电子测量技术调研报告.docx

电子测量技术调研报告 调研人：大连海事大学、电子信息工程2220111589张笑莹调研时间：2013年6月12日星期三一、引言二、电子测量技术的发展现状三、电子测量技术在通信领域的应用四、电子测量技术的关键技术五、电子测量技术的发展趋势六、参考文献 一、引言随着通信领域的蓬勃发展，电子技术的发展极大地推动了电子测量技术的发展，很多工程上的问题随着电子测量技术和仪器的出现被迎刃而解。一个国家电子测量仪器的发展水平就决定了一个国家的测量水平。而测量水平的高低往往会影响到通信等领域的发展，因此，目前大部分国家都致力于设置专门的研究机构，探索新的电子测量技术，来保证自己的电子测量水平始终处于领先地位，整个电子测量产业竞争日益激烈。可以说，没有了测量技术，我们就不能自由的通信，通信的质量就得不到保证。电子测量技术的一系列特点，使它广泛应用于自然科学的一切领域大到天文观测、宇宙航天，小到物质结构、基本粒子，从复杂深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门，都越来越多地采用了电子测量技术和设备。电子测量技术的发展是与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动的一方面电子测量技术的发展为自然科学特别是电子学的研究、实验、分析和检验提供了条件，另一方面自然科学的发展特别是电子科学技术的发展向电子测量技术不断提出新课题。同时，近代电子学、计算科学、物理学和材料学等的发展又反过来为电子测量提供了新理论、新技术、新工艺、新材料、新器材，形成了相辅相成不可分割的关系。二、电子测量技术的发展现状电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展和最新电子技术的发展基础之上的。广义地说，凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入 21 世纪以来 ,科学技术的发展已难以用日新月异来描述 。新工艺 、新材料 、新的制造技术催生了新的一代电子元器件 ,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势 。现在一些比较先进的电子测量仪器均用集成电路做成，并且有了智能功能，特别是在尖端技术和现代化的工农业生产中，集成电路测量仪器的优势更为明显。例如，一个射程为八千公里的洲际导弹，如果航向误差有0.03度，也会造成导弹偏离目标5一8公里，那样，导弹的威力将大为降低，甚至起不到作用。制造炸药的甲苯，在生产中测量温度如有一定的误差，也可能造成严重的事故。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。1. 国产矢量网络分析仪的研制成功2. 掌握了调制域测试技术。（研制成功调制域分析仪调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术， 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz2.5GHz的调制域分析仪，达到国外同类产品的水平，填补了国内空白，为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/31/2的测试手段。为了更好地满足测试需要，下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。）3. VXI总线技术取得重大进展4. 电子测试仪器向毫米波推进5. 通信测量仪器达到高技术水平（无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪、误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等）6. 数字化仪器迅速发展（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、数字化视音频测量仪）三电子测量技术的工程应用省时、省力外,还可减少测量过程中人为的误差。例：海缆故障定位海缆故障点的探测方法很多，常用的方法有光时域反射仪(OTDR)测试法、电压测试法、电容测试法、音频测试法和线路监控系统测试法。1. OTDR测试法光时域反射仪(OTDR)通过发送光脉冲进入被测光纤，由于受到散射粒子的散射，或遇到光纤断裂面产生菲涅尔反射，利用光束分离器将其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光送入接收器，再变成电信号并随时间的变化在示波器上显示。2.电压测试法电压测试法是通过一个恒流供电电源，得到海缆站到故障点间的电位差，由电压与电流之比可得到从海缆站到故障点间的电阻，从而得到海缆站与故障点之间的距离。3.电容测试法电容测试法是通过测试海缆站到故障点之间的供电导体(铜导体)和接地体(海水、大地)电容，将测试的电容值与海底光缆出厂时的参数比较后，即可得到故障点与测试点之间距离。4.音频测试法音频测试法是将一持续音频电脉冲从海缆一端的供电导体输入，维修船可用探测仪追踪此信号，沿海缆探测，在故障点处，由于供电导体与海水的接地，测试脉冲信号消失，从而得到故障点位置，测试范围一般小于300km。5. 线路监控系统测试法线路监控系统测试法是利用线路监控设备周期性地对所有的中继器进行测试并与纪录进行比较，当一个中继段内的光缆发生故障使光纤受到轻微损伤或断裂时，线路监控设备会立刻显示中继器中相应的指标变化的状况，即可自动告警。这种方法的测试范围是一个中继段。四、电子测量技术的关键技术1.计算机技术特别值得一提的是，在军工等特殊行业，测试数据的安全性和保密性要求格外重要，为此在仪器上设计了可卸出的硬盘(如PNA 矢量网络分析仪和Infiniium 示波器) ，使工作人员在实验室完成测试任务后，卸出硬盘，单独运输仪器至测试现场(如战地) ，再由操作人员取出随身携带的硬盘装入仪器，再进行现场测量，从而保证了数据的安全性和保密性。2. 测试及仿真软件技术仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。硬件的模块化设计，使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件，从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案。3. 软件无线电技术将大量的数字信号处理功能和数据分析功能充分展现在计算机软件之中，通过与不同的数据采集前端相结合，组合出不同功能的矢量信号分析仪。 4 人工智能技术利用人脑机制与生物DNA芯片的有机智能，与电子，光子计算速度的无机智能的高效、能动优势相结合，并使材料智能化，将其应用于电子测量设备，使电子测量设备高度智能化的分析处理数据。5. 自动校准技术由于智能化芯片和材料的应用，使得自动校准技术得以应用，在仪器分析设备的同时也能对自己本身进行检测，对自己进行自动校准，提高了测量效率。6 更便捷的人机交互技术 通过语音，触摸屏，无线遥控等方式对设备进行操作，对于输出结果，可以以表格，图像等更加直观的方式输出，以便于人工的后期处理。五、电子测量技术的发展趋势 我国测试技术已经进入标准化设计阶段，而且已采用了工业界先进的计算机I/O总线标准和数字化总线、仪器总线相结合的标准，逐步接近国际先进水平。任何技术的发展均取决于社会发展的需求。根据安捷伦公司在1996年对检测成本统计：硬件成本6%，检测开发24%，检测操作57%，维护成本占13%。除了硬件成本外，其它三项基本是软件开发、维护、操作成本。因此，对TPS的开发、移植、维护、重用，应是测试系统的重要研究内容。（见参考文献英文版划线部分）1. 量限扩大化趋势2. 集成化模块化趋势 便携式仪器越来越多，使用者要求集成化、微型化，例如简单的数字温度计、湿度计等，成本低，可靠性高；仪器模块化，可以方便安装选件，可以方便升级，可以方便故障诊断和维修。3. 智能化趋势具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能。4. 数字化趋势随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，“仪器=AD/DA+CPU+软件”，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。5. 虚拟化趋势6. 网络化趋势通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器，使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。7. 