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測量系統范文第1篇

針對傳統心率測量受專業知識和工作環境的限制，設計一種低功耗心率測量智能穿戴系統。該設計以STC15W401AS單片機為控制核心，采用NJL5303集成收發光電傳感采樣脈搏信號，經二階帶通濾波放大處理后由微控制器處理得到心率值，通過藍牙無線通信將結果發送到手機端App軟件顯示。系統可開發為指套、手環、腳環和耳釘等產品，在不影響使用者日常活動的情況下，可以長時間對心率值進行實時測量，具有較高的實用性。

關鍵詞:

智能穿戴;心率測量;光電傳感器;藍牙通信;單片機

隨著國民生活水平的不斷提高，人們對健康的意識也不斷加強。受專業知識、儀器設備和工作環境等條件的限制，在醫院進行檢測身體指標的傳統方式已經遠遠不能滿足日常生活自我保健的需求。為此提出一種基于智能穿戴的心率測量系統設計方案，以STC15W401AS單片機為控制核心，采用反射式光電傳感器為脈搏信號采集方法，通過將傳感單元佩戴于手指、耳垂等處，在不影響使用者日常活動的情況下，實時測量心率，并通過藍牙通信與智能手機互聯，將實時的數據結果顯示在智能手機上。

1心率檢測方法

傳統的心率測量方法有心電圖信號法、壓電法等，受使用條件的限制，這些方法一般只在醫院臨床方面應用。光電容積脈搏描記法（PPG）是一種新的測量方法，被廣泛應用于智能穿戴設備上，傳感部件由光電發射器、接收器組成。根據該傳感部件與人體接觸部位不同有透射式和反射式兩種，其中透射式適合安放在人體組織比較薄的耳垂等位置，反射式則無此要求，使用更為靈活。反射式光電積脈搏法的工作原理是當脈搏隨心臟的搏動而呈現周期性變化時，動脈血管的容積也隨之呈現周期性的變化，利用人體組織在血管搏動時造成吸光率的不同進行心率測量。依據朗伯-比爾定律（Beer-Lambert）,入射波長為λ、光強為I0的線垂直照射人體表皮動脈血管，通過血液的散射、吸收后接收管接收到的光強為（1）其中εa為動脈血液總吸收常數，ca為動脈血液濃度，va為動脈血液容積。當反射區動脈血管容積變化Δv時會引起接收管光強電流ΔI變化，并有（2）藉此可知，當動脈血液容積變化時會導致接收光強成正比變化，從而將動脈容積變化率轉化為電流強度變化率，對該變化電流信號拾取可實現心率信號的檢測。

2系統設計

若要在不影響使用者日常活動的情況下，能長時間實時測量心率，因此設計上要求結構巧、體積小、重量輕、攜帶方便，同時由于受使用環境的限制，應采用電池供電，故還要求系統耗電要低。考慮到使用人群的不確定性，操作上應簡單明了，測試結果直觀。系統設計框圖如圖1所示。系統通過反射式光電傳感器感知人體脈搏信號的變化，并將其轉換為電信號，經過后級電路濾波、放大后輸入單片機內部進行A/D轉換。在單片機內部通過算法計算出人體實時心率、平均心率，并將結果通過藍牙通信傳輸智能手機顯示，實現人體脈搏心率實時監測。

3硬件設計

3.1光電傳感器

使用反射式光電傳感器采集人體的脈搏信號并轉換成電信號。光電傳感器分發射源、受光源兩部分。研究表明500~700nm光源光波對動脈血中氧紅蛋白有較好的選擇性，560nm波長光波能反映皮膚淺部的微動脈信號，適合用于提取脈搏信號。選用JRC公司NJL5303收發一體反射式光電傳感器，其發射光源波長570nm，體積尺寸僅為1.9×2.6×0.8mm。NJL5303發射管工作電壓設定為2V，工作電流設定為8mA，具體光電檢測電路如圖2所示。

