测量磁感应强度的方法（精选十篇）
测量磁感应强度的方法 篇1
1984年里根总统签署了香烟安全法令。该法令为一个为期3年的降低烟草引燃强度的研究工作提供资金支持,研究认为降低引燃性香烟(又称为防火香烟)在技术上和经济上都是可行的。美国国家标准技术研究院(NIST)又持续多年改进基于检测方法的性能要求。ASTM国际标准组织承担了制定试验方法标准的任务,于2002年批准发布第一个检测方法标准ASTME 2187-02。
纽约成为美国强制施行降低卷烟引燃性标准的第一州,这一规定于2004年6月生效。这也是世界历史上第一次对烟草生产进行监管。这期间,美国消防协会组成了“防火香烟联盟”帮助确保实现全境各州对防火香烟的要求。截至2011年7月,美国50个州都对防火香烟进行了立法,美国百分之百的民众因此免受香烟引发的火灾伤害。依据ASTM E 2187《测量香烟引燃强度的标准测试方法》对这些降低了引燃性的香烟进行检测。此外,ISO也于2008年提出并获得许可参照ASTM E2187标准制定ISO相关标准,因此ISO 12763自2011年起成为欧洲的降低卷烟引燃性标准的基础。
自2002年2月该标准发布后,已历经4次修订。这一检测方法能够比较不同卷烟设计所产生的燃烧强度。试样会受到一些特别实验条件的影响,因此要注意如果试验条件改变了,那么也许就无法预测出防火试验响应特性检测中量的变化。
最新的修订版本WK 47559所提出的对E 2187的修改意见就是在标准中包含一种可替代基片。NIST开发了一种拥有10层基片的替代物。这是一个含有单层滤纸的302不锈钢衬垫。NIST的研究从统计学角度表明,无论是衬垫的厚度还是滤纸的品牌都不会影响试验结果。一个由7个实验室参加的关于替代衬垫的多方实验室比对项目改进了NIST的检测协议。多方实验室比对项目肯定了NIST的研究结果,使用这种替代基片的实验结果生成了有效值和95%的可信区间,统计学上来说这与使用10层英国产滤纸作为基片的结果毫无差异。
WK 47559由E 05.22表面燃烧分委员会下属的工作组负责编写,并计划在2015年6月15~18日于阿纳海姆举办的ASTM会议周期间召开标准制定会议。如您对此标准感兴趣,请联系E 05防火技术委员会经理Tom O’Toole,邮件:totoole@astm.org,电话:+1.610.832.9739。ASTM北京办事处:胡亚楠:01051096030邮箱:nhu@astm.org。
室内电磁波污染的强度测量及分析 篇2
一、电磁波的简介
电场和磁场的交互变化产生电磁波，电磁波向空中发射或汇聚的现象，叫电磁辐射。电磁辐射能量(其大小用场强度表示)被控制在一定限度内时，它对人体、有机体及其他生物体是否有害主要取决于电磁辐射频率的高低和电磁辐射功率的大小。只有当这两个因素超过一定的允许值而造成辐射污染时，才有可能会对人体带来负面影响。
二、电磁波危害的最小值
为了保护人民的健康，世界各国对于电磁辐射都规定了强
度标准，要求公共设施的辐射强度必须低于这个标准值。在低于这个标准值以下的环境中生活，是不会影响人体健康的。
国际通用标准：ICNIRP(国际非电离辐射保护协会)给出的功率强度安全值为：在现行的900MHzGSM移动电话频率范围内每平方厘米450微瓦；在GSM1800频段，这一指标可以放宽至每平方厘米900微瓦；对于使用2000MHz频段的3G基站而言，这一指导性标准进一步放宽为每平方厘米1000微瓦。
美国标准：美国标准是每平方厘米3000微瓦，比我国要宽松75倍。
中国香港标准：一般市民所处的的环境电磁辐射不得超过每平方厘米200微瓦。
测量磁感应强度的方法 篇3
关键词：无限长均匀载流圆柱面；磁感应强度；对称性
在讲授大学物理磁场部分的过程中，载流体的磁感应强度分布章节会讲到的一个例子就是无限长均匀载流圆柱面。由于其电流分布具有对称性，通常用安培环路定理对其磁感应强度分布进行求解，一般不介绍叠加原理法和对称分析法。而实际上对于学生来讲，叠加原理更有利于学生对计算过程中各物理量真正含义的理解。本文主要就无限长均匀载流圆柱面内磁感应强度处处为零这一结论，简单介绍三种证明方法。
1安培环路定理法
半径为R的无限长圆柱面，面上均匀的载有电流I。它產生的磁感应强度大小具有轴对称性，方向沿右手定则圆环的切线方向。故选取半径为r的圆环作为积分环路，圆柱面横截面如图1所示。由安培环路定理[1]：
所以两微元在P点处产生的磁感应强度合成后等于0。整个无限长圆柱面的任一微元都可以找到与其合成磁感应强度为0的另一微元，故其内部任一点处磁感应强度为0。
4总结
本文主要介绍了无限长均匀载流圆柱面内部磁感应强度的三种求解方法，更利于学生对该部分知识中物理量的理解，对学生学习其他专业理论课程和灵活运用数学知识解决问题有很大的促进作用。
参考文献：
[1]梁灿斌.电磁学[M].北京：高等教育出版社，2003：177-192.
[2]赵近芳，王登龙.大学物理学（下）第4版[M].北京：北京邮电大学出版社，2014：48-58.
