距离有关。

阿贝原则：长度测量时，被测量的尺寸线段应与标准量的尺寸线段重合或在其延长线上。

2.2线位移的测量

2. 大位移量的测量

?大位移的量值范围指数米至数千米，目前最有效的测量方法为激光测量法。基于不同的原理，激光测量可分为非相干测量和相干测量。

(1)非相干测量法也称为飞行时间测量法，主要有脉冲测距法和相位差测距法。

?脉冲测距法是由测量仪器发出一个短脉冲信号，该信号经目标点反射返回，在经过了两倍的被测距离后被测量仪器重新接收。通过测量同一脉冲信号从发射到接收的时间间隔，即可算得被测距离值L=ct/2，其中c为光速。

?相位差测量法是测距仪对激光进行调制，通过测量调制光波往返被测距离一次所产生的相位延迟来确定往返时间t，计算得到这一相位延迟所代表的距离值。非相干测量法具有毫米量级的分辨力。

(2)相干测量法的种类也很多，如：偏振干涉法、外差干涉法、双频激光干涉法等等。

?普通光源发出的不同波长的光波相位是随机的，因此必须是波长相同的光束才能产生干涉。而激光由于时间、空间相干性好，所以波长稍有差异的两种激光也能形成干涉，这种特殊的干涉称为拍。

双频激光干涉法（非相干测量法）

?将一个单频的氦氖激光器置于一轴向磁场中，由塞曼效应使激光的谱线分裂成为两个旋转方向相反的左、右圆偏振光，两束光振幅相同，相互垂直，频率f1和f2约相差2MHz。光束被分光器分成两束：

2.3 角度及角位移的测量

1.角度的单位和自然基准

（1）角度的单位：国际单位制：弧度(rad) →分析、计算

非国际单位：度(°)、分(′)、秒(") →实际应用（加工、测试）

换算：1°= 60′, 1′= 60", 1rad = 180 /π°≈ 57.296°

(2）角度的自然基准：

角度自然基准： 360°圆周（没有误差）

圆周封闭原则：整圆周上所有角分度的误差之和等于零在圆分度测量中，利用圆周封闭原则，可以提高测量精度。

2.角度的实物基准

能够以高精确度等分360o的圆分度器件作为角度实物基准。

传统：角度块规

形状：三角形（1个角度）

长方形（4个角度）

材料：与量块相同（稳定、耐磨）

基准：工作面的夹角

应用：测量零件角度，相对测量基准

常用：（1）高精度度盘:在圆盘的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆周等分的器件称为度盘。度盘的角间隔一般为5′、10′、 20′、 30′、 1O 等。多用于角度及圆分度误差的静态测量。

（2）圆光栅（光栅尺）

组成：一对光栅盘（定光栅、动光栅）直径、栅距相同。

原理：偏心叠合在一起，产生莫尔条纹；当光栅盘相对转动时，莫尔条纹同步移动。

精度：±0.2″（误差平均效应）。

分辨力：±10 ″、±20 ″

分类：径向光栅、切向光栅、环形光栅

（3）圆感应同步器

组成：定子(a)：激励绕组，连续绕组

转子(b)：感应绕组（正弦绕组、余弦绕组）原理：转盘相对定盘转动，在绕组中产生感应电势；经过电路处理，可获得转角信号。

精度：低于圆光栅。应用：抗干扰能力强，适于加工现场使用。

（4）角编码器将角位置定义为数字代码的装置称作角编码器。

组成：光源（产生平行）、光码盘（光学玻璃，透光/不透光）、同心圆环（码道）、光电元件（每个码道对应一个光电元件）

原理：平行光源→码盘→光电元件→电信号输出

每个码道上：透光=1，不透光=0，多个码道： 0101… --- 绝对码。

（5）多面棱体 形状：正棱柱体 面数：4、6、8、12、24、36、72

基准：各工作面法线的夹角 应用：测量圆分度误差（自准直仪） 精度：±0.5"～±1"

（6）多齿分度盘 组成：上齿盘、下齿盘（直径、齿数、齿形相同） 齿数：360、720、1440等 原理：下齿盘固定不动，上齿盘抬起脱离啮合后，即可绕其主轴旋转，再次啮合，即可根据转过的齿数多少进行精确分度。 精度：±0.1" （弹性变形实现误差平均效应）

2.4 物位检测技术

2.4.1 液位检测方法 可分为直接检测和间接检测(压力法、浮力法、电学法、热学法,超声波法,微波法,光学法 )两种方法

2.4.2 料位检测方法 分 重锤探测法 称重法 声学法

2.4.3 相界面的检测

第三章 速度的测量

3.1 速度的测量方法

(1)时间、位移计算测速法

(2)加速度积分法和位移微分测速法

(3)利用物理参数测量速度

(4) 线速度与角速度相互转换测速法

3.2 线速度的测量

? 较常用的有以下几种：(1)接触辊法(2)光束切断法(3)空间滤波器法(4)相关法

（5）皮托管的作用原理

? 汽车和火车的行驶速度都可以由车轮转速来计算，所以线速度可以由测出轮子的角

速度转换成线速度。但是飞机和船舶的航行速度不能由发动机的转速直接换算，必须采用其他方法。

? 皮托管是测量流体速度的主要工具，又称为空速管。广泛用于船舶和飞行体的测速。 ? 右图给出皮托管的作用原理。在测量时，如果流体的方向是已知的，只要把皮托管

对准流体流动的方向，使内管顶端(滞止点)能感受全压力 pt ，而具有静压孔的外管感受静压力 ps 。测出其全压力与静压力，即可根据下式算出流体速度。ρ为流体密

度。

1)由于皮托管的方向与流体方向对的不准。

2)由于皮托管直径不为零，因此沿管外臂的流体线比不受干扰的流体线长，从而使流体速度增大，静压力减小，静压孔实际感受的静压力降低，静压孔距皮托管顶端越近，影响就越大。

3)由于流体受皮托管的滞止，将使滞止点上游的静压力增大。静压孔离支撑管越近，则读数值就越高。这种影响与第二条的影响相反，所以适当选择静压孔的位置可以使这两条影响互相抵消。

