电子测量与仪器篇1
电子测量技术的现状及存在的问题
目前国内的电子测量技术已有了很大的发展，中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视，状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国的仪器取得了巨大的进步，特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展，为中国的测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府越来越重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出，中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品，现在已基本上采用了标准化，模块化的设计体系，已从CamaC、pC总线、StD总线向VXi、pXi总线发展，从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展，并先后研制出国产化VXi模件、VXi测试系统及pXi系统，使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。
虽然国内的测试测量产业快速的发展，但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后，表面上看的有精度不高，外观不好，可靠性差等，深入分析则存在以下问题：
人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中，研发始终处于核心地位，而测试则处于从属和辅助位置，研究者对测试不够重视。
数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志，关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因，中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离。所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。
软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用，就如同人的大脑一样，然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件，即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术，在电子测量仪器中是其重要的核心技术，它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器，这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。
面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
目前电子测量仪器的高技术成果
成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面：工作频带宽；测量精度高；大动态范围；高速实时测试。
调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。
VXi总线技术取得重大进展。VXi可以大大减小设备的体积和重量，还可以大大提高测试速度，VXi比GpiB的速度可提高40倍，它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中，有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXi总线自动测试系统中。
电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象，所以我们必须适应通信产业的发展，以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪；信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。
现代电子测量仪器的发展方向及趋势
电子测量与仪器篇2
【关键词】《电子测量与智能仪器》；改革；传感器
《电子测量与智能仪器》课程是电子信息工程专业、电子信息工程（通信方向）、城规控制等专业的专业平台课程，这门课程是实践性实做性很强的科目，也是一门内容繁杂的交叉学科。内容涵盖了传感器、电子测量、智能仪器等。它在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用，从传感器转换原理上来说，涉及电学、磁学、光学、化学等学科；从应用角度来看，又与测量学、电子学、计算机技术及自动控制技术等紧密联系；而传感器、电子测量、智能仪器的内容相对独立又相互联系；就学习方法来说，是理论与实践紧密结合的一门课程。
本课程是从事现代电子科学研究的必备基础。随着电子技术的发展，我国正成为世界电子产品制造业的制造中心，对于高职院校的电子信息专业学生来说，走上工作岗位以后，会成为生产、调试、检验第一线的技术工人。为了提高生产效率，在生产岗位上除了需要大量的通用仪表，还需要各种特殊仪表，学生只有全面学习并掌握了常用的电子测量仪器仪表的原理和使用，才能为核心专业课的学习及以后的工作打下坚实的基础。
《电子测量与智能仪表》课程改革包括了下列内容：
一、理论教学的改革
（一）项目化教学的组织
因为该门课程内容由《传感器》和《电子测量》两门课程演变而来，教学课时又有限（48学时），教学内容不可能面面俱到；而且在企事业的实际应用中，不同行业所使用的传感器和测量仪器也各有侧重。针对以上特点，我们以项目为载体，将教学内容分为五个传感器项目和五个电子测量项目，传感器包含传感器认识、电子称设计、转速仪设计、声光控制灯设计、温度采集器设计等项目。电子测量包括信号产生、电压测量、波形测量、时间测量、电子元器件参数测量等项目。并在项目后加入知识扩展模块，方便不同专业的学生学习不同的专业知识，学有余力的同学还可以扩展知识，增加素养。根据学科的发展，教学内容适当加入智能仪器的内容，以方便学生以后更好的适应工作岗位。
（二）教学内容的优化
目前的传感器教材在内容的编排方面，考虑到系统性和完整性，顺序一般安排为基础知识、各种类型的传感器、信号处理电路，最后介绍智能型传感器和传感器网络等新知识，这样的安排不太适合职业院校对学生职业能力培养的要求。为此，我们在组织教学时，对部分内容进行了调整：
（1）将传感器认识作为一个项目，在这个项目里完成对传感器的认识、掌握传感器的分类、掌握传感器的命名方式、了解常用传感器的转换原理、了解常用传感器的测量电路和处理电路。这样调整的好处是，在学习具体传感器之前，先掌握相应的知识路，等讲到具体传感器时，学生便能针对不同的传感器进行相应的实践项目，做到学以致用，提高技能。
（2）把对应的传感器放到每一个具体的项目中学习。目前，传感器的智能化、集成化已走向成熟，很多半导体制造商都研制、生产出了各种智能化、集成化的传感器及传感器专用处理电路，将该内容分布到每个模块中，一是可以使学生对传感器的学习更有针对性；二是让学生对传感器的应用有了清晰的认识，学生掌握的不再是孤立的传感器的知识，而是相应的应用电路，在学生走到工作岗位之后能很快具备相应的岗位能力；三是能做到将最新技术、产品介绍给学生、满足学生对新技术的需求；四是每一项目仍自成一体，不会使教学内容离散。
