射频测量基本原理

在射频测试中，人们把待测件看成是个射频网络。这里所指的网络是指一个盒子, 不管大小如何, 中间装的什么, 我们并不一定知道, 它只要是对外接有一个同轴连接器, 我们就称其为单端口网络(?习惯上又叫负载Z

), 它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。

一、单端口网络的测试

最简单的单端口网络为负载，口上为连接器，后面接一个无感电阻。复杂的可能是个天线的入口。单端口网络的对外参数只有一个反射系数Γ，其他参数如回损、驻波比与阻抗，皆可由其导出。最常用的测反射系数的器件为反射电桥。

1. 反射电桥

反射电桥又称电桥反射计或定向电桥，它不过是测反射系数的传感头。它只能测反射并不能测入射。由于它的输出正比于反射系数，因此取名反射电桥是非常恰当的。有人称为驻波电桥，其实驻波电桥只适于那种在里面已装入检波二极管，因而只有幅度信息没有相位信息的电桥。

(1) 基本原理

原理图与惠司顿电桥完全相同，只不过结构尺寸改小适于高频连接，并且不再想法调平衡，而是直接取出误差电压而已。

如图所示，除非Z

X = Z

否则a、b两点间是有误差电压V

的。输出正比于反射系数。

反射电桥的名称也由此而来。

(2) 电桥的基本性能参数

定向性：在电桥测试端口经开短路校正后呈一根水平线，在接上精密负载后，光点应下降，其dB值即定向性。定向性有35dB就不错了，对一般测量绰绰有余；要求高时，要用精密负载校零反射，校后有效定向性即与负载的回损值相当。

测试端口反射：这是指由测试端口向电桥内部看去是否匹配的一个指标，这个指标作到20dB(回损)左右就不错了。这个指标主要影响大反射的测量，而通常主要是测小反射，因此影响不算大，要求高时可加作三项校正校掉。

插入损耗：输入端与测试端间的插损在6dB左右，而输入端与输出端的插损理论值为12dB。

(3) 注意事项：这种桥很易损坏，主要是插头超差所引起，这里面有个L-16与N型的问题，虽然已于1990年2月1日宣布国标连接器也采用N型。但实际上L-16仍在大量应用，这样造成若用N型作桥，则L-16插上将损坏电桥，而按L-16作桥则螺纹不对，而且缝太大，对高频不利。

2.三项校正

由于组成仪器的各个功能块由于组成仪器的各个功能块（包括反射电桥）并不理想，

为了提高仪器准确度，就有个校正问题。在对单端口网络进行测试时，要作三项校正。

(1)、开路校正

开路校正的实质就是校Γ=1的这一点，频率不高（如2GHz以下）时，只要电桥测试口空着即可。频率高或对相位要求高时，最好接上开路器进行开路校正。

(2)、短路校正

短路校正的实质就是校Γ=-1的这一点，只要在电桥测试口接上短路器进行短路校正即可。

(3)、校零

校零的实质就是校Γ= 0的这一点，当电桥定向性不到30dB时，或测较小的反射时，需要进行校零。在电桥测试口接上精密负载，即可进行校零；精密负载的回损在使用频段内应优于40dB。

3. 驻波测量中几个实际问题

⑴仪器不是没有误差的

一个待测件在两台仪器上测出的数据是不会完全相同的，因为每台仪器都有一定的误差，那么差多少是合理的呢？这就要作误差估计了。对于一个定向性为40d B的电桥来说，表示入射到反射的漏过信号为0.01，这也就是不确定度的大小；设待测件的的反射为Γ，则读出的反射将为两者的矢量和，由于两者之间的相位可为任何值，其后果是：

max =|Γ|+0.01, Γ

min

=|Γ|-0.01，即Γ值起伏±0.01。

若定向性为30dB,则Γ值起伏±0.0316。由此也可算出驻波比值的范围或回损值的范围。在三项校正中，这个定向性不足引入的误差，可由精密负载来校零（也有称校匹配的），其实质是以负载的反射为零。这在1GHz以下还是办得到的，而实际上负载也是有反射的。假如负载也是40dB，那校不校也就无所谓了。假如负载劣于40dB，那反而校坏了。作为工程应用，不宜提出过高要求。矛盾出在有时某一产品在这台仪器上合格而在另一台仪器上不合格，但有时又反过来。这时的实质是产品作得太临界。产品指标一定要留有余地，否则这种矛盾永远存在，靠换仪器来使产品过关只是权宜之计。总之对仪器的误差范围要有所了解，射频器的误差总是比低频仪器的误差大些的。

⑵.注意防止电缆出问题

实际测量中要防止电缆出问题。不是实在必要，不宜通过电缆来进行测试，否则电缆的不完善将影响测试精度。作为测试电缆必须经过检验，其回损优于30dB为宜。随便找一根电缆可能只有十几个dB那是不行的。电缆不好能否进行三项校正来提高精度呢?原则上是可以的。

