§5.3 精密水准仪与水准尺
5.3.1 精密水准仪的构造特点
对于精密水准测量的精度而言，除一些外界因素的影响外，观测仪器——水准仪在结构上的精确性与可靠性是具有重要意义的。为此，对精密水准仪必须具备的一些条件提出下列要求。
1.高质量的望远镜光学系统
为了在望远镜中能获得水准标尺上分划线的清晰影像，望远镜必须具有足够的放大倍率和较大的物镜孔径。一般精密水准仪的放大倍率应大于40倍，物镜的孔径应大于50mm。
2.坚固稳定的仪器结构
仪器的结构必须使视准轴与水准轴之间的联系相对稳定，不受外界条件的变化而改变它们之间的关系。一般精密水准仪的主要构件均用特殊的合金钢制成，并在仪器上套有起隔热作用的防护罩。
3.高精度的测微器装置
精密水准仪必须有光学测微器装置，借以精密测定小于水准标尺最小分划线间格值的尾数，从而提高在水准标尺上的读数精度。一般精密水准仪的光学测微器可以读到0.lmm，估读到0.Olmm。
4.高灵敏的管水准器
一般精密水准仪的管水准器的格值为10"/2mm。由于水准器的灵敏度愈高，观测时要使水准器气泡迅速置中也就愈困难，为此，在精密水准仪上必须有倾斜螺旋（又称微倾螺旋）的装置，借以可以使视准轴与水准轴同时产生微量变化，从而使水准气泡较为容易地精确置中以达到视准轴的精确整平。
表5-1 我国水准仪系列及基本技术参数
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5.高性能的补偿器装置
对于自动安平水准仪补偿元件的质量以及补偿器装置的精密度都可以影响补偿器性能的可靠性。如果补偿器不能给出正确的补偿量，或是补偿不足，或是补偿过量，都会影响精密水准测量观测成果的精度。
我国水准仪系列按精度分类有S05型,S1型,S3型等。S 是“水”字的汉语拼音第一个字母,S 后面的数字表示每公里往返平均高差的偶然中误差的毫米数。
我国水准仪系列及基本技术参数列于表5-1。 5.3.2 精密水准标尺的构造特点
水准标尺是测定高差的长度标准，如果水准标尺的长度有误差，则对精密水准测量的观测成果带来系统性质的误差影响，为此，对精密水准标尺提出如下要求：
（1）当空气的温度和湿度发生变化时，水准标尺分划间的长度必须保持稳定，或仅有微小的变化。一般精密水准尺的分划是漆在因瓦合金带上，因瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中，这样因瓦合金带的长度不会受木质尺身伸缩变形影响。水准标尺分划的数字是注记在因瓦合金带两旁的木
质尺身上，如图5-7（a ）、（b ）所示。 （2）水准标尺的分划必须十分正确与精密，分划的偶然误差和系统误差都应很小。水准标尺分划的偶然误差和系统误差的大小主要决定于分划刻度工艺的水平，当前精密水准标尺分划的偶然中误差一般在8～ll m 。由于精密水准标尺分划的系统误差可以通过水准标尺的平均每米真长加以改正，所以分划的偶然误差代表水准标尺分划的综合精度。
（3）水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。一般精密水准标尺的木质尺身均应以经过特殊处理的优质木料制作。为了避免水准标尺在使用中尺身底部磨损而改变尺身的长度，在水准标尺的底面必须钉有坚固耐磨的金属底板。
在精密水准测量作业时，水准标尺应竖立于特制的具有一定重量的尺垫或尺桩上。尺垫和尺桩的形状如图5-8所示。
（4）在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，作业时扶尺者借以使水准标尺保持在垂直位置。在尺身上一般还应有扶尺环的装置，以便扶尺者使水准标尺稳定在垂直位置。
（5）为了提高对水准标尺分划的照准
精度，水准标尺分划的形式和颜色与水准标
图5-7
图5-8 图5-9
尺的颜色相协调，一般精密水准标尺都为黑色线条分划，如图5-7所示，和浅黄色的尺面相配合，有利于观测时对水准标尺分划精确照准。
线条分划精密水准标尺的分格值有l0mm和5mm两种。分格值为lOmm的精密水准标尺如图5-7（a）所示，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0～300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300～600cm称为辅助分划，同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数，称为基辅差，通常又称尺常数，水准测量作业时可以用以检查读数的正确性。分格值为5mm的精密水准尺如图5-7（b）所示，它也有两排分划，但两排分划彼此错开5mm ,所以实际上左边是单数分划，右边是双数分划，也就是单数分划和双数分划各占一排，而没有辅助分划。木质尺面右边注记的是米数，左边注记的是分米数，整个注记从0.1～5.9m，实际分格值为5mm，分划注记比实际数值大了一倍，所以用这种水准标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值。
分格值为5mm的精密水准标尺，也有有一辅助分划的。
与数字编码水准仪配套使用的条形码水准尺如图5-9所示。通过数字编码水准仪的探测器来识别水准尺上的条形码，再经过数字影像处理，给出水准尺上的读数，取代了在水准尺上的目视读数。
5.3.3 Wild N3精密水准仪
WildN3精密水准仪的外形如图
5-10所示。望远镜物镜的有效孔径为
50mm，放大倍率为40倍，管状水准器
格值为10"/2mm。N3精密水准仪与分
格值为l0mm的精密因瓦水准标尺配套
使用，标尺的基辅差为301.55cm。在
望远镜目镜的左边上下有两个小目镜
（在图5-10中没有表示出来），它们
是符合气泡观察目镜和测微器读数目
镜，在3个不同的目镜中所见到的影
像如图5-11所示。
转动倾斜螺旋，使符合气泡观察
目镜的水准气泡两端符合，则视线精
确水平，此时可转动测微螺旋使望远