3.2信號處理電路

光電傳感器感知輸出的脈搏電信號非常微弱，且容易受到干擾，因此需進行濾波和放大。圖3為脈搏信號放大、濾波電路，主要以運算放大器為核心的2級結構完全相同的帶通濾波、放大電路構成。選用型號為MCP602運算放大器，其為軌到軌輸出的高精度運放，2.7~6V單電源供電，增益帶寬為2.8MHz。經過C1、R1組成無源高通濾波器，濾除傳感器輸出信號VO中的直流分量，U1A、R2、C2組成有源低通濾波器濾除VO中包含50Hz在內的高頻干擾并將其放大。該電路高通截止頻率fH、低通截止頻率fL、增益G分別為（3）U1B為核心組成第二級濾波放大電路，性能參數同U1A。兩級放大電路總的增益可達到10201（≈80db）。光電傳感器輸出的毫伏以下的信號到圖3電路后，經U1放大可輸出伏特級信號送后級電路處理。

3.3USB充電電路

該設備采用鋰電池供電，通過USB口進行充電，設計由MCP73831組成的USB充電電路如圖4所示。MCP73831為單芯片鋰、鋰聚合物電池充電電路，SOT-23-55腳小尺寸封裝可選，充電電壓4.2~4.5V可選，充電電流通過外接電阻可在15mA~500mA編程設定。

3.4主控電路

主控制電路控制器選用STC15W401AS新型8051內核單片機，該單片機為增強型8051內核單片機，可在2.5~5.5V寬電壓范圍工作，功耗低。單片機內置512個字節SRAM數據存儲器，2KB個FLASH程序存儲器，8通道10bitA/D轉換器，使用串口IAP在線下載程序，SOP16腳封裝，體積小巧。設計主控電路如圖5所示，傳感器感知脈搏信號Vsensor輸入到單片機的P1.0口，該口同時也是ADC0輸入引腳。本設備不帶顯示單元，測量結果通過藍牙方式傳輸到智能手機，通過在智能手機上運行App顯示測量結果。為實現與智能手機間的無線數據傳輸，主控電路設計藍牙接口連接XM-15B藍牙模塊。該藍牙模塊支持藍牙2.1協議，模塊無需編程，控制器通過串口給模塊發送AT命令直接配置即可使用。

4軟件設計

4.1心率測算方法

心率有瞬時值測量和平均值測量。類似信號頻率測量法，通過在單位時間內統計輸入脈搏信號的個數并通過公式計算后即可得到心率瞬時值IHR（4）式中T為單位時間1秒，N為單位時間統計的脈搏脈沖個數，單位為bpm(beatperminute)。此法受元件特性及外界干擾較大，可靠性差，統計測量時響應差，故測量精度度和魯棒性較差。兩相鄰脈搏波（R波）之間的間隔時間為脈搏周期THR，若f0為頻率遠大于IHR的脈沖，并以THR為閘門時間對f0進行計數，計數值為N，顯然（5）可以得到IHR為（6）對比公式（6）、（5）可以發現，（6）式T0<<T，因此具有更快的測量響應速度，尤其是當測量IHR平均值時。

4.2軟件設計思路

依照（6）式編寫IHR測量程序，實現思路為啟動單片機定時器定時（分辨率1uS），Vsensor脈搏信號輸入單片機內部比較器，當輸入信號幅度超過比較器設置閥值后比較器狀態產生翻轉，將其整形為矩形波。比較器每次發生翻轉觸發中斷，通過中斷服務讀取定時器計數值，并與上一次讀取到的計數值相減后得到N，代入（6）式即可得到瞬時心率值IHR，多次累加除權后可得到其平均值，程序流程圖如圖6所示。

5結語

依據以上原理及電路設計實測模擬信號波形如圖7所示。本系統可以實時測量人體心率，結果及時顯示在智能手機上，數據信息讀取方便。將系統應用于智能穿戴設備之上，可以制作成手環、腳環等產品，亦可以制成耳釘或植入耳塞，具有體積小、成本低、實用價值高等特點。

參考文獻

[1]徐禮勝,靳雁冰.多傳感器融合的穿戴式心率監測系統[J].哈爾濱工業大學學報,2015,47(05):97-103.

[2]靳雪斌.基于光電容積脈搏波形描記法的智能嬰兒腳環設計[D].開封:河南大學,2016:5-6.