（3）加入扩展知识
在每个项目的后面加入相关的扩展知识，比方说声光控制照明灯项目，该项目是以声光控制照明设备为载体，详细分析了光电传感器的应用。光电传感器是一类分类繁多，应用广泛的传感器，各个专业以后都可能用到。在项目后面我们加入红外报警器、地铁屏蔽门、光电鼠标等扩展知识，方便电子信息、城规控制、通信信号等不同专业的学生学习相关专业知识，积极发挥专业平台课的作用。
二、教学方法的改革
（一）实用为主、理论够用的原则
传感器部分主要内容为转换原理、基本特性等，而职业院校毕业生的去向主要为生产一线，重点在于应用，只要知道如何使用、选择传感器即可，很少需要进行理论研究。因此，在教学中只需要让学生定性地了解传感器的工作原理，熟悉其基本特性，对于原理性的理论推导可以不做要求。对于一些定理，只要知道定理内容及在生产实际中的应用即可，对于定理公式的推导则没必要详细介绍。对此部分内容感兴趣的学生可以自学，有问题再向教师请教或自己查阅资料。例如桥式测量电路，学生只要明白电桥电路的作用，知道直流全桥、双臂电桥、单臂电桥之间电压灵敏度的关系。而其理论推导则无须占用课堂时间。学生学习的重点在于如何根据传感器手册、应用场合、测量范围等指标选用传感器，而对于很多公式、理论等内容则以学生自学为主，重点在于培养学生的技能。
在教学过程中，对于基本概念的教学仍然采用传统的教学手段，对于新技术、新知识或相对比较简单的内容，则采用多媒体教学。对于一些智能型传感器，则要求学生充分利用网络资源，了解传感器发展的最新动态。
电子测量与仪器篇3
关键词：项目教学法 电子测量仪器 教学应用
中图分类号：G63 文献标识码：a 文章编号：1007-3973(2011)008－178-02
1 项目教学法的概念
项目教学法是以实践为导向，教师为主导，学生为主体的教学方法，是从职业的实际出发选择具有典型性的事例作为教学的内容，学生在教师的指导下，按照问题的要求搜集、选择资料，通过小组的共同研究，得出结论或完成任务。
在项目教学法的教学过程中，首先将学生划分成若干个小组，然后按照项目任务的要求，通过分工协作，学生独立制定计划并实施计划，最后完成项目任务。项目教学法能最大限度地调动学生学习的积极性、主动性和参与性，让他们独立学习，积极思考，团结协作，充分发挥其想象力和创造力，有效地提高学生的各方面能力。而教师在整个教学过程中起组织、指导和辅助的作用。
2 项目教学法的应用
2.1确定项目任务
首先选定合适的项目是成功的关键。项目的难易程度要结合学生的实际情况而定，既要有一定的趣味性，又要有可操作性，以促使学生运用知识、技能解决遇到的问题。不过与传统教学不同的是，项目完成后，学生能达到举一反三的效果，即教师布置本项目的同类项目，同类项目必须让学生自行分工协作，独立完成。《电子测量仪器》这门课程介绍了常用电子测量仪器(如电子电压表、函数信号发生器、电子示波器、电子计数器等)的原理与使用，同时为了拓展学生的知识面，介绍了一些电子测量仪器的新产品，如数字存储示波器、逻辑分析仪、智能仪器。我们可以把《电子测量仪器》这门课程中的常用电子测量仪器及一些电子测量仪器的新产品确定为若干个项目，例如，在学习这门课程中的电子示波器项目时，学生刚学习时必须在教师的指导下完成，在此基础上，教师可以将此项目的同类项目如“电子计数器”、“电子电压表”等，让学生独立学习完成。下面以电子示波器这个项目为例介绍具体的任务，如表1所示。
2.2制定项目计划
根据具体的项目任务，确定电子示波器具体项目计划，如表2所示。
制定一个完整有序的计划是项目活动得以顺利进行的基础。在制定计划时，教师要进行一定的指导。针对不同层次的学生，教师指导的深度可以有所不同。即使学生遇到困难，教师也应该进行启发性的、非正面的提示性指导，这样可以使学生记忆深刻，还能锻炼学生的能力。(1)首先将全班学生进行分组，采取自愿原则，将他们按4-6人自由组合成项目小组，然后再按“组间同质，组内异质”的原则进行适当调整，力求各个小组的实力较为均衡，小组内部能做到优势互补。(2)在每一小组中选出组长一人，由组长布置自己小组的具体分工。例如：一人查阅资料了解电子示波器的工作原理，一人了解电子示波器的基本组成，两人熟悉电子示波器的各个旋钮及测量被测信号的幅度、周期，一人记录学习内容。(如表3所示)最后由组长汇报本组的学习情况。
2.3实施项目计划
电子示波器具体项目实施过程如表四所示。这一阶段是项目教学的关键，是项目教学能否成功的一个决定性环节。在这个过程中，学生是活动的主角，而教师是辅导者，成为教学的服务者。中职学生年龄尚小，研究问题难以持久，教师要根据学生的项目实施情况，制定跟踪管理方案。在学生实施计划时，教师不要急于断定学生的方案是否可行、是否正确等等，而是应该鼓励学生积极的进行尝试，从而获得正确的研究方法。当学生遇到问题时应该鼓励学生相互讨论，指导学生查阅相关的教材和参考资料，对于个别问题，教师可以进行个别指导；对于共性问题，教师可集中讲授。例如，学生在学习电子示波器中示波测试的基本原理时，因为这个知识点较难，学生不易自学，教师应集中进行讲解。再如电子示波器中旋钮较多，学生一时不能分清，教师应重点讲解一些旋钮。在双踪电子示波器中，有X、Y两个输入信号，它有五种显示方式，学生一般不易自学，应集中进行讲解。
2.4开展项目评估和交流
项目结束时，每组学生要展示自己的学习成果，讲解方案的理论基础，方案的设计，自评本项目实施的情况和需要改进的地方。这一阶段，学生对自己提交的作品进行现场演示，每个学生要就自己所承担的项目任务进行讲述与现场答辩；教师要对学生提交的项目报告进行考察，对作品进行测试。教师在评估时，就学生完成项目的过程进行评价，对学生的评价要从学生参与学习的程度、知识的应用、专业技能的掌握情况等多方面综合考虑。
例如在电子示波器项目的学习过程中，检查学生是否了解了电子示波器的基本原理和组成，是否能熟练运用电子示波器来测量被测信号的幅度和周期，在学习过程中的心得体会。
3 实施项目教学法的几点思考
3.1教师方面
3.1.1转变了教师的教育理念
引入项目教学法，在整个教学过程中，教师不再是传统教学中的中心人物，取而代之的是学生，教师担当的角色是组织者、引导者、帮助者和促进者。创设学习资源和协作学习的环境是教师最主要的工作。教师在不同章节的教学过程前要进行大量的实践和操作，分析在实践操作中学生可能出现的问题，并找出对策，再根据学生的实际情况和应达到的实践能力，围绕项目实施教学。
3.1.2激发了教师的学习热情
在项目教学中涉及的内容和范围远远超出教科书规定的内容，教师仅凭书本上的一些知识已经远远不够，为此，教师要对本课程有一个系统的思路，同时有极大的创造性和应变能力。因此教师应利用业余时间不断学习、实践、操作，不断积累实践经验和理论涵养，来获得相关项目的信息，才能胜任项目教学法。
3.2学生方面
3.2.1学生学习更加积极主动
项目教学法使学习过程成为一个人人参与的实践活动过程。在完成项目实践过程中，学生更加理解了教材内容，体验到创新的艰辛与乐趣。特别是当学生的作品被展示后，学生的表现欲被极大地激发出来。
3.2.2学生综合素质得到提高
电子测量与仪器篇4
关键词：测量仪器；发展；措施
1前言