即使作为连接电缆，也常因接触不良与开短路现象造成仪器不能正常工作，通常以为是仪器故障，其实多半是电缆出了问题。

二、两端口网络的测试

两端口网络的品种很多，最常用的就是两端装有连接器的一段电缆，通常用的为连接电缆，测试用的为测试电缆。其他还有衰减器、放大器等等。

两端口网络的外部特性，要用四个参数才能完全表示。一般只测两个参数已足，若超过两个，对于普及型仪器只好掉头进行测试。

对于无源器件，这两个参数即回损与插损。当两端口网络的出口端接上精密负载后，测其入端回损时。测试原理及方法与单端口网络完全相同，不再重复。下面主要介绍插损测试问题。对于放大器，主要的参数为增益，而仪器中测增益是利用衰减器将增益抵消后形成的插损折算后得到的。因此对仪器内部而言，仍然是在测插损。

1.插损测试

在一传输线系统中, 通常都会提出整个系统的插入损耗(简称插损或IL)不得大于某一规定值的要求, 若系统不止一个器件, 则每一个器件(一般为两端口网络?)也都有各自的插损指标,因此测插损是经常碰到的一个很实际的问题。

通常的作法是采用替代法, 先将网络分析仪的输出端与输入端间, 用两根电缆经过一个短的转接器(一般为双阴或双阳)连接起来校直通, 然后将转接器去掉接入待测件即可测出插损。但是测试值有时偏大, 有时偏小, 甚至出现放大现象, 这在测小插损时经常会碰到, 尤其是测较长电缆时，会出现起伏较大且较多的现象。

失配对测试的影响：上面提到的替代法, 是通过串入待测件后入口收到的信号变小后来算出插损的。假如整个系统(即源出口, 两根电缆, 转接器, 入口)是理想匹配的, 则测出的损耗是对的。但是理想匹配这个前提只在较低频率下存在, 而一般情况下是不理想的, 也就是说测试系统中有多处反射存在。入口的信号(除了入射的经过插损的信号外, 还有反射信号)将随着各信号的叠加或相消而起伏。

在一般情况下，插损为1-|Γ|2,式中Γ应理解为ΓΣ，由此算出的起伏范围见表：

系统回损是指待测件向两端看去的回损。表中±号暂不去管它, 因为测试误差是指衰减还是指信号说法相反,? 我们只要知道影响的范围即可。为了减少测试误差, 就要想法改善各器件的失配或者测出各端口的等效网络参数进行修正,常称全端口校正(如12项校正或TRL校正)。

2. 散射参量简介

在射频电路中，一个两端口网络的特性，可用4个散射参量完全表示出来。两个端口中，1表示输入端口，2表示输出端口。

S11为网络本身在端口1引入的反射，也就是当端口2接上精密负载时由端口1测出的反射系数Γ。若端接的负载不理想，尚需经过修正才能得到正确的S11 。通常只对其绝对值感兴趣，因此也有用回损或驻波比来表示的。

S21 当端口2接上匹配负载时，对于无源网络，S21为端口1到端口2的传输系数T；通常也只对其绝对值感兴趣，对于无源网络，常用插损来表示；对于放大器，则为增益。

S12 与S21方向相反，对于可逆网络，两者相同；对于不可逆网络，S12为隔离度。

S22与S11相通，是当端口1接上精密负载时由端口2向网络内看的反射系数。

简单的网络分析仪只能测S11与S21，要测S12 与S22时，尚需将两端口网络掉过头来进行测试。

gnss测量原理及应用(1)

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c、失电保护模式：低位或高位故障报警。现场可调。 d、安装调整容易 e、不怕粘料、挂料 f、稳定性好，不受温度影响 g、延时输出可调 h、可选耐温最高可达:550℃ i、高低位失效保护功能 5、射频导纳料位计性能指标技术参数测量精度重复性导电介质<2mm非导电介质<50mm 温度范围介质温度—200℃∽+800℃(选择相应的传感器探头) 环境温度—40℃∽+60℃储存温度—40℃∽+60℃ 响应时间0.3s或0∽20s连续可调灵敏度优于0.3PF 温度影响每10℃±0.05PF 信号输出DPDT继电器输出，两组常开、常闭触点触点容量：AC200V5ADC24V5A 供电电源220V AC或24VDC 功耗4W 防护等级IP66 过程连接外螺纹G3/4″、G1″ 法兰式GB-9123-2000DN50PN0.6MPa 传感器电极加长杆式最长3m,最短0.4m,材质不锈钢304+PTFE塑料、陶瓷，或约定的其它要求。