[3]龔渝順,吳寶明,高丹丹等.一種抗干擾穿戴式血氧飽和度監測儀的研制[J].傳感技術學報,2012,25(01):6-10．

測量系統范文第2篇

關鍵詞: 城市規劃; 測量放樣 全球定位系統 RTK測量系統

1 RTK 技術概述

(RTK)測量系統, 是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合, 是GPS 測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術, 其基本思想是: 在基準站上設置1 臺GPS 接收機, 對所有可見GPS衛星進行連續地觀測, 并將其觀測數據通過無線電傳輸設備,實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上, GPS 接收機在接收GPS 衛星信號的同時, 通過無線電接收設備, 接收基準站傳輸的觀測數據, 然后根據相對定位原理, 實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結果, 便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況, 實時地判定解算結果是否成功, 從而減少冗余觀測量, 縮短觀測時間。

2 RTK 技術在城市規劃測量中應用

2.1 控制測量

城市控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點, 城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導線大多位于地面, 隨著城市建設的飛速發展,這些點常被破壞, 影響了工程測量的進度, 如何快速精確地提供控制點, 直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量, 要求點間通視, 費工費時, 且精度不均勻。GPS 靜態測量, 點間不需通視且精度高, 但需事后進行數據處理, 不能實時知道定位結果, 如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術將無論是在作業精度, 還是作業效率上都具有明顯的優勢。

自引入RTK 測量技術以來, 作者多次對市區原GPS 點及I、II 級導線點進行檢驗, 其部分檢驗值較差見表1。

表 1 部分檢驗較差表

從表1 可以看出, RTK 測量的同一點位相對于靜態GPS觀測點基本上是一致的, 其坐標差值較小;而對于常規儀器觀測的I、II 級導線來說有部分相差較大, 這也可能是常規測量的誤差積累所引起的。由此可見, RTK技術可用于常規的控制測量, 它將對傳統逐級布網的理念予以更新。

2.2 規劃道路中線放線

RTK測量技術用于市政道路中線放樣, 放樣工作一人也可完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK 的外業控制器, 即可放樣。放樣方法靈活, 即能按樁號也可按坐標放樣, 并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位, 便于前后左右移動, 直到誤差小于設定的為止。

2.3 用地測量

在建設用地勘測定界測量中, RTK 技術可實時地測定界址點坐標, 確定土地使用界限范圍, 計算用地面積, 在土地分類及權屬調查時, 應用RTK 技術可實時測量權屬界限、土地分類修測, 提高了測量速度和精度。

2.4 建筑物規劃放線

規劃放線既要滿足城市規劃條件要求, 又要滿足建筑物本身的幾何關系, 放樣精度要求較高, 同時要求工期緊, 作者曾對某小區采用GPSRTK 儀器進行放樣, 該小區場地平整, 視野開闊, 有規劃建筑12 棟, 在放樣的同時, 使用Topcon 全站儀進行檢測, 檢查結果如表2:

表2 點位、高程檢測精度統計表

點位中誤差m=0.010, 高程中誤差m=0.013.計算公式:m=±([vv]2/n), v, V 分別為點位和高程較差;n 為檢查點數。

從以上數據分析表明, RTK 測量結果與全站儀測量結果互差均在厘米級, 其中點位較差最大2.6cm, 高程較差最大為3.2cm, 點位中誤差為0.01m, 高程中誤差0.013m, 完全滿足測量放線的精度要求, 因此, 使用GPSRTK 進行規劃放線, 在場地條件好, 保證點位精度收斂高的情況下, 能滿足規劃放線要求。

3 結論

測量系統范文第3篇

1盤式分流器的設計

1.1盤式分流器的原理設定電阻材料的導磁率為μ，電阻率為ρ。電流從圓盤的中心到達分流器時開始穿過電阻膜，對稱地由中心向四周流動，電流密度均勻。這一過程與電磁波沿傳輸線傳播類似。電感分析圖見圖1。