虽然我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。特别是通用电子测量设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小。随着模块化和虚拟技术的发展，为我国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及我国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。
2我国测量仪器企业发展状况
我国现有各类仪器仪表企业6000多家，已经具有一定技术基础和生产规模的产业系。在6000多家企业中，年销售收入超过1000万元的不足1000家。主要是由于我国测试仪器的普遍水平还停留在20世纪80年代初国际水平上；大型和高档仪器设备几乎全部依赖进口；许多急需的专用仪器还是空白；中低档产品保证质量上还有许多难关需要攻克，科技创新及其产业化进展滞缓，是制约我国测试仪器企业发展的一个"瓶颈"。
而同时一大批民营、合资和股份制企业，由于体制合理，运行灵活，在市场竞争中迅速崛起，成为我国测试仪器产业的新兴力量。成都前锋电子电器（集团）有限公司、宁波中策电子有限公司、江苏绿扬电子有限公司、辽宁无线电二厂等企业在这方面进行了比较成功的探索。
我国电子科技集团公司第四十一研究所，2003年与美国Sydigital公司合作开发了Dt-100/200数字电视码流实时监测分析仪，并与Sydigital公司合资成立了迪吉泰数码科技有限公司，专业从事数字电视测试仪器的开发、生产和销售，并于海信集团签定了全面合作框架协议，全面开展高清数字电视测量仪器关键技术及其检测标准和生产制造的研究。
3电子测量仪器行业发展趋势特点分析
展望未来几年，由于我国经济发展形成的巨大需求，电子测量仪器的国内市场仍将呈高速发展的趋势，。据预测，“十一五”我国数字电视的市场将达到1000亿～1500亿元/年，将对电子测量仪器产生较大的需求；与此同时，通信市场的发展速度仍然比较强劲，而国产通信电子测量仪器的市场占有率很低，因此，加快国产通信电子测量仪器的开发和商品化已经成为本行业的迫切任务。另外，我国教育领域也是国产电子测量仪器的一个突破口。总之，国民经济各部门无论是生产线改造，老产品的更新换代，还是新产品的开发，都会扩大对电子测量仪器的需求，这为电子测量仪器提供了更广阔的市场。
今后，我国将在信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、航空航天技术等关键领域取得更大突破，这些领域的研究、开发、技术升级的基本手段就是利用电子仪器。因此，随着各行各业对电子仪器产品需求量的增加将不断推动电子仪器行业向前发展。
4我国测量仪器设备发展的主要问题
尽管我国测试测量产业得到了快速发展，但客观地说我国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起我国测试仪器落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。实际上，这些都还是表面现象，真正影响我国测量仪器发展的瓶颈为：
4.1测试在整个产品流程中的地位偏低
由于人们的传统观念的影响，在产品的制造流程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。关于这一点，在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。这种错误观念上的原因，造成整个社会对测试的重视度不够，从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造成相关的基础科学研究比较薄弱，这是我国测量仪器发展的一个主要瓶颈。实际上，即便是研发队伍本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。
4.2面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来
我国仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
4.3缺乏标准件的材料配套体系
由于历史的原因，我国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离。所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。上述这些都是制约我国仪器发展的因素。
5我国电子测量仪器行业发展趋势
5.1产品技术含量增加
随着社会信息化，新产品新技术日新月异，对电子测量仪器提出很多新需求，企业根据市场的需求，进一步加大力度提高现有产品技术含量，开发出新型的、适应新需要的电子测试仪器。电子测量仪器产品在技术方面不断的开拓和创新将推动电子仪器行业的良好发展。例如：目前普遍采用电子设计自动化（eDa）、计算***辅助制造（Cam）、计算***辅助测试（Cat）、数字信号处理（DSp）、专用集成电路（aSiC）及表面贴装技术（Smt）等技术。
5.2逐步加强产业规划，形成规模经营
加强产业规划，形成规模经营已经成为国内电子仪器行业的大势所趋。企业在产品的定位上由盲目生产逐渐过渡到根据市场发展要求来规划自身产品方向上，形成自身的特色和规模。
5.3积极开拓外资市场
现在有两个市场可以开拓，一个是东亚地区，如越南、柬埔寨、泰国等国家电子工业刚起步，对电子测试仪器是有需求的，应该寻找***会，开拓东亚市场；另外在我国广东省，有近万家的外商独资电子生产企业，它们的生产链是两头在外，即原材料又国外提供。这一领域是我国仪器潜在的市场，且需求量巨大，虽然他们是封闭的，与我国市场几乎无关，但随着国际市场竞争迫使他们开始“本地化”采购，例如台湾的大型电子生产基地几乎都设在东莞，日本几家名牌电器，其所需的电子仪器有相当比例是在广东的外资企业代工的，因此，市场潜力巨大。
5.4提倡合作，形成规模
提倡国内电子仪器企业联合起来，形成人力、技术及市场渠道等方面的资源共享。虽然目前国内任何一家企业都不能和国外的电子仪器厂商生产规模相提并论，但国内企业在相互合作，优势互补的情况下，形成企业间的强强联合，对于我国电子仪器行业发展来说也是一条切实可行的发展道路。
5.5提高营销水平，形成系统工程、配套服务
现有测试仪器生产企业或经营企业都只是生产或销售某一型号产品，效率低，效果羞。而国内的外资企业值得我们借鉴，先弄清用户的用途、需求，再根据用户需求推荐相应产品，形成了以用户需求为目的的系统工程配套服务。当然效益一定比卖一台仪器要好得多，因为用户不仅买到了适意的仪器，同时得到全方位的服务。因此，国有电子仪器企业在营销水平和配套服务上的提高也是电子测量仪器走向成熟阶段的重要表现。
目前的电子仪器市场与其他产品类似，相互模仿、互相压价。但是电子仪器的需求与日用品不同，不是便宜就能多卖，电子仪器属投资类产品，是需要不断更新和发展的，不能把仪器当青菜卖。电子仪器从开发到市场，周期长、销量小、投入大、回收慢，必须规范市场才能保证电子仪器企业的正常生存和发展，才能保证品牌产品在市场中的地位。
[参考文献]
[1]李保安，李行善.基于组件的自动测量系统（atS）软件体系结构.电子测量与仪器学报，2002年04期.
[2]刘祖友.电子测量仪器新趋势的推动者[J].电子产品世界，1998，（Z1）.
[3]罗伟雄，江柏森.电子测量仪器简述[J].电子世界，2005，（07）[J].实验技术与管理，2004，（01）.
[4]电子测量仪器的发展趋势[J].电子元件与材料，2004，（10）.
