超声波测厚仪测量误差原因分析

超声波测厚仪显示值过大或过小原因分析在实际检测工作中，经常碰到测厚仪示值与设计值(或预期值)相比，明显偏大或偏小，原因分析如下：

(1、层叠材料、复合(非均质)材料。要测量未经耦合的层叠材料是不可能的，因超声波无法穿透未经耦合的空间，而且不能在复合(非均质)材料中匀速传播。对于由多层材料包扎制成的设备(像尿素高压设备)，测厚时要特别注意，测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。

(2、声速选择错误。测量工件前，根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时，将产生错误的结果。

(3、温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低，有试验数据表明，热态材料每增加100°C，声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。

(4、耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当，将造成误差或耦合标志闪烁，无法测量。实际使用中由于耦合剂使用过多，造成探头离开工件时，仪器示值为耦合剂层厚度值。

(5、被测物体(如管道)内有沉积物，当沉积物与工件声阻抗相差不大时，测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。

(6、金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响。金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐层，虽与基体材料结合紧密，无名显界面，但声速在两种物质中的传播速度是不同的，从而造成误差，且随覆盖物厚度不同，误差大小也不同。(7、当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时，显示值约为公称厚度的

超声波测距误差分析

超声波测距误差分析 —— 能“瞄准”的超声波测距传感器误差释疑一、背景出于一个偶然原因，我设计了一个超声波测距传感器，并详细将其细节公开，起初目的是为了让学习单片机的同学多一个素材，为搞机器人的同学提供一个可以自己掌控的测距传感器，所以提供了配套的DIY 套件。但推出后很多同学问我测量的精度是多少？我本来认为这个是DIY 套件，无所谓精度，但细细想来，也有道理，不管怎样，这也是一个测量单元。只要牵涉到测量，就应该有精度的概念，就要分析其误差来源和大小，使制作者心中有底，可以规划其可以使用的场合。所以，在此将所做的超声波测距传感器误差分析一下，供大家参考。二、超声波测距原理在分析误差之前，首先简要介绍一下超声波测距的原理：以上为超声波测距的原理框图，所谓“测距”实质是计时，即通过测量声波从发射到收到反射波的时间，再根据声波的速度计算出距离。这是一个十分简单的原理，但很有效，只是受声波物理特性的限制，无法实现长距离测

量，同时指向性略差。三、测量误差的概念在分析误差之前，需要先澄清测量误差的概念。有很多同学问我：这个传感器精度多少？让我很难回答。实际上，测量误差包含两个最基本的概念： A.准确度 —— 测量值与真实值的偏差 B.精确度（稳定度）—— 多次测量结果的重复性。此外还有： a)线性度 —— 测量结果与被测量之间的关系是否为线性关系； b)回差 —— 被测量从小到大的测量结果和从大到小的测量结果之间的偏差。因为线性度问题在当今单片机十分普及的前提下，已不再影响测量，因为再复杂的关系曲线都可以借助于单片机换算为线性的，即使找不到数学表达式，用分段线性化方式，“以折代曲”也可以解决。而回差是针对某些测量原理而存在的，对于超声波测距原理似乎不存在。所以这两个指标此处不再讨论，重点讨论准确度和精确度。所谓准确度，是针对某一类测量器具，在不加修正的情况下，它的测量结果和真实值之间的偏差。如你有一把尺，用来测量某个长度为1m的东西，结果为1.002m，误差就是0.002m，这把尺的准确度就是0.002。一批产品，由于制作的原因，不可能都准，所以需要给一个允许的误差范围，这就是产品的准确度，也就是“精度等级”。但对于一个特定的测量器具，可以通过修正的方式来弥补误差，但是前提是测量的结果必须重复，即多次测量同一对象，其结果不变！这就引出了“精确度”的概念，即数据的重复性，或者稳定性。如果一个测量器具，其

超声波测厚仪操作规程详细版

文件编号：GD/FS-4677 （操作规程范本系列）超声波测厚仪操作规程详细版 The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

超声波测厚仪操作规程详细版提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 1、仪器使用前，装入电池，检查电源电压是否符合要求。 2、输入正确的声速值，并对仪器进行校准。 3、使用时，应手握仪器使探头与工件之间良好耦合。不得将仪器置于地面或其它硬部件上，严禁在打开后盖状态下使用。 4、在使用过程中应随时观察电源显示情况，不得在低压下使用，电池能量不足及时更换。 5、测材料中超声波声速时，先输入材料厚度，然后按下声速键，即可显示声速值。 6、测试完毕，再次对仪器进行校准，以确定检

测过程中仪器是否处于正常状态。 7、仪器使用完毕后，关闭电源，小心拆卸附件，清理干净并装入仪器箱内。 8、仪器长期不用，应将电池取出，以免漏液腐蚀元件。可在这里输入个人/品牌名/地点 Personal / Brand Name / Location Can Be Entered Here