（6）多普勒测速

? 光学多普勒效应：当光源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的光波频

率与入射光波频率存在差别的现象，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。

? 当单色光束人射到运动体上某点时，光波在该点被运动体散射，散射光频率与入射光频率相比，产生了正比于物体运动速度的频率偏移，称为多普勒频移。

2

2

v v p v ρ==v t s t s v p p p p p p =----全压静压动压

转速测量演示

若转轴上开z 个槽(或齿)，频率计的读数为f

（单位为Hz ），则转轴的转速n （单位为r/min ）

的计算公式为 齿轮转速测量举例 例：下图中，设齿数z =48， 频率计的读数为f =120Hz ，求该齿轮的转速n 。

n =60 f /z =60×120/48＝150r/min

第四章 力、力矩和压力的测量

4.1 力的测量

4.1.1 力的基本概念

1.力是物质之间的相互作用。各种机械运动是力或力矩传递的结果，因此力是最重要的物理量之一；力的单位是“牛顿”，用 N

表示。

力的动力效应：力可以改变物体的机械运动状态或改变物体所具有的动量使物体产生加速度。

力的

静力效应：使物体产生变形,在材料中产生应力。 负荷作用下，应变片处弹性体的轴向相对变化量ε （即应变）为: 式中：Δl ——应变片的总变形量；

l ——应变片的基长；

F ——作用力；

A ——弹性体的工作面积；

E ——弹性体材料的弹性模量；

σ ——弹性体工作应力。

?U0/Ui 为传感器的电压灵敏度，其单位是mV/V ，通常取0.5~2.5mV/V ，它是测力传感器设计的原始依据。

例：设计一个正方形截面的柱式负荷传感器，其电压灵敏度满足1mV/V ，负荷力为50KN ，应变片灵敏系数k 为2， 求柱式弹性体的截面尺寸。

解：根据设计依据电压灵敏度?U0/Ui=1mV/V 及k =2 若应变片按全桥电路连接，取μ=0.3则弹性体实际应变ε实=ε0/n= ε0/ [2(1+μ)]=0.769×10-3

强度校核：当选取弹性体材料为40Cr 时，

E=2.1×10-5MP ， σs=785.1MPa ，

则[σ]= σs/3=261.7MP, σ= E ε实=161MP 。

设超载系数k n=1.2，则超载时的应力σmax=k n σ=193MPa 。所以，

σmax< [σ]= σs/3，则弹性体满足强度校核要求。

求柱式弹性体截面积A ，因为σmax=Fmax/A ，其中Fmax 为最大负荷值，Fmax=1.2～1.5F ，则方形截面边长a 为：

截面A 随F 的大小和位置变化。

4.3 压力的测量

1. 压力

定义：物理学上压力为一个物体垂直作用于另一物体表面的力。 60 f n z

=l F l AE E σε?===3

00i U 4210U k

ε-==? a 0.019819.8m mm ====

压强：垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压强，常称为压力。压力测量仪表用来测量气体或液体压力，又称压力表或压力计。

P=F/A 单位 : 帕斯卡(Pa) 1Pa=1N/m2

2. 压力的表示方法

由于参照点不同，在工程上压力有几种不同表示方法。

(1)绝对压力：被测介质作用于物体表面上的全部压力称为绝对压力。

(2)大气压力：由地球表面空气质量所形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化。标准大气压约：0.1MP

(3)表压力：绝对压力与当地大气压之差称为表压力。通常压力测量仪表总是处于大气之中，其测得的压力值均是表压力。

(4)真空度(负压)：当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度。

(5)差压(压差)：任意两个压力p1、p2之差称为差压。

这几种表示法的关系如图所示。此外，工程上按压力随时间的变化关系还有静态压力(不随时间变化或变化缓慢的压力)和动态压力(随时间作快速变化的压力)之分。

各种压力之间的关系

3. 压力测量方法的分类

1. 液体式压力计： U型管压力计；单管式压力计；倾斜式微压计等。

2. 弹性式压力表：膜片；波纹管；弹簧管等。

3.负荷式压力计

4.电气式压力表电阻应变式；压电式；压阻式等。

第五章机械振动的测试

5.1 概述

1. 机械振动的定义物体在一定位置附近所做的周期性往复运动。

4. 机械振动测试的意义

?(1)满足机械设备低振动和低噪声的要求；

?(2)随时对生产过程或设备进行监测诊断，对工作环境进行控制；

?(3)改善机械结构的抗振能力；

?(4)检测振动信息，监视工况和诊断故障。

5.2 机械振动的类型

?一、振动的类型及其表征参数

?实际测试中遇到的机械振动的类型很多，采用不同的分类方法对机械振动进行分类。

?（1）按照产生振动的原因分为：自由振动、受迫振动和自激振动。

?（2）按照振动的规律分为：简谐振动、周期振动、非周期振动、随机振动。

?（3）按照振动系统的结构参数的特性分为：线性振动、非线性振动。

?（4）按照振动系统的自由度分为：单自由度振动、多自由度振动。

?从测量的观点出发，常常按振动的规律即从振动量随时间的变化规律将振动分为简谐振动、周期振动、瞬态振动和随机振动等，

?如下图所示。

5.3 振动的激励和激振器

? 根据前面的讨论，如果知道了系统的输入(激励)和输出(响应)，就可以求出系统的

数学模型，也即动态特性。振动系统测试就是求取系统输入和输出的一种试验方法。 ? 为了完成上述测试任务，一般说来测试系统应该包括下述三个主要部分：

(1)激励部分 实现对被测系统的激励(输入)，使系统发生振动。它主要由激励信号源、功率放大器和激振装置组成。

(2)拾振部分 检测并放大被测系统的输入、输出信号，并将信号转换成一定的形式(通常为电信号)。它主要由传感器、可调放大器组成。

(3)分析记录部分 将拾振部分传来的信号记录下来供以后分析处理或直接近行分析处理并记下处理结果。它主要由各种记录设备和频谱分析设备组成。

一、振动的激励

? 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、瞬态激振和随机激振三种。

稳态正弦激振又称为简谐激振，它是借助于激振设备对被测对象施加一个频率可控的简谐激振力。它的优点是激振功率大，信噪比高，能保证响应测试的精确度。因而是应用最为普遍的一种激振方法，是一种测量频率响应的经典方法。

? 瞬态激励激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次同时给系统提供频带内各个频率成份的能量和使系统产生相应频带内的频率响应。常用的瞬态激励方法有:快速正弦扫描激振 脉冲激振（锤击法） 阶跃（张弛）激励

5.4 测振传感器

分类：接触式和非接触式

? 接触式：按壳体的固定方式分为

相对式：壳体固定在基础上，测杆和被测对象相联，敏感被测对象相对于基座的振动； 绝对式：壳体固定在被测对象上，弹簧支撑一个惯性体感受振动，又称为惯性式测振传感器；

振动测试：对振动位移、振动速度、振动加速度这些振动量的检测，它们反映了振动的强弱程度。

1. 惯性式测振传感器的力学模型和特性分析

（二）惯性式位移传感器的响应条件

惯性式位移传感器的输出

位移zm 反映被测振动的位移量xm

（三）惯性式加速度传感器的响应条件

惯性式加速度传感器的质量块相对位移Zm 与被测振动的加速度成正比，因而可用质量块的位移来反映被测振动的加速度大小。加速度传感器的幅频特性的表达式 :

1. 惯性式加速度传感器的最大优点是它具有零频率持性, 即理论上它的下限测量频率为零，实际上是下限测量频率极低。

2. 此外，为使ωn 远大于被测振动频率，加速度传感器的尺寸、质量可作得很小(小于

1g)，从而对被测对象的附加影响也小。 3. 传感器的影响： 5.5 振动的测量

? 1. 振动量的测量 振动量通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在着确定的微分或积分关系。