GPS测量基本原理

1> 概述测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似，无线电导航定位系统、卫星激光测距定位系统，其定位原理也是利用测距交会的原理定位。就无线电导航定位来说，设想在地面上有三个无线电发射台，其坐标为已知，用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法分别测得了接收机至三个发射台的距离d1，d2，d3。只需以三个发射台为球心，以d1，d2，d3为半径作出三个定位球面，即可交会出用户接收机的空间位置。如果只有两个无线电发射台的话，则可根据用户接收机的概略位置交会出接收机的平面位置。这种无线电导航定位系统是迄今为止仍在使用的飞机船舶的的中导航定位方法。近代卫星大地测量中的卫星激光测距定位也是应用了测距交会定位的原理和方法。虽然用于测距的卫星（表面安装有激光反射镜）是在不停的运动中，但总可以利用固定于地面上三个已知点上的卫星激光测距仪同时测定某一时刻至卫星的距离d1，d2，d3，应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置。如此，可以确定三可以上卫星的空间位置。如果第四个地面点上（坐标未知）也有一台卫星测距仪同时参与了测定改点到三颗卫星的空间距离，则利用所测定的三个空间距离可交会出该地面点的空间位置。将无线电信号发射台从地面搬到卫星上，组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，便可利用三个以上地面已知点（控制站）交会处卫星的位置，反之利用三颗以上的卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这便是GPS卫星定位的基本原理。 GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三个以上的GPS卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间位置坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置坐标，如下图所示，设在时刻t i在在测站P用GPS接收机同时测出P点至三颗GPS卫星的距离ρ1，ρ2，ρ3，通过GPS电文解释出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），ｊ＝１，２，３。用距离交会的方法求解出Ｐ点的三维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的观测方程为

射频导纳物位计的标定方法

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淮安嘉可自动化仪表有限公司通过零点粗调、细调使之与计算值相同；调整油水界位使水位升高，一般达到满量程30％即可满足调整需要，此时通过式（1）计算出的电流值，通过量程粗调、细调达到该值，即调整结束。调整时的注意事项如下：（1）调整时，必须先调整零点，再调整量程。（2）调整结束时，还须通过工艺放样口确认仪表标定情况，确保仪表投用可靠。（3）乳化层的存在也会干扰界位测量，乳化层介于油水之间，与水的密度差更小，所以乳化层的厚度要引起重视，避免界位假指示。 2、干标法在某些情况下，采用充满和放空电脱盐内介质的方法不能满足调整需要。这时，可采用１台标准仪器：用调节范围在0~99999pF的可调电容箱代替探头模拟实际界位变化对仪表电子单元进行再标定。记录原始标定数据，断开探头连接线，将电容箱及万用表接到电子单元上，调节电容箱使万用表显示最小值（4ｍＡ），记录此时电容箱上电容值；再调节电容箱使万用表显示最大值（20ｍＡ），同样记录此时电容箱上电容值；最后，断开电容箱及万用表，重新连接探头。当仪表需要重新标定时，可按照上述记录的电容数据标定电子单元。

射频导纳物位开关原理

射频导纳物位计原理 FB8051系列为通用型连续物位仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于连续测量。 ★工作原理射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡器驱动器和交流鉴相采样器。对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器探头来说仅表现为一个纯电容，随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性;测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。第一个问题是物料本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)，但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充，因而会稳定加在探头的振荡电压。第二个问题是对于导电物料，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何物料都不完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测得的总电容相当于C物位+C挂料，再减去与C挂料相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影响。即C测量＝C物位＋C挂料 C物位＝C测量-C挂料＝C测量-R 这些多参量的测量，是测量的基础，交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。FB8010系列为通用型点位控制仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于限位控制和报警。概述 1.1仪表简介 TV502系列射频导纳物位开关由传感探杆、电子测控单元和防护外壳组成，是根据射频导纳测量原理制造的点位式物位开关。当物位达到预先设置的位置时，传感探杆产生信号，经电子测控单元处理后的输出信号可提供继电器输出，其标准的双刀双掷继电器接点可控制警铃、电磁阀或其它低功率设备动作，实现对液体、固体物位的报警和控制。该产品为机电一体化产品，用于存放液体或固体颗粒的罐、槽、筒仓或料斗的料位控制及报警。即使在极端恶劣的现场条件下，也能可靠工作，而不受挂料、压力、材料密度、湿度甚至物料化学特性变化的影响。本产品以其耐恶劣使用环境及高可靠等特点被成功应用

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雷达物位计工作原理

雷达物位计工作原理美国AMETEK DE公司生产的非接触式雷达物位计，采用世界先进的FMCW （调频连续波）技术，对比较复杂的场合能进行比较准确地物位测量。 FMCW：调频连续波 FMCW雷达技术采用高频扫描信号，通常频率为8.5到9.9GHz。雷达信号从天线的一端发射，经时间t后被接收器接收。通过付氏变换分析将发射和接收的频率差△f转换为所测介质的物位。 FMCW雷达系统一般利用线性调频信号，发射频率随一定的时间（扫描频率）线性增加。由于微波发射频率是随着信号传播的时间而变化的，所以与反射体距离成比例的低频信号的频率f是从前发射频率和接收频率之间的差异获取的。这样介质的液位可以由储罐的高度和距离计算出来。频率扫描线性度 FMCW雷达系统的精度取决于频率扫描的线性度和重复性，线性校正是通过对振荡器的参考测量来实现的。非线性可校正到98%。 FMCW优势与脉冲雷达技术相比，FMCW雷达技术具有以下优点： ?较高波段，较宽范围的微波信号，从而反射强度高，不受测量环境干扰； ?较高的发射频率，较小的反射角，较小的干扰反射； ?对于同样的应用场合，较小直径的天线就可满足测量要求。容器底部跟踪如果容器中的介质（大多数石油化工产品）对微波的反射性较差，则微波穿过介质传播。微波传播至容器底部然后返回，这样介质对波变成“透明”。由于微波在介质中的传播速度比在大气中的传播速度小，容器底部似乎下移动了。对这种应用场合，“容器底部跟踪”方法就能适用，其物位计能自动分析和评价这种移位。