测量磁感应强度的方法 篇4
关键词：绝对拉曼散射强度,共振拉曼效应,液芯光纤
原子、分子层次上的探测、识别和控制是当代很多学科的热门前沿课题, 发展痕量、超痕量乃至单分子的探测方法和手段, 发现痕量、超痕量乃至单分子内核、电子的运动信息, 是物理、化学、环境、药物、生命科学等多个领域的需要。拉曼光谱被称为“分子条形码”, 能够提供详细的分子振动信息, 比紫外-可见吸收光谱、荧光光谱提供的电子能级信息详细且精确, 在非极性基团 (C=C, S-S等) 、含水样品、透光性差的样品等检测中具有红外光谱无法比拟的优势。相比于其他光谱技术, 拉曼光谱能够给出更为精确、详细的分子信息, 结合液芯光纤的灵敏度, 是研究痕量、超痕量分子的有效方法[1]。
吴国祯先生认为分子振动光谱学尚处于初级发展阶段, 它的成熟期, 至少得等有关谱峰峰强的研究成为主流时, 才会届临[2]。就拉曼光谱而言, 拉曼光谱强度与分子的极化率对简正振动模的微分值的平方成正比。对于不同的分子, 其拉曼谱图可能显示相近的谱峰位置, 但其谱峰强度却会显著不同;对于同种分子, 不同环境对化学键上电子活动的影响是较显著的, 因此其拉曼光谱强度也有明显差别。可见, 拉曼谱图中大量的信息尚存在于拉曼散射强度中。
近年来发展的共振拉曼、表面增强拉曼光谱与光纤联用技术已用于痕量、超痕量乃至单分子探测[3,4], 但很少关于超痕量分子的拉曼散射强度的测量及信息解读方面的研究报道。总结了超痕量分子绝对共振拉曼散射强度的测量及计算方法, 并用该方法测量、计算了水中超痕量Beta-胡萝卜素分子的绝对拉曼散射强度。
1内标法
绝对拉曼散射强度用拉曼散射截面表征, 拉曼散射截面测量精度很高, 因此对系统仪器的校标要求很严格。因此, 通常确定拉曼散射截面的方法是找一个已知拉曼散射截面大小的振动模作为参比, 进而确定自身大小。通常有两种方法, 即内标法和外标法。运用内标法应满足以下几个条件: (1) 必须在实验条件完全相同的条件下, 获得待测拉曼带和标准参考带; (2) 待测拉曼带和标准参考带之间的间距不能过大; (3) 待测拉曼带和标准参考带的强度具有可比性。由于吸收样品对于不同拉曼散射光的吸光度不同, 因此, 对吸收样品的绝对拉曼强度测量, 还需补充两个条件:一是样品对待测拉曼带和标准拉曼带对应的散射光具有相同的吸光度, 二是待测样品的浓度在朗伯-比尔定律适用的浓度范围内[5]。
这里, 仅仅考虑溶液浓度的变化, 保持其他参数不变。选择溶剂的某一拉曼带作为内标[6]
其中σS和σR分别是样品的待测拉曼带和内标物质的参考拉曼带的拉曼散射截面, CS和CR分别是待测样品和内标物质的摩尔浓度, νS和νR分别是样品待测拉曼带和内标物质参考拉曼带散射光的频率。
2实验
取80 cm长的Teflon-AF 2400 (100 μm i.d×200 μm o.d) 光纤, 光纤两端用实验室自制的带有窗口和低气压室的玻璃封头用A-B胶封起来, 以防止漏液。量取适量的Beta-胡萝卜素, 滴定1mL吡啶将其溶解, 然后用蒸馏水将其逐级稀释, 得到浓度低至10-9M的超痕量样品。将配置好的新鲜溶液充入Teflon-AF空心光纤中制成液芯光纤以待测量。
采用TU-1901双光束光谱仪测量可见吸收光谱, 分辨率1 nm。拉曼光谱在Renishaw Invia型共聚焦拉曼光谱仪上测量, 选用×5镜头, 采用氩离子 (Ar+) 激光器作激发光源, 激发波长514.5 nm, 激发功率16.2 mW, 仪器分辨率2 cm-1, 积分时间10 s。采用背向接收的方式接收拉曼信号。Beta-胡萝卜素购于Sigma公司, 没有进一步提纯, 吡啶试剂为分析纯, 水是去离子水。
3结果与讨论
3.1Beta-胡萝卜素在水中的可见吸收谱
图1是浓度为10-5 mol的Beta-胡萝卜素水溶液的可见吸收光谱。如图1所示, 在 (350-600) nm波长范围内, 有很宽的电子吸收带。激发波长 514.5 nm恰好落在电子吸收带范围内, 因此能够产生共振拉曼效应。Beta-胡萝卜素对激发光 (a514.5 nm) 有很强的吸收, 对其自身的C=C伸缩振动模 (b.1 520 cm-1) 和水的O-H弯曲振动模 (c.1 640 cm-1) 对应的拉曼散射光也有一定程度的吸收, 但对b、c两种拉曼散射光的吸收近似相等, 因此, 水的1 640 cm-1拉曼带是Beta-胡萝卜素的1 520 cm-1拉曼带的最佳参考内标。
3.2超痕量Beta-胡萝卜素的绝对拉曼散射强度
为了与用液芯光纤测得的拉曼光谱进行对比, 同时也用普通样品池测量了两个同浓度的Beta-胡萝卜素的拉曼光谱。现对比如下:图2和图3中分别是由液芯光纤 (LCOF) 和普通样品池 (cuvette) 测得的同一浓度样品的拉曼光谱图。已知水的O-H弯曲振动模对514.5 nm激发光的拉曼散射截面为4.2×10-32 cm2·molecule-1·Sr-1[7], 根据上述内标法可计算出C=C 伸缩模 (1 520 cm-1) 的拉曼散射截面。基于以上两种测量方式得到的拉曼光谱计算得出的散射截面值对比如下 (见表1) , 可见, 基于两种方式测得的拉曼光谱计算得出的拉曼散射截面值在同一个数量级, 在误差允许的范围近似相等。因此, 液芯光纤只是一种物理手段, 通过增加激发光与样品作用的光程, 累积增大拉曼光谱强度, 但对拉曼散射截面的大小没有影响。
应用Teflon.AF液芯光纤测得了水中超痕量Beta-胡萝卜素的共振拉曼光谱, 如图4所示是经过基线校正后浓度为10-9 M的水中Beta-胡萝卜素的拉曼光谱。根据方程 (1) , 计算得到超痕量Beta-胡萝卜素分子的C=C伸缩模的拉曼散射截面为 (9.16±1.03) ×10-22cm2molecule-1Sr-1。V.V. Berdyugin[8]等人曾经报道过在浓度为2×10-6 mol的环已胺溶液中, 514.5nm激发波长, Beta-胡萝卜素的C=C伸缩模的拉曼散射截面的大小为3.2×10-24cm2molecule-1Sr-1。与Berdyugin的测量结果相比, 在10-6 mol浓度时两种溶液中Beta-胡萝卜素的拉曼散射截面值在同一个数量级, 而超痕量Beta-胡萝卜素分子的绝对拉曼强度比常规浓度时高出约两个数量级, 其中的原因有待进一步研究, 这对于获得超痕量分子内核、电子信息具有重大意义。
3.3误差分析
在共振拉曼光谱应用于化学分析的实践中, 误差主要源于半透明样品对拉曼散射光的吸收, 光学系统测量误差、溶液的稀释过程等因素。由于实验中我们采用的是内标法, 样品对1 520 cm-1拉曼带和1 640 cm-1内标拉曼带对应的拉曼散射光的吸收近似相等, 溶液浓度极低吸收很小, 以及样品的待测拉曼带与内标物质的参考拉曼带间隔较小, 因此样品对拉曼散射光的吸收, 及光谱仪对不同波长的散射光的感应能力、灵敏程度不同, 这些因素对测量绝对拉曼散射强度的大小几乎没有什么影响, 这里我们无需考虑。在本文中, 误差主要来源于基线校正过程和拉曼峰高测量的归一化过程。超痕量Beta-胡萝卜素的C=C伸缩振动模的绝对拉曼散射强度, 其平均值和误差是经过六次基线校正和拉曼峰高测量归一化过程得到的。
4结论
应用液芯光纤技术, 可以获得吸收样品的超痕量分子的共振拉曼光谱。合理的选择内标拉曼带, 能够测得超痕量分子某一拉曼带的绝对拉曼散射强度。基于液芯光纤技术运用内标法测量计算超痕量分子的绝对拉曼散射强度是可行的。
参考文献
[1]里佐威, 高淑琴, 张玮, 等.光纤共振拉曼光谱法痕量分析研究.分析化学, 1999, 27 (5) :570—573
[2]吴国祯, 拉曼谱学——峰强中的信息, 北京:科学出版社, 2007:70—73