电子测量与仪器篇5
【关键词】数字水准仪测量误差
自第一台数字水准仪问世以来，随着科学技术的发展，数字水准仪经不断地改进，其观测精度有了很大的提高。数字水准仪具有光学水准仪无可比拟的优点，与光学水准仪相比，它具有测量速度快、操作简单、读数客观、不存在误读或误记等人为误差，自动记录存储测量数据，容易实现水准测量内外业一体化等诸多优点，数字水准仪是代替传统光学水准仪的理想产品。作为数字水准仪，在实际野外观测工作中，也存在着测量方面的误差，由于数字水准仪的工作原理和方法与传统的光学水准仪不同，构造比较复杂，本文只对数字水准仪在测量上产生的误差加以概念性的分析和论述。
1数字水准仪的原理
1.1数字水准仪的基本结构
数字水准仪是利用电子工程学的原理制造，能够进行自动观测、记录信息、处理数据的电子仪器，它是在自动安平水准仪基础上发展起来的。数字水准仪基本结构是由光学部件、机械部件、自动补偿装置和电子设备组成。光学和机械部件同光学仪器基本相同，自动补偿装置包括了重力摆和阻尼器等部件，电子设备方面，主要是由调焦编码器、光电传感器（线阵CCD器件）、读数电子元件、单片微处理机、GiS接口、显示器、键盘和影像、数据处理软件等组成，这些部件使仪器具备了智能化，观测更加便捷。
1.2数字水准仪的测量原理
数字水准仪采用相关法进行测量和读数，该水准仪有两个视准轴，一是光视准轴，它由光学分划板十字丝中心和望远镜物镜的光心构成，另一个是电视准轴，它是由线阵CCD器件上中点附近的一个像素和望远镜物镜光心构成。光视准轴用于照准和调焦，电视准轴用于读数。数字水准仪的望远镜照准编码标尺，通过所发射出的红外光线进行自动测量，在测量过程中，标尺条码一方面被望远镜物镜组成像在光学分划板上，供目视观察，另一方面通过光学分划板前的分光镜，把标尺条形码成像在线阵CCD器件的光敏面上，供电子读数。仪器自身存储的标尺的条纹码能作为参照信号，仪器的线译码器捕获仪器视场内的标尺影像作为测量信号，然后与仪器的参照信号进行比较，就获得视线高度和水平距离。
2数字水准仪的误差分析
数字水准仪测量精度是由条形码本身及其数字化和离散化产生的背景噪声所决定的。光学系统的成像质量，补偿器的精度，以及视轴稳定性等因素也都会影响测量精度。由数字水准仪的结构和测量原理，可返现影响测量精度的误差来源包括以下几个方面。
2.1光学和机械部件引起的误差
数字水准仪是光学机械设备和电子设备相结合的产物，具有与传统水准仪相同的光学和机械结构，因此数字水准仪光学和机械部件本身引起的误差与光学水准仪相同。主要表现为：圆水准器误差；调焦透镜运行误差；竖轴倾斜引起的视轴的误差。
2.2自动补偿器的误差
数字水准仪的补偿器与自动安平水准仪的原理相同，结构和工艺上略有不同，它是由重力摆和阻尼器构成。数字水准仪的自动补偿器误差包括：补偿器的安平精度；剩余补偿误差；迟滞影响；地磁影响。
2.3电子设备引起的误差
数字水准仪是根据条码影像在探测器上的位置和比例进行测量的。线阵CCD器件的物理特性决定其在光线过强、过弱、以及条码标尺表面光照部均匀、观测瞬间强光闪、外界热闪烁等情况，都会降低标尺成像的对比度，从而产生测量误差。因为光线过强时，线阵CCD会出现饱和，条码影像灰度值会发生不同的变化而不相等，仪器对标尺条码无法辨认，就会引起测量误差，甚至无法读数；光线过弱，就相当于标尺被遮挡，自然会产生误差。对电子设备工作的原理进行分析，可知电子设备引起的误差主要包括以下几个方面：（1）线阵CCD器件的物理特性引起的误差；（2）标尺遮挡引起的条码信息丢失；（3）调焦的准确性引起的图像分辨力误差；（4）标尺倾斜引起的图像变形；（5）外界条件的变化引起的影像误差；（6）条码标尺上伪随条码宽度的精度引起的误差；（7）条码标尺上的条码在使用中受损造成的影像误差；（8）电子设备对测量信号处理、分析时的误差；（9）水准仪内置软件的算法和技术误差。
2.4电视轴i角的误差
电视轴i角的误差对水准测量的影响在理论上与光学水准仪i角误差相同，但电视轴在电子水准仪中又缺少像光学视轴那样绝对标定水平视线的性质，或者说，电子水准仪不是以电“横丝”为基础读数，两者的读数方式完全不同。虽然数字水准仪机内设置的程序能自动改正i角误差，在测量过程中前后视距等长又加以减弱，但电视轴i角对水准测量精度的影响是肯定存在，随着外界温度的变化而改变，而且在温度变化区间内的改成数不是线性变化的，因此电视轴i角对测量精度有很大影响。
2.5外界因素引起的误差
外界条件的变化将会引起仪器各部件产生测量误差，而且对光学水准仪和数字水准仪的测量误差影响都很大。数字水准仪与条码标尺组成的测量系统是处在时刻变化的外界条件下进行工作的，大气垂直折光的影响，仪器与标尺垂直位移的影响，在实际测量过程中都是不可避免的。在数字水准仪读数时，所有进入视场的条码均参与读数，特别注意的是当视线观测靠近地面时，标尺的条码受折光的影响很大，对测量精度产生直接的影响。另外地面的震动影响测量精度，由于数字水准仪重量轻，受震动的影响较光学水准仪更明显。通过大量的观测经验表明，外界因素引起的测量误差，只能通过观测人员在作业过程中加以减少，无法避免。
3结语
数字水准仪操作简单，使用方便，测量数据真实可靠，减少了人为误差，提高了作业效率，但它本身的误差是不可避免的。在实际作业中对仪器的保养和定期检查也是十分重要的，除了常规的i角检验、圆气泡检验、十字丝检验外，还必须对电子元件进行定期检验。另外对标尺的保护也是十分重要的，一旦条码标尺的条形码刻画受到损害，就会在差量读数中产生误差，因此要正确地使用数字水准仪，就必须熟悉规范，熟练掌握仪器操作步骤，同时注意仪器的保养和检验，尽量降低和减少测量误差。
参考文献：
[1]杨蓬莲.数字水准仪测量原理及其检定[J].测绘通报，2005，（8）.