射频导纳液位计工作原理射频导纳是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广得了为控制技术，射频导纳中导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为高频无线电波测量导纳。 1、电容式物位测量原理实验室中，平行板电容器是一个理想型的电容器，其电容量为：C=ε╳S/D,其中ε为两电容极板间介质的介质常数，S为两极板间面积，D为两极板间距离。对于一个料仓，安装一个测量系统，形成一个同轴电容器。仓内存在一个电容 C= ε 0╳S╳H0/D+ε╳S╳ (H-H )，其中ε 为两极间空气的介电常数， ε0=1.0006,近似=1；ε为两电极间介质的介电常数，S为两极板间等效面积，D 为两极板间距离，Ho为空气段探头长度，H为探头长度。对于一个固定的料仓来说，物料的ε是固定的，S、D也是固定的，所以，推导上式可知，测量电容与物料的高度成正比。图2是测量原理框图。利用检测桥路上的可调电容可以平衡掉初始电容，包括安装电容和线缆电容等，只剩下探头物料电容，该电容信号放大后，输出一个与料位成正比的信号。这种电容式原理存在一个严重弱点：即物位升高淹没探头后又落下去时，探头可能会留有附着物即挂料。这会导致被测电容加大，如果是导电液体情况会更严重，产生很大的误差。另一个缺点是探头到电路单元之间的连接电缆，在这相当于一个较大的电容，而且随温度变化。这个变化的电缆电容与物位电容叠加在一起会引起很大的误差，尤其在物料介电常数较低的场合，信号较小，这些误差将是很严重的。而射频导纳技术就能克服上述缺点。 2、点位射频导纳原理点位射频导纳技术与电容几乎的重要区别是采用了三端技术，如图3。在电路单元测量信号上引出一根线，经同相放大器放大，其输出与同轴电缆屏蔽层相连，然后又连到滩头的屏蔽层相连（Cote-shield元件）。该放大器是一个同相放大器，其增益为“1”，输出信号与输入信号等电位、同相位、同频率但互相隔离。地线是电缆中另一条独立的导线。由于同轴电缆的中心线与外层屏蔽存在上述关系，所以二者之间没有电位差，也就没有电流流过，即没有电流从中心线漏出来，相当于二者之间没有电容或电容等于零。因此电缆的温度效应，安装电容等也就不会产生影响。对于探头上的挂料问题采用一种新的探头结构，五层同心结构：最里层是中心测杆，中间是Cote-shield屏蔽层，最外面是接地的安装螺纹，用绝缘层将其分别给起来。图4给出了探头上挂料的等效电路。与同轴电缆的情况时一样的，中心测杆与屏蔽层之间没有电势差，即使传感元件上挂料阻抗很小，也不会有电流流过，电子仪器测量的仅仅是从探头中心到主要是到对面罐壁（地）的电流，因为Cote-shield元件能阻碍电流沿探头向上流向容器壁，因而对地电流只有经探头末端通过被测物料到对面容器壁。即 U A =U B I AB =(U A -U B )/R=0由于屏蔽层与容器壁之间存在电势差，两者之间虽有电流通过，但该电流不被测量，不影响测量结果。这样就将测量段保护起来，中心测杆与地之间形成被测电流。 3、连续射频导纳原理