超声波测厚仪操作规程修订稿

超声波测厚仪操作规程 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

超声波测厚仪操作规程一．准备工作 1.超声波测厚仪属于国家强检的计量器具，使用前应检查仪器是否在有效检定期内，确认是否处于正常工作状态。 2.装入电池，并将探头插入主机探头插座中，按ON键开机，检查电源电压是否符合要求。二．操作步骤 1.厚度测试按CAL键进入声速状态，用▲或▼键调整到被测材料的声速值。按PRB键进入校准状态，在随机试块上涂上耦合剂，将探头与随机试块耦合，屏幕显示的横线将逐条消失，直到屏幕显示随机试块的实际厚度值即校准完毕。将耦合剂涂于被测处，手握仪器使探头与工件之间良好耦合，屏幕上将显示被测材料的厚度。如耦合标志闪烁或不出现说明耦合不好,应重新校准后再测试。 2.声速测试用游标卡尺或千分尺测量相关试件,准确读取其厚度值。按PRB键进入校准状态，在随机试块上涂上耦合剂，将探头与随机试块耦合，屏幕显示的横线将逐条消失，直到屏幕显示随机试块的实际厚度值即校准完毕。

将探头与已知厚度试件耦合,直到显示一厚度,用▲或▼键将显示值调整到实际测试的厚度值。按CAL键仪器即可显示出被测材料的声速。三．注意事项 1.在测试过程中应随时观察仪器电源显示情况，不得在低压下使用，电池能量不足应及时更换。同时不得将仪器置于地面或其它硬部件上，严禁在打开后盖状态下使用。 2.测试完毕，应再次对仪器进行校准，以确定测试过程中仪器是否处于正常状态。 3.严格按照厂家说明书使用和保养仪器。 4.使用完毕后，将探头从主机探头插座上拔出，同时将电池取出。并用干净的卫生纸或抹布小心将探头、仪器擦试干净后，装入箱内。

位移实验

综合实验二位移实验（一）电容式传感器的位移实验一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点。二、基本原理利用电容C＝εA／d和其它结构的关系式，通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容式传感器。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如图2-9所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生?X位移时，电容量的变化量为?C=C1－C2=ε2π2?X／ ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明?C与位移?X成正比，配上配套测量电路就能测量位移。图2-9 圆筒式变面积差动结构电容式位移传感器三、需用器件与单元主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。四、实验步骤 1．测微头的使用和安装参阅实验九。按图2-10将电容传感器装于电容传感接主机箱电压表的Ｖｉ器实验模板上，并按图示意接线(实验模板的输出ＶＯ１ｎ)。 2．将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时针转３圈)。 3．将主机箱上的电压表量程(显示选择)开关打到２ｖ挡，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，再转动测微头(同一个方向)5圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。以后，反方向每转动测微头1圈，即△Ｘ=０.５ｍｍ位移，读取电压表读数(这样转10圈读取相应的电压表读数)，将数据填入表6，出Ｘ—Ｖ实验曲线(这样单行程位移方向做实验可以消除测微头的回差)。迟滞误差4．根据表6据计算电容传感器的系统灵敏度S、非线性误差δ L 、

超声波声速测量实验中的误差分析之欧阳家百创编

误差理论与数据处理欧阳家百（2021.03.07）研究性教学课程名称：误差理论与数据处理设计题目：超声波声速测量的误差分析院系：机械与电子控制工程学院班级：测控1103班设计者：晏雯秀（11222086）赵璐（11222079）郑海冰（11222081）朱崇巧（11222084）周杏芳（11222083）指导教师：孙艳华超声波声速测量的误差分析摘要 : 针对学生在超声波声速测量实验中存在的测量数据误差的问题 , 分析了实验中各种可能的误差来源 , 同时也指出了减小误差的相应措施 , 使学生对该实验的误差来源更清楚。关键词: 超声波; 谐振频率; 共振干涉频率; 误差声波是在弹性媒质中传播的一种机械波。对声波特性如频率、声速、波长、声压衰减等的测量是声学应用技术中的主要内容之一。在物理实验中,进行声速测量一般采用的是频率大于20 kHz

以上的超声波。由于其频率高、波长短, 所以超声波具有定向好、功率大、穿透力强、信息携带量大、能引起空化作用以及引起许多特殊效应(如凝聚效应和分离效应) 的优点。在工业、农业、国防、生物医学和科学研究等各个领域存着广泛的应用 ,如超声无损检测、超声波测距和定位、测量气体温度瞬间变化、测液体流速、测材料弹性模量等等。对声速进行测量, 在声波定位、探伤、测距等应用中具有重要意义。超声波声速的测量方法一般有共振干涉法和相位比较法两种 , 本文主要对共振干涉法中的实验误差作简要分析。一、共振干涉法原理超声波声速的测量公式是v = fλ, 其中 , f为超声波频率 , 等于发射换能器的谐振频率, 可由频率计直接读出; λ 为本实验所要测量的量 , 为超声波波长。基本原理是利用频率计输入电压的激发 ,通过逆压电效应 , 使压电陶瓷片处在共振状态 , 使陶瓷体产生机械简谐振动, 从而发射出简谐超声波。超声波在空气中传播遇到接收换能器反射面发生反射 , 反射波与入射波叠加形成驻波 , 利用接收换能器对超声波进行接收。又通过正压电效应 , 将机械振动 (声信号 ) 转化成电信号 , 从示波器上观察到相应的电信号波形 , 两相邻极大值之间的间距为12λ。由此得到波长值λ, 利用公式计算出超声波的声速 v。二、误差来源在超声波声速测定的实验教学中 , 学生所计算出的超声波声速与该温度下的理论值之间的相对误差往往存在一定的偏离 , 针对这