振动位移、振动速度和振动加速度三者的幅值之间的关系与频率有关。所以，在低频振动场合，加速度的幅值不大，宜选择振动位移的测量；在高频振动场合，加速度幅值较大，宜选择振动加速度的测量；在中频振动场合，则宜选择振动速度的测量。

? 例1:惯性式位移传感器具有1HZ 的固有频率，认为是无阻尼的振动系统，当它受到

频率为2HZ 的振动时，仪表指示振幅为1.25mm ，求该振动系统的真实振幅是多少？

（1）惯性式位移传感器的幅频特性

（2）ω=2Hz ，ωn=1Hz ，c=0，zm=1.25mm

第六章 温度的测量

6.1 概述

一、温度的基本概念

宏观概念--是物体冷热程度的表示。 热平衡的两物体，其温度相等。

微观概念--是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。

二、温标

● 用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

● 它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

● 目前国际上用得较多的温标有经验温标(华氏温标、摄氏温标等)、热力学温标。

1.经验温标

● 以物体热胀冷缩现象为基础。

● 认为选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。

● 把在两温度点之间体积的总变化分为若干等分，每个等分定义为1度。

● 按这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标 。

● 摄氏温标：标准仪器是水银玻璃温度计。分度方法是规定在标准大气压下，冰的融

点定为0度，水的沸点定为100度，在这两个固定点之间划分为100等分，每一等分的温度定义为1摄氏度，单位为“oC ”；

● 华氏温标：标准仪器是水银温度计。在标准大气压下，冰的融点定为32oF

，水的沸''t

n t m a a m m f m =+=为传感器质量

2m m z x ωω

=0c ξ

==43m m z x ==33

1.250.9375()44m m x z mm ==?=

点定为212oF 。两个固定点分成180等分，对应每一等分的温度为1华氏度，单位为“oF ”。摄氏温度和华氏温度的关系为： 式中，m 和n 分别表示华氏和摄氏温度数值 2.热力学温标

热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，是英国物理学家开尔文(Kelvin)于1848年以热力学第二定律为基础所引出的与测温物质无关的温标。

分子运动停止时的温度为绝对零度；

热力学温标（符号为T ）它的单位为开尔文（符号为K ），它规定从“绝对零”至水的三相点（纯水的固、液、气三相平衡共存的状态点）温度之间均分273.16等分，每1等分为1开尔文。

摄氏温标0℃，相当华氏温标32℉的开氏温标为273.15K 。显示，水的三相点温度为0.01 ℃

6.3 热电偶温度计

热电偶是当前热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的工作原理是基于热电效应．

（一）热电效应和热电偶

两种不同材料的导体，组成一个封闭回路。如果两端结点温度不同，则回路中就会产生一定大小的电流。这个电流的大小与两种导体材料性质以及结点的温度有关。这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。

(二) 热电偶基本定律

1. 均质导体定律

由均质材料构成的热电偶，热电动势的大小只与材料及结点温度有关，与热电偶的大小尺寸、形状及沿电极温度分布无关。如材料不均匀、由于温度梯度的存在，将会有附加电动势产生。

2. 中间导体定律

将A 、B 构成的热电偶的T0端断开，接入第三种导体C ，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体C 后对回路总电动势无影响。

3. 中间温度定律

在热电偶回路中，两接点温度为T 、T0时的

热电动势，等于该热电偶在接点温度为T 、Ta

和Ta 、T0时热电动势的代数和，即

根据此定律，我们给出参比端为0℃时的热电动势和温度的关系，就可以利用以下公式求出两端点在任意温度时的热电动势为：

热电偶的分度表都是以℃为单位，以0℃为参比端制定的。

4. 标准电极定律

两种导体A 、B 分别与第三种导体C 组成热电偶，如果A 、C 和B 、C 热电偶的热电动势已知、那么这两种导体A 、B 组成的热电偶产生的电动势可由下式求得

(1.832)m n F =+ 5(32)9n m C ??=-????? /273.15T K t C =?-00(,)(,)(,)AB AB a AB a E T T E T T E T T =+(,)(,0)(,0)

AB a AB AB a E t t E t E t =-000(,)(,)(,)AB AC BC E T T E T T E T T =-

6.4 电阻温度计

● 利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计称为电阻温度计。 ● 目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍。

6.5 光辐射测温方法及仪表

● 非接触测温—利用光辐射来测量物体温度

1.任何物体当其温度高于绝对零度(-273.15℃)时,都将有热辐射，温度越高，则它向周围空间的辐射就越多。

2.辐射能以波动形式表现出来，其波长的范围极广，从短波、X 光、紫外光、可见光、红外光一直到电磁波。

3.温度测量中主要是可见光和红外光，因为此类能量被接收以后，多转变为热能，使物体的温度升高，所以一般就称为热辐射。

1. 热辐射基本定律

(1) 基尔霍夫定律 出射辐射能与吸收辐射能的一致性

(2) 斯忒潘—玻耳兹曼定律 物体辐射出射度与温度间的关系

(3) 普朗克定律 描述辐射能量在各波长上的分布关系

(4) 维恩位移定律 最大辐射波长与温度的关系

第七章 流量的测量

7.1 概述

1. 流量的概念 流量是指流体在单位时间内流过管道或明渠中某截面的体积或质量，前者称体积流量qv （m3/s)，后者称质量流量qm(kg/s)。

如果在截面上速度分布是均匀的，则：

流体总量：某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间的积分。 流量计：用来测量流量的仪表的统称。计量总量的仪表称为流体计量 表或总量计。 3. 流量计的分类

1）总量流量计 分 容积式 速度式

2）瞬时流量计 分 差压式 流体阻力式 测速式 流体振动式

（1）容积流量计

（2）质量流量计

7.2 总量测量仪表

1.椭圆齿轮流量计 每转一周，四个相同月牙形腔（测量室）被形成、被封闭、被传送、被卸出。两个齿轮共送出4个标准容积的流体。

2. 腰轮流量计（罗茨流量计） 工作原理与椭圆流量计相同，只是转子不是椭圆齿轮，而是一对由圆弧和摆线围成的中间凹进的腰形光轮，形成菱角形测量室。精度可达±0.1

％，并v F q vA ρρ=m v

如果介质的密度为，那么质量流量q =q v t m t

V q dt M q dt ==??