镜目镜中看到的楔形丝夹准水准标尺
上的148分划线，也就是使148分划
图5-10
线平分楔角，再在测微器目镜中读出
测微器读数653(即6.53mm)，故水平视线在水准标尺上的全部读数为148.653cm。
1.N3精密水准仪的倾料螺旋装置
图5-12所示是N3型精密水准仪倾斜螺旋装置及其作用示意图。它是一种杠杆结构，转动倾斜螺旋时，通过着力点D可以带动支臂绕支点A转动，使其对望远镜的作用点B 产生微量升降，从而使望远镜绕转轴C作微量倾斜。由于望远镜与水准器是紧密相联的，于是倾斜螺旋的旋转就可以使水准轴和视准轴同时产生微量的变化，借以迅速而精
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高精度时间间隔测量方法综述 孙杰潘继飞 （解放军电子工程学院，安徽合肥，230037） 摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言 时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1所示：
储油罐液位测量技术比较 作者姓名：张靓 作者单位：集输公司管道分公司 摘要：从目前集输公司原油储罐常用的液位测量仪表的测量原理和方法方面，分析了原油储罐液位测量技术的现状，主要归纳为以下几种：人工检尺、雷达液位测量仪表、浮子钢带式液位测量仪表等。对现采用的油罐测量技术作对比，选用合适的测量技术，保证原油储罐的安全，降低劳动强度，取得良好的经济效益。 关键词：储油罐；液位测量；仪表；现状； 1.储油罐液位测量技术现状 液位测量主要是对储油罐中油品的液位、体积和重量等参数进行直接或间接测量。目前集输公司原油储罐液位测量技术方法存在较多的问题和弊端，有的原油储罐虽安装了自动化测量系统，但测量精度普遍不高，误差较大。针对储油罐的液位测量技术归纳起来主要有以下几种。 1.1人工检尺 油罐测量始于人工检尺，这种方法目前仍广泛采用，并且作为其它液位计性能校验的工具之一。即用带有重锤的米制钢带卷尺或带有刻度的标尺计量，手工记录读数，人工查表换算，最后得到油量数据。这种测量方法不仅劳动强度大，同时存在不安全因素。人工检尺的方法可参阅国际标准API2545。人工液位测量一般有±2 mm的人为误差。人工检尺又分为检实尺和检空尺。 1.1.1检实尺
利用浸入式刻度钢皮尺通过原油储罐的量油孔，自量油孔上沿至铜锤至液面以下止，此方法为检实尺。计算罐内原油液位，根据所测得的液位，查《立式金属罐容量表》，得到罐内原油的体积数。体积数乘以原油密度，最后得到罐内原油的质量数。 1.1.2检空尺 由于冬天天气寒冷，气温下降，量油孔内的上层原油凝结，故不能采用检实尺的方法。自原油储罐内壁最上沿下尺，至铜锤接触原油储罐浮顶止，即为检空尺。经计算得到罐内原油的液位，根据所测得的液位，查《立式金属罐容量表》，得到罐内原油的体积数。体积数乘以原油密度，最后得到罐内原油的质量数。 1.2浮体式液位测量仪表 浮体式液位测量仪表分为浮筒式与浮子式。 浮筒式液位仪是在滑轮组上用钢丝绳一端挂浮球，另一端挂重锤，通过浮球与重锤的运动距离达到液位测量的目的。其缺点是钢丝绳与滑轮间存在滑动摩擦力，回位误差较大，特别是在钢丝绳和滑轮生锈时，回位误差更大，甚至无法测量。在浮子式液位仪中钢带浮子式液位仪在原理及使用方面更为典型，钢带浮子式液位仪是一种最简单的液位测量装置，由一根不锈钢管和一个空心球组成。不锈钢管内部装有若干个干簧继电器，空心球内装有一块永久磁铁，当空心球随着液位上下运动时，空心球的运动被干簧继电器转换为相应的液位。20世纪60年代到80年代初期，开始研制和使用各种钢带浮子式液位仪。由于滑轮机械装置的摩擦力和钢带重量，这类液位仪的测量误
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920523390.9 (22)申请日 2019.04.17 (73)专利权人 西安航天计量测试研究所 地址 710100 陕西省西安市15号信箱7分箱 (72)发明人 马车 常莹 赵米峰 张永攀 杨建 (74)专利代理机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 61211 代理人 汪海艳 (51)Int.Cl. G01B 11/06(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种高精度激光测量系统 (57)摘要 本实用新型属于精密测量技术领域，公开了 一种高精度激光测量系统，可应用于包括液体火 箭发动机微小零部件在内的其他工件的厚度测 量。包括底座、紧固螺钉、下限位板、Z向滑块、立 柱、上限位盖、承重块、平移台、定位块、吸附平台 以及激光位移传感器。底座上安装有立柱和承重 块；立柱上分别是上限位盖、下限位板和Z向滑 块；Z向滑块和下限位板分别通过紧固螺钉进行 夹紧固定，而上限位盖通过自身的螺纹与立柱旋 紧；激光位移传感器通过Z向滑块支撑；平移台、 吸附平台和定位块通过螺钉与承重块相连接。本 专利装置具备高精度(测量不确定度U≤5μm)测 量工件厚度的能力。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 209783529 U 2019.12.13 C N 209783529 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209783529 U 1.一种高精度激光测量系统，其特征在于：包括激光位移传感器(1)和定位台(2)； 所述定位台(2)包括平移台(21)及固定在平移台(21)上表面的吸附平台(22)； 所述平移台(21)能够沿X、Y向平移及在XY平面内旋转； 所述吸附平台(22)为中空腔体，腔体上开有进气口(221)及抽气口(222)，所述进气口(221)位于吸附平台(22)上表面的中间部位；所述吸附平台(22)的上表面用于放置待测工件； 所述激光位移传感器(1)用于测量待测工件上表面及吸附平台(22)上表面距激光位移传感器(1)的距离。 