TT100A超声波测厚仪使用说明书V10

TT100A超声波测厚仪使用说明书北京时代润宝科技发展有限责任公司

1 概述 (3) 1.1 技术参数 (3) 1.2 主要功能 (4) 1.3 工作原理 (4) 1.4 仪器配置 (5) 1.5 工作条件 (6) 2 结构与外观 (7) 2.3 主显示界面 (8) 2.4 键盘定义 (8) 3 测量前的准备 (9) 3.1 仪器准备 (9) 3.2 探头选择 (9) 3.3 被测工件的表面处理 (9) 4 仪器使用 (9) 4.1 仪器开、关机 (9) 4.2 探头零点校准 (10) 4.3 声速设置 (10) 4.4 声速测量 (10) 4.5 两点校准 (11) 4.6厚度测量 (12) 4.7 设置测厚模式 (12) 4.8 设置显示分辨率（测量精度） (12) 4.9 改变单位制式 (12) 4.10 存储功能 (13) 4.11 厚度值打印 (14) 4.12警示声音设置 (14)

4.13 背光功能 (15) 4.14 电池电量指示 (15) 4.15 自动关机 (15) 4.16 恢复出厂设置 (15) 4.17 与PC机通讯 (15) 5 测量应用技术 (16) 5.1 测量方法 (16) 5.2管壁测量法 (16) 6维护及注意事项 (16) 6.1 电源检查 (16) 6.2 一般注意事项 (16) 6.3 测量中注意事项 (17) 6.4 标准试块的清洁 (17) 6.5 机壳的清洁 (17) 6.6 仪器维修 (17) 7 贮存与运输条件 (17) 附录A材料声速 (18) 附录B 超声测厚中的常见问题与处理方法 (19) 用户须知 (25)

实验07(光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验)实验报告

实验报告：实验07 （光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验）实验一：光纤传感器位移特性实验一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能，测量其静态特性实验数据。学会对实验测量数据进行误差分析。二、基本原理：本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y 型光纤，半园分布即双D 分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距X 有关，因此可用于测量位移。三、器件与单元：主机箱、光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面。四、实验数据：实验数据记录如下所示：表1光纤位移传感器输出电压与位移数据实验二：随机误差的概率分布与数据处理 1.利用Matlab语句（或C语言），计算算术平均值和标准差（用贝塞尔公式） clc; clear; l=[20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40];%例2-22数据 v0=l-mean(l)%残差列 M1=mean(l)%算术平均值 M2=std(l)%标准差计算结果

数据分布 2.利用Matlab语句（或C语言），用残余误差校核法判断测量列是否存在线性和周期性系统误差 %残余误差校核法校核线性系统误差 N=length(l)%原数组长度 if(mod(N,2))%求数组半长 K=(N+1)/2 else K=(N)/2 end A1=0; delta=0;%delta=A1-A2 for i=1:K;%计算前半部分残差和 A1=A1+v0(i); end A2=0; for j=K+1:N;%计算后半部分残差和 A2=A2+v0(j); end A1; A2; fprintf('Delta校核结果\n'); delta=A1-A2%校核结果 %阿贝-赫梅特准则校核周期性系统误差 u=0 for i=1:N-1; u=u+v0(i)*v0(i+1); end u=abs(u) if((u-sqrt(N-1)*M30)>0)