电子测量与仪器篇6
在开幕致辞中，中国电子器材总公司副总经理陈雯海谈及主办会议的意义时强调，更希望借助这一会议，能够帮助国内的电子测试仪器企业在展示自己产品的同时，与来自国内外优秀的半导体器件供应商进行深入的交流，深入了解最新的可以用于中高端测试设备的电子器件，从而在半导体企业的支持下，能够借助恰当的半导体产品实现高性能测试设备的研发，进军高性能电子测试市场。中国电子学会电子测量与仪器分会崔建平秘书长则具体分析了测试仪器产业面临的现状，特别指出在国外测试仪器厂商纷纷面临各自内部问题之际，中国本土企业应该抓住这样的时机，利用本地化庞大的市场优势，尽快打入中高端市场，真正站在技术和市场领先的舞台参与到市场竞争中。
模拟器件是测试仪器中不可缺少的部分，决定着测试仪器的最终性能。作为模拟器件的领导企业，aDi公司系统应用工程师李强在介绍aDi精密仪器系统解决方案时，不仅提供了包括气体检测等完整的硬件参考解决方案设计，更从模拟电路的设计方面，提供了如何借助合理的设计提升测试仪器的精度等具体设计问题。
作为模拟和数字信号转换过程中的关键器件，转换器的性能很大程度上影响最终测试仪器的性能，选择一款适合自己的转换器产品对仪器设计有重要的意义，北京时代民芯有限公司王宗民主任带来了该公司多款业界领先的高速转换器产品，其中最高转换速率可以达到3G，已经广泛应用于多款国内领先的示波器产品中。
高速转换器的应用，可以有效提升测试仪器的性能，高速内部通信系统，同样对测试仪器仪表的设计，有着不可忽略的作用，力科公司市场经理胡为东先生为大家介绍了“通信集成电路设计中高速数字信号的测试验证及挑战”，帮助大家在设计硬件传输时更可靠更稳定。
电子测量与仪器篇7
关键词：数学模型；不确定度；评定
根据JJG376-2007《电导率仪检定规程》中的要求，我们测量电子单元的引用误差时评定不确定度与常见的不确定度评定有所区别，笔者评定过程如下：
一、概述
（一）校准依据：JJG376-2007《电导率仪检定规程》，JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。
（二）环境条件：要求室温（20±2）℃相对湿度（30～85）%RH。
测量环境室温20.1℃相对湿度65%RH
（三）测量标准：交流电阻箱。
（四）校准对象：实验室用电导率仪（上海精科生产的DDS-307型，编号为610510n0015040051的电导率仪，以下简称仪器）。
（五）测量过程：在仪器正常工作条件下，仪器开机预热，待仪器稳定后，将交流电阻箱与被校仪器相连，通过调节交流电阻箱的旋钮，输入不同数值的模拟信号，读取仪器读数。每个量程档位选取均匀分布的三点，测量值与标准值之差与相应量程的比值即为仪器的电子单元引用误差。
二、数学模型
三、各输入量的标准不确定度分量的评定
（一）测量重复性引入的不确定度分量u1的评定
将被校仪器与检定用交流电阻箱按要求相连，调节温度示值至参考温度25℃。调节交流电阻箱，使输入模拟信号为100μS/cm，读取被校仪器显示数值，连续测量6次，读取数据列如下（μS/cm）：
（二）标准器引入的不确定度分量u2的评定
检定电子单元引用误差的主标准器为检定电导率仪专用交流电阻箱。查询上级校准证书，其引入的不确定度分量为：Ua=0.024%（k=2）
当输入信号为100μS/cm时，量程上限为200μS/cm，
因此有u2==0.006%
（三）仪器最小分辨力引入的不确定度分量u3的评定
该电导率仪为4位数显仪器，交流电阻箱输入信号为100μS/cm时，仪器显示最小分辨力为0.1μS/cm，因此有u4==0.014%FS
因仪器最小分辨力引入的不确定度分量大于测量重复性引入的不确定度分量，故舍弃重复性引入的不确定度分量。
同理，当输入量为10μS/cm，1000μS/cm时，其重复性分别为：0.010%FS，0.00%FS，最小分辨力因倍率关系，计算数值均为0.014%FS。计算合成不确定度时，重复性和最小分辨力引入的不确定度分量均取大值。
四、合成标准不确定度评定
电子单元引用误差的不确定度评定，其主要标准不确定度汇总表（重复性与最小分辨力引入的不确定度分量取大值）：
五、扩展不确定度评定
根据上述合成结果，其不确定度可以合并，因此在0～2000μS/cm量程范围内，其电子单元引用误差的扩展不确定度为：
Urel=0.04%（k=2）
参考文献：
电子测量与仪器篇8
关键词：合成仪器；自动测试系统；系统平台；LXi接口；pXi接口
引言
合成仪器是近年来测试测量仪器业界的最热门话题，因为美国国防部门放弃自动测试设备的专用采购，改为商业现货采购，同时提倡各军兵种的自动测试设备结构的模块化，利用数量有限的通用模块综合成各种不同应用的测试测量系统，简称合成仪器。实际上“合成仪器”只是一个技术名词，作为表达一种不同于“自然仪器”的新测量学或者新的测试测量学科之用。
合成仪器的典型系统构成可分为三个子系统：数字处理和控制子系统，a／D和D／a转换器子系统，以及信号调理子系统。再由三个子系统形成两个链路，即激励链路和测量链路，在两个链路之间连接被测器件。这些子系统又由数量不多的基本模块组成，整个系统好像积木魔方体，每边只有几块基本积木即可组合成无数多采多姿的图案。合成仪器是由基本模块组合而成，而且组合体的总数远大于基本模块数，因而，有些合成仪器专家认为使用“协调仪器”更为确切。合成仪器与软件定义无线电有相似之处，但是后者也只有合成功能，欠缺测量和分析能力。合成仪器与虚拟仪器更为相近(实质上虚拟仪器属于合成仪器的超集)，前者比后者的内容更完善。所有合成仪器都是虚拟仪器，同样具有虚拟面板，由软件映射和扩展硬件的功能，由pC管理数据流、分析和表现结果。但是虚拟仪器的硬件来自自然仪器，而合成仪器的硬件来自基本仪器模块，软件起着更大的作用。
目前，合成仪器主要用户是国防／航天部门，设备主要是微波／RF频段的自动测试系统(Si-atS)，由于起点比较高，能够供应这些设备的测试测量仪器公司还不多。以下介绍三种有代表性的合成仪器atS系统，第一是安捷伦(agilent)公司的Si仪器系列，第二是艾法斯(aeroflet)公司的SmaRte系列，第三是国家仪器(ni)／相位矩阵(phasematrix)／Bae系统三家公司合作开发的pXi合成仪器系列。
LXi合成仪器Si系列
安捷伦科技公司在2006年5月宣布六种获得LXi联合体认证的a类LXi标准模块，并且借助这六种LXi模块构成业界第一套合成仪器atS系统。随后该atS交付美国海军使用，作为飞行电子设备测试和维护的装备，成为美国国防部新一代测试计划(nxtest)试点工程项目，即统一自动支援系统(CaSS)的商用现货采购装备，并考核合成仪器的全面性能。2007年安捷伦正式将合成仪器列入产品目录，作为军民两用的测试测量仪器和自动测试系统供应。
安捷伦的六种合成仪器的型号如下：
・n8201a数字下变频器Si模块
・n8211a模拟上变频器Si模块
・n8212a矢量上变频器Si模块
・n8221a中频数字化仪Si模块
・n8241a任意波形发生器si模块
・n8242a任意波形发生器Si模块