2.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征在于：所述定位台(2)还包括用于限制吸附平台(22)位移的定位块(23)，所述定位块(23)上设有固定待测工件的通孔。 3.根据权利要求2所述的高精度激光测量系统，其特征在于：所述定位块(23)与平移台(21)可拆卸连接，定位块(23)底部开有与吸附平台(22)匹配的凹槽，吸附平台(22)位于所述凹槽内，定位块(23)侧壁开有与吸附平台(22)抽气口相通的开孔(231)。 4.根据权利要求2所述的高精度激光测量系统，其特征在于：所述定位台(2)还包括位于平移台(21)底部的承重块(24)。 5.根据权利要求4所述的高精度激光测量系统，其特征在于：还包括底座(4)及立柱(3)，所述立柱(3)与承重块(24)固定在底座(4)上； 所述立柱(3)上安装有Z向滑块(25)，所述Z向滑块(25)用于固定激光位移传感器(1)。 6.根据权利要求5所述的高精度激光测量系统，其特征在于：所述立柱(3)上还安装有下限位板(26)与上限位盖(27)； 所述下限位板(26)位于Z向滑块(25)的下方，通过紧固螺钉(10)固定在立柱(3)上；所述上限位盖(27)位于立柱(3)的顶端。 7.根据权利要求5所述的高精度激光测量系统，其特征在于：还包括隔震平台，底座(4)设置在隔震平台上。 8.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征在于：所述平移台(21)包括底板(211)、X向平移板(212)、Y向平移板(213)及旋转台(214)； 所述底板(211)上设有X向凹槽，所述X向平移板(212)底部设有凸起，所述凸起能够在X 向凹槽内滑动； 所述X向平移板(212)上表面设有Y向凹槽，所述Y向平移板(213)底部设有凸起，所述凸起能够在Y向凹槽内滑动； 所述旋转台(214)包括伺服电机(215)、小齿轮及大齿轮，伺服电机(215)的输出轴与小齿轮连接，所述小齿轮与大齿轮啮合； 所述吸附平台(22)固定在大齿轮的上表面。 2
20余种液位测量方法分析比较
20余种液位测量方法分析比较作者：发布时间：2009-5-5 11:34:14 阅读次数：985
物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。 1、玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法 玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示［1］。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。 玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。 双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，
从而指示出水位［2］。 人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高［3］。 以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。 2、吹气法、差压法、HTG法 吹气法：该方法的工作原理如图2—1所示［4］。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P＝ρgH 式中，ρ－液体密度；H－液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。 差压法：该方法的工作原理如图2-2所示[4]。图中，1、2-阀门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为ΔP＝P2－P1＝ρgH
国产高精度位置和姿态测量系统 LDPOS的发展与应用 周落根邓晓光洪勇( 摘要：本文详细介绍了高精度位置和姿态测量系统的发展，我国具有完全自主知识产权的移动测量和实景三维技术和产品的研究、应用和服务情况，以及地面无控航测系统，并对其未来的发展进行展望。 关键词：高精度位置和姿态测量系统LDPOS 地面无控航测系统 一引言 高精度位置和姿态测量系统（Position and Orientation System，POS）集全球导航卫星系统、惯性测量单元、导航处理计算机技术于一体，可以实时获取运动物体的高精度空间位置和三维姿态信息，广泛应用于飞机、轮船和陆地载体的导航定位。POS通过全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System ，GNSS）接收定位数据，利用高精度光学陀螺捷联惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）提供设备瞬间的速度、加速度和方向信息，然后通过数据处理与融合软件对所接收的定位定姿信息进行数据处理，获得载体设备的高精度位置及姿态信息，同时给载荷传感器提供高精度同步信息，直接解算观测成果的高精度外方位元素，输出具有直接地理参考的影像数据。 POS解决了GNSS动态可靠性差，会出现信号遮挡、丢失，同时数据输出的频率低等问题。POS系统将GNSS长期、低动态定位精度高的特性与惯性导航系统（INS）的短期、高动态定位精度高的性能有机地结合起来，不但提高了系统的精度，加强了系统的抗干扰能力，同时解决了GNSS动态应用采样频率低的问题。 POS 系统可为载体或航空传感器提供高精度、高频率（200HZ）的实时位置与姿态（X,Y,Z,φ,ω,κ）数据，应用于各种不同类型的传感器：如航空胶片或数字相机、线阵扫 周落根，立得空间信息技术股份有限公司副总经理；邓晓光、洪勇，立得空间信息技术股份有限公司。