可做标准表使用；最大流量可达1000m3/h。可用于液体、气体流量测量。

7.5 测速式流量计

1.电磁流量计工作原理: 法拉第电磁感应定律。导体作切割磁力线运动时会感应电势。基本结构: 均匀磁场非导磁管道一对电极

励磁方式（1）直流励磁（2）交流励磁（3）恒定电流方波励磁

电磁流量计的特点

1.）可以测量各种腐蚀性介质：酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液；

2.）测量范围很宽，可达1：100，而且可以容易地改变量程。

3.）无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉冲流量；

4.）线性较好,可直接进行等分刻度；

5.）只能测量导电液体，不能测量气体、蒸气以及大量气泡的液体或者电导率很低的液体；

6.）不能用于测量高温介质。

2.涡轮流量计以动量矩守恒原理为基础，涡轮的旋转速度随流量的变化而变化，从涡轮的转速可求出流量值。

涡轮流量计的特点

1）高精确度，基本误差可达±0.25％－±1.5％，在所有流量计中，它属于最精确的；2）重复性好，短期重复性可达0.05％-0.2％；

3）输出脉冲频率信号，无零点漂移，抗干扰能力强；

4）测量范围度宽，中大口径可达40:1——10:1；

5）结构紧凑轻巧，安装维护方便；

6）适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；

7）难以长期保持校准特性，需要定期校验。

3.超声波流量计

超声波流量计的原理：

流速不同会使超声波在流体中传播的速度发生变化，通过分析计算改变的超声波信号，可以检测到流体的流速，进而可以得到流量值。

主要介绍传播速度差法和多普勒法。

超声波流量计的特点

优点：

?流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失；

?能用于任何液体，也能测量气体的流量；

?非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量；

?量程比较宽，可达5：1；

?输出与流量之间呈线性等优点。

缺点：

只能用于测量200℃以下的流体；结构复杂，成本较高。

国家一,二等水准测量示范2006

国家一、二等水准测量规范 1 范围 本标准规定了在全国建立一、二等水准网的布设原则、施测方法和精度指标。 本标准适用于国家一、二等水准网的布测。区域性的精密水准也可参照使用。 2 规范性引用文件 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3161 光学经纬仪 GB/T10156 水准仪 GB/T16818 中、短程光电测距规范 GB/T18314 全球定位系统（GPS测量规范） GB50007-2002 建筑地基基础设计规范 CH1001 测绘技术总结编写规定 CH1002 测绘产品检查验收规定

CH1003 测绘产品质量评定标准 CH/T1004 测绘技术设计规定 CH/T2004 测量外业电子记录基本规定 CB/T2006 水准测量电子记录规定 JJG8 水准标尺检定规程 JJG414 光学经纬仪检定规程 JJG425 水准仪检定规程 JJG703 光电测距仪检定规程 JJF1118 全球定位系统（GPS）接收机（测地型和导航型）校准规范3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准： 3.1 结点node 水准网中至少连接三条水准测线的水准点。 3.2 水准路线levelling line 同级水准网中两相邻结点间的水准测线 3.3 区段section

水准路线中两相邻基本水准点间的水准测线 3.4 测段levelling section 两相邻水准点间的水准测线 3.5 连测connect levelling 将水准点或其他高程点包含在水准路线中的观测。 3.6 支测branch levelling 自路线中任一水准点起，至其他任何固定的观测。 3.7 接测adjioning levelling 新设水准路线中任一点连接其他水准路线上水准点的观测。 3.8 检测check levelling 检查已测高差的变化是否符合规定而进行的观测。 3.9 重测repeated levelling 因成果质量不合格而重新进行的观测。 3.10

基于北斗的车辆监控调度系统项目解决方案V10

基于北斗的车辆监控调度系统 解决方案 北京国翼恒达导航科技有限公司

目录 1系统概述 (1) 2系统建设目标 (1) 3系统总体设计 (2) 3.1 系统总体结构 (2) 3.2 系统组成 (3) 4车辆监控管理平台分系统设计 (3) 4.1 车辆实时监控管理软件 (3) 4.1.1 地图服务 (3) 4.1.2 车辆位置监控 (4) 4.1.3 车辆轨迹回放 (4) 4.1.4 车辆状态监控 (5) 4.1.5 车辆报警管理 (5) 4.1.6 车辆指挥调度 (6) 4.1.7 车辆统计分析 (6) 4.1.8 系统管理 (7) 4.2 北斗指挥机 (7) 5智能车载终端分系统设计 (7) 5.1 北斗RDSS车载终端 (8) 5.1.1 产品功能 (8) 5.1.2 产品技术指标 (8) 5.1.3 产品结构特征 (10) 5.2 导航仪 (11) 5.2.1 产品性能指标 (11) 5.2.2 产品结构特征 (12) 5.3 嵌入式软件 (13) 6 系统预算 (14)

1系统概述 在不同行业领域的应用中，车辆不再简单充当运输载体，车辆管理部门往往把车辆作为一个信息点对其进行数据采集跟踪指挥布控。在现阶段，车辆监控普遍采用GPS（全球定位系统）与其他通信系统相结合的方式，实现对车辆监控的要求。但是采用这种车辆监控方式也存在着诸多的弊端，如在移动基站信号覆盖弱的地方，通信成功率低、车队之间无法远距离通信、上级管理部门无法指挥调度等问题，都将影响监控系统的稳定可靠性。北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的全球卫星定位与通信系统，随着我北斗二代系统投入使用，北斗系统运用于各特种车辆及重点车辆监控，是必然的发展趋势。 基于北斗的车辆监控调度系统将北斗卫星导航定位技术、GIS地理信息系统技术、互联网技术有机结合，针对不同类型车辆如危化品运输车、客运车、政府部门车辆及各种特种车辆如警用车、运钞车、消防车，救护车、邮政车、工程抢险车等，可提供系统监控中心的整体解决方案。监控中心通过北斗卫星网络，能够实现全天候网络无缝覆盖获取车辆的地理位置、运行方向、运行速度及各种状态信息，对车辆进行实时监控、调度、发布服务信息、受理各种类型的报警信息等。本系统扩展性强，配置灵活方便，规模可大可小，监控中心可适应小到几辆车，大到数万辆车的监控和管理。 2系统建设目标 基于北斗的车辆监控调度系统以北斗卫星导航系统作为车辆定位和监控调度及监控中心与车辆间通信的支持平台。本系统能够在广阔疆域全天候、无缝隙、

水准仪测量原理

水准测量 水准测量原理 一、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。 如图所示，在地面点A 、B 两点竖立水准尺，利用水准仪提供的水平视线，截取尺上的读书a 、b ，则A 、B 两点间的高差h AB 为：b a h AB -= 高差等于后视读数减去前视读数。 水准测量原理 二、计算未知点高程 1．高差法 高差法—直接利用高差计算未知点B 高程的方法。 测得A 、B 两点间高差h AB 后，如果已知A 点的高程H A ， 则B 点的高程H B 为：H B =H A +h AB 2．仪高法 仪高法—利用仪器视线高程H i 计算未知点B 点高程的方法。 如图所示，B 点高程也可以通过水准仪的视线高程H i 来计算， 即： H i = H A +a H B = H i - b 在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用仪高法就比较方便。