[3] Efremou E V, Ariese F, Gooijer C, Achievements in resonanxce Ra-man spectroscopy:review of a technique with a distinct analyticalchemistry potential.Analytica Chimica Acta, 2008;606:119—134
[4] Chao Shi, He Yan, Claire Gu, et al.Recent advance in fiber SERSsensors, Appl.Phys, Letts, 2008;92:103107 (1—3)
[5] Wu Z, Zhang C, Stair P C.Influence of absorption on quantitativeanalysis in Raman spectroscopy.Catalysis Today, 2006;113:40—47
[6] Dudik J M, Johnson C R, Asher S A.Wavelength dependence of thepreresonance Raman cross sections of CH3CN, SO, ClO, and NO.JChem Phys, 1985;82:1732—1735
[7] Abe N, Ito M.Effects of hydrogen bonding on the Raman intensitiesof methanol, ethanol and water.Journal of Raman spectroscopy, 1978;7 (3) :161—167
身体强度锻炼方法 篇5
脖子粗壮，背肌发达，前臂发达，稳重的下盘
从古到今，格斗高手没有一个是发达的胸肌，但是都是如机器人精干一样的手臂，魔鬼一般的背肌，球形状的肩膀和速度奇快的两腿，胸肌厚一尺，出拳速度慢2/10秒，因为二头三头的发力都是靠背部带动的，换言之，发达的背，粗壮的脖子是能打的表现，大胸粗手的人和拿跟棒子的一年级小朋友没有多大区别。有一句话可以很好的概括我所说的：你可以练的和罗尼库尔曼一样壮，但是甄子丹一拳就可以打死你
引体向上是体操运动员和登山运动员的必修课，也是衡量个体力量素质的一个重要标准。一般是以可以完成的数量作为标准来评定的。 健美运动里的引体向上，名称虽然相同，但训练目的与动作方式大相径庭。首先，健美运动中的引体向上追求的是质量而非数量。当然并非说故意减少次数，而是因为要完成高质量的引体向上，你就不可能做太高的次数。十瓦辛格可以做高质量的引体向上8个，如果你认为你是一百瓦的，那么你可以试着做80个
胸肌：首先说明，如果你一次能做标准俯卧撑50次以上，建议你到健身房通过练习杠铃卧推及哑铃飞鸟来增加肌肉。如果你的极限在50次以下，那么俯卧撑暂时还是非常有效的方法
做法：你的极限×40%-60%×5组每天，组间间隔120秒
提示：严格遵守间隔时间是强度的保证，想尽量锻炼胸肌的话，可以慢慢缩短撑地时两手间的距离，需要每天锻炼
三角肌：就是你的肩膀了，需要的东西是哑铃，或者，你可以用1.25-2.5升的注水饮料瓶
做法：两手各拿一个哑铃(饮料瓶)，两臂尽量向身体两侧伸展，不必完全伸直，两臂与身体成45度角，将哑铃向上快速侧举至与身体方向成45度角左右，开始向下慢放回原位，动作单组次数固定为10个较好，选择自己的极限在20个左右的重量为锻炼的负荷，每次锻炼做8组，间隔时间120秒，两天为一个周期。
提示：同样需要严格遵守间隔时间，动作的要点是上台动作的快速和下放动作的慢速
三头肌：上臂外侧肌肉
做法：两手各拿一个哑铃，伸至脑后，向上提起哑铃，15个为一组，选择极限在25个左右的重量为锻炼负荷，每次锻炼做4-5组，每组间隔180秒，每天锻炼
提示：最好与其他的锻炼方法组合使用。
测量磁感应强度的方法 篇6
试验条件:温度 (23±2) ℃, 相对湿度 (50±10) %, 试验速度为: (500±50) mm/min。
试验装置:TCS-2000型拉力试验机, 台湾高铁科技股份有限公司生产, 准确度等级为1级。厚度计最大允差为±0.01mm。
试样:选择经过硫化的天然橡胶片裁制成Ⅰ型哑铃状试样, 工作部分宽度6mm。
试验方法:按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶-拉伸应力应变性能的测定》进行试验。事先输入用厚度计测定的试样厚度和工作部分的宽度, 然后在标准试验条件下按规定的拉伸速度拉伸试样, 直到断裂, 拉力试验机的负荷传感器自动测出拉伸力, 并按公式给出拉伸强度。
2 数学模型
根据GB/T528-2009:
式中:TS-拉伸强度 (MPa) ;FM-记录的最大力 (N) ;W-裁刀狭窄部分宽度 (mm) ;t-试验长度部分厚度 (mm)
3 标准不确定度的评定
经分析, 天然橡胶拉伸强度测量不确定度的主要来源是:试样尺寸 (厚度和宽度) 测量引起的不确定度, 拉伸力测量引起的不确定度, 检测人员重复测量引起的不确定度, 拉力试验机的不确定度。
3.1厚度测量
1) 厚度重复测量带来的不确定度, 重复10次测量厚度的结果见表1。
试样厚度重复性测量带来的标准不确定度为
2) 厚度计精度带来的标准不确定度按B类不确定度计算:
3) 厚度测量带来的总的标准不确定度:
相对标准不确定度为:
3.2宽度测量
3.3力值测量
测力计示值误差为±1%, 相对不确定度为:
检定测力计用的标准测力仪的精度为±0.3%, 产生的相对不确定度为:
由于数显拉力试验机可以不考虑人员读数重复性引入的不确定度, 所以扯断力带来的总的相对不确定度为:
3.4测试仪器本身误差所引起的拉伸强度测量的标准不确定度。根据拉伸强度的数学模型可得出拉伸强度相对量的变化为:
因为宽度测量的不确定度和厚度测量的不确定度及扯断力测量的不确定度这3个分量之间相互独立, 测试仪器本身误差所引起的拉伸强度总的相对不确定度为:
试验仪器误差所引起的拉伸强度的标准不确定度为:
-拉伸强度平均值, 见表2
3.5拉伸强度重复性测量引起的标准不确定度。拉伸强度是被测某一批相同试样的特性, 这些试样之间的差异带来的不确定度可用这些试样重复性来评价。以下是对天然橡胶硫化胶料重复10次的测量结果。
拉伸强度重复测量引起的不确定度为:
实际测量的试验结果是3片试样的平均值或中值, 这样重复测量引起的不确定度为:
4 合成标准不确定度的评定
当测量结果y的全部输入量xi是彼此独立或不相关时, 合成标准不确定度u (y) 可按下式得出:
由于试验仪器本身精度、试样尺寸和拉伸力重复测量所引入的不确定度之间彼此独立, 可由拉伸强度的数学模型根据上式计算试验结果的合成不确定度。
拉伸强度的合成不确定度:
5 扩展不确定度的评定
扩展不确定度U为合成标准不确定度与包含因子k的乘积, 通常k取2, 这时区间 (Y-U, Y+U) 的置信概率约为95%, 得出:
拉伸强度测量的扩展不确定度
6测量不确定度的报告
根据以上评定, 拉伸强度测量结果的不确定度报告如下:
讨论
(1) 在评定不确定度时, 一些影响较小的因素可以不加考虑, 比如选定了拉伸速度, 对于不确定度的影响可不考虑, 只要按标准要求控制好试验室温度, 温度波动引入的不确定度也可忽略不计。
2) 测量不确定度是和测量结果相联系的参数, 它表明在给定条件下测量结果可能出现的区间, 所以不确定度报告在给出不确定度的同时要给出测量结果。
摘要：分析了天然橡胶拉伸强度测量不确定度的主要来源, 讨论了标准不确定度、合成标准不确定度和扩展不确定度的评价方法, 给出了天然橡胶试片拉伸强度试验测量不确定度的评定结果。
关键词：天然橡胶拉伸强度,不确定度,测量,评定
参考文献
[1]GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定.