1 高精度测量方案及原理 铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。其温度电阻特性是： 本温度测量系统采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。图l为三线制恒流源驱动法高精度测量方案，参考电阻与传感器串联连接，用恒流源驱动，电路各元件将产生相应的电压，传感器因温度变化部分电阻的电压可以由后面的放大电路和A／D转换器直接测量，并采用2次电压测量—交换驱动电流方向，在每个电流方向上各测量一次。其特点是直接测量传感器的电阻变化量，A／D转换器利用效率高，电路输出电压同电阻变化量成线性关系。传感器采用三线制接法能有效地消除导线电阻和自热效应的影响。利用单片机系统控制两次测量电压可以避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差，还可以校准铂电阻传感器精度。恒流源与A／D转换器共用参考基准，这样根据A／D转换器的计量比率变换原理，可以消除参考基准不稳定产生的误差，不过对恒流源要求较高，电路结构较为复杂。为了进一步克服噪声和随机误差对测量精度和稳定度的影响，最后在上位机中采用MLS数值算法实现噪声抵消，大大提高了温度测量精度和稳定度。 2 系统电路设计 2．1 三线制恒流源驱动电路 恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000，将其感知的随温度变化的电阻信号转
20余种液位测量方法分析 物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。 1玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法 玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。 玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。 双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，从而指示出水位。 人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高。 以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。 2吹气法、差压法、HTG法 吹气法：该方法的工作原理如图2—1所示。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P＝ρgH 式中，ρ－液体密度；H－液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。
差压法：该方法的工作原理如图2-2所示。图中，1、2-阀门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为ΔP＝P2－P1＝ρgH 式中：ΔP－变送器正、负压室压力差；P2、P1－引压管压力；H－液位。差压变送器将压力差变换为4～20 mA的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于4 mA，则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术，使之等于4 mA。 HTG法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图2—3所示。图中：P1、P2、P3－高精度压力传感器；RTD－温度检测元件；HIU－接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处，P2比P1高8英尺，P3位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器P3可以省去。设压力传感器P1、P2、P3测得的压力分别为p1、p2、p3，则 式中：G－油品重量；Sav－油罐平均截面积；ρav－介于压力传感器P1、P2之间油品平均密度；g是重力加速度；H是压力传感器P1、P2之间的距离；h是油品高度；h0是压力传感器P1的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。 以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。 3浮子法、浮筒法、浮球法、伺服法、沉筒法 浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。
工业设备安装中高精度测量方法 摘要：随着科学技术的发展，工业设备安装工程中的安装精度要求越来越高，尤其是大跨度、长距离、高速运转的自动化生产线的设备安装，如造纸生产线设备的安装，其水平度及垂直度的允许偏差均仅为0.3mm。 关键词：工业设备安装;安装精度要求;精度测量;地脚螺栓;测量放线;自动化生产线 随着科学技术的发展，工业设备安装工程中设备安装精度要求越来越高，尤其是大跨度、长距离、高速运转的自动化生产线的设备安装，如造纸生产线设备的安装，其水平度及垂直度的允许偏差均为0.3mm。 设备安装的精度取决于地脚螺栓的预埋精度，而在较大范围内的地脚螺栓预埋精度则由测量放线的精确度所决定。因此掌握整套的高精度测量放线技术是保证设备安装精度的基础。 1、主要技术特点 1.1使用本工法，建立基准线网络，各基准线之间的平等度、垂直度均能达到很高的精度要求。 1.2 网格基准线贯穿于整个厂房，无论是整条生产线，还是单体设备均能借助该基准线，利用精密仪器保证其安装精度。 1.3 利用网格基线来控制设备地脚螺栓的预埋偏差，减少误差传播量，从而保证设备安装精度。 1.4 利用网格基准线上基准点（线）的永久保存性，更方便于将来生产运行过程中的设备维修。 2、适用范围 本工法适用于安装精度要求较高、大跨度、长距离、高速度运转的自动生产线设备安装。例如造纸机生产线安装，厂区钢结构管架安装等。 3、施工准备 利用厂房原始的纵、横向的控制点，借助精密测量仪器（如T2经纬仪、GTS-311全站仪等）测设出厂房内设备的成条中心线，以及平等和垂直此中心线的纵、横辅助中心线，并在其纵向辅助中心线上设立各控制点，从而建立一基准线网格。