超声波测距电路

超声波测距电路摘要：随着单片机、DSP、FPGA、CPLD技术的不断成熟，各种智能测量系统不断涌现，测距电路可以用在工业生产、医疗技术、日常生活中各个方面，典型的应用如汽车倒车告警、机器人的自动避障行走、工业上的液位、井深、管道长度等场合，本文在介绍超声波测距原理的基础上总结并讨论现有的几种电路设计方法，并提出增大测量距离及改善系统性能的实现方法。关键词：超声波；测距；FPGA实现 1超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,它是由与介质相接触的振荡源所引起的,其频率在20KHz以上。超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。超声波在介质中传播时在不同介面上具有反射的特性,由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点,常用于测量物体的距离、厚度、液位等。超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关,它在空气中的传播速度为340m/s。发射一定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,其所经历的时间长短与超声波传播的路程的远近有关,测试传输时间可以得出距长。利用超声波特性、单片机控制、电子计数相结合可以实现非接触式测距。由于超声波检测迅速、方便、计算简单,且不受光线、电磁波、粉尘等的干扰,其测量精度较高。常用于桥梁、涵洞、隧道的距离检测中。 2使用超声波和使用激光测距的比较：基于以上介绍的超声波的特点不难区分它们的各自的适用场合，激光测距主要用于远程，如测月球到地球距离，或远距离无障碍测距，而且成本要比用超声波大，因为光速为3×10^8M/S，而一般市场上的单片机最高频率在十几至几十兆，（本人接触的ARM最大30M）如果测量的距离在十米左右，那么假设单片机别的都不做只是计数，出射光将在大约0.033us后返回，要求单片机CLK为1/0.033MHz，也就是说30M时钟频率的单片机刚发出出射激光的命令，光就已经在它的下个CLK脉冲来到了，更别提计数了，即使使用频率很高的单片机或其他器件如FPGA等在精度上将不能满足需要（通常在收发间隔中得到的计数脉冲越多精度越高）。但值得注意的是,超声波在空气中传播速度会随介质温度的升高而增大,气温每上升1℃,声波速度增加0.6mPs。所以在测量中要考虑温度变化的因素,进行温度补偿修正,减少测量误差。另外超声波在传输距离稍大时衰减很大，精度也随之降低。 3超声波发生/接收器：为了研究和利用超声波,人们研究了多种超声波发生器,常用的超声波发生器可以分为二大类,一是用电气方式产生超声波,如压电式、磁致伸缩式超声波发生器;二是用机械方式产生超声波,有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同。这里采用第一类的压电式超声波发生器,是利用压电晶体的电致伸缩现象,即压电效应。常用的压电材料有石英晶体、压电陶瓷等。在压电材料切片上施加一定频率的交变电压,当外加信号频率等于压电晶片的固有频率时,会产生电致伸缩振动,产生共振,并带动共振板振动,产生超声波。超声波的频率越高,方向性越好,但频率太高,衰减也大,传播的距离越短。考虑到实际工程测量要求,可以选用超声波的频率f=40kHz,波长λ=0.85cm。超声波的接收是利用超声波发生器的逆效应(逆压电效应)而进行工作的。当一定频率的超声波作用到压电晶体片上时,使晶体伸缩,在晶体的两端面产生交变电荷,把电荷转换成电压,再经放大输出,它的结构与发生器类似。发送和接收可以由一个超声换能器承担，它是一种既可以把电能转化为声能、又可以把声能转化为电能的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能转换为机械能，向外发送超声波；反之，当换能器处在接收状态时，它可将声能(机械能)转换为电能。超声波发生/接收器的外形和通常的驻极体话筒差不多，如果发生接收是分开的两个在安装过程中要注意它们之间的距离大概在6—8CM否则过于靠近易产生干扰。（可采用MA40LIS和MA40LIR） 4超声测距原理：最常用的超声测距方法是回声探测法。其工作原理是：使换能器向介质发射声脉冲，声波遇到被测物体(目标)后必有反射回来的声波(回波)作用于换能器上。若已知介质的声速为c，第一个回波到达的时刻与发射脉冲时刻的时间差为t，那么即可按式s=ct／2计算换能器与目标之间的距离。考虑到传感器的成本与安装的方便性，也可采用收发兼用型超声波探头，即实际距离d=s。声波的速度c与温度T有关。如果环境温度变化显著,则必须考虑温度补偿问题。 5系统设计：

超声波测厚仪的使用技术

超声波测厚仪的使用技术超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪是根据波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。(仪器仪表世界网提供)超声波测厚仪是采用最新的高性能、低功耗微处理器技术，基于超声波测量原理，可以测量金属及其它多种材料的厚度，并可以对材料的声速进行测量。可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，也可以对各种板材和各种加工零件作精确测量。按超声波脉冲反射原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。使用超声波测厚仪进行测量的技术一、清洁表面测量前应清除被测物体表面所有的灰尘、污垢及锈蚀物，铲除油漆等复盖物。二、提高粗糙度要求过份粗糙的表面会引起测量误差，甚至仪器无读数。测量前应尽量使被测材料表面光滑，可使用磨、抛、锉等方法使其光滑，还可使用高粘度耦合剂，选用粗晶探头SZ2.5P。三、粗机加工表面粗机加工表面(如车床或刨床)所造成的有规则的细槽也会引起测量误差，弥补方法同2，另外调整探头串音隔层板(穿过探头底面中心的薄层)与被测材料细槽之间的夹角，使隔层板与细槽相互垂直或平行，取读数中的最小值作为测量厚度，可取得较好效果。四、测量圆柱型表面

