实验报告液体粘度测量[全文5篇]

第一篇：实验报告液体粘度测量

公式（1）称为斯托克斯公式。其中 n 为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。

如果让质量为 m 半径为 r 的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力 mg 液 体浮力 f 为4

r 3

g、粘滞阻力6 rv，这三个力作用在同一直线上，方向如图 1 所示。起初速度小，重力大于 3 g

其余两个力的合力，小球向下作加速运动； 球所受合力为零时，即 4 3 mg r g 6 rv 0 0 3 小球以速度 V o 向下作匀速直线运动，故 4 3（m-r）g 6 rv。

当小球达到收尾速度后，通过路程 / 4、（m 3 r）g 6 rL 随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。当小 v o 称收尾速度。由公式（2）可得 f(?(3)mg L 所用时间为 图 1 t，贝 U v o = L / t，将此公式代入公式（3）又得(4)但实验中小球是在内半径为 R 的玻璃圆筒中的液体里下 上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用在小球上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。当圆 筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。为此在斯托克斯公式后面加一项 修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。加一项修正值公式（4）将变成（m 4

r 3）g 3

t 6 rL 1 2.4-R 式中 R 为玻璃圆筒的内半径，实验测出 体的粘滞系数 n。

(5)P、t、L 和 R, 用公式（5）可求出液 实验内容：橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。

■ ■ J.V L.■ L 「

肇庆学 院 电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告 07 级 电子⑴ 班 2B 组 实验合作者 李雄 实验日期 2008 年 4 月 16 日 姓名 ：

王英 学号 25 号 老师评定 实验题目：

液体粘度的测量（落球法）

目的：根据斯托克斯公式用 橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。

实验仪器 仪器名称 量程 分度值 零点读数（系统的初始误差）

停表

0.01S

---------

--------S 米尺 2m 0.001m

-------~----------------

螺旋测微计 25mm 0.01mm-0.001mm 游标卡尺 125mm 0.02mm 0.00mm 温度计 100 C 1 C —-------------

-------

分析天平200g 0.001g —------------~—一

—---

---

密度计 1g/cm 3 0.005 g/cm

实验原理：由于液体具有粘滞性，固体在液体内运动时，附着在固体表面的一层液体和相邻层液体间有内 摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。对于半径 r 的球形物体，在无限宽广的液体中以速度 v 运动，并无涡 流产生时，小球所受到的粘滞阻力 F 为 F 6 rv（1）

N i 温度计 N 2 “ 图 2

数据处理方法二 1、测小钢球的质量：

把 30 粒小钢球装入小盘中，秤其质量为 m,再秤空盘的质量为 / 30。

秤得：m = 18.7018 ± 0.0006(g)m=18.5762 ± 0.0006(g)••• m=(m 1-m 2)/ 30=(18.7018-18.5762)/30= 0.00418667(g)0=(0.0006 ± 0.0006)/ 30=0.00004(g)结果表示：m=(4!8667±0.04)X 10 3

(g)=(4.18667±0.04)大 10［旳)U A(X)

(X i x)2 /n(n 1)U B =仪 / 屈,u c(x)= {(U A(X))2

(U B)2

i 1 相对不确定度 UE = U /

X ,如果是多次测量就要算 U A , 是单次测量只算 U B 则可。

数据处理方法一 2.测量记录 待测液体的密度 P 0 = 0.950 g/cm 3 =950 Kg/m 3个小球与盘的总质量 m 1 =18.7018 _g=0.0187018Kg 盛小球的空盘质量 m 2 =_ 18.5762 g=0.0185762Kg 1 个小球与盘的质量 m=(18.7018 — 18.5762)/30=4.1866 X 106 Kg容器内径 D= 50.50 mm=0.05050m 液体总高度 H= 315.5 mm=0.3155m 下落咼度 L= 115.5 cm=0.115m 液体温度 T= 18 ° C 重力加速度 g= 9.8 m/s 2

(m 4

r 3U A()(i)%(6 1)i 1 相对不确定度 U E =U / , r 6 rL 1 2.4-R 测量结果表示为：

n =(1.30 0 ± 0.00 2)(Pa • s)=1.300 X(1 ± 0.2%)(Pa • s)J..根据有效数字的取值规则，不确定 度只取一个有效数字 根据有效数字的取值规则，测量结果有效数字的末 位要与不确定度末位取齐 m ； ,则每一粒小钢球的质量为 m=(m-m>)数据记录及处理结果)g n

相对不确定度 U Em =U Z m=0.00004 / 0.00418667= 1% 2、测液体温度及比重：

温度 T=18.0 ± 0.6(C)3 3 3 P =0.9500 ± 0.0003(g • cm)=(0.9500 ± 0.0003)X 10(Kg • cm)P 的相对不确定度 U E p =0.3% 3、测玻璃管内径 R、液深 H 内径 D=50.50 ± 0.01(mm)液深 H=315.0 ± 0.6mm, 4、测 N, N 2 之间的距离 I l = 115.5 ± 0.6(mm)5、测小球半径 r :设小球直径为 R=D T 2=25.25 ± 0.01(mm)R 的相对不确定度 UE R =0.01-25.25=0.04% H 的相对不确定度 UE H =0.6-315.0=0.2% I 的相对不确定度 U Ei =0.6-115.5=0.5% d, 序数 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)1 d(mm)1.001 P 1.002 P 1.001 1.001 1.001 1.001 0.0002「 0.006「 0.006