地面高精度数字重力仪 High-precision ground digital gravimeter 通过国家863计划重大项目支持，北京地质仪器厂及北京奥地探测仪器有限公司成功研制出地面高精度数字重力仪，填补了我国数字重力仪空白。 地面高精度数字重力仪基于石英重力传感器技术设计及制作工艺，温度、倾斜、漂移和固体潮自动补偿改正，重力值测量过程全自动化，实现多点间重力场值段差的相对测量。 The high-precision ground digital gravimeter is developed by Beijing geological instrument factory and Beijing Aodi detection instruments limited company, which has filled the domestic blank and reached the domestic leading level. This project is supported by the National High-Technology Project (863). Based on the technology and fabrication of quartz sensor, the gravimeter can be used to accomplish the relatively measurement of gravity difference in multipoint gravity field. The measurement process is completely automated with the corrections of tides, tilts, drift and temperature. 地面高精度数字重力仪总体技术指标与国外同类仪器水平相当，读数分辨率0.001 毫伽，最小直读范围不小于7000毫伽（在测程范围内格值线性度满足规范要求），残余长期漂移≤ 0.03 毫伽/24H ，观测误差优于±0.02毫伽，整机功耗≤10瓦（环境温度25℃时），重量≤10Kg，工作温度范围-20～45℃。广泛应用于地质科学研究，矿产资源勘探，土木工程勘查，地质灾害调查，国防建设等领域。 The general specifications of high precision ground digital gravimeter are equal to the similar products at abroad, such as the following. Reading resolution: 0.001 mGal. Operation range: world-wide(≥7000 mGal without reseting). Residual long-term drift: ≤0.03mGal/day. Standard deviation: ≤0.02mGal.Power consumption: ≤10W(at ambient temperature of 25℃).Operation temperature: -20℃～45℃.Weight: ≤10Kg. The instruments are widely used in geological science, mineral resources exploration, civil engineering survey, geological hazard survey and so on. 高精度数字重力仪图1 高精度数字重力仪图2
20余种液位测量方法分析比较 物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。 1、玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法 玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示［1］。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。 双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，从而指示出水位［2］。 人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高［3］。 以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。 2、吹气法、差压法、HTG法 吹气法：该方法的工作原理如图2—1所示［4］。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P＝ρgH