3．中间法 当欲测点B 离已知点A 较远，安置一次仪器就不可能测出它们的高差，这时，选择一条施测路线，在A 、B 之间加设一些转点，每相邻两点测一测站，求出它们的高差，则AB 的高差即为这些高差的总和。 转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫） 测站：每安置一次仪器，称为一个测站。 对于精度较高的测量，必须将仪器置于前后视点之间大致等距离处B A D D ≈,利用地球曲率等距等影响B A h h ?=?的原则，使测站高差计算中自动消除曲率对前后视读数的影响，这种方法称为中间法，是精密测量中常用的方法。 2.2 水准仪和水准尺 仪器：水准仪 DS 3（D —大地测量，S —水准仪，下标05、1、3、10表示每公里往、返测得高差中数的偶然中误差值）。 工具：水准尺、尺垫。 水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。 1、望远镜 两大功能：提供一条找准目标的视准轴；看清不同距离的目标。 （1）物镜和目镜

高精度综合磁性测量系统技术参数

高精度综合磁性测量系统技术参数 主要用于测量样品及器件的磁学性能、磁电性能等，如磁滞回线、磁化曲线、矫顽力、饱和磁化强度、剩磁强度、磁电阻、磁共振频率等,具体功能要求： 1.磁体系统 a)★最大磁场强度：>2.5T （室温环境，3.5 mm磁极间距）；>2.0T （室温环境，加装粉末测试样品杆时）；>1.5T（高低温选件连用时） b)★磁场误差：<0.005 Gs RMS （±100Gs范围内）；程控磁场精度：1mOe。 c)★磁体为水冷电磁铁，极帽直径不小于5cm。 d)系统配备高斯计直流测量精度：±0.05%。 2.★高低温系统 最低测试温度 ≤100 K,最高测试温度≥ 800 K；有惰性气氛或真空系统保护样品，相关配套外设包含在本系统中；包含液氮杜瓦：>25L容量。 3.★测试功能 可进行磁滞回线的测量；可进行初始磁化曲线的测量；可进行直流剩磁曲线及交流剩磁曲线的测量；可进行360度连续变角度的测量；可进行热退磁曲线的测量；可进行任意变量的自定义程序化控制模式的测量；可进行点对点测量和磁场连续测量。 4.测试性能 a)★测试灵敏度：单次测量<1×10-6emu b)测试重复性：十次测量偏差≤2% c)测试稳定性：测试误差≤ 0.05%RMS @ 24小时连续测量 d)测试速度：时间常数（TC）0.1s，0.3s，1.0s，3.0s或10.0s。 e)★可适用测试的样品形态：固体、液体、粉末、薄膜、块体、胶囊等 5.样品杆旋转模块 a)★角度可在±360度或0-730度范围内变化，角度变化精度：≤1° b)●具备程控及手动双重模式 6.样品杆及标样组件 a)★配套有高纯度石英样品杆：配备多个直径、垂直、水平样品杆；配备高温样品杆；配备固体、液体、粉末、薄膜、块体、胶囊等各类样品测试所需的样品杆；配套有高稳定性标样组件：2个标准的镍样；1个高斯计及其校准用标准磁体。

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模 3 黄风山 1,233, 钱惠芬 1 (1. 河北科技大学机械电子工程学院 , 河北石家庄 050054; 2. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室 , 天津 300072 摘要 :提出了一种激光跟踪测距视觉坐标测量系统 , 测量时摄像机测量光笔上各光反射点的方向 , , 由测得 ( , 激光测距仪测得的距离参数的引入 , 依据冗余技术给出了被测 :在 Z 、 Y 和 X 轴方向 0. 、 0. 和 0. 011mm 。 关键词 :; ; n 点透视问题 (P n P ; 冗余技术 Mod el for a Laser Distance T racking 3D C oordinates V ision M easu ring System HUAN G Feng 2shan 1,233, QIAN Hui 2fen 1 (1. Mechanical and Electronic Engineering C ollege , Hebei University of S cience and T echnology , Shijiazhuang 050054,China ; 2. State K ey Laboratory of Precision Measuring T echnology and Instrument , Tianjin University , Tianjin 300072,China Abstract :Alaser distance tracking 3D coordinates vision measuring system is proposed. It mainly consists of a CCD camera , a laser rangefinder ,a computer and a light pen. When measuring ,the CCD camera registers the direction of every light 2re 2 flecting point m ounted on the light pen. According to these measured directions ,the laser rangefinder can track and capture each light 2reflecting point ,and record the distance between one of the four light 2reflecting points and the laser rangefinder. Using the measured directions and distance ,the system can calculate the 3D coordinates of the point touched by the pen 2 on the perspective 2n 2point problem (P n P principle ,the system ′ s mathematic model is of the distance parameter ,this m odel can be solved linearly ,and its solution is

基于GPS定位的车辆调度管理系统

基于GPS和无线网络的车辆调度管理系统 大唐高鸿数据网络技术股份有限公司 2005.1

、八 大唐高鸿公司提供的车辆调度管理系统（最新软件版本 3.0 ），采用Client （客户机） /Server （服务器）模式，以gpsOne/GPS技术为基础，综合运用GIS （Geographic In formation System ，地理信息系统）技术、CDMAIX^动通信技术，可广泛用于各种车辆、船舶和其它移动目标的位置跟踪、指挥调度、应急救急等。同时，所配移动终端具有全球定位、防盗报警、监听录音、紧急求助、车况记录、车载电话、移动上网、图像传输等功能。 本系统最大的特点在于： 采用gpsOne/GPS定位，gpsOne技术可以最大限度缩少定位盲区；支持CDMA1数 据传输； 同时支持通过GSM/CDM短信中心和GSM/CDM前置机两种通讯方式，能满足位置服务商和集团用户的不同需要； 有C/S 模式、B/S 模式，人性化操作，自动换图，无缝拼接；支持手机短信查询。

一、项目综述.......................................................................... 二、系统方案......................................................................... 2.1系统简介........................................................................ 2.2 方案论证....................................................................... 2.2.1 GPS定位原理......................................................... 2.2.2 gpsOne 定位原理...................................................... 2.2.3系统构架比较 ........................................................... 2.3结论............................................................................ 三GPSONE/GP弄辆调度管理系统 ..................................................... 3.1概述............................................................................ 3.2系统结构........................................................................ 3.3系统功能........................................................................ 3.3.1 系统实现功能.......................................................... 3.3.2 gpsOne/GPS定位终端功能 .............................................. 3.4系统特点....................................................................... 3.4.1 成熟的短信网关技术..................................................... 3.4.2成熟的监控中心软件和终端硬件产品 ...................................... 3.4.3完善的技术服务保障体系 ................................................ 3.4.4 系统其他优点........................................................... 3.5系统性能指标.................................................................... 3.5.1系统容量 ............................................................... 3.5.2定位精度 ............................................................... 3.5.3实时性................................................................. 3.5.4移动定位终端工作参数 ................................................... 附录A:公司情况简介 .................................................................. A.1公司简介........................................................................ A.2技术、工艺、设备介绍........................................................... A.2.1产品技术及工艺优势..................................................... A.2.2主要产品...............................................................