实验1基本测量

实验1 基本测量 1[实验目的] 1.1掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微计的正确使用； 1.2掌握用比重瓶法测定物体密度的原理，学会使用物理天平和比重瓶； 1.3学习仪器的读数方法，并能根据有效数字的概念正确记录实验数据； 1.4掌握不确定度估算和实验结果的正确表示方法。 2[实验仪器] 米尺，游标卡尺，螺旋测微计，物理天平，比重瓶（100ml），金属长方体，金属圆筒，小钢球，蒸馏水（简称水），温度计，细金属条，吸水纸，电吹风（公用）。 3[实验内容] 3.1用米尺测量金属长方体的体积； 3.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积； 3.3用螺旋测微计测量钢球的体积； 3.4测金属薄板的密度； 3.5用比重瓶法测小钢球的密度。 4[实验指导] 4.1用米尺测量长方体的体积测定金属长方体长度（宽度、厚度）时，应选择不同部位测量5次，数据填入表4-1-1。 4.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积（1）检查零点，使游标卡尺两钳密合，观察游标“0”线是否与主尺“0”线对齐，若不对齐则记下零点读数。（2）用卡尺测圆筒的外径（D1）、内径（D2）和筒长（H），对每一个物理量要求在测量时应选择不同部位测量5次，数据填入表4-1-2。 4.3用螺旋测微计测量钢球的体积测定螺旋测微计的零点误差,记录量程、最小分度及单位，再将钢球直径测量6次，数据填入表4-1-3。 4.4测金属薄板的密度（1）用物理天平测出金属薄板在空气中的相应质量m，m=（）±0.05 （10-3kg）（2）记录天平感量（）kg，天平最大称量（）kg，环境温度（）℃。 4.5用比重瓶法测待测小钢球的密度（1）用物理天平称50粒小钢球的质量m，m=（）±0.05 （10-3kg）；（2）将比重瓶装满水，用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水，测出加满水的比重瓶质量Ma；（3）将小钢球放入比重瓶中，盖上瓶盖，擦去多余的水，测出小钢球和加满水的比重瓶的质量Mb；（4）按式（4-1-10）计算小钢球的密度ρ及ρσ，正确表示其结果。 4.6注意事项（1）米尺的刻度可能不够均匀，在测量要求高时可以选取不同的起点，进行多次测量。（2）游标卡尺的主尺用cm刻度，游标用mm刻度，注意单位统一。

射频导纳液位计的原理与特点

射频导纳液位计的原理与特点 WT-LWY物位控制器为通用型物位计用于连续物位的测量，产品应用于工矿现场，适用于大多数应用场合，仪表由一个电路单元一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件组成，传感器有多种型号可选，仪表可选整体或分体安装。 1.射频导纳物位计的测量原理射频导纳是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的新型物位控制技术，是电容式物位技术的升级。所谓射频导纳，导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时，仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值，物位变化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出，实现物位测量。对于连续测量，射频导纳技术与传统电容技术的区别除了上述讲过的以外，还增加了两个很重要的电路，这是根据导电挂料实践中的一个很重要的发现改进而成的。上述技术在这时同样解决了连接电缆问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。锁增加的两个电路是振荡器缓冲器和交流变换斩波器驱动器。对一个强导电性被测介质的容器，由于被测介质是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器来说仅表现为一个纯电容。随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。第一个问题是液位本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)。但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个缓冲放大器，使消耗的能量得到补充，因而不会降低加在探头的振荡电压。第二个问题是对于导电被测介质，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端。这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何被测介质都不是完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗相等。因此根据对挂料阻抗所产生的误差研究，又增加一个交流驱动器电路。该电路与交流变换器或同步检测器一起就可以分别测量电容和电阻,从而排除挂料的影响。这些，多参量的测量，是必须得基础，交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。 2.射频导纳物位计的特点通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合

各种料位计的各种原理及优缺点

一、简介料位计，是用来测量料仓/容罐/仓储等料位的计量仪表，并将料位信号（开关量或连续量）转换为电信号（模拟信号或数字信号）传送到PLC/DCS上，辅助自动化系统控制卸料、加料或停止进料，保持料仓内料位高度。料位计又称为料位仪表，料位传感器，料位仪，料位变送器、物位计、物位仪表等。料位计可测量各种状态的物料，如液态、浆液状、灰状、粉状、颗粒状、块状等的物料料位，广泛应用于各个行业。料位计的分类随着工业自动化水平的提高，以及在工厂的实践经验中，料位计种类繁多，根据不同的分类方式，有如下种类， 1）根据被测对象分为：液位计（测量液体）界面仪（测量液液、固液分界面）物位计（测量固体物料） 2）根据测量目的分为：开关量测量（即高低料位报警）连续量测量（实时料位监测） 3）根据测量方式及原理分为：接触式：阻旋式、音叉式、电容式、重锤式、射频导纳式、导波雷达式

非接触式：电磁式、超声波式（三维成像）、雷达式、核子式、中子式、射线式、称重式、无源核子、辐射式、激光式二、各种料位计的各种原理及优缺点 1、阻旋式料位开关测量原理：高料位时，通过电机驱动传动杆末端的桨叶旋转，当物料覆盖并阻止桨叶旋转时，输出触点（干接点）报警信号，同时切断电机电源；低料位时，桨叶由被覆盖状态到释放，弹簧将电机拉回工作位置，输出相反的触点（干接点）报警信号。适用工况：适用于各种固体物料测量；温度<=800℃，压力<=10bar，拽引力<=2.8t，灵敏度达20g/l，可要求FDA食品级认证，EHEDG卫生级认证，ATEX、FM/CSA、IEC-Ex、GOST粉尘及气体防爆认证；