加零点修正后 d=1.002 ± 0.006(mm)r = d / 2=0.5010 ± 0.0003(mm), r 的相对不确定度 U Er =0.0003-0.5010=0.6% 6、测时间 t，计算速度 v 千分尺的零点读数为：-0.001(mm)序数 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)t(s)41.05「 41.08 40.74 40.80 40.86 P 40.91 P 0.06 0.006 0.06 丁

t =40.91 ± 0.06(s)t 的相对不确定度 U Et = 0.06-40.91=0.2% 3 3 1 V 0 = l / 1 =115.5 X 10-

0.91= 2.823 X 10-

(ms-)v 0 的相对不确定度 U v 0 =U E l)+U E t)=0.6%+0.2%=0.8% 3 3 1 U(v 0)= v 0 X E(v 0)=2.823 X 10-

X 0.8%=0.02 X 10-

(msj V o 的结果表示：

v o =(2.8 2 土 0.0 2)X 10-3(ms-1)-3-1 =2.82 X 10 X(1 ± 0.8%)(ms)v = V。

•(1+2.4r / R)•(1+3.3r / H)=2.823 X 10 X(1+2.4X 0.5010^25.25)X(1+3.3 X 0.501“315.0)3 3 1 =2.823 X 10 X 1.048X1.005=2.97 X 10(ms-)令(1+2.4r /R)的相对不确定度为 U Ew1 = U E「 +

U ER =0.14%(1+3.3r / H)的相对不确定度为 U Ew2 = U E「 +

U EH =0.25% ••• v 的相对不确定度为 U Ev = U Ewv 0 + U Ew1 + U Ew2 =0.8%+0.14%+0.25%=1% 3(m 4 r /3)g 6 rv 7计算 4.18667 10 6

[4(0.5010 10 3)3

0.970 3] 9.8 1.282797(Pa s)6 0.5010 10 3

2.973 10 3

n 的误差的计算：用 3(m 4 r /3)

g式计算误差 6 rv

关于修正值雷诺数的说明：

由于小球半径 vv 玻璃筒半径，可认为小球是在均匀无限大的液体中运动，且小球质量很轻，下落时几乎不形 成涡流，所以，该修正值可以忽略不计。如要修正则：

雷诺数：

Re=2rv0 p / n =0.002139324 n 0 = n(1+3Rc/16-19Re2/1080)-1= 1.282282347(pa • S)把 M=m 4 n r 3

p/ 3 看成一个直接测量量 3 q 令 m” =4 n r p/ 3=0.5109 X 10-

(Kg)m 的相对不确定度为 U Em = 3U Er + U E P =3 X

0.1%+0.05%=0.35% m 的标准差为

-U i = m“x U Em = 0.5109 X 10 X 0.35%=1.8 X 10(Kg).-6--M= m-m=(4.18667 X 10-0.5109 X 10)=43.676 X 10(Kg)M 的标准差.-6 U(M)=U(m)+U(m”)=(0.03+ 0.000004)X 10(Kg)-6 =0.03 X 10(Kg)M 的相对不确定度为 UE M =U(M)/ M=0.8% n 的相对不确定度为 U E n =U+U Er +U Ev =0.8%+0.1%+1%=1.9% n 的标准差为 U(n)= nX U E n =1.461 X

2%=0.024(Pa • s)结果表示：

n =(1.28 ± 0.03)(Pa • s)=1.28 X(1 ± 1.9%)(Pa • s)实验感想：写出自己实验时所获得的启示或掌握的知识。

注意 ：

写实验报告必须用专用的 A4 实验报告纸，不能用其他形式的作业本信纸方格 纸等，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。并且要与 预习报告装订在一起交

第二篇：非牛顿液体的粘度

非牛顿液体的粘度除了与温度有关外，还与剪切速率、时间有关，并有剪切变稀或剪切变稠的变化。纯液体和低分子物质的溶液属于牛顿液体；而大多数液体，如高分子溶液、胶体溶液、乳剂、混悬剂、软膏以及固-液的不均匀体系的流动都是非牛顿液体。

在线粘度测量中的流变学问题

丁晓炯 广州市博勒飞粘度计质构仪技术服务有限公司

摘要：在线测量是目前很多石油、化工、食品、电子、造纸等行业中应用越来越广泛的技术，在线粘度的测量方法很多，主要有毛细管式、旋转式、振动式、注塞式等。而测量的对象也各不相同，流体的流变特性也各不相同，应用面也各不相同。本文从流变学的角度出发，对在线粘度测量的方法、流体的流变学类型进行分析，讨论不同在线粘度测量方法的特点和应用，对一些常见行业应用进行归纳，并对在线粘度测量中的一些常见问题进行流变学分析，并相应提出在线测量中的处理方法。关键词：在线粘度；流变学；牛顿流体；非牛顿流体；剪切变稀；剪切变稠