1.2盤式分流器的結構設計盤式分流器一般為薄膜金屬圓盤(環狀圓盤)，內外邊緣可作為電流的輸入端(例如，內外邊緣分別連接同軸電纜末端的內外導體)，同時也作為測量端。電流在薄的電阻盤中徑向均勻流動，測量信號受雜散電感影響很小，適用于測量快速變化的電流。盤式分流器也可由大量小阻值電阻并聯組成，電阻的一端在圓心相連，另一端連接成圓盤的外環。本文采用全金屬材料、并聯寬頻大功率小電阻設計了一種盤式分流器。盤式分流器主要包括依次連接的上面板、紫銅圓盤、電阻和下面板。上面板輸入端的丁頭正端與紫銅圓盤中心孔通過電路焊接連接;紫銅圓盤邊緣與12個電阻電路焊接連接，電阻另一端焊接到下面板邊緣;紫銅圓盤中心孔與下面板的輸出端N型頭的正端電路焊接連接。盤式分流器結構效果圖如圖2所示。上面板結構如圖3所示。上面板由兩部分組成，兩部分之間為機械螺絲連接，方便組裝。上面板整體為長方體，中心凹進為圓柱體。上面板正面連接同軸丁頭，丁頭的負端與上面板整體導通。上面板圓柱體邊緣留有等分的12個凹進去的長方體，為電阻焊接留下足夠的空間。紫銅圓盤結構如圖4所示。紫銅圓盤的中心孔與上面板丁頭的正端、下面板N型頭的正端通過銅線電路焊接在一起。紫銅圓盤的邊緣有等分的12個圓孔用來固定和電路焊接的12個電阻。紫銅圓盤上還有2個固定通孔，用絕緣螺絲固定在下面板上。電阻的組裝方式如圖4所示。先在紫銅圓盤和下面板的12個圓孔上螺絲固定紫銅片，再將電阻一邊焊接在紫銅圓盤的固定紫銅片上，另一邊焊接在下面板的固定紫銅片上。下面板結構如圖5所示。下面板正面連接同軸N型頭，N型頭的負端與下面板整體導通，N型頭正端與紫銅圓盤中心孔相連。盤式分流器實物圖見圖6。其中大電流由前面板的丁頭輸入，經過丁頭正端流到紫銅圓盤，經過12路電阻到下面板，下面板與上面板是相通的，電流回到上面板，即丁頭負端，形成回路。下面板的N型頭正端從紫銅圓盤電阻端、負端從下面板采取電壓信號。此盤式分流器即可實現將大電流轉化為電壓進行測量。

1.3盤式分流器特點電阻為VISHAY公司的CSM系列電阻，阻值為0.12Ω，可通過最大電流為10A或者功率為20W。此盤式分流器具有以下優點:1)電阻排列及接口設計均用同軸結構，對稱性好，外部采用金屬圓桶，能減少分布參數影響，屏蔽雜散磁場，趨膚效應好。信號經同軸接口輸出，失真度小;2)各部件由紫銅制成，表面鍍銀，導電性好，整體結構都為金屬材料，散熱性好，能長時間測量而不影響測量精度;3)采用大功率、頻帶寬的穩定電阻，長時間通過電流不會因過度發熱而導致電阻值發生改變并影響測量數據。

1.4數據采集卡測試系統中的電壓頻率最高達到10kHz，其波形持續時間短，很難精確測量。為此我們選定美國Dy-namicSystem公司型號為CS1622的高速數據采集卡，其采樣速率達到200MS/s，帶寬125MHz，分辨力為16位。高速數據采集卡采用SMA接口，由同軸屏蔽線接到阻抗匹配連接器電壓端N型接口，減小了高頻信號傳輸的損耗和電磁干擾。測量程序采用多次測量取平均值，同時清除噪聲干擾，保證測量數據準確可靠。

2系統組建和測量結果分析

盤式分流器的直流阻值按照直流標準電阻采用直流電流比較儀式電橋校準。其交流電阻采用比較法測量，即標準交流電流源輸出穩定電流依次通過盤式分流器和標準分流器A40B，測量兩個分流器上電壓，因相同電流可由分流器A40B阻值計算得到盤式分流器交流阻值。盤式分流器經計量校準不同頻率點阻值如表1所示。其中不同頻率下盤式分流器的阻值相對變化最大為1.5×10－4，可以看出盤式分流器頻帶很寬，符合大電流的校準要求。測試系統由超級大電流源52120A/脈沖電流源LDI-928-25輸出大電流，經過盤式分流器由數據采集卡測得電壓，計算得到電流值。系統連接圖見圖7。數據采集卡CS1622有軟件GagaScope，可以設置采樣速率、耦合方式等，直接測量有效值、幅值、上升時間、周期等量值，見圖8。實驗中超級大電流源52120A輸出100A，10kHz電流，經過分流器轉化為電壓，在數據采集卡軟件中顯示的波形如圖9所示。經過計算交流電流的數據如表2所示，標準偏差為sn(x－)=7.4×10－5A。交流電流測量不確定度主要有盤式分流器引入的分量、數據采集卡引入的分量、電流源不穩定引入的分量等組成，計算100A，10kHz交流電流測量不確定度為1×10－3。