GPS测量基本原理

G P S测量基本原理 Prepared on 24 November 2020

1测量技术讲解

1H412010测量技术前言本节的重点是：机电工程项目工程测量技术、起重技术、焊接技术，也是机电工程一级建造师必备的基本专业技术知识。工程测量是指遵照施工图纸的要求，使用精密的测量仪器和工具，将工程项目的建（构）筑物、机电工程工艺生产线上的设备、系统管线等的坐标位置、几何形状、相关数据等准确地测量、放样到实地，并在施工全过程中进行测量控制。本目重点是：机电工程测量的方法；测量的要求；测量仪器的应用。 1H412011测量的方法工程测量是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。本条主要知识点是：工程测量的目的和内容；工程测量的特点、工程测量的原则和要求；工程测量的基本原理及方法；工程测量的程序；竣工图的绘制；常见的机电工程中的测量。一、工程测量的目的和内容 1.工程测量的目的 (1)工程测量的首要工作也是要做好控制点布测。工程测量包括对建（构）筑物施工放样、建（构）筑物变形监测、工程竣工测量等，以保证将设计的建（构）筑物位置正确地测设到地面上，作为施工的依据。 (2)工程测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工、建筑物构件安装等，都需要进行工程测量，以使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。 2．主要内容 (1)建立施工控制网。 (2)建筑物、构筑物的详细测设。 (3)检查、验收。每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。 (4)变形观测。随着施工的进展，测定建筑物在平面和高程方面产生的位移和沉降，收集整理各种变形资料，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。二、工程测量的特点与测图工作相比，具有如下特点： 1．目的不同。测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，而工程测量是将图纸上设计的建筑物或构筑物测设到实地。 2．精度要求不同。工程测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。一般高层建筑物的工程测量精度要求高于低层建筑物的工程测量精度，钢结构工程测量精度要求高于钢筋混凝土结构的工程测量精度，装配式建筑物的工程测量精度要求高于非装配式建筑物的工程测量精度。此外，由于建筑物、构筑物的各部位相对位置关系的精度要求较高，因而工程

射频导纳液位计

SRP系列射频导纳液位计安装调试说明书金湖欧旺科技有限公司

第一章概述 1.1 简介本说明书适用于通用射频导纳连续物位仪表，产品适用于大多数应用场合的连续测量。仪表广泛用于工业和民用现场，无论室内和户外，本仪表相对其他形式仪表，对现场安装条件均无特别要求。仪表由一个电路单元，一套防爆外壳和杆式或缆式传感器组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。 1.2 原理射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料性能更好，工作更可靠，测量更准确，适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻抗成份，容性成份，感性成份综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频电流测量导纳的方法。高频正铉振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测量容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性，三端驱动屏蔽技术和增加的两个重要电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡驱动器和交流鉴相采样器。对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在传感器绝缘层的表面，对仪表传感器来说仅表现为一个电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。第一个问题是物料本身对传感器相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，（纯电容不耗能），但挂料对传感器等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充因而会稳定加在传感器的振荡电压。第二个问题是对于导电物料，传感器绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何物料都不是完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感器被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测量的总电容相当于C + C 在减去与C 相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影响。即C测量=C物位+C挂料 C物位=C测量-C挂料 =C测量-R

角度测量的原理及其方法

角度测量的原理及其方法角度测量原理一、水平角测量原理地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。如图 3-1所示，A、B、O为地面上的任意点，通OA和OB直线各作一垂直面，并把OA和OB分别投影到水平投影面上，其投影线Oa和Ob 的夹角∠aOb，就是∠AOB的水平角β。如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器，其度盘中心O′在通过测站O点的铅垂线上，设OA和OB两条方向线在水平刻度盘上的投影读数为a1和b1，则水平角β为： β= b1 - a1(3-1) 二、竖直角测量原理在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。如图3-2所示，视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。

图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测量原理图如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线，设照准目标点A时视线的读数为n，水平视线的读数为m，则竖直角α为： α= n - m (3-2) 光学经纬仪一、DJ6级光学经纬仪的构造它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。现将各组成部分分别介绍如下：１．望远镜望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同，是用来照准远方目标。它和横轴固连在一起放在支架上，并要求望远镜视准轴垂直于横轴，当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。为了控制望远镜的俯仰程度，在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和

微动螺旋。在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋，以控制水平方向的转动。当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后，转动微动螺旋，望远镜或照准部才能作微小的转动。２．水平度盘水平度盘是用光学玻璃制成圆盘，在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。度盘固定在轴套上，轴套套在轴座上。水平度盘和照准部两者之间的转动关系，由离合器扳手或度盘变换手轮控制。３．读数设备我国制造的DJ6型光学经纬仪采用分微尺读数设备，它把度盘和分微尺的影像，通过一系列透镜的放大和棱镜的折射，反映到读数显微镜内进行读数。在读数显微镜内就能看到水平度盘和分微尺影像,如图3-4所示。度盘上两分划线所对的圆心角，称为度盘分划值。在读数显微镜内所见到的长刻划线和大号数字是度盘分划线及其注记，短刻划线和小号数字是分微尺的分划线及其注记。分微尺的长度等于度盘１°的分划长度，分微尺分成６大格，每大格又分成10，每小格格值为1′，可估读到0.1′。分微尺的0°分划线是其指标线，它所指度盘上的位置与度盘分划线所截的分微尺长度就是分微尺读数值。为了直接读出小数值，使分微尺注数增大方向与度盘注数方向相反。读数时，以在分微尺上的度盘分划线为准读取度数，而后读取该度盘分划线与分微尺指标线之间的分微尺读数的分数，并估读