目前，随着工艺控制要求的不断提高和测量技术的不断发展，在石油、化工、食品、电子、造纸等行业中在线粘度测量技术应用越来越广泛，不同品牌和不同测量原理的在线粘度计都有使用。在实际应用过程中，有使用效果良好的，也有使用效果不理想的，为何会有不同的效果？除了产品本身的问题，如何根据测量物料的流变特性来选择相应的在线粘度计，如何解释在线粘度测量数据和实验室测量数据的差异，如何获得稳定一致的测量结果，这些都可以从流变学的角度来进行分析并获得解决方案。1 在线粘度测量技术 1.1 在线粘度测量的应用

在线粘度计的测量技术和应用已经有几十年的历史，许多工业生产过程中都需要进行的连续自动测量与控制。

在石油工业中，在减压蒸馏过程，在柴油、润滑油、燃料油等的在线自动调和过程，石油的脱蜡脱沥青过程等，需要进行在线粘度监测来检查原料质量，监视与控制生产、提高产品合格率，实现自动调和及自动切换产品等。

在各种聚合工程中，通过粘度的在线监测来控制反应终点。子啊化纤抽丝钱的熔体粘度在线监测科仪保证纤维的粗细适当、均匀。减少废品率及能耗。

此外，在油墨生产、印刷、油漆喷涂、洗涤剂与化妆品生产，胶囊生产以及浇涂、浸渍、滚涂等各类材料的涂布过程也都要进行在线粘度测量。

1.2 在线粘度计的类型

目前，在线粘度计的类型很多，根据测量原理不同，主要有以下几种类型：

1.2.1 毛细管式

毛细管式在线粘度计是基于泊氏定律，仪器的主体是一段细管，细管与定量泵连接，由定量泵控制流体以恒定的流量进入细管，有压力监测器测量细管两端的压力差，根据泊氏公司计算流体的粘度。这类在线粘度计目前一般使用在石化炼油行业，用来测量成品油的粘度，测量范围一般都不高，在几百cP以下，但有些特殊的在线粘度计对细管进行特殊设计后也可以用来测量高粘度的流体，但应用相对较少。

1.2.2 旋转式

在线粘度测量中，旋转法的应用比其他方法广些，在线旋转粘度计的测量原理与实验室粘度计相同，根据转子和传感器的连接方式，可分为外旋式和内旋式两种，主要是利用转子在流体中以恒定转速旋转，直接测量流体的粘性力大小，计算出粘度。这类在线粘度计是从粘度的物理定义出发，测量范围可以很宽，测量时的剪切率也不高，除了测量牛顿流体外，尤其适合于非牛顿流体的测量。

1.2.3 振动式

振动式的在线粘度测量起步相对较晚，但发展较快。振动法的传感头为一圆柱体，以恒定的振幅振动，当它剪切流体时，流体的粘度对传感头振动振幅有影响，测量维持恒定振幅所输入的功率，计算得到粘度和密度的乘积。这类在线粘度计的理论测量范围也很宽，适合于不同的流体测量，但测量时的剪切率不能精确计算，一般剪切率约在1000 s，因此实际使用中，需要根据流体的流变学特性正确选用。

1.2.4 注塞式

这类在线粘度计是利用一个在流体中水平或垂直运动的活塞，测量活塞在固定位置内的运动时间来计算出流体的粘度。这类粘度计是断续式的测量，并不是完全意义上的在线测量；同时由于是依靠活塞的运动，因此流体自身的流动将对测量产生一定的影响。

综上所述，各类在线粘度计的测量原理不同，适用的流体和工艺条件也各不相同，需要根据测量流体的流变学特性和现场工艺条件进行选择，不能随意确定，以免造成不必要的损失。

流变学和流变类型 2.1 流变学和粘度

流变学研究的是在外力作用下，物体的变形和流动的学科，研究对象主要是流体。为粘度是流变学中一个很重要的基本概念，粘度是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示，粘度大表现内摩擦力大。分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大，因此粘度经常用来表征分子量、聚合程度、有效成分含量等。

在实际测量中，往往会发现同一个流体的粘度值会有不同，开始怀疑是不是仪器有问题。其实这是粘度测量中的正常现象，这可以用流变学理论来具体分析。2.2 流体类型

流体分为牛顿流体和非牛顿流体，牛顿流体是指流体的粘度不随测量时的剪切率条件变化而变化，换一句话说，如果是用同样的测量方法和仪器，在不同的转速下测量，粘度是不变的；而非牛顿流体是指流体的粘度随着测量时剪切率条件变化而变化。常见的牛顿流体或接近牛顿流体的有：水、有机溶剂、汽油、柴油等小分子的流体或溶液。一般这类流体的测量采用毛细管式的居多。目前，实际测量的流体大部分都是非牛顿流体，而非牛顿流体又可按照流变特性（按剪切率的变化）的不同分为：剪切变稀和剪切变稠。见图 1、2、3。