差压法：该方法的工作原理如图2-2所示[4]。图中，1、2-阀门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为ΔP＝P2－P1＝ρgH 式中：ΔP－变送器正、负压室压力差；P2、P1－引压管压力；H－液位。差压变送器将压力差变换为4～20 mA的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于4 mA，则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术，使之等于4 mA。 HTG法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图2—3所示。图中：P1、P2、P3－高精度压力传感器；RTD －温度检测元件；HIU－接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处，P2比P1高8英尺，P3位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器P3可以省去。设压力传感器P1、P2、P3测得的压力分别为p1、p2、p3，则 式中：G－油品重量；Sav－油罐平均截面积；ρav－介于压力传感器P1、P2之间油品平均密度；g是重力加速度；H是压力传感器P1、P2之间的距离；h是油品高度；h0是压力传感器P1的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。 以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。
常用湿度采集传感器及湿度测量原理 湿度传感器，基本形式都为利用湿敏材料对水分子的吸附能力或对水分子产生物理效应的方法测量湿度。有关湿度测量，早在16世纪就有记载。许多古老的测量方法，如干湿球温度计、毛发湿度计和露点计等至今仍被广泛采用。现代工业技术要求高精度、高可靠和连续地测量湿度，因而陆续出现了种类繁多的湿敏元件。 湿敏元件主要分为二大类：水分子亲和力型湿敏元件和非水分子亲和力型湿敏元件。利用水分子有较大的偶极矩，易于附着并渗透入固体表面的特性制成的湿敏元件称为水分子亲和力型湿敏元件。例如，利用水分子附着或浸入某些物质后，其电气性能（电阻值、介电常数等）发生变化的特性可制成电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件；利用水分子附着后引起材料长度变化，可制成尺寸变化式湿敏元件，如毛发湿度计。金属氧化物是离子型结合物质，有较强的吸水性能，不仅有物理吸附，而且有化学吸附，可制成金属氧化物湿敏元件。这类元件在应用时附着或浸入被测的水蒸气分子，与材料发生化学反应生成氢氧化物，或一经浸入就有一部分残留在元件上而难以全部脱出，使重复使用时元件的特性不稳定，测量时有较大的滞后误差和较慢的反应速度。目前应用较多的均属于这类湿敏元件。另一类非亲和力型湿敏元件利用其与水分子接触产生的物理效应来测量湿度。例如，利用热力学方法测量的热敏电阻式湿度传感器，利用水蒸气能吸收某波长段的红外线的特性制成的红外线吸收式湿度传感器等。 测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气中吸收水分后引起的物理化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏元件分别是根据其高分子材料吸收后的介电常量、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。 湿度传感器是由湿敏元件和转换电路等组成，它是将环境湿度变换为电信号的装置。湿度传感器在工业、农业、气象、医疗以及日常生活等方面都得到了广泛的应用，尤其是随着科学技术的发展，对于湿度的检测和控制越来越受到人们的重视并进行了大量的研制工作。通常，理想的湿度传感器的特性要求是，适合于在宽温、湿范围内使用，测量精度要高；使用寿命长，稳定性好；响应速度快，湿滞回差小，重现性好；灵敏度高，线性好，温度系数小；制造工艺简单，易于
高精测量RTK品牌排行介绍 什么是高精度测量RTK 高精度测量RTK实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。 高精度测量RTK功能标配介绍 1、多频多星的顶级配置 采用国际一流的全新天宝BD970多星多系统主板，更高的测量精度，更高的可靠性。 具有220通道，接收GPS L1 C/A、L2E、L2C、L1/L2/L5全周载波和GLONASS L1 C/A、L1P、L2 C/A、L2P、L1/L2全周载波，广域差分SBAS(MSAS/WAAS/EGNOS)，扩展接收伽利略、北斗等卫星信号，保证您野外测量数据更加精准、可靠！ 2、一体化全内置加强型主机设计基准站、流动站可任意互换 工业级设计的一体化主机，将卫星接收天线、主机、收发一体电台、GSM/GPRS、蓝牙、显示屏、电池等整合在一个高强度金属外壳中，基准站和流动站可任意互换！ 3、GPRS/CDMA/UHF多种模式自由切换 集思宝G9系列多频多星RTK测量系统配备了最完备的差分数据链模块。每套标准配置的RTK 测量系统都可随意选用以下差分数据通讯方式： 内置2W/5W可调收发一体UHF电台（无需任何线缆，作业半径可达15KM） 内置GPRS/CDMA数据通讯模块（适用于CORS接入或城区大范围测量） 超强的双待机模式，内置电台与网络模式双待机（无需电缆，适合1+N多模式作业） 手簿自带GPRS通讯功能，可选CDMA及3G网络（适用于快速CORS接入） 外置5W/35W可调大功率UHF电台（适用于长距离野外测量或线路作业）(选配) 4、全新智能主机设计，集成手簿功能 采用全新智能主机设计，内置高性能处理器，大容量存储设置，无需手簿即可完成采集工作，装备更简便，测量更快捷！ 5、高分辨液晶屏，工作详情举目可见 配备超大高分辨率256*64 OLED显示屏，实时显示当前工程信息及卫星状态，配合功能按键，即可直接对设备进行设置，等同于配备了第二个手簿，方便快捷，更可应对突发状况。 6、配置先进的导航型专业手簿 集思宝G990 GNSS采用的专业GIS数据采集手簿，内置GPS模块，具有单机GPS定位功能。 作为RTK手薄，配合多款测量软件，能够出色完成常规测量和道路、电力、石油等测绘工作；标配正版导航软件，可做车载导航仪使用；安装各种行业软件，可单独完成水利普查、林业清查、国土调查等工作！ RTK+高精度GIS采集器的完美组合，一次购买，多种使用，是一款性价比甚高的手簿！高精度测量RTK品牌排行榜介绍 1、集思宝 集思宝是北京合众思壮科技股份有限公司旗下知名品牌，“集思宝”集合众思壮20年之思，集中国行业用户之思，集国际专业潮流技术之思，集行业领先应用之思，孕育‘鲜活化’全面GIS解决方案之系列产品‘瑰宝’，打造的空间信息采集技术的专业解决方案。 在GNSS精度与属性的坐标内，“集思宝”拥有专业GPS手持机、GIS数据采集器、