实验1基本测量仪器的使用

实验一基本测量仪器的使用【实验目的】 1．熟悉米尺、游标卡尺、螺旋测微计、测量显微镜的构造、测量原理及使用方法，练习使用分析天平进行精密称衡； 2．学习有效数字和不确定度的计算，掌握误差理论与数据处理方法，熟悉精密称衡中的系统误差补正．【实验仪器】米尺、游标卡尺，螺旋测微计，测厚仪，分析天平，球体，圆柱等，金属块、玻璃块、有机被璃块等．【实验原理】一、米尺 “米”是国际公认的标准长度单位，历史上由保存在巴黎国际标准度量衡局的米原器二刻线间的长度决定。1983年第十七届国际计量大会通过的“米”的新定义为：1m是光在真空中于1/299792458s的时间内所传播的距离。常用米尺（包括各种常用直尺）的分度值是1mm毫米,因此用米尺测量长度时可以读准到毫米级,估计到0.1毫米级(1/10毫米位)。用米尺测量物体长度的要领是紧贴、对准、正视。米尺自身有一定的厚度，若不贴紧待测物，观测者从不同角度看去，将产生读数的差异，测量时应尽量减少视差。为避免端边磨损带来的误差，也可以不用零刻度线，而以某一刻度线（如1.00cm）作为测量起点，考虑到刻度的不均匀,可以不同刻度线为起点作多次测量而取其中平均值。二、游标卡尺（1）游标卡尺构造游标卡尺的构造如图1-4所示，卡钳E和E'同刻有毫米的主尺A相连，游标框W上附有游标B以及卡钳F和F'，推动游标框W可使游标B连同卡钳F、F'沿主尺滑动．当两对钳口E与F，E'与F'紧靠时，游标的零点（即零刻度线）与主尺的零点相重合．用游标卡尺测定物体长度时，用卡钳E F或E'F'卡着被测物体，显然此时游标零点与主尺零点间距离恰好等于卡钳E、F间或卡钳E'、F'的距离，所以从游标零点在主尺上的位置，根据游标原理就可测出物体的长度（卡钳E'F'部分是用来测量物体的内部尺寸，如管的内径等）．图中螺钉C是用来固定油标框的，防止游标框在主尺上滑动以便于读数．

IC测试基本原理

本系列一共四章，下面是第一部分，主要讨论芯片开发和生产过程中的IC测试基本原理，内容覆盖了基本的测试原理，影响测试决策的基本因素以及IC测试中的常用术语。器件测试的主要目的是保证器件在恶劣的环境条件下能完全实现设计规格书所规定的功能及性能指标。用来完成这一功能的自动测试设备是由计算机控制的。因此，测试工程师必须对计算机科学编程和操作系统有详细的认识。测试工程师必须清楚了解测试设备与器件之间的接口，懂得怎样模拟器件将来的电操作环境，这样器件被测试的条件类似于将来应用的环境。首先有一点必须明确的是，测试成本是一个很重要的因素，关键目的之一就是帮助降低器件的生产成本。甚至在优化的条件下，测试成本有时能占到器件总体成本的40%左右。良品率和测试时间必须达到一个平衡，以取得最好的成本效率。第一节不同测试目标的考虑依照器件开发和制造阶段的不同，采用的工艺技术的不同，测试项目种类的不同以及待测器件的不同，测试技术可以分为很多种类。器件开发阶段的测试包括: ·特征分析：保证设计的正确性，决定器件的性能参数; ·产品测试：确保器件的规格和功能正确的前提下减少测试时间提高成本效率 ·可靠性测试：保证器件能在规定的年限之内能正确工作; ·来料检查：保证在系统生产过程中所有使用的器件都能满足它本身规格书要求，并能正确工作。制造阶段的测试包括: ·圆片测试：在圆片测试中，要让测试仪管脚与器件尽可能地靠近，保证电缆，测试仪和器件之间的阻抗匹配，以便于时序调整和矫正。因而探针卡的阻抗匹配和延时问题必须加以考虑。 ·封装测试：器件插座和测试头之间的电线引起的电感是芯片载体及封装测试的一个首要的考虑因素。·特征分析测试，包括门临界电压、多域临界电压、旁路电容、金属场临界电压、多层间电阻、金属多点接触电阻、扩散层电阻、接触电阻以及FET寄生漏电等参数测试。通常的工艺种类包括: · TTL · ECL · CMOS · NMOS · Others 通常的测试项目种类: ·功能测试：真值表，算法向量生成。 ·直流参数测试：开路/短路测试，输出驱动电流测试，漏电电源测试，电源电流测试，转换电平测试等。·交流参数测试：传输延迟测试，建立保持时间测试，功能速度测试，存取时间测试，刷新/等待时间测试，上升/下降时间测试。第二节直流参数测试直流测试是基于欧姆定律的用来确定器件电参数的稳态测试方法。比如，漏电流测试就是在输入管脚施加电压，这使输入管脚与电源或地之间的电阻上有电流通过，然后测量其该管脚电流的测试。输出驱动电流测试就是在输出管脚上施加一定电流，然后测量该管脚与地或电源之间的电压差。