[2]CNAS-GL05:2006测量不确定度要求的实施指南.
测量磁感应强度的方法 篇7
关键词：资源竞争,测量,城市生态位,东北
引 言
有效需求理论可以解释城市短期的增长和发展, 而长期的发展取决于城市可用资源的有效供给。随着科学技术的发展和人类认知能力的提高, 资源的内涵不断拓展, 现代资源观认为资源包括所有能够为人类开发利用的自然资源, 以及社会生活中由人类创造出的财富和资产的总和。经济全球化加大了资源竞争的范围和程度, 随着交通与通讯技术的发展, 城市不再局限于紧密联系的腹地, 而是与更广大的区域发生联系。
城市之间资源竞争强度的准确判断和度量是制定发展战略的重要依据。城市与外部空间的作用机制类似于物理学中原子之间的相互作用机制, 区域系统是相互联系、相互作用的城、镇集合体, 引力模型是描述城市空间作用最为重要的函数形式之一[1], 可以借助区域间相互作用的引力模型, 来度量城市之间的资源竞争强度。城市系统不同于一般物理系统, 它的作用量 (质量) 是时变的, 因此资源竞争强度的测量要充分考虑城市的资源特性及发展潜力等动态变化。
生态位理论是生态学最重要的理论之一, 它揭示在生态系统和群落中, 每一个生物物种在长期的生存竞争中都拥有一个最适合自身生存的时空位置, 即生态位。在Hutchinson的“n维超体积生态位”基础上, 近年来, 许多动物生态学家和理论生态学家则将生态位与资源利用谱 (resource utilization spectra) 等同[2]。20世纪80年代以来, 它开始被引入社会科学研究领域, 成为研究人类社会巨系统的一个重要分析工具。
城市是一个复合生态系统, 城市生态位具有多维特征, 城市生态位是在一定的时间和空间内城市以可利用的资源为基础, 在区域系统中所处的位置、扮演的功能和角色。城市生态位具有“态”和“势”两方面的属性, “态”是城市的状态, 是过去成长以及与环境相互作用积累的结果;“势”是城市对环境的影响力和支配力。城市生态位的测量不仅包括城市的状态, 而且也测定他们对环境的影响力和支配力。因此, 城市生态位更好地体现了生存与发展的统一, 动态与静态的统一, 能够较好地表征城市之间的资源竞争关系。
1 引力模型回顾
城市间经济联系、空间作用等研究受到了物理学中万有引力的有益启示。经济引力论认为区域间相互作用存在着类似万有引力的规律。区域间相互作用研究对牛顿力学引力模型的引用, 最早源于Reilly对零售关系研究方法的探索[2], Zipf对这一模型作了进一步的理论阐释[4]。随着地理学计量革命的开展以及区域科学的兴起, 引力模型被广泛应用于“距离衰减效应”和“空间相互作用”的经验研究当中[5][6]。
20世纪90年代以来, 国内一些学者[7,8,9,10,11,12]在对区域经济联系的定量研究中, 也广泛应用了空间相互作用的引力模型, 从不同角度研究了区域之间的相互作用。计算两个城市间相互作用的典型公式如下所示:
Fij是城市间相互作用强度, Pi、Pj是两城市的人口数, Vi、Vj是两城市的GDP, Dij是两城市的空间距离, k为经验常数。这一空间作用的量化模型建立于诸多假设之上, 例如各城市经济活动相似, 城市间作用方式相同等等, 在一般研究中, 上述假设是被接受的。但是, 很多条件下需要对这一公式加以修正, 以适应实际研究需要。
2 本研究测量模型
从发展的观点看, 无论是动物或植物种群的生态位 (资源竞争) 测度, 都应考虑到物种所利用的资源因子或所处生境的环境参数[13]。城市资源竞争强度的测量也要充分考虑城市的特性及发展变动情况。根据已有的研究成果, 我们选取如下的模型:
F为两城市资源竞争强度, P为城市非农人口数, V为城市的GDP, D为两城市的空间距离, k取值为1, n为城市生态位综合评价值改进的功效系数值:
式中, n为城市生态位的功效系数值, x为城市生态位综合评价值, xmax为最大值, xmin为最小值。
城市生态位由m维生态因子的综合评价值决定。城市的发展存在着与之相关的n维生态因子, 这n维生态因子便构成了发展的资源环境空间, 城市生态位由直接影响城市发展的m维资源空间构成, 可以用Em中的多维向量x来表示:X={Xi|Xi∈Em, i=1, 2, ……m}, 其中, Xi表示时刻t第i维生态因子的状况, m为与城市发展关系密切的那些生态因子。
引力模型是一个经验假设模型, 我们的目的不是精确测量两个城市资源竞争强度的绝对值, 而是通过比较区域系统中城市资源竞争强度的相对值, 探讨不同城市之间的资源竞争状况, 制定合理的城市发展战略, 得出同类城市的发展思路。
3 城市生态位测量指标体系
资源经济学根据资源的性质, 将资源分为三类:自然资源、社会资源、人文资源。自然资源主要包括土地、能源和矿产资源等;社会资源包括资本资源、人力资源、科技资源等;人文资源包括信息资源、文化资源和制度资源等。城市对制度、文化、社会资本以及外部环境等非实体资源的控制较弱, 调整的周期长, 而对于自然资源、资本、科技、人力资源等实体资源具有相对较强的掌控能力, 资源利用的主动性和便利性较高, 这些资源是城市发展的主要根基, 也是城市生态位的主要构成要素。本文以生态位理论为基础, 按照指标体系选择的原则, 结合样本城市的实际情况, 考虑到资料的权威性和可获得性, 以《中国城市统计年鉴2006》中的数据为基础, 选择了两大类8小类31项指标, 用来测定东北地区34个地级以上城市的生态位。
城市生态“态”包括自然资源:土地面积x1、建成区面积x2、耕地面积x3;物质资源:水资源x4、道路面积x5、电话用户x6、发电能力x7、固定资产投资x7;资本资源:储蓄余额x8、实际利用外资x9、财政收入x10;人力资源:从业人数x12、每万人大专以上文化人数x13、人均公共教育支出x14;科技资源:专业技术人员人数x15、科技费用投入x16。
城市生态“势”包括城市效率:人均GDP x17、地均GDP x18、城市化率x19、第三产业比重x20;城市集散能力:客运总量x21、货运总量x22、邮电业务量x23、电信业务收入x24、社会商品零售总额x25;资源增长:固定资产投资增长率x26、储蓄余额增长率x27、财政收入增长率x28、利用外资增长率x29、从业人数增长率x30、专业技术人员增长率x31。