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图1 牛顿流体

图2 非牛顿流体 剪切变稀

图3 非牛顿流体剪切变稠

而测量的化工产品大部分流体又以剪切变稀的居多，聚合物、高分子材料等的熔体或溶液都是。因此，我们常常说：“粘度不是一个点，而是一条曲线”。既然是一条曲线，那么到底取那个点更合适，或者说测量到底是在哪个点上？这就需要根据仪器的测量原理和测试条件具体分析了。单从流体的流变特性和粘度测量的目的来看，常用的原则是选用低剪切条件下的测量值，这样可以流体在低剪切下测量，剪切变稀的现象不太明显，使粘度指标的灵敏性得到充分利用，提高监测的灵敏度。

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图 4 东菱化工流体产品粘度-剪切率曲线

如图 4 所示的是东菱化工的两个不同产品，从流变曲线可以发现，这两个产品是剪切变稀的非牛顿流体，在低剪切时蓝色样品粘度比红色样品要高，而随着剪切率的提高，两者粘度同时下降，但下降趋势不同，在剪切率大于 1500 s 后，两者的粘度大小关系正好相反，因此该客户试用振动式在线粘度计时，由于仪器固有的剪切率较高，因此和最终产品的检验结果差异非常大，大小关系也正好相反，而选用旋转式在线粘度计后，测量的结果和最终产品的检验结果相符，同时，在线粘度值作为反应终点判断的灵敏度也很高，获得了预期的在线测量目的。类似的应用实例在国内外的文献 中都有阐述。在线粘度计的应用

根据以上的仪器测量原理和流变学的理论和实际现象，本人认为在选用在线粘度测量仪器时，首先需要对测量流体的流变特性有一定的了解，根据被测流体的实际情况来选择相应合适的仪器，而不能随意选用在线粘度计，以免造成不必要的损失。

根据一些行业的实际应用情况，简单做了一些归纳，供大家参考：

A、低粘度流体，一般小于 500 mPa*s：这类流体一般为成品油、小分子的聚合物溶液，接近于牛顿流体，最佳的在线测量方法是毛细管式，其次可以使用旋转式、活塞式和振动式。

B、中等粘度流体，一般在几百到 10000 mPa*s：这类样品基本都是剪切变稀的非牛顿流体，剪切变稀的倾向十分明显，最佳的在线测量方法是旋转式，其次是活塞式和振动式。

C、高粘度流体，一般在 10000 mPa*s 以上：这类样品基本也都是剪切变稀的非牛顿流体，在线测量的结果往往和实验室测量结果差异很大，一方面是由于测量条件的差异，另一方面有时样品是在实验室用溶剂溶解后再测量，这样由于测量条件和方法的不同会导致数据的差异。最佳的在线测量方式是旋转式，其次是特殊的毛细管式和振动式。当然，这些归纳是从流体的类型角度来考虑的，在实际应用中，还需要根据现场的要求，主要考虑安装的要求，是安装在管道上，还是安装在反应釜或容器上；是敞开体系，还是密闭的高温高压体系等；流体是否具有腐蚀性；流体会不会固化等来综合考虑。在线测量中的常见问题

由于流体的流变特性和粘度测量的特性，在线粘度测量过程中经常遇到一些常见的问题，在此我们做一归纳并给出解决方案。

4.1 实验室数据和在线数据的对比问题

在前面我们提到，粘度的测量方法很多，实验室和在线粘度测量的方法和仪器也很多，这样在进行数据对比时一定要注意测量条件的一致性，这个一致性包括了测量方法和测量条件，测量条件又包括了测量温度、压力、流速、仪器的测量条件（剪切率）等，只有这些条件完全一致，测得的结果才会一致。但是实际应用中这些条件很难一致，在这种情况下，很多人会考虑是否可以找到一个相互换算或转换的方法，这种思路是正确的，但在实施过程中，由于这种关系的摸索需要一定数据的积累，而且最后的结果往往不是线性的，因此会对后续的直接使用造成一定的影响。

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图 5 实验室粘度和在线粘度数据对比图（时间-粘度）

如图 5 所示，这是用 Brookfield 的实验室粘度计 DV-II+pro 和在线粘度计 TT-100 对同一样品在同一时间和粘度为坐标下的实时曲线，我们可以不必去关心这两者之间的关系如何，只要通过实验室数据（可以是中间产品，也可以是成品）的控制点和上下限，相应地通过时间，找到在线粘度的控制点和上下限，这样就省去了很多复杂的计算，在最短时间内获得在线测量和控制的最佳点。

4.2 温度补偿问题

由于实验室采样测量的温度和现场温度经常是不同的，而且现场的温度也会有波动，因此很多使用者会关心和需要温度补偿，这种需要也是很实际和必要的。目前市场上的在线粘度计产品都会提供温度补偿功能，但在实际使用中还是会有问题，问题到底在哪里呢？目前温度补偿的理论依据是，通过设置参数对粘度进行不同温度点的计算，这在理论上是对的，一般都是根据 @@@ D341 进行计算，但是没有注意到的是，这需要先行测量流体的粘度-温度曲线，经过计算才能获得真实的参数，而不是根据公式简单的设置几个参数，需要对测量的流体的粘-温特性有所详细了解后才能设置，不能随意。由于实验室的温度控制精度，一般都要比流程控制精度高，我们建议可以采用 4.1 所介绍的方法只进行几个控制点的直接换算，除了对一些对温度控制和温度敏感性特别高的流体外，没有必要进行温度补偿，如果需要温度补偿就一定要获得完整的粘度-温度曲线。