3結論

測量系統范文第4篇

關鍵詞：綜合物性測量系統 應變片 低溫 超導帶材

中圖分類號：O348 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0105-02

美國Quantum Design公司的綜合物性測量系統（Physics Property Measurement System，PPMS）提供了一個可以完美控制的低溫和強磁場（1.9～300K，0～9T）平臺，對于絕大多數常規實驗項目，PPMS已經設計好了全自動的測量軟件、具有標準測量功能以硬件，如電阻率、磁阻、微分電阻、霍爾系數、伏安特性、臨界電流、磁滯回線、比熱、熱磁曲線、熱電效應、塞貝克系數和熱導率等等。這些測量方法的可靠性和便捷性在過去的十幾年中已經得到世界科學界的認可。

應變是材料和結構設計中一個非常重要的物理參數，超導材料易脆的材料特性和極端的應用條件決定了應變測量在其實際應用中的必要性。現在常規環境下應變測量設備及方法已經發展的極為成熟并得到了廣泛的應用，但對于極端條件（如低溫、強磁場環境）下的應變測量目前尚欠缺一個令人滿意地解決方案，現有的如中子衍射等方案設備昂貴，難以做到普及應用。尤其是目前超導材料相關領域蓬勃發展，其應用的極端條件對應變測量的要求更加迫切。用應變計進行應變測量是非常成熟的測量方法，可以滿足在各種復雜環境下（如高、低溫、高速旋轉、強磁場等環境）的測量要求，并且具有較好的穩定性和令人滿意的測量精度。利用應變計測量方法配合PPMS的良好兼容性可以很好地實現應變的簡易測量，具有經濟適用的特點。

本文通過整合PPMS和應變計的特點，實現了材料在低溫、強磁場背景下的應變測量。文中針對低溫對應變片的影響在該儀器環境下做了標定，并得出了應變片在該條件下溫度補償[1-3]的統計規律。

1 實驗方法及原理

本實驗選用中航電測公司生產的卡瑪箔式應變片，為適應在PPMS較小的樣品腔中測量，我們選用的應變片型號為：BB（BAB）300-1AA-W250（11），靈敏度系數為K=1.87±1%，敏感柵尺寸為：1.1×1.0 mm。貼片膠水采用環氧樹脂。

因為應變片小而薄，便于貼在結構材料上，當材料因溫度改變而產生應變時，貼在其上的應變片也隨之而產生應變，進而應變片的電阻發生變化，則材料應變ε可以表示為：

ε=ΔL/L=ΔR/（K×R） （1）

其中，L為材料初始的長度，ΔL為材料長度的變化，R為應變片的初始電阻，ΔR為應變片電阻的變化，文中設定初始狀態為溫度為293 K時的狀態。

實驗中，我們利用綜合物性測量系統提供的可以完美控制的低溫強磁場環境，以應變片作為傳感器，通過直流電橋放大信號，經過數字萬用表測量并由電腦采集和處理數據，實現了低溫的極端條件下應變的測量。

利用以上方法，我們使用傳統的1/2橋進行測量。如圖1所示，選取一已知應變參數的參照樣品接于電橋AB間，待測樣品接于電橋BC間。測試前，先調節電橋平衡使數字萬用表顯示值為0 mV，測量過程中，通過PPMS程序控制溫度以3 K/min的速度從300 K降到10 K以消除殘余應力影響，保溫10 min使系統達到一個穩定狀態，然后以1 K/min的速度升溫到300 K，選取升溫時的數據為有效數據。則我們可由下式得到待測樣品應變為：

ε=[εref×（1-2Vr）]/（1+2Vr）-4Vr/[K×（1+2Vr）] （2）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout為數字萬用表測得的輸出電壓，Vin為直流電橋輸入電壓，εref為參照樣品的應變參數。

在實際測量中，應變片的電阻不僅是應變的函數，也是溫度的函數。以上方法雖然可以有效地回避了溫度對應變片的影響而直接可得到我們所需的結果，但測量時必須同時在PPMS的樣品托上接一參照樣品，而我們知道，樣品托可以同時接三個樣品，采取以上方法則每次只能測量一個樣品。為使設備資源得到有效利用，我們對以上方法進行了改進，使用1/4電橋，樣品接于BC間，則相應的應變公式為：