4 东北城市资源竞争强度测量
4.1 东北概况
东北地区 (辽宁、吉林、黑龙江三省) 同为老工业基地, 发展背景相似, 制度文化相近。三省面积近80万平方公里, 共有34个地级以上城市, 人口1.1亿, 约占全国人口的8%。2005年, 东北地区国内生产总值17130亿元, 约占全国国内生产总值的9.4%。东北地区资源丰富、工业基础完善、交通设施发达。2002年, 中央“支持东北地区老工业基地加快调整和改造”的重大战略决策, 极大地推动了东北地区经济社会发展。
4.2 城市生态位评价数据及方法
数据主要来源于《中国城市统计年鉴-2006》, 一些原始数据可以直接用来进行评价, 有的数据需要剔除价格等因素影响以及按指标的不同意义进行量化处理。各城市之间的空间距离数据来源于通用全国铁路运营里程表。
城市生态位由多维资源空间构成, 模糊综合评价方法可以对受多种因素影响的事物做出全面有效的评价。本文首先选用主成分分析法对城市生态位进行综合评价;然后根据城市资源相似性对城市进行分类, 以主成分得分为变量, 用K均值法对城市进行聚类分析, 同类城市资源结构相似, 竞争强度大, 因此, 城市资源竞争强度主要对同类城市进行测量。
4.3 评价结果
运用spss12.0软件进行主成分分析, 共提取6个主成分, 累计方差85.4%, 表1显示了城市生态位等相关指数, 其中“态”即为资源指数。沈阳、哈尔滨、大连、长春的生态位指数, 尤其是各种社会资源指数远远高于其他城市, 但哈尔滨的“势”指数仅为0.45, 远低于沈阳、大连, 发展势头不如上述城市。
聚类分析结果见表2, 齐齐哈尔自然资源丰富, 其他资源主要居于中等水平, 自成一类;第二类中盘锦和大庆同为资源型城市, 城市效率较高、资源增长慢;第三类共8个城市, 除辽源以外城市生态位较高, 各项资源积累较平衡, 发展势头较好;第四类共11个城市, 承载能力较强, 资源增长速度较慢;第五类共12个城市, 城市效率较高, 资源增长较快。表3-5显示了第三、四、五三种类型城市资源竞争强度值。
4.4 结果分析
城市之间资源竞争强度是制定发展战略的基础和依据, 城市要根据资源禀赋的差异采取不同的发展策略。表6所示, 如果A、B两城市资源竞争强度值小于1, 则各自制定发展战略可以基本不考虑对方的竞争;如果强度值在1～5, 某些部门和行业战略要考虑对方的竞争;如果强度值在5～20之间, 要充分考虑双方的资源禀赋, 避免恶性竞争;如果强度值大于20, 则两城市应该共同制定发展战略, 向一体化方向发展。
盘锦和大庆空间距离较大, 城市资源直接竞争较小。因此齐齐哈尔、盘锦、大庆制定城市发展战略目前不必考虑其他城市的资源竞争。
表3显示沈阳与鞍山、本溪、辽阳的竞争强度都大于20, 鞍山与辽阳的竞争强度高达76.34, 城市间资源具有极强的相似性, 这些城市应该共同制定发展战略, 避免恶性竞争。鞍山和营口强度值为7.05, 资源利用存在部分相似性, 城市的部门战略和行业战略要充分考虑来自对方的竞争。沈阳、大连尽管空间距离较大, 但城市生态位较高, 影响力辐射力较大, 未来竞争强度也会较大。
表4和表5中强度值都较小, 尤其是表6中强度值几乎都在1以下。只有长春与四平、长春与哈尔滨以及锦州和葫芦岛三对城市的竞争强度值在5～20之间, 因此, 大部分城市制定发展战略不需要考虑同类型城市之间的竞争。
需要说明的是, 资源竞争强度只是制定城市发展战略的一个必要条件, 除了考虑竞争, 城市发展战略还要考虑资源互补等条件, 比如沈阳和铁岭, 相互作用很强, 但主要是互补关系。
5 结 论
通过对城市资源竞争强度的分析评价, 我们发现辽宁省内的城市资源相似性较高, 竞争强度较大, 个别中等城市与大城市资源结构相似, 竞争强度极大;吉林、黑龙江两省城市资源竞争强度普遍较小。各城市要根据资源竞争强度制定合理的城市发展策略, 避免或减少不必要的竞争。
在区域系统内形成合理的区域分工, 可以提高资源的空间配置效率。分工的深化还可以促进生产制度的创新, 推动交易制度的规范与完善。由此带来的收益递增可以提升城市的比较优势, 构成城市发展的源泉。因此城市资源竞争强度较大的城市要根据自身的资源禀赋进行分工和合作, 实现共同发展, 以沈阳为中心的辽宁中部城市群近年来已经取得了较好的发展。
城市在发展过程中还要注意资源的积累, 提高城市的承载能力和发展潜力。资源积累要基于长远发展效益为根本立足点, 要善于发现对城市发展具有长期稳定和关键支撑作用的、具有比较优势的资源, 尤其要注重人力资源和科技资源的积累, 人力资源和科技资源是提高城市发展效率的主要途径, 也是缩小城市间发展差距的优先战略。
测量磁感应强度的方法 篇8
撕裂强度是表征橡胶质量和性能优劣的重要指标,而橡胶又被广泛应用于鞋类外底制作,因此,橡胶的撕裂强度也就成为了鞋类外底的一个十分重要的质量指标。国家强制性产品标准GB 21146-2007《个体防护装备职业鞋》[1]、GB 21147-2007《个体防护装备防护鞋》[2]和GB21148-2007《个体防护装备安全鞋》[3]就对鞋的外底作出了明确的限量要求,并指定引用国家标准GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》[4](裤型试样)进行检测。
不确定度是对试验结果可能误差的度量,也是定量说明试验结果好坏的一个重要参数。ISO/IEC 17025《校准和检测实验室能力通用要求》[5]中,对测量的不确定度提出了明确要求,检测实验室出具的试验报告中,需有评估测量不确定度的声明(适用时),测量不确定度用以表明试验结果的可信赖程度。因此,开展对橡胶撕裂强度测量不确定度的的评定,对鞋类外底的质量判定具有重要意义。此外,通过对测量不确定度的评定,可以明确分析出检测过程中应该控制的关键环节,并对影响试验结果的不确定度因素加以控制,可获得更高准确性和精密度的试验结果。
2 试验
2.1 试验仪器
测厚仪:型号为03102,由上海六菱仪器公司生产,精确度为0.01 mm,测量范围为0～10 mm,准确度等级为1级,;
拉力试验机:型号为GT-AI-7000S的伺服控制拉力试验机,由台湾高铁仪器公司生产,精确度为0.01 N,测量范围为0～2000 N,准确度等级为1.0级。