水准仪及其测量方法

水准测量 1.1 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和(2.1.2)可求出B 点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+? ∑∑∑ (2.1.4) 或

11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+ ?高程：高程：点高程： (2.1.5) 1.2 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。 1.2 实验目的 (1) 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用； (2) 了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用； (3) 掌握水准仪测量高差的基本步骤； (4) 掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。 1.3 实验仪器 (1) 实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。 (2) 自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。 1.4 实验内容 熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。 1.5 实验步骤

车辆GPS调度管理系统解决方案

×××××××× 车辆GPS调度管理系统解决方案 甘肃通服信息技术分公司 二〇一二年十月

目录 一、引言 (3) 二、需求分析 (3) 三、系统解决方案 (4) 1.系统结构 (4) 2.硬件选型及特性 (5) 四、系统主要功能 (6) 1.基本功能 (6) 1)车辆实时定位与跟踪 (6) 1)集群定位 (7) 2)紧急报警 (7) 3)历史轨迹查看及回放 (8) 4)运营数据管理 (8) 5)电子围栏和偏航报警（线路监控） (9) 6)分段限速、超速监控 (9) 7)组织及权限管理 (10) 2.专用功能 (10) 1)语音调度与通话 (10) 2)3G图像监控 (10) 五、系统先进性 (11) 1.便捷的查车方式 (11) 2.多种电子地图显示 (12) 3.便捷的二次地图开发 (13) 六、系统效应 (13) 七、售后服务 (13) 1、硬件售后服务 (13) 2、软件售后服务 (14)

一、引言 非常感谢××××××××提供给甘肃通服信息技术分公司制作通信方案的机会。能为贵单位信息化建设工作尽一份力量，我们感到非常荣幸。 在了解了贵单位的需求现状以后，我们立即组织相关部门进行了深入、细致的研究，并先后多次和贵单位业务主管部门沟通交流。现根据我们对贵单位需求的理解，结合中国通信服务甘肃公司综合信息服务的优势，我们制作了此方案，敬请贵单位领导审阅。我们相信，凭借中国通信服务甘肃公司完善的服务、科学的管理、丰富的经验以及强大的综合信息服务提供能力，我们完全有能力满足贵单位全面信息化建设服务的要求，为贵单位提供满意的解决方案和优质的持续服务。 我们对建设项目需求的理解可能有不够准确的地方，如果方案中出现不符合需求的情况，欢迎提出宝贵意见，以便改进和提高我们的工作，提供更符合您需求解决方案。 二、需求分析 随着企业经营规模的增大，内部车辆的增多，车辆管理工作变的越来越烦杂。相关管理部门会常常需要思考以下一些问题： ?要求为司机规划、指引最佳线路，减少司机走错路，减少油耗。 ?要求车辆统一管理和高效调度，提高车辆的利用率 ?要求掌握车辆实时信息，对车辆实施实时监控要 ?求杜绝驾驶员不合理用油、过桥过路费用过高 ?要求防止违章驾驶，保证行车安全 ?如何做到特种车辆实时状态监控？ ?如何对服务行业车辆司乘人员如何监管？ ?特殊环境下如何得到远程监控对象的位置及状态？

水平度测量传感器

水平度测量传感器 滕琳雅 0912030407

一 1.系统中运用的传感器：重力传感器。 2.加速度（重力）传感器测量原理： I.工作原理： 电容式传感器结构如图1所示，图(a)为水平放置，图（b ）为实用的加速度传感器的等效电路。加速度传感器将两块质量块放在一个横梁上，横梁与腔体的上下外壳组成两个电容，水平放置时由于重力作用，则感应的信号有差，传感器输出有信号。垂直放置时，两个质量块都处于在腔体中央，两个电容的容值相同，感应信号相同，传感器输出为0.当放置的倾斜角不同，传感器的输出信号大小也不同，因此，加速度传感器可用于平面的倾斜角测量。 II.测角原理 利用加速度传感器测量平台倾斜角时，应将加速度传感器放置在所测平台上，如图2所示，其中y 是平台沿某一方向的倾斜角。加速度传感器的质量块受重力加速度g 在倾斜面上的分量g1（g1=g*sinr ）的作用而产生偏移，加速度传感器即有信号输出，输出量是倾斜角y 的函数。如果加速度传感器输出与所受到的等效重力加速度成一定线性关系，即： V=k*g*sinr 只要确定系数k ，即可测出平面某一方向上的倾斜角。如果将两个加速度传感器正交放置在平台中心，则平台其实零位垂直方向角y （x ）和平台起始零位倾斜角y(y)为： y(x)=1/sin(Vx/k*g) y(y)=1/sin(Vy/k*g) 再根据这两个方向的倾斜角即可解算出平台的倾角和倾角所在方位。 （a ）水平放置状态 （b ）垂直放置状态 图1 加速度传感器原理图

图2 静止平台倾角为r时的受力分析 III倾斜角测量的数学模型 社平台倾斜角度为r，则倾斜后的平台在水平面上的投影是一个椭圆，椭圆的长轴为R，短轴为R*cosr,短轴的方向是平台倾斜的方向，如图3所示。由于旋转平台工作时水平倾角非常小，可以认为两个传感器的防止方向投影后依然正交。在假设正交的两个传感器中的一个一个的放置方向与平台的其实方位O重合，平台的倾斜方向即起始方位的角度为t，椭圆上两个传感器方向上的点到中心的距离分别为R*cosr(x),R*cosr(y),而椭圆的方程 X=R*sint Y=R*cosr*cost 只要测出两个正交方向的倾斜角，就可以得到整个平台的倾斜角和倾斜角方位。