超声波测距仪说明书

自动测量及控制综合课程设计说明书题目超声波测距仪学院机械工程学院班级学生姓名学号指导老师 2015年1月18日

目录 1绪论 (3) 1.1课题设计及意义 (3) 1.2设计内容 (3) 2超声波测距设计原理及方案选择 (3) 2.1超声波测距原理 (3) 2.2设计方案 (4) 3硬件选择与设计 (5) 3.1单片机的选择 (6) 3.2超声波模块的选择 (6) 3.2.1 HC-SR04超声波模块时序图 (7) 3.2.2 HC-SR04模块的使用 (8) 3.3数码管的选择 (8) 3.4硬件电路的设计 (9) 4软件部分设计 (9) 5数据处理及误差分析 (11) 6设计体会与总结 (11) 附录 (13) 附录Ⅰ：超声波测距仪系统实物图................ 错误!未定义书签。附录Ⅱ：程序代码 (13) 附录Ⅲ：参考文献 (15)

1绪论 1.1课题设计及意义随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前水平说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为种新型的非常重要的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；降低潜艇噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 1.2设计内容超声波测距仪的设计,由单片机控制超声发射装置发射超声波，当超声波遇到障碍物时，发生反射，再由接受装置接受超声波，由单片机计算从发射到接受的时间并计算出障碍到超声波发射器的距离。在理解超声波测距原理的基础上，设计出基于51单片机为核心的超声波测距仪。该超声波测距仪，要求测量距离≤6m，测量精度要求优于1%,显示方式为数码管显示，具有RS-232通信能力，具有较强的抗干扰能力。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰、稳定地显示测量结果。 2超声波测距设计原理及方案选择 2.1超声波测距原理

超声波测厚仪使用说明和注意事项

超声波测厚仪（TT110）使用说明和注意事项一、产品描述： TT110超声波测厚仪可用在工业生产领域中对钢板厚度的测量，可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，还可以对各种零件作精确测量。液晶屏显示：键盘功能是说明：

二、性能指标三、基本原理：超声波测量厚度的原理与光波测量原理相似。探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中传播，到达材料分界面时被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。四、主要功能： 1.自动校对零点，可对系统误差进行修正； 2.非线性自动补偿：在全范围内利用计算机软件对探头非线性误差进行修正，以提供测量准确度； 3.耦合状态提示：提供耦合标志，通过观察其稳定状态可知耦合是否正常； 4.低电压提示； 5.自动关机：定时自动关机会帮你断电； 6.全键膜密闭式操作——防油污，提高使用寿命。五、测量步骤 1.测量准备：将探头插头插入主机插座中，按ON键开机，全屏幕显示数秒后显示声速（5900m/s），此时可以开始测量。

2.校准：在每次更换探头、电池及环境温度变化较大时应进行校准。此步骤对保证测量准确度十分关键。如有必要可重复多次，按ZERO键进入校准状态，屏幕显示：用耦合剂将探头与随机试块耦合，屏幕显示的横线将逐条消失，直到屏幕显示 4.0mm即校准完毕。说明：按ZERO键进入校准状态后，若要放弃校准，再按ZERO将可回到测量状态，屏幕显示声速5900mm/s。 3.测量厚度：将耦合剂涂于被测处，将探头与被测材料耦合即可测量，屏幕将显示被测材料的厚度，如图：

实验数据误差分析和数据处理

第一章实验数据误差分析与数据处理第一节实验数据误差分析一、概述由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验测量值和真值之间，总是存在一定的差异，在数值上即表现为误差。为了提高实验的精度，缩小实验观测值和真值之间的差值，需要对实验数据误差进行分析和讨论。实验数据误差分析并不是即成事实的消极措施，而是给研究人员提供参与科学实验的积极武器，通过误差分析，可以认清误差的来源及影响，使我们有可能预先确定导致实验总误差的最大组成因素，并设法排除数据中所包含的无效成分，进一步改进实验方案。实验误差分析也提醒我们注意主要误差来源，精心操作，使研究的准确度得以提高。二、实验误差的来源实验误差从总体上讲有实验装置（包括标准器具、仪器仪表等）、实验方法、实验环境、实验人员和被测量五个来源。 1.实验装置误差测量装置是标准器具、仪器仪表和辅助设备的总体。实验装置误差是指由测量装置产生的测量误差。它来源于：（1）标准器具误差标准器具是指用以复现量值的计量器具。由于加工的限制，标准器复现的量值单位是有误差的。例如，标准刻线米尺的0刻线和1 000 mm刻线之间的实际长度与1 000 mm单位是有差异的。又如，标称值为 1kg的砝码的实际质量（真值）并不等于1kg等等。（2）仪器仪表误差凡是用于被测量和复现计量单位的标准量进行比较的设备，称为仪器或仪表．它们将被测量转换成可直接观察的指示值。例如，温度计、电流表、压力表、干涉仪、天平，等等。由于仪器仪表在加工、装配和调试中，不可避免地存在误差，以致仪器仪表的指示值不等于被测量的真值，造成测量误差。例如，天平的两臂不可能加工、调整到绝对相等，称量时，按天平工作原理，天平平衡被认为两边的质量相等。但是，由于天平的不等臂，虽然天平达到平衡，但两边的质量并不等，即造成测量误差。（3）附件误差为测量创造必要条件或使测量方便地进行而采用的各种辅助设备或附件，均属测量附件。如电测量中的转换开关及移动测点、电源、热源和连接导线等均为测量附件，且均产生测量误差。又如，热工计量用的水槽，作为温度测量附件，提供测量水银温度计所需要的温场，由于水槽内各处温度的不均匀，便引起测量误差，等等。按装置误差具体形成原因，可分为结构性的装置误差、调整性的装置误差和变化性的装置误差。结构性的装置误差如：天平的不等臂，线纹尺刻线不均匀，量块工作面的不平行性，光学零件的光学性能缺陷，等等。这些误差大部分是由于制造工艺不完善和长期使用磨损引起的。调整性的装置误差如投影仪物镜放大倍数调整不准确，水平仪的零位调整不准确，千分尺的零位调整不准确，等等。这些误差是由于仪器仪表在使用时，未调整到理想状态引起的。变化性的装置误差如：激光波长的长期不稳定性，电阻等元器件的老化，晶体振荡器频率的长期漂移，等等。这些误差是由于仪器仪表随时间的不稳定性和随空间位置变化的不均匀性造成的。 2.环境误差环境误差系指测量中由于各种环境因素造成的测量误差。被测量在不同的环境中测量，其结果是不同的。这一客观事实说明，环境对测量是有影响的，是测量的误差来源之一。环境造成测量误差的主要原因是测量装置包括标准器具、仪器仪表、测量附件同被测对象随着环境的变化而变化着。测量环境除了偏离标准环境产生测量误差以外，从而引起测量环境微观变化的测量误差。 3.方法误差