结论

综上所述，随着在线粘度测量技术的应用和发展，在实际使用中也产生了一些问题，这些问题的由来主要是由于对流体的流变特性、实验室粘度测量方法、在线粘度测量方法和在线粘度计的特点了解不够而造成的。在考虑在线粘度测量时，需要对被测流体的流变特性有一个基本了解，这样可以选择合适的在线粘度测量方法，选择相应的在线粘度计；同时在做数据对比时，需要考虑实验室粘度的测量方法，并考虑是否需要进行温度补偿，可以利用 4.1和 4.2 所介绍的方法获得相对应的转换。流体粘度的测量需要根据流体的流变特性，选择相应的测试方法和仪器，针对一些成品油、低粘度接近于牛顿流体的物料，采用毛细管在线粘度计；针对一些中、高粘度的流体，需要考察其流变特性，建议选用低剪切的旋转式在线粘度计。

第三篇：PLC液体混合实验报告

实验三 液体混合装置控制模拟实验

1.实验目的

（1）结合多种液体自动混合系统，应用PLC技术对化工生产过程实施控制；（2）学会熟练使用PLC解决生产实际问题。2.实验设备

（1）计算机（编程器）1台；

（2）实验装置（含S7-200 24点CPU）1台；（3）多种液体自动混合实验模板1块；（4）连接导线若干。

3.液体自动混合系统的控制要求

（1）液体自动混合系统的初始状态：

图1.19 多种液体混合模拟控制板

在初始状态，容器为空，电磁阀Y1，Y2，Y3，Y4 和搅拌机M以及加热元件R均为OFF，液面传感器L1，L2，L3和温度检测T均为OFF。

（2）液体混合操作过程：

按动启动按钮，电磁阀Y1闭合（Y1为ON），开始注入液体A，当液面高度达到L3时（L3为ON）→ 关闭电磁阀Y1（Y1为OFF），液体A停止注入，同时，开启电磁阀门Y2（Y2为ON）注入液体B , 当液面升至L2时（L2为ON）→ 关闭电磁阀Y2（Y2为OFF），液体B停止注入，同时，开启电磁阀Y3（Y3为ON），注入液体C，当液面升至L1时（L1为ON）→ 关闭电磁阀Y3（Y3为OFF），液体C停止注入，然后开启搅拌电动机M，搅拌10秒 → 停止搅拌，加热（启动电炉R）→ 当温度（检测器T动作）达到设定值时 → 停止加热（R为OFF），并放出混合液体（Y4为ON），至液体高度降为L3后，再经5秒延时，液体可以全部放完 → 停止放出（Y4为OFF）。液体混合过程结束。

按动停止按钮，液体混合操作停止。4.实验内容及要求

（1）按液体混合要求，设计PLC外部电路（配合使用通用器件板开关元器件）；

（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（4）运行用户程序，观察程序运行结果。5.思考练习

功能表图：

梯形图：

第四篇：RTK测量实验报告

实验一：RTK（电台模式）

一 实验过程

（1）基准站和流动站参数的设置

1、启动手簿上的蓝牙；

2、建立文件并进行命名；

3、手簿与基准站进行连接；

4、对基准站进行参数设置；

5、启动基准站；

6、对流动站进行类似的连接于设置；（2）GPS-RTK数据采集方法及过程

1、用手簿进行基准站和流动站参数的设置；

2、完成手簿与基准站和流动站的连接之后就可进行GPS-RTK测量工作了；

3、选主菜单上的“测量”，选择RTK，选择“测量点”，就可以进行单点测量，在进行单点测量时，根据具体情况设定精度，若长时间搜索精度还是在浮动，则说明该点无法卫星接收情况较差，无法测出。

4、选择“放样”，就可以对已知点坐标进行放样，根据手簿的提示移动流动站，直到找到所需点为止。

二 实验数据

实验二：RTK（GPRS模式）

一 实验过程：

用电台发射时，基准站和流动站之前的数据通讯是通过电台来完成的，基准站电台把基站数据调制后以载波方式发出，流动站电台接收载波数据后解调。而GPRS方式作业时数据是通过公网传输的，基准站和流动站各需要一张开通了网络功能的SIM卡，作业时基站和流动站分别通过SIM卡连接上INTERNET网络，然后流动站需要输入基准站的IP地址，经由INTERNET网通过IP地址来访问基准站以获取基站数据。

将RTK设置好后，采集测量区域周边的三个角坐标，进行点校正。点校正后进行点的测量 二 实验结果：

三 误差分析及减小误差的方法：

（1）卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．

（2）接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．

（3）卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．（4）多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．