水准测量的方法及其实施

水准测量的方法及其实施水准测量原理水准测量的基本测法是：在图2-1中，已知A点的高程为H A，只要能测出A点至B点的高程之差，简称高差h AB。，则Ｂ点的高程 H B就可用下式计算求得： H B=H A+h AB (2-1) 差h AB。的原理如图2-1所示，在A、B两点上竖立水准尺，并在A、B两点之间安置— 图2-1 水准测量原理示意图架可以得到水平视线的仪器即水准仪，设水准仪的水平视线截在尺上的位置分别为M、N，过A 点作一水平线与过B点的竖线相交于C。因为BC的高度就是A、B 两点之间的高差h AB。，所以由矩形MACH就可以得到计算h AB的式： h AB = a - b (2-2) 测量时，a、b的值是用水准仪瞄准水准尺时直接读取的读数值。因为A点为已知高程的点，通常称为后视点，其读数a为后视读数，

而B点称为前视点，其读数b为前视读数。即 h AB = 后视读数-前视读数视线高H i=H A+a （2-3）Ｂ点高程H B=H i-b (2-4）综上所述要测算地面上两点间的高差或点的高程，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立，测算将发生错误。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。水准仪和水准尺一、微倾式水准仪的构造如图2-2所示，微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。水准仪的望远镜能绕仪器竖轴在水平方向转动，为了能精确地提供水平视线，在仪器构造上安置了一个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微倾式水准仪。 1．望远镜望远镜由物镜、目镜和十字丝三个主要部分组成，它的主要作用是能使我们看清远处的目标，并提供一条照准读数值用的视线。十字丝是在玻璃片上刻线后，装在十字丝环上，用三个或四个可

射频导纳料位计

射频导纳料位计功能特点： MEC射频导纳料位计系列是一种测量液体、固体、界面和泡沫的极好的物位变送器。在极端工艺条件下工作，其温度从-200～400℃和压力真空(FV)到525bar，性能优异，适用范围广。 MEC射频导纳料位计系列采用射频导纳技术，对被测介质的电容、电阻、电感进行连续检测，并通过智能电路将其转换为物位信号，由于其同时检测多个物理量且这些物理量之间存在相互联系，故其中某个物理量的单独变化不会对物位信号造成干扰，能有效避免飞料、挂料、沾料、受潮等造成的影响；其特有效屏蔽技术确保测量不受介质蒸气，产品沉淀，尘埃和冷凝的影响而获得极高精度的测量。独特的机械探头设计，与高性能变送器的匹配，性能价格比高，可选择多种电极，防腐、防导电等。射频导纳料位计技术参数：应用： 1）水及污水处理——泵站、吸水井、各类水池、加药罐等 2）造纸——纸浆、淀粉浆等 3）冶金——料仓、矿浆、水及污水、化学制剂 4）电力——煤粉、飞灰料位、灰浆、水及污水、酸碱溶液罐等 5）化工——橡胶、沥青、化学制剂、水及污水等 6）拌和机械——矿粉、水泥、粉煤灰、热骨料、沥青混凝土混合料射频导纳料位计应用： ★水及污水处理—泵站、吸水井、各类水池、加药罐等造纸：纸浆、淀粉浆等 ★造纸—纸浆、淀粉浆等 ★冶金—料仓、矿浆、水及污水、化学制剂 ★电力—煤粉、飞灰料位、灰浆、水及污水、酸碱溶液罐等 ★化工—橡胶、沥青、化学制剂、水及污水等 ★拌和机械—矿粉、水泥、粉煤灰、热骨料、沥青混凝土混合料

射频导纳料位计型号： MEC20B:数字型 MEC20C:分体型射频导纳连续物位计常见故障及处理方法： 1）输出值一直过高：检查物位高于电极时，电极与地之间的电阻，低于100K Ω表明探头绝缘有误或采用裸探头时物料有导电性，此时需要换绝缘探头（向厂方咨询） 2）空仓时输出过高：覆盖物（挂料）误差的特点是，当物料低于探头底端部时，输出仍大于2％时，要确定覆盖问题，则要清除探头上的附着物并重新检查是否工作正常，若清除后读数小于1％正常 3）检查连续电缆出现的问题主要是短路和断路，把连接电缆从仪表上拆下来，用其一端短路或断开，测量另一端，可以检查出来。