［摘要］该文对磁致伸缩法、核辐射法、光纤传感器法和雷达法等20余种液位测量方法进行了分类归纳，并对各自的原理、特点等进行了较系统的比较分析。 ［关键词］液位；测量方法；分析 物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。 1 玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法 玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示［1］。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。 玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。 双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，从而指示出水位［2］。 人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高［3］。 以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。 2 吹气法、差压法、HTG法 吹气法：该方法的工作原理如图2—1所示［4］。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P＝ρgH 式中，ρ－液体密度；H－液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。 差压法：该方法的工作原理如图2-2所示[4]。图中，1、2-阀门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为ΔP＝P2－P1＝ρgH 式中：ΔP－变送器正、负压室压力差；P2、P1－引压管压力；H－液位。差压变送器将压力差变换为4～20 mA的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于4 mA，则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术，使之等于4 mA。 HTG法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图2—3所示。图中：P1、P2、P3－高精度电子变送器以便远距离传输测量信号。 浮筒法：该方法采用中间带孔的磁浮筒作为液位敏感元件，如图3—1所示。不锈钢套管从浮筒中间孔穿过，固定在罐顶和罐底之间。液位变化带动空心磁浮筒（内藏永久磁铁）沿套管上下移动，并吸引套管内的磁铁沿套管内壁上下移动，二次仪器|仪表根据磁铁的移动量计算出液位。 浮球法：该方法利用杠杆原理工作，如图3—2所示［4］。图中：1－浮球；2－连杆；3－转轴；4－平衡重；5－杠杆。浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种，如图3—2所示。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量程较小。 伺服法：该方法采用波动积分电路，消除抖动、延长寿命、提高液位测量精度。现代伺服液位仪的测量精度较高，已达到40 m量程内小于1 mm的精度，且一般都具有测量密度分布和平均密度的功能。 沉筒法：沉筒的位置随着液位的变化而变化，但其变化量并不与液位变化量相等。在图3－3a中［4］，液位与浮筒位置的关系如下： 上式中：ΔH－液位变化量；C－弹簧的弹性系数；A－沉筒截面积；ρ液体密度；ΔX－沉筒位置变化量。通常情况下，浮筒位置变化量ΔX远小于液位变化量ΔH。图3—3b是扭力管式沉筒法原理［4］，图中：1－沉筒；2－杠杆；3－扭力管；4－芯轴；5－外壳。沉筒位置随液位变化而变化，在杠杆的作用下，扭力管芯轴的扭角发生变化，二次仪表根据扭角的变化量计算出液位。
基于PT1000的高精度温度测量系统 时间：2010-12-14 18:32:17 来源：电子设计工程作者：方益喜雷开卓屈健康刘奎乔子椋杨海波精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。采用铂电阻测量温度是一种有效的高精度温度测量方法，但具有以下难点：引线电阻、自热效应、元器件漂移和铂电阻传感器精度。其中，减小引线电阻的影响是高精度测量的关键点。对于自热效应，根据元件发热公式P=I2R，必须使流过元件的电流足够小才能使其发热量小，传感器才能检测出正确 的温度。但是过小的电流又会使信噪比下降，精度更是难以保证。此外，一些元器件和仪器很难满足元器件漂移和铂电阻传感器精度的要求。 易先军等提出了以铂电阻为测温元件的高精度温度测量方案，解决了高精度测量对硬件电路的一些苛刻要求问题，但是精度不佳(±0.4 ℃)；杨彦伟提出了以MAX1402、AT89C51和Pt500铂电阻设计的精密温度测量系统方案解决了基本的高精度问题，但是系统功耗大，精度仍然不佳；李波等提出采用以负温度系数热敏电阻为核心的高精度测量方案，较好解决了高精度的问题，但是性价比不高，实施效果不佳，测温分辨率能达到0．01℃，测温准确度只达到O．1℃。