ε=-4Vr/[K×（1+2Vr）]-εT （3）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout為數字萬用表測得的輸出電壓，Vin為直流電橋輸入電壓，εT為溫度對應變片的影響。

即我們只需對系統進行標定，測出溫度對應變片的影響，得到溫度補償參數就可實現同時進行三個樣品的應變測量。（如圖1）

經過大量試驗，我們發現測得溫度補償數據后通過公式（3）得到的應變數據與常規方法通過公式（2）得出的數據具有同樣的可靠性。然后，我們充分考慮到實用性，對實驗進行了進一步的簡化，得到了一套直接利用PPMS原有配件的應變測量方法。

由公式（1）可知，我們可以直接通過應變片隨溫度的電阻改變數據得到材料應變數據，而PPMS原有的基于四引線法的直流電阻測量配件就可實現這一功能。

這是一種全新的測量思路，其測量方法極為簡單快捷，理論上只需對選用的應變片進行溫度補償參數標定后就可使用。在這里，材料應變滿足關系式：

εm=ε+εT=（RT-R293）/（K×R293） （4）

其中，εm為測得的應變，ε為材料的實際應變，εT為溫度引起的干擾信號，RT為應變片在溫度T時的電阻，R293為溫度為293K時的初始電阻。

此外，由文獻可知溫度對應變片的靈敏度系數也有一定的影響，研究表明應變片的靈敏系數在4.2 K時比300K時高5%[4]，這一項可根據下式修正：

KT=[1+（T-300）/（4.2-300）×5%]×Kref（5）

其中，KT為溫度T時應變片的靈敏系數，Kref為300 K時應變片的靈敏系數。

下面，我們對式（4）提出的方法進行詳細的介紹，主要包括測量系統的標定，得出相應的應變片溫度補償參數的具體實施方法，并進行該方法的可行性分析。

2 測量系統的標定

實驗中，我們選取鐵、銅兩種材料對測量系統進行了溫度補償參數的標定，以消除溫度引起的干擾，并將最后結果與其他測量方法得到的公認的參考數據進行對比以驗證本實驗方法的可靠性。選取鐵、銅這兩種材料主要考慮其常見且廉價，他們的標準應變數據也經過多次驗證，可直接在美國國家標準局數據[5]中查得。

我們將鐵、銅樣品同時測量，以消除儀器環境及測量誤差。由（4）式可得，銅的實際應變值可由以下式得出：

ε（Cu）=εm（Cu）-εm（Fe）+ε（Fe） （6）

根據上式我們得出銅的應變-溫度曲線，該曲線與標準參考數據曲線如圖2所示。由圖中我們可以看出，該方法測得的數據與標準數據大致相符，計算得誤差為±5%，滿足實驗測量精度要求。（如圖2）

我們在此實驗的基礎上，分別用兩種材料進行了多次重復測量，然后根據式（4），用直接測得的應變減去標準參考值，得出了溫度對應變信號的影響，其結果如圖3中曲線e，f所示。圖中可看出，溫度干擾信號曲線基本重合，這一結果進一步表明了測量方法的可靠性。由于單次測量的偶然性具有較大誤差，根據統計規律，我們對多種材料樣品多次測量的溫度干擾產生的應變數據進行統計平均，得到了最終的該應變片對溫度干擾信號補償曲線。在進一步的實驗中，數據處理時我們運用直接測得的應變數據減去這一統計溫度補償數據得出應變-溫度曲線，如圖4所示，與圖2進行對比可看出數據曲線誤差進一步減小，這說明這一統計平均一定程度上消除了單次測量的偶然誤差。（如圖3圖4）

3 在超導材料應變測量的應用

為了進一步評價該系統的應用性能，我們應用該系統使用這一極其簡易的方法對Bi2223（Ag包套）高溫超導體帶材樣品進行了相應的應變測量。此Bi2223（Ag包套）高溫超導體帶材樣品來源于美國超導公司（AMSC），其應變-溫度曲線如圖5所示，其應變數據與Yamada小組報導的數據[7]相符。這一結果表明該系統可以應用于超導體應變的測量。

4 結論

本實驗采用國產應變片和廣泛應用的綜合物性測量系統較好的實現了低溫條件下材料應變性能的測量，并通過不斷的實驗改進，為超導材料的應變性能提供了一種經濟又簡單的測量方法，易于推廣使用。

參考文獻

[1]尹福炎.電阻應變片的溫度自補償及其它[J].衡器，2009，38（9）：40-45.