显然，以上六种Si模块都是从安捷伦的GpiB总线台面仪器作重新设计成为LXi模块，并且满足a类标准。为了构建成完整的atS系统，还可选用安捷伦的B类或C类LXi模块，或者采用其它仪器公司供应的LXi模块构成atS系统。
为了满足美国国防部对合成仪器atS系统现在和将来的测试方案，a类LXi模块还需要经受四种特殊测试。它们分别是飞行路线测试、中间级(i－Level)测试、库房测试、制造商(oem)测试，具体内容如下：
・飞行路线测试――在这种运作下，模块内的接收系统从飞机或车辆接收消息，形成“注意”标志。当系统回到基地，立即识别和找出需要校正的子系统，将损坏单元记录到中央数据库，以便在整个处理过程中跟踪该单元。
・中间级测试――测试关键在于识别出子系统的损坏模块，如果能够移去该模块，则记录到中央数据库，然后进行下一步测试。
・库房测试一一在集中的维护中心内，对损坏模块作板级的元件识别，然后将维修的单元送回备件库进行修理。目标是提高飞机或车辆的可用性。
・制造商测试――在标准流程中，合成仪器的atS系统的板卡、模块或子系统在交付部队和进入服务前应该进行oem测试。如果制造商和部队都采用相同的硬件／软件测试系统，则测试结果具有更高的可信度。同时极大的地降低atS系统的开发成本，以及部署和支援的费用。安捷伦公司的合成仪器atS系统与具有相同特性的台面仪器测试系统的对比如图1所示，前者使用上、下变频器、中频数字化仪、任意波形发生器等模块仪器为主，后者使用微波信号源和频谱分析仪等传统台面仪器为主，突显合成仪器具有节省机箱空间、节约功率和机动性的优点。
SmaRte合成测试环境系列
艾法斯公司是一家微波／RF测试测量仪器供应商，对合成仪器有十年以上的开发经验，前期曾推出基于GpiB台面仪器和基于VXi模块仪器的合成仪器atS系统，并且供应3／6GHz的多种pXi发生器／分析器组成的测量子系统和完整系统。它的合成系统部负责侦察雷达、人造卫星、电子对抗、导航识别、军用atS系统、通用微波测试的设备。去年底合成系统部公布开发成功第五代的高性能合成测试环境SmaRte5000(合成多功能的自适应可重配置测试环境)，并展出样机。艾法斯公司认为SmaRte5000是业界领先的合成测试系统，具有高度集成和完整解决方案的测试环境，而其它竞争对手的合成仪器测量系统只是台面仪器或合成仪器的集合体，系统级的支持却留待atS系统集成商或用户自行解决。
SmaRte5000系统在总体设计方案中着重解决的硬件和软件问题包括：
・专用的合成机柜――不但能够安装商业现货的LXi模块仪器，而且能够安装不同供应商和不同工业标准的台面或模块仪器(GpiB、pCi、pXi等)。以便构成容纳多种接口标准的混合系统平台，便于选择性能价格比最高的商业现货仪器，构成可用性最高的合成系统硬件。
・系统级软件环境――柔性软件和工业标准软件至关重要，故采用包括windows、C／C++和国家仪器公司的testStand编程软件，还有高效率的测试程序库，内置具有个人特征的专用测试程序等。它们保证系统级的标准、验证、诊断和应用可获得快速升级和达到整体指标。
・系统级硬件和系统级软件的紧密结合――SmaRte5000的开放式结构，便于由用户、系统集成商实现多功能扩展和自适应重新配置，对任何应用都能够提供最佳测试状态。目前SmaRte5000达到如下指标：
系统的两个激励和测量通道的最高频
率达到40GHz，另外可扩展成为多通道的并行激励和并行测量，或者使用非合成仪器通道。
高度可配置的基带、窄带和宽带响应能力，快速调谐的本地振荡器，am、Fm、pm和任意波形的载波调制。
标准功率输出和测量程是-90dBm至+10dBm，分辨率优于0.1dB，采用功率放大器选项可扩大量程。
提供连续波和脉冲调制波的包络、平均、峰值、频谱功率测量，s参数和网络参数测量，具有高吞吐率和高测量速度。
为卫星、雷达、电子对抗相控阵收／发器、atS平台提供专用子系统和交钥匙工程。
pXi／pXiexpress合成仪器系列
在测试测量仪器业界的四种仪器总线标准中，GpiB总线将由LXi总线取代，VXi总线将由pXi总线接替。如果今后几年内没有新的仪器总线标准出现，则LXi和pXi两种仪器总线必然是合成仪器首选的接口。安捷伦公司是开发LXi总线的主要机构，并领先其它对手推出完整的基于LXi,总线的合成仪器atS系统，已经交付美国海军使用。2007年底，艾法斯公司也完成基于LXi总线的Smarte5000合成仪器atS系统。国家仪器公司是pXi总线的原创机构，早期目标是中小型atS系统，以国家仪器为首的pXi系统联盟虽然拥有1400多种模块，但使用频段集中在3GHz以下，不能满足国防／航天应用的微波／RF频段。2007年pXi系统联盟采取三种有效办法，促进pXi总线模块仪器向微波／RF频段和大型atS系统发展。首先扩大机箱和板卡尺寸，由2U增加至3U，其次是pXi总线升级至pXiexpress总线，还有，采用pXiexpress电缆作为机箱一机箱，机箱一计算机主机之间的连接电缆。这些办法为pXi仪器进入大型atS系统，亦即为实现合成仪器的atS系统扫清障碍。目前，国家仪器公司联手相位矩阵(phasematrix)公司和BaeSystems(英国航空航天系统)公司共同开发基于pXi／pXiexpress模块仪器的合成仪器atS系统。
国家仪器公司的实力在于LabView等图形编程软件和数字化仪、pXi总线控制器等硬件，而且拥有多种多样的pXi模块仪器。相位矩阵公司在开发频率合成器，以及开发VXi和pXi的上、下变频器方面具有丰富经验，曾经制成以VXi／pXi模块为主的合成仪器样机。Bae系统公司更是名列全球第二国防防务公司，为宇航和海陆空三军提供系统集成服务，年营业额超过500亿美元。它们三家公司都有向合成仪器atS系统市场进军的要求，2007年签订合作协议，开发最高频率26.5GHz的微波／RF频段，以pXi／pXiexpress模块仪器作平台的合成仪器atS系统，将在2008年底完成原型机。三家公司的具体分工如下：
・Bae系统承担合成仪器子系统，DSp软件编程，全系统的校正，以及系统集成。
・相位矩阵承担25.6GHz的上／下变频器，微波／RF开关和任意波形发生器。
・国家仪器承担LabView／labwindows编程软件，pXi平台，高速i／o卡和数字化仪。
合成仪器atS系统的组成框图如图2所示，图中上面部分称为激励(SHe)子系统，下面部分是测量(mHe)子系统，中间是被测单元(UUt)，左边是作为系统控制器的pC主机。测量系统采用国家仪器公司的pXi-1045机箱，除了嵌入式控制器占用插槽1之外，还有插槽2～17可供其它pXi模块仪器使用。
应该注意，RF输入的最高频率是25，6GHz，根据混频器性能的不同，mHe测量子系统还可输入高至50GHz的mFil波频率。现今，数字化仪的取样率通常在1GS／s以上，使用pXi接口和多芯电缆，已无法满足分辨率8位、2GS／s取样率的数据在SHe激励子系统与mHe测量子系统之间传输。这类高速数据需要实时处理和极短延时，并行传输的pXi接口不能满足要求。为此相位矩阵公司准备使用电缆式pXiexpress(即CabledpXie)接口，它的数据由一根单芯细电缆作串行传输，每通道可传输2.5Gb／s，有效流量达到800mb／s，一个电缆式pXie接口支持4通道。虽然目前还未公布电缆式pXie标准，但是国家仪器公司已可提供样品。第二代传输速度更高的电缆式pXie接口，每通道可传输5Gb／s，有效流量达到1.6Gb／s，每个接口支持4通道，国家仪器公司可提供实验样品。为了实现SHe激励子系统与mHe测量子系统的高速数字链路，需要每个子系统分别安装一个16通道的第一代电缆式pXie接口，或者8通道的第二代电缆式pXie接口。