这里提出采用三线制恒流源驱动方案克服引线电阻、自热效应，利用单片机系统校正控制方案实现元器件漂移和铂电阻传感器精度校准，最后在上位机中采用MLS数值算法实现噪声抵消，大大提高了温度测量精度和稳定度。 1 高精度测量方案及原理 铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。其温度电阻特性是： 本温度测量系统采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。图l 为三线制恒流源驱动法高精度测量方案，参考电阻与传感器串联连接，用恒流源驱动，电路各元件将产生相应的电压，传感器因温度变化部分电阻的电压可以由后面的放大电路和A ／D转换器直接测量，并采用2次电压测量—交换驱动电流方向，在每个电流方向上各测量一次。其特点是直接测量传感器的电阻变化量，A／D转换器利用效率高，电路输出电压同电阻变化量成线性关系。传感器采用三线制接法能有效地消除导线电阻和自热效应的影响。利用单片机系统控制两次测量电压可以避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差，还可以校准铂电阻传感器精度。恒流源与A／D转换器共用参考基准，这样根据A／D转换器的计量比率变换原理，可以消除参考基准不稳定产生的误差，不过对恒流源要求较高，电路结构较为复杂。为了进一步克服噪声和随机误差对测量精度和稳定度
高精度平面度测量方法探讨 摘要：道路工程测量是道路施工的首要工序,在整个施工过程中起桥梁和纽带作用,是各工序确保施工质量的重要依据。本文对施工控制网及放样点位的精度进行了分析,并提出加强建筑工程测量精度的相关技术措施。 关键词：道路工程测量；精度分析；施工放样；有效控制 abstract: the road engineering measurement is the way of the construction of the primary process, in the whole construction process the bridge and the link function, is each working procedure, the important basis to ensure the construction quality. in this paper, the construction control nets and the accuracy of lofting point are analyzed, and puts forward the accuracy of measurement of construction engineering related technical measures. keywords: road engineering measurement; precision analysis; construction lofting; effective control 中图分类号：tb22 文献标识码：a文章编号： 建筑施工测量的精度如何，直接关系到整个建筑工程建设的速度和工程的质量。因此对施工过程中测量作业的精度提出了较高的要求，如何能够保证道路工程施工测量的安全准确，成为目前施工单位所普遍关心的一个问题。本文主要针对这一问题，对道路工程
液位测量的几种方式 https://www.doczj.com/doc/b415139253.html, 2011年04月06日07:57 中国仪器仪表网 生意社04月06日讯 在工业领域中，要测量液位，除了投入式液位计的静压液位测量外，还有许 多其他的方式和原理。 1、浮球液位计是一种依靠浮力原理测量液位的方法。通常是通过浮球与刻度尺配合的方式，使观测者能够直观读取液位的高度。优点：能够快速、直观地读数;价格低廉;安装简便。缺点：精度低;安装受容器形状结构的限制比较大; 不适合用于腐蚀性强、有危险性的介质;无法实现远传和调节。 2、磁翻板液位计是靠安装在容器内部的磁力浮子，带动容器外部的磁力翻板翻转实现信号转换和液位显示。优点：能够快速、直观地读数;价格较低;可实现远传和调节。缺点：精度低;安装复杂;量程限制;安装体积比较大。 3、电容式液位传感器是利用电容两极板间电容值变化测量液面的高低。优点：体积较小，容易实现远传和调节;适用于具有腐蚀性和高压介质。缺点：介质和液面上部的介电常数必须保持恒定才能准确测量;测量范围受金属棒长度限制;对容器材质有较高的要求;被测介质具有导电性。 4、雷达液位计是通过探测自身发出的微波(波长很短的电磁波)被液面反射后的信息换算液/物面位置。优点：可以测量压力容器内液位，可以忽略高温、高压、结垢和冷凝物的影响;精度较高;与介质无直接接触;耐腐蚀性强;可在真空环境中使用;安装简便。缺点：价格昂贵;受容器几何结构和材料特性影响;容易 受电磁波干扰。 5、超声波液位计是通过探测自身发出的超声波被液面反射后的信号换算液/物面位置的。优点：与介质无直接接触;耐腐蚀性强;精度较高;安装简便。缺点：价格比较昂贵;超声波受传输媒介的气体成分影响较大;受容器几何结构特性影响较大;不适用于有气泡或悬浮物的介质;容易受电磁波干扰。 6、气泡法是通过气源从容器底部向介质内充气。供气系统内的吹气压力只有与容器底部的液体静压平衡时，气体才会从气管内进入容器形成气泡。这时测量供气系统内的气压可换算出测量点的静压，进而得到液位值。优点：耐腐蚀性强;能够测量高温介质。缺点：维护费用较高;精度较低。 更多资讯，请点击中国仪器仪表网资讯中心 参考链接： 中国仪器仪表网：https://www.doczj.com/doc/b415139253.html,/detail/5724565.html 中国仪器仪表资讯中心网：https://www.doczj.com/doc/b415139253.html,/detail/5724565.html 中国仪器仪表搜索中心网：https://www.doczj.com/doc/b415139253.html,/detail/5724565.html