光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪设计与实现

光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪设计与实现 【摘要】本文从多传感器结构设计、融合跟踪算法两方面，进行了光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪的设计与实现方法研究。设计了一套集可见光测量、红外测量和激光测量为一体的光电跟踪测量系统，实现了适应不同环境背景下的单站定位测量功能。 【关键词】光电跟踪测量系统；传感器；融合跟踪 The Design and Realization of multiple sensors Fusion Tracking for the photoelectrical theodolite （Troops 91351，Qiao Tie-ying，Yang Hai-qing） Abstract：Though design the multiple sensor frame and fusion tracking arithmetic，This paper designed and realization of multiple sensors fusion tracking for the photoelectrical theodolite.A photoelectrical theodolite is designed which is be maked up of the visible light measurement，the infrared measurement and the laser measurement，the single station location measurement function is realized for the different environmental contexts. Key words：photoelectrical theodolite；sensor；Fusion Tracking 1.引言 目前，光电测量技术得到了极大的发展，其中可见光测量技术、红外测量技术和激光测距技术日益成熟，多种型号多种功能的光电跟踪测量系统在不同的军用民用领域得到了广泛应用。如果在一套光电测量系统中，做到取长补短，综合可见光、红外光等多种测量技术融合跟踪，并形成单站定位能力，将大大提高光电跟踪测量系统的功能，在各种应用领域发挥更大作用。 2.多传感器结构设计 2.1 传感器的特点与功能 为实现近、远程目标的捕获跟踪和单站定位能力，选择测量电视系统、变焦距捕获电视系统、中波红外测量系统、长波红外测量系统和激光测距系统，集成安装在同一套光电跟踪测量系统上。 测量电视焦距较长，主要完成对目标的高精度测量，兼顾对目标的捕获和跟踪；变焦距捕获电视焦距变化范围大，可实现对近距离目标的捕获、跟踪，采用广播级的3CCD彩色相机，图像具有良好的质量；中波红外系统主要实现低能见度时对目标的捕获、跟踪和测量；长波红外系统可在夜间实现对目标的捕获、跟踪和测量，同时也可分辨目标的轮廓；激光测距系统实现对目标距离的测定，实现光电跟踪测量系统单站定位的功能。 2.2 总体布局与结构 光电跟踪测量系统中的经纬仪配备的传感器较多，总体布局与设计的原则是最大限度的集中于主视轴周围，以减少各传感器间轴系误差对总测角精度的影响。图中测量电视系统位于中心主视轴，捕获电视和激光测距系统在测量电视上方，中波红外系统和长波红外系统位于测量电视下方。结构如图所示。 2.3 垂直轴系结构设计 2.3.1 功能和组成 由于垂直轴系形成跟踪架的方位轴线，实现方位角测量、跟踪驱动、角速度反馈功能，所以，垂直轴系精度将直接影响水平轴系和跟踪架精度，对经纬仪总

测量学试题及参考答案

土木工程测量学属于属于（A）的范畴。 A、工程测量学 B、生物学 C、物理学 D、数学 土木工程测量学主要面向（A）、道路、桥梁、水利等学科 A、土木建筑环境 B、生态 C、资源 D、气象 在国家各级管理工作中，（测量）和地图资源是不可缺少的重要工具 我国以（A）作为大地水准面的位置 A、黄海 B、爱琴海 C、地中海 D、大西洋 地面点到大地水准面的铅垂距离叫做（A）。 A海拔B、距离C、高度D、深度 最近测量的一次珠穆朗玛峰的高度是（A）。 A、8844.43 B、8744.43 C、8644.43 D、8944.43 由于地球自转运动，地球上任意点都要受到（离心力）和（地球引力）的双重作用。2、20 世纪初随着飞机的出现和摄影测量理论的发展，产生了（A） A、航空摄影测量 B、地面摄影测量 C、海洋摄影测量 D、森林摄影测量 3、测量工作的基本任务是确定（A）的位置。 A、地面点 B、海洋点 C、高空点 D、森林点 测量学涉及到（地球科学）和测绘科学技术等学科。 测绘是（测量）和绘图的简称。 在国民经济和社会发展规划中，（测量）信息是最重要的基础信息之一。 地表上的一点位置一般可以用（大地）坐标系表示 当个别地区引用绝对高程困难时，可采用（任意假定）的水准面作为起算高程的基准面。 两个地面点之间的高程差称（高差）。

大地水准面虽是曲面，当测量区域（如半径不大 于10km的范围）较小时，可以用测量区中点的（切平面）面来代替曲 面。 确定投影面有时要用平面直角坐标系确 定，一般规定平面直角坐标系中象限的顺序按（逆时 针）方向编号。 高斯平面直角坐标系采用（高斯投影）方法建立。 投影带从首子午线起，每经差 （6）度划一带。位于各带中央的子午线，称为该带的（中央子午线） 把中央子午线经投影展开后是一条（直 线） 为了根据横坐标能确定该店位于哪一个6度带内，还应该在（横坐标值）前冠以带 号。 高斯投影中离中央子午线的部分变形小，离中央子午线越远变性（越大），两侧对称。 当测绘大比例尺图要求投影变形更小时，可采用 （3度）投影法。 在以10km为半径的圆面积之内进行距离测量时，可以把水准面当做（水平 面)看待 就高程测量而言，即使距离很短，也应顾及（地球曲率）对高程的影响 地球曲率对（水平距离），（水平角），（高差)的影响，从而决定了在多大面积范围能容许水 平面代替水准面 测图时，主要就是测定碎步点的平面位置和（高 程）。 当安置一次仪器要求测出若干个前视点的高程时，仪高法比高程法（方 便）。 水准测量的原理是利用水准仪提供的（水平视），读数竖立于两个点上的水准尺上的读数来测定两点间对的高度，再根据已知点的高程计算待测点的高程。 高差为正，说明前视点（A）后视读数。 A：高于B：低于C:等于D：小于等于 地球表面复杂多样的形态，可分为(__地物_)和__(_地貌__)两大类。

GPS公共车辆跟踪调度系统设计方案

GPS 公共车辆跟踪调度系统 设计方案 GPS 车辆应用系统的构成 GPS 车辆应用系统主要由GPS 车辆跟踪调度系统和车辆导航系统两大部分组成，它们在功能上截然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。 GPS 共车辆跟踪调度系统结构 一、通信系统 通信系统包含GPRS/GSM 实时通信模块、车载终端远程管理模块、车载终端软件无线升级模块，通信服务器负载均衡模块、智能调度模块。 应用GSM 通信技术的车载定位系统一般由三部分构成：①车载单元；②监GPS 共车辆跟 踪调度系统 通信 系统 调度 管理 系 统 GIS 系统 管理调度呼叫中心 WEB 服务系统

控中心；③GSM通信服务系统。 主要功能为： （1）防盗报警功能：当有紧急情况发生时，用户可以触发隐蔽的报警按钮，车载单元会自动将GPS接收机中的位置数据通过GSM手机的短消息功能传送给监控中心。防盗激活功能，当车辆遭遇非法入侵时自动发送报警信息至控制中心； （2）导航功能：GPS提供移动目标的准确位置、速度和方向等数据，无差分的定位精度在10m左右，差分精度为3-5m。系统可以通过调度中心进行导航，也可以在终端上存储电子地图。 （3）通话功能：车载GSM手机可进行通话，当用户离车时还可将手机取下正常使用。 （4）服务：提供一组服务按钮，当车主需要服务时按下相应按钮，由服务中心提供服务。 二、WEB服务系统 WEB服务系统把车辆地理信息在互联网上发布，供有权限的用户使用及各出租汽车公司监控本单位的车辆。其包括车辆地理信息显示、车辆资料查询、车辆身份识别。 三、GIS系统 GIS 的组成部分 从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。 硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入，显示和输出的外围设备等等。 软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS 软件，等等。 GIS软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。 人是GIS系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。各个部分齐心协力、分工协作是GIS系统成功建设的重要保证。 四、车辆调度管理系统 GPS车辆调度管理系统