跨专业多功能化趋势一台仪器，可测量多种参数，具有多种用途，而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资，节省空间，携带使用方便 六、参考文献1 张华新，计算机基础，高等教育出版社，2006年2 张新新，通信技术，人民教育出版社，2005年3 邱云飞， 电子技术，电子工业出版社，2008年4 张月婷，电子测量技术，人民邮电出版社，2008英文文献：About GPS-RTKSUMMARY TransformsAlong with the traditional mapping technology to the digitized mappingtechnology face the 21st century our country project survey technology trend of developmentand the direction is: Survey data acquisition and processing automation solid current eventsdigitization Survey data management scientific style standardization standardizationSurvey data dissemination and application network diversification socialization. The GPStechnology the RS technology the GIS technology the digitized mapping technology as wellas the advanced ground survey instrument and so on will be widespread apply in the projectsurvey and will display its leading role. Our country tunneling survey has the comparativelyglorious history and the rich experience according to has counted new China to establish 50for many years altogether constructs the railroad tunnel already surpasses 5000. In oncentury 80s our country already became in the world one of railroad tunnel most countriesspecially grew up the tunnel survey technology new method application aspect to yield manyimportant results accumulated the precious experience once won nation various advance intechnology the great honor. This article divides into two parts the first part makes thecorrelation to the tunneling survey method and the computation the introduction mainlydivides into three bulks: On surveys underground survey and relation survey. But theyseparately introduced on controls the survey the underground control surveys and relates thesurvey and they separately links up the precision to the tunnel the influence. Moreover thethird chapter specially introduced the tunnel links up the survey the plan choice and the errorestimated. Front because this is the tunnel links up an extremely important work which thesurvey begins must carry on it carries on or not can directly affect the risk which links up tothe tunnel. If does not carry on the error to estimate but directly carries on the survey has thepossibility to be able very much insufficiently to create because of the precision links updefers to the request to carry on with difficulty even possibly causes the project to carry onwith difficulty. But on the error estimated itself says certainly cannot affect the tunnel to linkup the precision it only is one kind of probability but may provide the method direction pathto us. Fourth chapter through the special study further the knowledge which surveys thetunnel brings into line with to the concrete project. Involves to GPS in the projectapplication. Because brings the mapping profession along with the modern science andtechnology development the development mainly is surveys and draws the method and thetool development. The GPS application has brought a new reform in the middle of thegeodetic engineering for the mapping profession. Utilization links up in the work in the tunnel.In the very great degree provides the stability the convenience and so on the safeguard.Specially in special skill tunnel application because it does not need the intervisibility thecharacteristic compares with the traditional survey method has very many superiority.Therefore this topic chooses quotNorth the Tianshan Tunnel To construct GPS To control NetEstablishment And Error Estimatesquot. Links up in the survey foundation in the traditionaltunnel comprehensively to contact the new survey development direction is letting the readerunderstand the tunnel surveys simultaneously the attention new technology surveydevelopment direction. Because myself ability is limited in the article has many deficiencyhoped fellow teachers give the precious comment. The flaw exists which to the article in orwrongly gives the criticism to point out mistakes.Key Word：GPS-RTK；SURVUY The RTK technologys appearance enabled the construction lofting to have theunprecedented development not only has overcome the traditional lofting law and thecoordinate lofting method shortcoming moreover had the hour of observation to be short theprecision high did not need the inter visibility the scene to gi