与现今最流行的pC通用串行外设USB接口的传输速度480mb／s，或者LXi接口的串行传输速度10／100Gb／s相比，电缆式pXie接口的串行传输速度10Gb／s(第一代)和20Gb／s(第二代)属于相当先进产品。因为LXi接口的以太网采用铜缆时传输速度是10Gb／s，要采用光纤才达到100Gb／s。此外，基于pXi／pXie的合成仪器atS系统只用两个2U尺寸的18插槽机箱，其体积、重量和功耗都比基于LXi模块的合成仪器atS系统更胜一筹。如果整体电学性能可与LXi模块仪器相比拟，则pXi／pXie模块仪器将在合成仪器占有一席之地。
电子测量与仪器篇9
[关键词]石油测井仪器；可靠性；设计
中图分类号：e933文献标识码：a文章编号：1009-914X（2013）36-0357-01
石油测试仪器的可靠性具有与一般的电子设备可靠性不同的要求。因此，可靠性试验要针对不同的产品分别对待，结合生产过程中的各种条件作相应的调整和改进。如果能考虑模拟试验和现场实际统计相结合，结果一定会更加合理。关于提高石油测试仪器可靠性的技术还有很多，我们要有选择的运用。随着技术的不断进步，对石油测试仪器可靠性的不断关注，可靠性研究在石油测试仪器中一定会有更大的发展。
1石油测井仪器可靠性设计方法
根据石油测井仪器的结构特性与使用环境，对其的可靠性设计要把重点放在机械设计与电气设计上，同时应侧重对可靠性保障技术的探究及应用研究。其中，对于机械可靠性的设计，重点要集中于容易出现共振的电子仪器骨架、容易破碎的探测器等一些部件；而电气可靠性的设计，则主要是进行石油测井仪器常见电子元器件失效规律的研究，以最终寻求到可行的可靠性保障措施。
1.1机械可靠性设计
石油测井设备不管在研制与生产的时候，还是在利用、运输或维修的时候，一般都会经受许多种类的机械作用，发动机及其他振动源造成的振动作用就是如此，爆炸、碰撞及颠簸导致的冲击作用也是如此。于是，石油测井仪器常处于受振状况。在仪器设备经受冲击、振动的情况下，其电子元器件、机械结构就会经受损伤，可能损坏，所以以下这个技术问题就显得相当重要并应及时解决：处于不等的机械振动及不同的冲击环境内，要确保仪器设备能可靠地运行。防振设计主要需防正弦振动及冲击：正弦振动即基于频域对振动问题进行研究，冲击即基于时域对振动问题进行研究。防止整机或元器件所具备的固有频率和外界机械振动出现共振是最为重要的。现针对石油测井仪器结构特性，进行如下机械可靠性设计：
（1）电子仪器骨架的抗振设计分析。当电子仪器骨架存在的固有频率等同于外界振动激励具有的频率时，共振就会出现，从而使仪器整机与元器件受到极其严重的破坏。所以，电子仪器骨架抗振设计的重要思想是，将其自身的固有频率转移到工作环境中会出现振动的频段以外，使共振得以避免。据相关资料分析统计，对于车辆，其振动加速度最高可达5.6g，振动频率在2～150Hz之间，即外界的激振频段处于0～150Hz之间。按照以上思想，进行电子仪器骨架自身固有频率的计算，并使用设计方法使其高于200Hz，此时就不会出现二者共振现象，从而实现抗振的设计目的。
（2）探测器防冲击、抗振设计分析。在放射性测井仪器中，探测器是最弱的一个环节，光电倍增管及晶体均为玻璃器件，容易破碎。因此，在放射性测井仪器的机械结构可靠性设计中，探测器的防冲击及抗振设计是十分重要的。在实际工程中，通常使用减振器来隔离冲击与振动影响，并加强仪器设备所具有的刚度和强度，从而提高其抗冲击与振动的能力。一般应选择刚度、阻尼比较大的减振器。
1.2电气可靠性设计
进行电气可靠性设计的基础是扎实掌握仪器电子元器件具有的失效规律。按照可靠性理论，元器件选择及筛选、噪声抑制及热设计属于可靠性保障技术。（1）元器件选择及筛选。和特定用途及产品应有的等级相比，如果选择的元器件具有很高的温度及质量等级，则一定会产生浪费；如果选择的元器件等级很低，就不能达到产品可靠性其他设计要求。所以，应遵循降额运用的原则准确选择及筛选元器件。（2）噪声抑制。运用遥传信号总线之类的双绞屏蔽线，能使电磁干扰得到合理屏蔽，从而保证数据的可靠准确传送。同时，优化印刷板引线布局，能使电源带来的干扰得到抑制。（3）热设计。为使仪器的稳定工作时间加长，应合理设计吸热与隔热结构，确保仪器的保温性能；为防止元器件发生局部过热导致损坏，针对大功率器件，应实施一定的散热设计，即可以优化设计安装办法，也可安装散热片；还应尽最大可能简化电子线路，特别是耗电量大的电路；应尽可能使用具有低功耗、耐高温特性的CmoS器件。（4）变压器的三防设计。石油测井仪器中会存在许多型号的变压器，而各种测井仪器的问题就常常在此发生。设计时，笔者建议采用三防设计：在变压器安装结构和铁芯间进行端封或灌封处理，变压器线包一起进行浸高温绝缘漆处理，这样，铁芯、安装结构及线包就成为一个整体，从而提高了变压器的可靠性。
2提高石油测试仪器的可靠性
石油测试仪器的结构，分为电气和机械两个部分。考虑分别提高可靠性。
2.1提高电气部分可靠性
提高电气部分电子产品的可靠性，目前在国际上广泛认同并行之有效的方法―――HaLt/HaSS（HighlyacceleratedLifetest，高加速寿命试验/HighlyacceleratedStressScreen，高加速应力筛选），是一种快速、经济、有效的提高电子产品可靠性的新方法。其最基本的宗旨就是把产品所有的缺陷用一切办法暴露在实验室阶段，在出厂之前使产品做的尽可能的完美，保证生产出来的产品故障率降到最低，保证送到用户手中的产品具有高可靠性。而且这种理念已完全成为了一些知名公司的一种企业文化，变成了一种完全自觉的行为，形成了视产品质为
企业生命的基本意识。一旦采取了纠正措施，并将余量扩大到了产品技术要求的基本极限，则该产品的工作极限和破坏极限就可用于HaSS。借助HaSS，可以快速找出产品中的工艺缺陷或新的薄弱环节，而不会显著地消耗产品寿命。HaSS有助于确保通过HaLt获得的可靠性改进在未来的生产中保持下来。
2.2提高机械部分可靠性
提高机械部分可靠性，主要是减小各种机械环境中引入的振动应力，建议考虑和注意安装过程。安装时注意：较重的元器件，必须采用固定措施，尽量靠近支架安装，并尽量要安装在较低的部位；对活动装置，如接插件、组合件、门等应有可靠的紧固装置；设备中的导线、电缆不得用硬线，不应有伤痕，不宜太短，线扎应分段固定；对陶瓷等较脆元件，应有减振装置，与金属件连接时，要垫上橡皮、塑胶、毛毡等衬垫材料；电缆或导线均应留足够的宽松度；继电器类元件的安装，应使触点的动作方向，尽量不要与振动方向一致。如有必要，可安装两个相互垂直的继电器并联使用，以防止纵向、横向振动效应等。
参考文献
[1]任晓荣，师义民，彭琥.石油测井仪器可靠性指标探讨[J].电子产品可靠性与环境试验.2002（05）.