（5）人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平． 四 实验对比

通过三次实验对十个点的坐标测量，发现数值之间相差很大，在第二、三实验时都应该进行点校正，而没有经过点校正，所以误差很大

实验体会

通过这次实习使自己在课堂上学的模糊的理论知识得到了清晰的理解，同时也感到自己所学的理论知道的严重不足，在做实验过程中，步骤都是听老师的，自己完全没有头绪，不理解每一步的意义，但是老师很耐心的回答我们的每一个问题，在教授步骤时也会给我们讲解原理，因此，在实验过程中，我发现自己的知识理解完全不够，但是实习中遇到的问题能分析,在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物.使自己的解决问题的能力增强了。

同时在实习过程中又加强了理论知识的强化使自己对这门学科又有了新的理解．我觉得这门学科应该是在实践中学习理论，但实践前的理论学习也是必不可少的．我们应该理论与实践相结合。

第五篇：电子测量实验报告

电子测量调研报告

题

目： 电子测量技术发展与仪器

姓 名：

学 院： 信息科学技术学院

专 业： 班 级： 学 号：

2013年 6月16日

电子测量技术发展与仪器

摘要：:科学技术的不断发展促进了电子测量技术的快速发展,同样地电子测量技术的发展也推动了测量仪器的不断更新。本文介绍了电子测量技术的发展状况,并论述了电子测量仪器发展的过去与现状。最后，探讨了电子测量技术与仪器的发展趋势。

关键词：发展、测量、仪器、趋势

一、电子测量技术的发展

现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。电子测量主要应用于电专业的测量,例如电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电专业的测量。例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量转换为电量进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。

(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。

(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。

由于电子测量技术的许多无可比拟的优点,许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号,再利用电子技术进行测量。例如,高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量,都可以通过这种方式进行测量。与其它的测量相比,电子测 量具有以下几个明显的特点:(1)测量频率范围宽,电子测量能工作在这样宽的频率范围,这就使它的应用范围很广。(2)量程很广,由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程宽达很多数量级。

(3)测量准确度高,电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多,特别是对频率和时间的测量。电子测量准确度高,正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。

(4)测量速度快,电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的,因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。

(5)易于实现遥测和长期不间断的测量,显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测,而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果,电子测量的显示方法也比较清晰、直观。

(6)易于利用计算机,形成电子测量与计算技术的紧密结合。

二、国内电子测量仪器发展的过去与现状

我国电子测量仪器大致经历了“模拟式-数字式-智能式、程控式”的发展历程。20世纪50年代,新中国第一个五年计划在重点发展电子产业中就规划了电子测量仪器。经过50多年的发展,我国不但具有一个较为完整的电子仪器产业体系,还有一大批电子测量技术人才。最近几年,随着世界高新技术的不断发展,我国电子测量仪器在以下一些重大科技领域取得了突破性进展：

(1)调制域分析仪研究成功。调制域测试技术是20世纪末出现的十分重要且技术难度很

高的一门新兴测试技术,它是用来测量输入信号随时间变化的频率值,所产生的显示图形代表信号调制域,是信号频率值与时间的关系。这种方法非常适合测量定时信号,相位编码信号或频率编码信号,必将对众多测试问题的解决做出突出贡献。

(2)VXI总线技术取得重大进展。VXI总线技术是二十世纪末出现的一种新的母线技术。它将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的行业标准接口母线,是一个完全开放的适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这种总线技术具有便携性、测试速度高、适应性和灵活性强、价格适中以及有利于充分发挥计算机作用的优点。

(3)微波毫米波矢量网络分析仪开发成功。矢量分析仪能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性,成为现代电子装备必备的、关键的测试设备。另外它还在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。

(4)电子测量仪器向毫米波推进。众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。近几年,我们十分重视电子仪器向毫米波发展。

(5)通信测量仪器水平达到新的高度。通信产业的发展十分迅速,为适应通信产业的发展,我国加快发展通信电子测量仪器。近年来研制成功的误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪、数字微波通信测试仪等产品都达到了20世纪末国际先进水平。

(6)数字化仪器迅速发展。近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研制并推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。

三、国产电子测量仪器发展的机遇

随着科学技术的不断发展,新产品新技术日新月异,对电子测量仪器提出很多新需求,由于测量仪器的先导作用,所有电子技术的应用热点都会成为测量测试技术的生长点,国内仪器企业研制并成功向市场推出了大量新技术、新型仪器产品,适应市场需要。同时,以新型产业发展为契机带动电子仪器产业发展。数字电视、新一代移动通信和下一代互联网等新兴产业、新的生产工艺和技术要求也为仪器发展创造了新的发展机遇。目前,我国制造业发达、服务业兴旺,各种电器产品的研制生产维修服务、各种用户需求都用到越来越多、划分细致的各种电子测量仪器,市场前景乐观、产品开发大有作为。

目前,虽然国产电子测量仪器发展面临着前所未有的机遇,但是由于多种原因,使得在这一行业发展过程中还存在着许许多多的挑战。为此,还需要我们积极采取一些有用的措施,才能推进我国仪器产业的快速发展。