2.2 试样
材质均匀的橡胶鞋底,将其打磨成厚度均匀的2 mm左右的橡胶试片,并将其放置在(23±2)℃标准温度下避光调节3 h,再冲裁成10个裤形试样。
2.3 试验方法
按GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》[4](裤形试样)进行试验,使用拉力试验机在(100±10)mm/min的速度下将试样撕断,用测定的力值按规定的数学模型求出撕裂强度。
2.4 试验程序
试验的主要程序为:用测厚仪测量每个试样的厚度,然后将试样夹持在拉力试验机上,测量每个试样撕裂过程力值的中位数。
3 数学模型及不确定度来源
3.1 试验方法的数学模型
Ts———撕裂强度,单位为千牛每米(kN/m);
F———试样撕裂时所需力值的中位数,单位为牛顿(N);
d———试样厚度的中位数,单位为毫米(mm)。
3.2 不确定度的主要来源
经分析,影响鞋底撕裂强度测量不确定度的来源主要是:重复性测量产生的标准不确定度、拉力测试产生的标准不确定度、厚度测量产生的标准不确定度和修约产生的标准不确定度。
4 标准不确定度的评定
本研究依据国家质量技术监督局发布的JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》[6]对橡胶撕裂强度的测量不确定度进行评定。
4.1 重复性测量产生的标准不确定度
操作过程的重复性测量不确定度,主要由试样的均匀性、试验条件包括试样调节时间、环境的温度和人员操作等造成,采用A类方法进行评定。本研究在相同的试验条件下,对性能稳定的橡胶鞋底进行重复性试验10次,试验结果见表1。
重复性测量的标准不确定度为:
相对标准不确定度为:
4.2 拉力试验产生的标准不确定度
拉力试验产生的标准不确定度主要由拉力试验机测力系统示值误差产生的不确定度、标准测力仪校准产生的不确定度和显示装置的读数分辨率产生的不确定度组成。采用B类方法进行评定。
4.2.1 拉力试验机测力系统示值误差产生的不确定度
根据检定证书,拉力试验机负荷准确度等级符合1.0级,其示值误差为±1.0%,按均匀分布,估计其可靠性10%,则拉力试验机测力系统示值误差产生的不确定度为:
4.2.2 标准测力仪校准产生的不确定度
使用0.3级的标准测力仪对拉力试验机进行校准,JJG144-2007《标准测力仪检定规程》[7]中给出了重复测量的极差:R=0.3%,则标准测力仪校准产生的不确定度为:
4.2.3 显示装置的读数分辨率产生的不确定度
拉力试验机的最小读数为0.01 N,量程为0～2000 N,按均匀分布,估计其可靠性10%,则显示装置的读数分辨率产生的不确定度为:
因此,拉力试验产生的标准不确定度为:
4.3 厚度测量产生的标准不确定度
厚度测量产生的标准不确定度主要由测厚仪示值误差产生的不确定度、测厚仪校准产生的不确定度和测厚仪读数分辨率产生的不确定度组成。采用B类方法进行评定。
4.3.1 测厚仪示值误差产生的不确定度
根据检定证书,测厚仪准确度等级符合1级,其示值误差为±5 um,按均匀分布,估计其可靠性10%,则测厚仪示值误差产生的不确定度为:
4.3.2 测厚仪校准产生的不确定度
根据检定证书,测厚仪是由标准量块进行校准的,该校准源的不确定度为0.0001 mm,按均匀分布,估计其可靠性10%,则测厚仪校准产生的不确定度为:
相对不确定度为:
4.3.3 测厚仪读数分辨率产生的不确定度
测厚仪最小刻度为0.01mm,量程为0～10 mm,按均匀分布,估计其可靠性10%,则测厚仪读数分辨率产生的不确定度为:
相对不确定度为:
因此,厚度测量产生的标准不确定度为:
4.4 修约产生的标准不确定度
因GB 21146-2007、GB21147-2007和GB 21148-2007标准中撕裂强度结果报告为整数形式,按十进制进行修约,考虑均匀分布,估计其可靠性10%,半宽区间为0.5 N/mm,采用B类方法进行评定,则修约产生的标准不确定度为:
相对标准不确定度为:
4.5 合成标准不确定度
橡胶撕裂强度的相对标准不确定度分量汇总见表2。
相对合成标准不确定度:
合成标准不确定度:
4.6 扩展不确定度
取置信水平p=95%,包含因子kp=2,则扩展不确定度为:
5 结果与讨论
(1)按照GB/T529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》[4](裤形试样)标准对同一批材质均匀的橡胶鞋底进行试验,试验结果为:
撕裂强度Ts=20.0 kN/mm,扩展不确定度U(Ts)=1.4 kN/mm,包含因子kp=2。
(2)通过对橡胶撕裂强度的不确定度评定,不难看出:拉力试验和厚度测量产生的不确定度对总的不确定度影响较小,因此,精度为1.0级的拉力试验机和1级的测厚仪能满足橡胶撕裂强度试验的要求。橡胶撕裂强度的不确定度主要来源于操作过程的重复性产生的不确定度和数值修约产生的不确定度,因此,在日常的检测工作中,通过提高样品的均匀性、提高检测人员的技术熟练水平、规范试样调节时间及试验环境的温度和增加试验结果的有效数字等,可降低合成不确定度,提高试验结果的准确性。
摘要：依据GB/T529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》(裤形试样),对橡胶撕裂强度试验过程的不确定度来源进行了分析,并对其不确定度分量进行了评定与合成,得到橡胶撕裂强度测量不确定度的评定结果。结果显示,重复性测量和数值修约产生的不确定度是影响结果的主要因素。
关键词：测量不确定度,橡胶,撕裂强度
参考文献
[1]GB21146-2007《个体防护装备职业鞋》[S].
[2]GB21147-2007《个体防护装备防护鞋》[S].
[3]GB21148-2007《个体防护装备安全鞋》[S].
[4]GB/T529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》[S].
[5]ISO/IEC17025:2005《校准和检测实验室能力的通用要求》[S].
[6]JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》[S].