超声波测厚仪操作规程示范文本

超声波测厚仪操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

超声波测厚仪操作规程示范文本使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、仪器使用前，装入电池，检查电源电压是否符合要求。 2、输入正确的声速值，并对仪器进行校准。 3、使用时，应手握仪器使探头与工件之间良好耦合。不得将仪器置于地面或其它硬部件上，严禁在打开后盖状态下使用。 4、在使用过程中应随时观察电源显示情况，不得在低压下使用，电池能量不足及时更换。 5、测材料中超声波声速时，先输入材料厚度，然后按下声速键，即可显示声速值。 6、测试完毕，再次对仪器进行校准，以确定检测过程中仪器是否处于正常状态。

7、仪器使用完毕后，关闭电源，小心拆卸附件，清理干净并装入仪器箱内。 8、仪器长期不用，应将电池取出，以免漏液腐蚀元件。请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion

超声波测厚仪使用常识

超声波测厚仪使用常识超声波测厚仪示值的因素：（1）工件表面粗糙度过大，造成探头与接触面耦合效果差，反射回波低，甚至无法接收到回波信号。对于表面锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理，降低粗糙度，同时也可以将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。（2）工件曲率半径太小，尤其是小径管测厚时，因常用探头表面为平面，与曲面接触为点接触或线接触，声强透射率低（耦合不好）。可选用小管径专用探头（<6mm ),能较精确的测量管道等曲面材料。（3）检测面与底面不平行，声波遇到底面产生散射，探头无法接受到底波信号。（4）铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大，超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减，被散射的超声波沿着复杂的路径传播，有可能使回波湮没，造成不显示。可选用频率较低的粗晶专用探头（2.5MHz)。（5）探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂，长期使用会使其表面粗糙度增加，导致灵敏度下降，从而造成显示不正确。可选用500#砂纸打磨，使其平滑并保证平行度。如仍不稳定，则考虑更换探头。（6）被测物背面有大量腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑，造成声波衰减，导致读数无规则变化，在极端情况下甚至无读数。（7）被测物体（如管道）内有沉积物，当沉积物与工件声阻抗相差不大时，测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。（8）当材料内部存在缺陷（如夹杂、夹层等）时，显示值约为公称厚度的70%，此时可用超声波探伤仪或者带波形显示的测厚仪（比如美国dakota公司的MVX、PVX或者CMX等）进一步进行缺陷检测。（9）温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低，有试验数据表明，热态材料每增加100°C，声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。应选用高温专用探头和高温耦合剂（300－600°C)，切勿使用普通探头。（10）层叠材料、复合（非均质）材料。要测量未经耦合的层叠材料是不可能的，因超声波无法穿透未经耦合的空间，而且不能在复合（非均质）材料中匀速传播。对于由多层材料包扎制成的设备（像尿素高压设备），测厚时要特别注意，测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。（11）耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当，将造成误差或耦合标志闪烁，无法测量。因根据使用情况选择合适的种类，当使用在光滑材料表面时，可以使用低粘度的耦合剂；当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时，应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。其次，耦合剂应适量使用，涂抹均匀，一般应将耦合剂涂在被测材料的表面，但当测量温度较高时，耦合剂应涂在探头上。（12）声速选择错误。测量工件前，根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后（常用试块为钢）又去测量另一种材料时，将产生错误的结果。要求在测量前一定要正确识别材料，选择合适声速。（13）应力的影响。在役设备、管道大部分有应力存在，固体材料的应力状况对声速有一定的影响，当应力方向与传播方向一致时，若应力为压应力，则应力作用使工件弹性增加，声速加快；反之，若应力为拉应力则声速减慢。当应力与波的传播方向不一至时，波动过程中质点振动轨迹受应力干扰，波的传播方向产生偏离。根据资料表明，一般应力增加，声速缓慢增加。（14）金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响。金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐层，虽与基体材料结合紧密，无名显界面，但声速在两种物质中的传播速度是不同的，从而造成误差，且随覆盖物厚度不同，误差大小也不同。