四、电子测量仪器发展趋势

随着科学技术和工业生产的发展,测量范围日益扩大,测量任务越来越复杂,测量工作量随之加大,对测量精度和速度的要求也越来越高。在实际测量中,不仅要求连续实时显示,而且要求实时处理大量的测试数据。传统仪器很难满足这些要求,这就迫使仪器朝着数字化、智能化、多功能、小型化、模块化、虚拟化、标准化和开放型方向发展,随着技术进步和应用领域的扩大,这种演进的趋势也在明显加强。因此出现了以计算机或微处理器为核心,将检测技术、自动控制技术、通信技术和网络技术等技术完美地结合起来的现代电子测量仪器(系统)。它主要有以下几种类型:(1)以通用微处理器为核心构成的智能化电子仪器。智能仪器又称为灵巧仪器,它是将人工智能的理论、方法和技术应用于仪器,使其具有类似人的智能特性或功能的仪器。它的硬件组成通常包括微处理器与存储器、键盘开关与显示输出、测试功能模块或测试信号源、总线与标准接口等部分。

(2)以通用微型计算机为基础构成的个人仪器系统。个人仪器系统将若干仪器的测试功

能模块并联接入个人计算机的内部总线,借助于测试软件,各仪器模块与计算机灵活地结合起来,实现计算机辅助测试、程控操作、数据采集和运算处理,以及多种方式输出测试结果。其硬件由个人计算机、多个测试功能模块及接口、仪用标准接口等组成。

(3)以通用计算机为核心,以国际上标准化的仪器接口总线为基础,由可程控的通用电子仪器构成的现代自动测试系统。所谓自动测试系统,就是在计算机的控制和管理下,很少需 要人工参与,由各种测量仪器对电量、非电量进行自动测量、数据处理,并以显示、打印等适当的方式给出测量结果的系统。自动测试系统的组成包括控制器、程控仪器设备、总线与接口、测试软件、被测对象5部分。

(4)以通用计算机为基础建立的可编程虚拟仪器。虚拟仪器是指以通用计算机作为核心的硬件平台,配以相应测试功能的硬件作为信号输入/输出接口,利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能,通过鼠标或键盘操作的仪器。

五、结 语

经过50多年从无到有的发展历程,我国的电子测量仪器产业已形成一个完备的产业体系。但国产电子测量仪器在发展过程中还存在一些问题,在对其发展现状进行分析基础上,指出了当前我国电子测量仪器发展的机遇与挑战。另外,随着社会信息化程度不断加强,测量需求也在不断改变,例如测量范围不断扩大,测量精度要求越来越高,要求测量数据实时化处理等。为了满足这些改变的用户需求,我国电子仪器工程师不断地在原有电子测量技术及仪器水平的基础上改革创新,赶追世界先进水平,使得国产电子测量仪器向以计算机为基础的功能越来越多,处理信息量越来越大,应用领域越来越广泛的现代电子测量仪器方向发展。总之,经过广大电子测量仪器人员的共同努力,我国电子技术和电子产业水平有很大提高。目前与国外相比虽然还有些差距,但已经基本改变过去跟着国外走的状况。针对这一情况,还应该在研究国外电子测量仪器发展趋势的同时,深入到我国仪器用户中去,了解他们的需求,研制出适合我国国情的电子测量仪器,推进国产电子测量仪器向国际先进水平迈进，并且来促进我国的电子测量行业的快速发展。

参考英文文献

The Development and Future of Electronic Measurement

Technology Abstract—This paper describes the electronic measurement on the importance of the development of modern science and technology;provide an overview of recent electronic measurement of the latest development of the new measurement methods and tools;macro grasp of electronic measurement technology future trends.And DDS technology as an example of modern electronic measurement field the new concept.Keywords-Electronic;Measuring;Intelligent;Virtual;Instrument.Ⅰ.Introduction

With modern science and technology and the development of industrial production, the measurement of a higher requirement.fast, real-time, accurate,automatic measurement has become the mainstream of the development of modern measurement techniques.Can be said that there can be no measurement signal analysis and processing, access to information to become a talk, based on the information on the information technology and computer technology has become a source of water.Electrically, with its sub-measurement technology many advantages to become the protagonist of modern measurement technology in information acquisition and industrial control does not play alternative role.20th century, is based on the LSI important period of development, it also brings electronic measuring instrument technology revolution.Since LSI large number of applications, making the modern electronic measuring instruments are smaller, more comprehensive, higher reliability, lower power consumption.Similarly, computer technology and software technology for the electronic measurement essentially leap – virtual intended to produce the instrument, made a great contribution.Ⅱ.Recent development results

A.Rapid development of digital instruments

In recent years, as DSP(digital signal processing)technology, the rapid development of a variety of outstanding performance DSP integrated chips are emerging, digital instruments to get a new development.For example, digital oscilloscope, digital modulation devices, digital function generator, arbitrary waveform generators, digital frequency counter and many other products.B.Modulation Domain Analyzer successful research