测量磁感应强度的方法 篇9
关键词：磁感应,相位差,电导率,梯度线圈,SYPD-1
0 引言
磁感应测量是一种新型非接触、无创测量方法,它是基于涡流电磁检测原理,适用于生物组织内部信息的检测以及工业应用场合。磁感应法测量生物组织采用一种频率的交变电流作用于激励线圈,激励线圈产生的磁场通过生物组织,并在其内产生涡流,此涡流又会产生一个扰动磁场,扰动磁场和原来的主磁场都被检测线圈接收产生电压信号输出。接收线圈接收到的总磁场由于扰动磁场相对于原来的主磁场产生了相位偏移[1,2]。根据Konjenversky[3]和Griffth等[4]的研究理论,此相位偏移θ满足:
式中:k为与被测物体几何尺寸相关的系数;σ为被测目标的电导率;ω为交变电流的角频率[3]。
由于生物组织中细胞构成的种类、细胞排列的方式、细胞间质中电解质浓度以及细胞膜穿透性强弱等的不同,使得不同的生物组织以及不同条件状态下的同一生物组织都呈现出不同的电导率特性。因此,只要能够精确测量出磁场穿过生物组织后的相位变化,就能够获取组织内部的电导率分布情况,进而可以反映其内部生理病理状态以及含水量变化,在脑功能病变,如脑水肿、出血等方面有着重要的研究价值和潜在的应用前景[5]。
在磁感应检测中,主磁场信号比扰动磁场信号大很多。根据激励信号的频率以及线圈的几何结构,主磁场信号的幅度是扰动磁场信号的102~106倍[6]。在工作频率为21.4 MHz时,扰动磁场仅有主磁场产生信号的1%,因此给相位检测带来了很大困难,限制了检测精度。通过调整线圈结构和位置,可以有效抵消主磁场。目前,国内外研究抵消主磁场的方法主要有抵消线圈法、梯度线圈法、线圈垂直排列法等,各有优缺点。本文介绍的测量装置采用梯度线圈法抵消主磁场的影响,梯度线圈法具有结构简单、调整灵活、抵消效果好等优点。
磁感应检测生物组织电导率需要高精度的相位测量。由于生物组织的电导率非常小,通常在0.02~2 S/m的范围内,生物组织受到磁场激励后产生的涡流信号非常微弱,所以该磁场引起的主磁场相位变化也非常微小,这对相位测量提出了较高的要求。有研究表明,如果激励信号频率在10 MHz左右,整个测量系统至少需要0.01°的测量精度[7]。
目前,相位检测方法有硬件电路直接鉴相法、降频锁相放大器法、基于虚拟仪器的软件鉴相以及集成鉴相芯片[8]。硬件电路直接鉴相法测量精度低,存在着相位偏移和相位噪声的问题。降频锁相放大器法采用混频器对测量信号降频,内部频繁的锁定和同步过程使电路结构复杂,系统庞大,调整不灵活,工作在较高频率时相位漂移往往较大。此外,锁相放大器内部合成的参考信号如果与外部参考信号之间不能完全同步则影响测量精度。在磁感应测量中,国内外研究小组经常使用市场上的锁相放大器成品,如美国斯坦福研究室研制的SRS系列高精度锁相放大器,这种锁相放大器在实验室研究中不失为一种好方法,但是不利于小型化。当前随着虚拟仪器的兴起,采用高速采集卡以及Labview软件可以方便地实现数据采集和处理。在Labview中采用FFT变换等鉴相算法是当前数字鉴相的主流,此种方法同样存在系统庞大、成本高昂的缺点。集成鉴相芯片是一种简单经济的相位检测方法,当前集成鉴相芯片种类很少,主要有AD公司生产的AD8302等。AD8302应用于磁感应测量中例子屡见不鲜,但AD8302分辨率只有0.5°,精度较低[9]。
本测量装置采用美国Mini-circuit公司最新推出的无源鉴相芯片SYPD-1,该芯片鉴相精度达到0.03°,且为无源器件,使用简单方便。因此,整个测量装置具有小型化和高精度的特点。
1 测量原理
图1为测量装置原理框图。信号发生器输出2路频率为21.4 MHz的正弦波信号,一路输入激励线圈产生主磁场。2个梯度检测线圈分别放在激励线圈的上下侧,3个线圈同轴,被测物靠近其中一个线圈。2个线圈同名端连接在一起,2个梯度线圈的检测信号输入后方的差动放大器,主磁场被抵消,被测物产生的扰动磁场信号被放大。放大器的输出信号经过滤波以后,送入鉴相器的一个输入端,信号发生器输出的另外一路参考信号送入鉴相器的另外一个输入端。鉴相器可以检测出2路输入信号的相位差(与被测物电导率有关),并转换成与相位差成比例的模拟直流电压信号。此信号经过AD转换以后送入单片机。单片机将数字信号校准处理以后换算成相位差,送给显示模块显示。
2 系统设计
2.1 线圈设计
线圈结构如图2所示。激励线圈和2个梯度线圈都和有机玻璃套筒通过螺纹连接在一起,3个线圈之间的距离可以任意调节。有机玻璃套筒又固定在塑料平台上(如图中白色部分所示),另外一个梯度线圈在塑料平台下(图2中未显示)。线圈采用0.8 mm铜漆包线绕制,激励线圈30匝,梯度检测线圈21匝,所有线圈直径Φ=79 mm。激励信号输入到中间的激励线圈,被测物放在其中一个梯度线圈的上端。2个线圈同名端相连,2个梯度线圈的信号输入到后面的差动放大器。
2.2 差动放大电路
本系统工作频率为21.4 MHz,必须采用高带宽的运算放大器。由于线圈受到的干扰因素很多,必须采用高共模抑制比的放大器,因此选用AD公司生产的高性能运放AD8130。AD8130在增益为1时,带宽为270 MHz,转换率为1 090 V/μs,CMRR为94 d B(最小值),1 MΩ高输入阻抗,差分。AD8130只需要外接2个电阻就可以调节增益,连接电路如图3所示。
2.3 鉴相器
鉴相器是本系统的关键元件,其线性度和灵敏度直接关系到测量精度。本系统选用了美国Mini-circuit公司的SYPD-1型鉴相器(如图4所示)。SYPD-1是一款无源鉴相芯片,可以将2路输入的同频率正弦信号的相位差转换成与之成比例的直流电压输出。SYPD-1的鉴相频段范围为1~100 MHz,2个输入信号的隔离度在40 d B以上,灵敏度为8 m V/(°),直流电压输出范围为-1 000~1 000 m V,直流输出偏差典型值为0.2 m V。SYPD-1要求输入信号功率为7 d Bm(约为1.64 VPP)左右,输入阻抗50Ω。经实验发现,输入信号幅度超过1.64 VPP,输入信号失真,过小导致输出电压范围缩小,分辨率降低。在实验过程中发现,2路输入信号的幅度必须一致,否则会造成误差。
2.4 模数转换电路和单片机连接电路
SYPD-1鉴相电路中AD转换器的选择也很重要,如果AD分辨率低于SYPD-1的分辨率,那么整个电路的分辨率反而降低。SYPD-1的输出偏差典型值为0.2 m V,输出范围为-1 000~1 000 m V,由此可计算出分辨率为2 000/0.2=10 000,所以必须选择大于12位的AD。本测量电路使用的AD公司生产的AD7705。AD7705是16位分辨率的A/D转换器,2通道全差分模拟输入,使用+5 V单电源,主要应用于低频测量。它利用了∑-Δ转换技术实现了16位无G失代码性能,三线数字接口,可以通过串行输入接口由软件配置芯片的增益值、输入信号极性和数据更新速率,非常灵活方便,具有自校准和系统校准功能,能够消除器件本身和系统的增益以及偏移误差[10,11]。