转动设备水平度的精确测量方法

转动设备水平度的精确测量方法 【摘要】：本文论述了利用中垂线为基准进行转动设备水平度精确测量的方法，摆脱了传统的测量方法所依赖的“高精度水平仪”，打破了圆弧面造成的测量精度的限制，确保施工质量。 【关键词】：转动设备水平度精确测量 1.前言 在工程实际中，卷取机等转动设备的安装是施工重点和难点，这缘于转动设备的安装普遍具有很高的水平度要求。大部分转动设备的测量基准面是圆弧面，圆弧面使传统水平度测量方法中使用的关键工具“高精度水平仪”的使用受到了局限，水平仪所测量的数据也因基准面的“不确定”而大幅波动，这就对精确的测量水平度造成了很大的困难。转动设备水平度的测量精度，是保证转动设备安装质量的关键，所以转动设备水平度的精确测量方法，一直是设备安装的技术人员改进和研究的重点。本文论述的利用中垂线为基准进行转动设备水平度精确测量的方法，摆脱了传统的测量方法所依赖的“高精度水平仪”，打破了圆弧面造成的测量精度的限制，确保了施工质量。 2.水平度测量方法的原理 2.1.根据重力是竖直的物理学原理，工程中常用重锤来测量设备的垂直度。 2.2.已知重垂线是竖直的，那么与重垂线垂直的线就是水平的。 2.3.如图1示：已知线CD与线OE垂直，如果线段OC=OD，那么线段CE=DE。反之，已知线段OC=OD，如果线段CE=DE，那么，线CD与线OE垂直。 图1 图2 2.4.根据以上原理，当图2所示滚筒上的摇臂，能恰好碰触重垂线的上下两点时，滚筒就是水平的。 3.保证精确测量需要解决的问题 3.1.重垂线的竖直问题 在没有风力、磁力影响的情况下，重垂线是竖直的。在工程实际中，磁力影响是很容易消除的，但通常会有风力影响的存在。为了保证重垂线的竖直，在风力大时，需要搭设相对密闭的空间以消除风力的影响；在风力小时，只需要把重锤放置到盛油的小桶中，利用油的粘稠度来保证重锤的稳定。

光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术分解

《光电测量技术》课程读书报告 光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术 院（系）名称：电气工程及自动化学院 专业名称：自动化测试与控制系 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 哈尔滨工业大学 2016年11月

光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术 目录 第1章绪论............................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1课题背景及研究意义 (1) 1.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 (1) 1.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (3) 1.4报告主要研究内容及结构安排 (4) 1.5本章小结 (5) 第2章跟踪测量理论基础.................................................................... 错误！未定义书签。 2.1常用坐标系及坐标转换 (6) 2.1.1地心坐标系 (6) 2.1.2跑道坐标系 (7) 2.1.3测量坐标系 (7) 2.1.4辅助坐标系 (8) 2.2直角坐标系之间的转换 (8) 2.3目标空间定位方法 (9) 2.3.1单站定位 (9) 2.3.2双站交会定位 (10) 2.3.3纯测距信息定位 (11) 2.4本章小结 (11) 第3章光电跟踪测量............................................................................ 错误！未定义书签。 3.1激光测距仪 (12) 3.2单站双站综合测量 (13) 3.3本章小结 (14) 参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。

测量系统分析方法82638

测量系统分析(MSA)方法 测量系统分析(MSA)方法**** 1.目的 对测量系统变差进行分析评估，以确定测量系统是否满足规定的要求，确保测量数据的质量。 2.范围 适用于本公司用以证实产品符合规定要求的所有测量系统分析管理。 3.职责 质管部负责测量系统分析的归口管理; 公司计量室负责每年对公司在用测量系统进行一次全面的分析; 各分公司(分厂)质检科负责新产品开发时测量系统分析的具体实施。 4.术语解释 测量系统(Measurement system)：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备以及操作人员的集合，用来获得测量结果的整个过程。 偏倚(Bias):指测量结果的观测平均值与基准值的差值。 稳定性(Stability):指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量平均值总变差,即偏倚随时间的增量。 重复性：重复性（Repeatability）是指由同一位检验员,采用同一量具,多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量值的变差。 再现性: 再现性(Reproductivity) 是指由不同检验员用同一量具，多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量平均值的变差。 分辨率（Resolution）:测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。 可视分辨率（Apparent Resolution）:测量仪器的最小增量的大小,如卡尺的可视分辨率为。有效分辨率（Effective Resolution）:考虑整个测量系统变差时的数据等级大小。用测量系统变差的置信区间长度将制造过程变差（6δ）（或公差）划分的等级数量来表示。关于有效分辨率，在99%置信水平时其标准估计值为GR&R。 分辨力(Discrimination):对于单个读数系统,它是可视和有效分辨率中较差的。 盲测:指在实际测量环境中,检验员事先不知正在对该测量系统进行分析，也不知道所测为那一只产品的条件下,获得的测量结果。 计量型与计数型测量系统:测量系统测量结果可用具体的连续的数值来表述,这样的测量系

汽车调度系统

物流车辆调度系统 【简介】需求分析物流管理的最终目标是降低成本，提高工 作效率以及服务水平，这需要物流企业能够及时准确全面的 掌握运输车辆的信息，对运输车辆实现实时监控调度。 摘要：本文提出了一种基于GPRS 的物流车辆调度系统设计原理和实现方案，简要介绍了GPRS 技术的基本知识，描述了GPRS 无线传输应用于物流行业实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果。关键词：GPRS；DDN；物流；联网；车辆调度；调度系统； 一、背景介绍 随着信息技术的发展，物流行业正面临着激烈的市场竞争和严峻的挑战。在这种情况下，依托现有的资源优势，运用通信技术和信息技术，积极培育和发展业务，在信息领域挖掘新的利润增长点，必将成为物流实施可持续发展战略的重要手段之一。 物流公司拥有遍布全国的网点资源和人力资源优势，凭借公司的实物流、信息流、资金流合一的优势，业务范围已经深入到社会生产生活的各个领域和层面，有着众多企业无法比拟的资源优势。通过推进具有行业特色的业务，将能够开创基于现有业务的新型服务模式，为企业创造新的利润增长点；通过提供丰富的服务内容，满足广大消费者的新需求，进一步提高消费者满意度，增强物流业务的竞争力；完善

企业内部生产作业流程，降低运营成本，提高工作效率，增强物流公司的市场竞争力。 二、行业特点分析 物流管理的最终目标是降低成本，提高工作效率以及服务水平，这需要物流企业能够及时，准确，全面的掌握运输车辆的信息，对运输车辆实现实时监控调度。现代科技，通讯技术的发展，GPS/GIS 技术的成熟和GPRS无线通讯技术的广泛应用，为现代物流管理提供了强大而有效的工具。GPS/GIS/GPRS对物流企业优化资源配置，提高市场竞争力，将会起到积极的促进作用。 物流行业需求的特点是： ?业务覆盖地域广； ?车辆众多，信息量大； ?区域与线路监控要求突出； ?与货运单据配合紧密； ?对货物安全保障要求高； ?对系统响应要求灵活、及时； ?需要位置服务信息的需求多； ?数据共享程度要求高； ?需要完善车辆统一信息管理；