实验数据误差分析和数据处理

第二章实验数据误差分析和数据处理第一节实验数据的误差分析由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验观测值和真值之间，总是存在一定的差异。人们常用绝对误差、相对误差或有效数字来说明一个近似值的准确程度。为了评定实验数据的精确性或误差，认清误差的来源及其影响，需要对实验的误差进行分析和讨论。由此可以判定哪些因素是影响实验精确度的主要方面，从而在以后实验中，进一步改进实验方案，缩小实验观测值和真值之间的差值，提高实验的精确性。一、误差的基本概念测量是人类认识事物本质所不可缺少的手段。通过测量和实验能使人们对事物获得定量的概念和发现事物的规律性。科学上很多新的发现和突破都是以实验测量为基础的。测量就是用实验的方法，将被测物理量与所选用作为标准的同类量进行比较，从而确定它的大小。 1.真值与平均值真值是待测物理量客观存在的确定值，也称理论值或定义值。通常真值是无法测得的。若在实验中，测量的次数无限多时，根据误差的分布定律，正负误差的出现几率相等。再经过细致地消除系统误差，将测量值加以平均，可以获得非常接近于真值的数值。但是实际上实

验测量的次数总是有限的。用有限测量值求得的平均值只能是近似真值，常用的平均值有下列几种: (1) 算术平均值算术平均值是最常见的一种平均值。设1x 、2x 、……、n x 为各次测量值，n 代表测量次数，则算术平均值为 n x n x x x x n i i n ∑==+???++=1 21 (2-1) (2) 几何平均值几何平均值是将一组n 个测量值连乘并开n 次方求得的平均值。即 n n x x x x ????=21几 (2-2) （3）均方根平均值 n x n x x x x n i i n ∑== +???++= 1 2222 21 均 (2-3) (4) 对数平均值在化学反应、热量和质量传递中，其分布曲线多具有对数的特性，在这种情况下表征平均值常用对数平均值。设两个量1x 、2x ，其对数平均值 2 1212 121ln ln ln x x x x x x x x x -=--=对 (2-4) 应指出，变量的对数平均值总小于算术平均值。当1x /2x ≤2时，可以用算术平均值代替对数平均值。当1x /2x =2，对x =, =x , (对x -x )／对x =%, 即1x /2x ≤2，引起的误差不超过%。

超声波测厚仪使用说明书

TT110超声波测厚仪使用说明书时代集团公司北京时代之峰科技有限公司 1

目次 1.概述xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx3 2.性能指标xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx4 3.主要功能xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5 4.测量步骤xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5 5.低电压指示xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx6 6.自动关机xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx7 7.测量技术xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx7 8.测量误差的预防方法xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx8 9.注意事项xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx9 10.维修xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx9 2

3 1 概述 1.1 适用范围 TT110超声波测厚仪可用在工业生产领域中对钢材厚度的测量，可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，还可以对各种零件作精确测量。 1.2 基本原理超声波测量厚度的原理与光波测量原理相似。探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中传播，到达材料分界面时被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。 1.3 基本配置及仪器各部分名称 1.3.1 基本配置: 主机 1台 5P Φ10探头 1支 5P Φ10/90° 探头 1支耦合剂 1瓶 1. 3.2选购件：7P Φ6 探头 1支 SZ 2.5P 探头 1支 1. 3.3仪器各部分名称(见下图) 液晶屏显示: 机身液晶屏键盘校准试块探头接收插座发射插座