单片机使用了宏晶单片机STC89C51RC+,兼容传统51系列单片机。AD与单片机连接电路如图5所示。单片机通过DIN、DOUT、SCLK 3条线与AD7705串行通信,用于设置AD7705内部寄存器等,并读取其转换的16位数据。RE-SET7705用于上电复位AD7705,DRDY连接到AD7705输出的转换完成信号,AD7705每转换完成1次,就会输出1个触发信号,此触发信号会触发单片机中断,单片机在中断服务程序中读取转换数据。DINLED、LOADLED、CLKLED分别连接到显示模块的数据线,控制显示模块显示相位差数据。
3 实验结果
3.1 线性度测试
为了测量系统的线性度,在系统处于无待测物状态下,将信号发生器输出的相位差为40°(抵消系统相位偏差)、频率为21.4 MHz的2路正弦信号输入到测量装置。每次将信号源的相位差调整增加1°,直到50°。对于每一个信号源相位差,使用本测量装置测量10次,并计算平均值。最后得到的线性度曲线如图6所示。
3.2 电导率分辨能力测试
分别配置3种200 m L Na Cl溶液,电导率分别为0.5、1.3、7.8 S/m,分别模拟不同的生物组织。使用本测量装置测量3种Na Cl溶液产生的相位差。测量时,将装有待测溶液的烧杯放置于某一梯度线圈的上部,并同轴,每次保持位置不变。对于每种溶液测量10次相位差,并计算平均值,测量结果如图7所示。按照电导率从小到大,3种Na Cl溶液产生的相位差依次为0.768 81°、0.869 03°、0.886 61°。
4 讨论
从实验结果来看,本文建立的磁感应测量系统的线性度非常好,对不同溶液的电导率有一定的分辨能力。但是在实验中也存在一些问题:(1)电导率分辨率不高,对于生物组织的较小电导率范围为0.02~2 S/m,分辨能力不足;(2)系统整体漂移较大,在实验中经过测试,系统在1 h内的相位差漂移为0.047°。
造成这些问题的原因主要是:(1)线圈没有找到主磁场抵消最大的相互距离,主磁场没有完全抵消,以后还要继续调整;(2)差动电路与线圈之间较远,之间的连线较长,信号衰减较大,受到的干扰较大。下一步工作将优化鉴相器与AD的电路设计,采用4层板,使AD7705受到的干扰最小,这样才能达到较高的精度,经过改造后磁感应测量装置性能将会得到很大提升。
参考文献
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测量磁感应强度的方法 篇10
我国城乡各地采用饰面砖装修外墙的工程迅速增加.与此同时,饰面砖起鼓、脱落等质量事故也不断增多,许多耗巨资装修的建筑物变得面目全非.这不仅影响环境美观,而且威胁到人身安全;工程的维修和返工也造成了很大的经济损失。饰面砖粘结强度太低是一个重要原因,因此饰面砖粘结强度的检测尤其重要。而饰面砖粘结强度的数据是否准确可靠,与所用计量仪器是否准确以及测量不确定度评定是否合理密切相关。本文就饰面砖粘结强度检测的不确定度分析进行探讨。
2 测量方法
2.1 测量仪器
粘结强度检测仪,符合现行行业标准《数显式粘结强度测定仪》JG 3056的规定,经检定合格并在有限期内使用;
钢直尺,精度为1mm,经检定合格并在有限期内使用;
标准块,规格为40mm×40mm,用45号钢或铬钢制作的;
胶粘剂,粘结强度宜大于3.0MPa。
2.2 测量依据
JGJ 110-2008《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》
3 测量原理
按照JGJ 110-2008《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》,饰面砖截面为矩形,单个饰面砖粘结强度以试验过程最大粘结力除以试样断裂面积表示,分别用直尺测量断开面每对切割边的中部长度(精确至1mm)作为试验断面边长。每批应取一组三个试样,取平均值作为试验结果。检测结果见表1。
4 数学模型
undefined
式中:Ri—第i个试样粘结强度(MPa)
Xi—第i个试样粘结力(kN)
Si—第i个试样断面面积(mm2)
ai—第i个试样断面边长1(mm)
bi—第i个试样断面边长2(mm)
按照相对不确定度表示,得
uundefined(R)=cundefineduundefined(X)+cundefineduundefined(S)+ cundefineduundefined(r)
式中:urel(R)—合成标准不确定度
urel(X)—粘结力不确定度分量
urel(S)—试件断面边长测量不确定度分量
urel(r)—重复性测量影响分量
5 测量不确定度分量
5.1 粘结力测量引入的不确定度分量urel(R1)
粘结力的测量不确定度来源于仪器校准引入的不确定度及仪器的测量不确定度。
(1)仪器校准引入的测量不确定度U1rel(R1)
根据检定证书,可知仪器校准的不确定度U95=0.3%,按照正态估计,标准不确定度为:
undefined
K为标准正态分布函数。下同。
(2)仪器的测量不确定度U2rel(R1)
根据检定证书,数显粘结强度检测仪的最大误差为1%,以矩形分布估计,标准不确定度为:
undefined
二者的合成标准不确定度为:
undefined
5.2 试样断面边长a测量引入的不确定度分量,urel(a1)
(1)钢直尺的误差导致的不确定度,u1rel(a1)
钢直尺的最大允许误差为+1mm,以矩形分布估计,则
undefined
(2)人员读数误差引入的不确定度,u2rel(a1)
钢直尺的分度值为1mm,读数误差限为1mm,可认为绝对误差值为0.5mm,以矩形分布估计,则:
undefined
两者的合成标准不确定度为:
undefined
5.3 同理可得另一断面边长b测量引入的不确定度分量,
undefined
5.4 面积的合成相对不确定度urel(A)=urel(a)+urel(b)=0.597%+0.645%=1.29%
5.5 温度效应修正引入的标准不确定度
在标准规定的温度条件下进行饰面砖粘结强度检测,而且整个试验过程在5分钟内完成。因此,由温度变化所引入的不确定度忽略不计。
A类评定:
undefined
undefined
式中:S(x)-实验方差
n-试件数
xk-单块强度值
5.6 该组饰面砖粘结强度的标准不确定度
undefined
5.7 标准不确定度undefined
5.7 扩展不确定度
取包含因子k=2,于是:U=2uc=0.12MPa
5.8 测量不确定度报告
饰面砖粘结强度R=(0.7±0.12)MPa。其中扩展不确定度U=0.12,是由标准不确定度uC=0.06,乘以包含因子K=2得出的。
6 结束语
有效的质量控制体系,必须包括对测量不确定度的评定,因为通过对控制结构赋予一个分析和评定的区间,可以保证测量设备和测量过程始终满足其预期的需求,从而保证测量结果的有效性。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ 110-2008建筑工程饰面砖粘结强度检验标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
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