[2]陈琴仙，李春松.石油测井仪器环境可靠性试验研究[J].声学与电子工程.2009（03）.
[3]刘西恩，师奕兵，张伟，饶知.石油测井仪器远程升级方法研究[J].电子质量.2010（11）.
电子测量与仪器篇10
[关键词]在线分析仪工作原理选型配置日常维护
中图分类号：tn657.2文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）14-0374-01
1.常用各仪表的分析原理
1.1二氧化碳分析仪的分析原理
常见Co2分析仪的分析原理多为非分散红外发光法，是基于不同气体分子在红外区域吸收的波长不同。单元素组成的气体分子如H2、n2、o2或单原子分子He、ar等没有偶极，是非极性分子，在红外波段区对光没有吸收，；而由异原子组成的气体分子（Co2）在中红外波段区4.26μ和14.99μ处对光具有很强的吸收，吸收的能量e与气体浓度有对应的线性关系，将吸收的能量e通过电路转换可得出Co2的浓度。典型的国外有ULtRmat6、Servemex4100、iR7000等系列，国内有北分、川仪等系列红外分析仪。
1.2氧分析仪的分析原理
在空分生产过程中，氧含量的检测通常都是一个主要的检测项目，包括纯氧、常量氧、微量氧、痕量氧的检测。氧气的检测方法主要有顺磁式和电化学式分析，顺磁式氧分析仪因检测器的差异又可分为磁压式氧分析仪、磁力机械式氧分析仪和磁热式氧分析仪。常用的磁压式氧分析仪是利用氧的顺磁特性，当两种氧浓度不同的气体在磁场中相遇时，他们之间产生一个压力差，将这一压力差转换成电流信号可读出氧的浓度。该类型仪器的特点是响应时间短、稳定性好、准确度高，缺点是仪器在分析过程中需要消耗参比气。而电化学式分析仪又分为氧化锆分析仪、燃料电池分析仪和电解池式分析仪；常用的电解池式分析仪表内部有一个阳极、电解质、空气阴极和控制o2向阴极渗透的阻隔器，在空气阴极处，o2被还原成氢氧根离子，之后这些负离子与阳极金属发生反应。
1.3碳氢化合物分析原理
在线碳氢化合物分析仪一般为带氢火焰检测器（FiD）的气相色谱仪和带放电检测器（DiD）的气相色谱仪，DiD色谱仪的检测灵敏度很高，一般可达到ppb级，这对液氧中痕量的C2H2、n2o等有害物质的检测是极有利的，但DiD色谱仪用高纯He作载气，成本较高；而FiD色谱仪用n2作为载体，使用和维护的成本都比DiD的气相色谱仪低很多，并且它对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应，所以成为应用最广泛的气相色谱检测器。FiD的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源，载气（n2）携带被分析组分和可燃气（H2）从喷嘴进入检侧器，助然气（空气）从四周导入，被测组分在火焰中被解离成正负离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集极收、输出，经阻抗转化，放大器便获得可测量的电信号。
1.4氩馏分中氩含量分析原理
氩馏分是制造粗氩的原料气，掌握氩馏分的成分组成，对调整粗氩塔的正常工作，指导氩塔和主塔操作十分重要。根据工艺计算，氩馏分的最佳组成为ar：9%～10%，o2：约90%，n2
1.5氩中微量氮含量分析原理
微量氮分析仪用来监测精氩中的微量氮含量，氩中微量氮分析仪的原理是运放射源放电过程中离子相对运动的特性，在仪表的分析测量室内有弱放射源，弱放射源使通过单元的一些气体离子化，运动的氩离子和氮离子产生活动性差异。这些差异可以用电子方式测量并转化分析出氩气流中的氮气含量。比较典型的仪器国外有Gm1000、K2001、moDeLD等系列仪器。
1.6氩中微量氧含量分析原理
微量氧的测量方法很多，目前应用广泛的按测量原理的不同，可分为原电池型和氧化锆型分析仪。原电池型分析仪是通过阴阳电极上发生的氧化-还原反应产生的电流来确定的，一般氧分子在阴极被还原成氢氧根离子，在阳极氢原子被氧化，产生的电流与样气中氧含量成比例。由于原电池型分析仪测量精度高，价格适中，维护工作量少，传感器更换方便而被广泛应用，但传感器易污染，影响使用寿命；而氧化锆型微量氧分析仪传感器不怕空气污染，但价格较高。
2.在线分析仪表的使用维护需注意以下事项
（1）仪表在投运前必须先吹扫管道，并且尽可能的把仪表端头脱开长时间吹扫，把管道内的灰尘杂质吹扫干净；分析仪器的损坏多是在刚投运时样气中有杂物造成，故建议在分析仪器安装时考虑在进气端加装一个气体过滤器来保护仪表。
（2）仪表不可在无样气或参比气的情况下通电，应按要求连接管道，先气后电。
（3）仪表在标定时，不可在显示值还不稳定时标定；在示值与设定值相差过大时，应耐心等待示值趋近且稳定后方可标定，也可分步标定，否则仪表会出现故障报警；即使仪表标定成功也会有很大的误差。
（4）若仪表在工作中出现检测值波动或有偏差时，先不要着急着标定仪表，先检查样气或参比气压力和管道连接处是否有漏气现象，处理后看测量值是否回到正常状态，如果还不准确先通入标气检测，若仪表不能回到正常值则说明需重新标定仪表，反之若仪表能回到正常值则说明此时的测量值就是样气的真实值，需调整生产工况来提高产品质量。
（5）为减少气体测量的滞后性，在保证测量流量的同时应尽可能的开大旁路流量。
（6）在线分析系统中，有很多仪表都用燃料电池型来分析，而燃料电池易被空气污染，所以装有燃料电池的分析仪应特别注意气体密封，建议在仪表进出气体管道上加装截止阀，保护燃料电池；如果长时间使用的燃料电池仪表难以校准时应考虑跟换新的燃料电池。
（7）分析仪器所处环境最佳保持在20℃左右，经验表明分析仪表受气温的影响比较大，气温高误差大，在炎热的夏天，很多次怀疑分析仪表有问题，但是一遇到气温下降，分析仪表立即正常；并且在线分析仪器多为贵重仪器，所以给分析仪器提供一个合适的环境是很有必要的，条件许可应在分析室配置空调。