GPS变形监测的位移显著性检验方法研究

第33卷第2期 2008年3月测绘科学 Science of Surveying and M app ing Vol 133No 12 Mar 1 作者简介:陈刚(19712),男,湖北咸宁人,副教授,博士生,现从事“3S ”技术在资源与环境监测中的应用研究。E 2mail:whcg@vi p 1sina 1com 收稿日期:2006211216 基金项目:中国地质大学出国留学人员科研基金项目资助(C UG LX0505082) GPS 变形监测的位移显著性检验方法研究陈　刚① ,胡友健① ,赵　斌① ,Kefei Zhang ② ,梁新美 ① (①中国地质大学测绘工程系,武汉　430074; ②School of Mathe matical and Geos patial Sciences,R M I T University,Melbourne 3001,V ict oria,Australia ) 【摘　要】目前普遍采用的位移显著性检验方法,是人为地将客观上的空间位移问题转化为地方(局部)坐标系中的1维或2维位移问题来进行检验,既使位移检验在理论上的严密性受到损害,又使GPS 能够在协议地球坐标系(I TRF 或W GS 284)中同时精确测定空间3维位移的优越性得不到充分利用。由于在位移转换过程中会引入误差,可能导致位移显著性检验结果不可靠,尤其是当位移量小而坐标转换误差大时可靠性更低。为了避免由于位移转换存在误差而影响位移显著性检验结果的可靠性,本文提出了用GPS 进行变形监测时,直接在I TRF 或W GS 284空间坐标参考框架下进行位移显著性检验的新方法—“变形误差椭球检验法”,严密地推导了有关理论公式,给出了具体的检验方法,并进行了实例计算和分析。【关键词】GPS;变形监测;位移显著性检验;变形误差椭球【中图分类号】P258 【文献标识码】A 【文章编号】100922307(2008)022*******DO I:1013771/j 1issn 1100922307120081021032 1　位移显著性检验方法概述变形监测点的两期监测数据经过处理后求得的坐标差,究竟是位移量还是观测误差的反映,需要经过严密的检验分析才能判定。目前广泛采用的位移显著性检验方法,可归纳为单点位移显著性检验、整体位移显著性检验和变形误差椭圆检验3种方法[1]。单点位移显著性检验,目前广泛采用t 检验法。该法是作统计量t =Δx /m ∧Δx (Δx 为两期监测的坐标差;m ∧ Δx 为其中误差),选定显著性水平α,如果|t |>t α/2,认为位移显著,否则,认为点位稳定。用于整体位移显著性检验的平均间隙法,是首先利用两期平差的全部坐标差Δx 及其权阵P Δx ,计算单位权中误差〗^m Δx 2=Δx T P Δx Δx /f Δx (f Δx 为Δx 中独立量的个数),作统计量F =^m Δx 2/^m 20(m ∧ 0为母体单位权中误差)。然后,选定显著性水平α,通过F 检验作出总体上位移是否显著的判断。如果总体位移显著,然后再逐个找出位移显著的点。变形误差椭圆法,是首先利用变形监测网两期平差后的坐标协因素和单位权中误差,作出每一个监测点的误差椭圆,取k 倍中误差作出极限误差椭圆。然后,根据点的位移向量是否落在极限误差椭圆之内来判断位移是否显著。上述各种位移显著性检验方法用于GPS 变形监测分析,都存在不足之处:①t 检验法和平均间隙法的检验过程和结果都不直观,且不能用于两期监测精度不同的情况下,而实际上,严格说来,任意两期监测都不可能是完全等精度的;②需要将监测点在I T RF 或W GS 284中的3维坐标转换到地方平面直角坐标系和高程系统中,由于坐标转换过程中会引入误差,这可能导致位移检验分析结果不可靠,尤其是当位移量小而坐标转换误差大时可靠性更低;③人为地将客观上的空间位移问题转化为1维或2维位移问题来进行检验,这就使位移检验的严密性受到损害,也使GPS 可以在I T RF 或W GS 284坐标框架下同时精确测定3维位移的优越性得不到充分利用。因此,在GPS 变形监测中,采用“变形误差椭球检验法”,直接在I T RF 或W GS 284空间坐标参考框架下进行位移显著性检验,有其合理性和必要性。 2　“变形误差椭球检验法” 211　变形误差椭球设GPS 变形监测网的两期监测数据处理后,求得某监测点在I TRF 或W GS 284坐标系中的坐标分别为 X 1=X 1Y 1Z 1T X 2=X 2Y 2Z 2 T 坐标协方差阵分别为 D 1= D X 1X 1 D X 1Y 1D X 1Z 1 D X 1Y 1D Y 1Y 1D Y 1Z 1D X 1Z 1D Y 1Z 1 D Z 1Z D 2=D X 2X 2D X 2Y 2D X 2Z 2D X 2Y 2D Y 2Y 2D Y 2Z 2D X 2Z 2D Y 2Z 2 D Z 2Z 两期监测的坐标差及其协方差阵分别为 ΔX = x 2-x 1 y 2-y 1z 2-z 1 　D ΔX ΔX =D Δx Δx D Δx Δy D Δx Δz D Δx Δy D Δy Δy D Δy Δz D Δx Δz D Δy Δz D Δz Δz =D 1+D 2 作协方差阵D ΔX ΔX 的特征方程: D ΔX ΔX -λI = D Δx Δx -λD Δx Δy D Δx Δz D Δx Δy D Δy Δy -λD Δy Δz D Δx Δz D Δy Δz D Δz Δz -λ =0(1) 由式(1)得: λ3-I 1λ2+I 2λ-I 3=0 (2) 式中 I 1=D Δx Δx +D Δy Δy +D Δz Δz ; I 2=D Δx Δx D Δx Δy D Δx Δy D Δy Δy +D Δx Δx D Δx Δz D Δx Δz D Δz Δz + D Δy Δy D Δy Δz D Δy Δz D Δz Δz ; I 3= D Δx Δx D Δx Δy D Δx Δz D Δx Δy D Δy Δy D Δy Δz D Δx Δz D Δy Δz D Δz Δz