Modulation Domain testing techniques in the frequency domain and frequency domain has been developed very mature late 20th century the emergence of a new type of measurement Test technologies that known as the “three field” testing technology.Modulation domain test is to measure the input signal varies over time the frequency value, the displayed graphical representation of the signal generated by the modulation domain, the frequency value of the signal versus time.Modulation Domain testing technology is an emerging technology very important and difficult and very large test techniques, depending on the science and technology and electronic equipment rapid development.This method is very suitable for measuring the timing signal, phase or frequency-coded signal is coded signal.Modulation Domain Testing

Technology Surgery appears bound to numerous test problems and make new contributions.Facts have proved that modulation domain analysis techniques, in an increasingly more applications become an indispensable testing technology, especially in the field of military electronic test more of its significance.C.VXI bus technology has made significant progress

VXI bus technology is the twentieth century the emergence of a new bus technology.It first appeared in the United States, used in the United States Air Military electronic measuring instruments.VXI and GPIB bus to the VME bus are combined to form a new standard for modular instrumentation platform that can meet the needs of future instrumentation, electronic measurement instruments and systems to make step into a new period of development.VXI bus is a new industry standard interface bus 121 is a completely open, multi-vendor equipment to adapt products(modules, plug-in)industry standards.The introduction of this standard there are three reasons: First, to adapt to technical requirements of the development, the second is the lack of multi-vendor instrument connectivity, three is the military's needs, and this is the most important aspect.This new bus standard applications in the United States, the Chinese community are very much appreciated, numerous researchers.And after years of exploration, the country has made great progress in the implementation of certain aspects of the specific application, especially in the application of many military radar systems.D.Millimeter wave electronic test equipment to advance

Numerous civilian and military electronic equipment in the millimeter-wave development, particularly in the military field, and its development more rapidly.Advance Taking into account the future of electronic warfare systems signal environment will reach 1-2 million pulses / sec, equipment systems may want to perform several one hundred million represents.So, the current IC processing power can not meet the requirements of military electronic equipment, which will affect the next generation of electronic warfare systems operational capability, this must be the development of ultra-high-speed integrated circuits(VHSIC).So from a monolithic integrated circuit chip set test into several one hundred thousand to one million across several, which correspondingly substantial increase in the difficulty of the test.Ⅲ.Electronic Measurement Technology Trends A.Networking and modular

Since the measurement instrument interface standards harmonization and bus technology development, electronic measurement instruments and computer gradually melt as a body.Multiple measuring instruments and mutual sharing of data between the control and the standard interface through the bus station with a computer connected to the network constituted achieved.Same time as the instrument's modular, reduce costs, improve application flexibility, greatly improving cost performance.B.Vrtualization software technology

From the history of the development, electronic measurement instruments has gone from analog instruments, intelligent instruments to the history of virtual instruments, which are based on each leap advances in computer technology as the driving force.With the rapid development of computer technology, computer digitized using static and dynamic analysis of the ideal test has finally become a reality.One of several key technologies, including computer precision, speed;analog to digital conversion accuracy, speed;memory, hard disk storage capacity and speed;

computer and A / D price issues have been resolved.Combined with a variety of functions dedicated software the rapid development of a new technology emerges-virtual instrument(VirtualIstrument, referred to VI).VI technology development and application of the United States from 1986 designed by NI LabVIEW, it is a graphics-based development, debugging and running programs integrated environment to realize the concept of a VI.NI's “Software Instrument”(Softwareisinstrument)completely broke the traditional instruments can only be given by the manufacturer the user can not change the situation.C.Highly intelligent

With cutting-edge technology(such as aerospace, weapons engineering)and high-risk project development needs of electronic measurement technology increasing degree of intelligence.But in recent years the field of embedded computer technology development to enhance the intelligence of electronic measuring instruments provide good conditions.Emerging in recent years, such as embedded chip FPGA, ARM, CPLD, etc., they are a high-reliability, high stability, fast immediately applied to electronic measuring instruments.The microcomputer-based processing technology microprocessor allows the measurement methods of measuring instruments diversification measure real-time and highly intelligent.Ⅳ.DDS technology development history

In the traditional field of electronic measurement and instrumentation, PLL Frequency Synthesizer(PLL)is the most commonly used frequency co into technology.As electronic measurement and instrumentation industry continues to develop, for frequency synthesis techniques are increasingly high requirements.2Oth emerged in the mid-century direct digital frequency synthesis(DDS)is an all-digital frequency synthesis technology, due to its special principle and structure, so that in electronics, communications, access to a growing range of applications.In the field of electronic measurement and instrumentation, DDS The main applications include: audio testing, product testing, the instantaneous power signal reproduction, shock and vibration test, medical test equipment, conventional waveforms and arbitrary waveform generator, high precision, multi-function modulation etc.Ⅴ.Conclusion

In summary, in the 21st century electronic measuring instruments with chip technology and DSP technology will reach an unprecedented high performance, with computer technology and the further integration of the instrument, the instrument's ease of operation, easy scalability, measurement capability, the number of data processing and analysis capabilities have been greatly improved.At the same time, software engineering and network technologies are increasingly being applied to various fields, development of simulation technology as well as electronic measurement provides a more powerful and convenient tool.In short, the electronic measurement technology development is a multi-disciplinary, multi-field development co-crystallization, while between them for each other and mutual service of with the development.