測量系統范文第5篇

關鍵字：GPS應用精度

一、GPS概述

GPS系統是美軍于上世紀七十年代初，在“子午儀衛星導航定位”技術上發展起來的一種高科技衛星定位系統，具有全球性、全能型、全天候性的優勢，能夠應用于陸地、海洋、航空、航天的領域的導航定位、定時、測速系統。GPS系統主要有三大子系統所組成：空間衛星系統、地面監控系統、用戶接受系統。空間衛星系統由均勻分布于地球六個軌道平面上的24顆高軌道工作的衛星組成，衛星每十二恒星小時延近圓形軌道繞地球運動一周，由星載高精度原子鐘控制無線電發射機在低噪聲窗口附近發射L1、L2兩種載波，向全球用戶接受系統連續播發GPS導航信號。地面監控系統由美國本土和三大洋的美軍基地上均勻分布的五個監測站、一個主控站和三個注入站構成。地面監控系統用GPS接受系統測量沒課衛星的偽距和距離差，采集氣象觀測數據，并傳送給主控站，主控站將各種觀測數據和衛星工作狀態數據諸如自身的工作狀態數據中，及時的編算出每顆衛星的導航電文并傳送給注入站控制和協調監測站間，注入時間的工作，檢驗注入衛星的導航電文是否正確以及衛星是否將導航電文發給了GPS用戶系統。

二、GPS系統用戶接受原理

（一）GPS接收機

GPS 系統用戶接受主要是通過衛星接受機完成，衛星接收機的基本結構是由天線單元和接收單元兩部分組成。天線單元的主要作用是:當GPS衛星從地平線上升時起，捕獲、跟蹤衛星，并接收放大捕獲到的 GPS 信號。接收單元的主要作用是:記錄GPS接受到的信號并對信號進行解調和濾波等處理，還原出GPS 衛星所發送的導航電文，并解求信號在站星間的傳播時間和載波相位差，在此基礎上實時地獲得導航定位的數據或采用測后處理的方式，獲得定位、測速、定時等數據結果。

（二）GPS 數據處理軟件

GPS 的數據處理軟件是 GPS 用戶系統的最重要部分，其主要任務是對GPS 接收機所獲取的各種衛星測量記錄數據進行“粗加工”和“預處理”，并對所處理得到的結果進行平差計算、坐標轉換和分析綜合處理。解得測站的三維坐標，測體的坐標、運動速度、方向及精確時刻等各項精確信息。

三、GPS系統應用于公路測量的必要性和可行性

（一）GPS系統的優勢

1各測站之間無需進行通視。傳統公路測量過程中各測站間相互通視一直是測量學的益達難題。GPS系統應用衛星傳授信息技術，解決了這一問題，GPS的這一特點，使得測量工作的選點變得更加靈活方便。

2定位精度較高。一般紅外儀標的測量精度為5mm+5ppm，而雙頻 GPS 接收機基線解的精度達到 5mm+1ppm，GPS的測量精度雖與紅外儀相當，但隨著測量距離的加大，GPS 測量的優越性就會愈加突出。

3觀測時間較短。GPS系統在應用于測量的過程中，在小于 20千米的短基線上，進行快速相對定位一般只需 5分鐘的觀測時間。

4能夠提供三維坐標。GPS 系統在繼續測量時，在精確的測定觀測站平面位置的同時，還可以精確的測定觀測站的大致高程，并提供三維坐標。

5操作簡單。GPS 測量就有較高自動化能力，在進行觀測中測量員的主要任務是安裝并控制開關儀器、量取儀器和監視儀器的工作狀態，而其他的觀測工作如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均可以由儀器自動完成。

（二） 常規測量方法的缺陷

1 常規測量方法的規范對附合導線、閉合導線長及結點導線間的長度等有著嚴格的規定，一般對于高等級的公路測量均要求達到一級導線的要求。在這樣的規定下，導線附合或閉合的長度最長不能超過10千米，結點導線的結點間距不得超過附合導線長度的0.7倍。這種嚴格的測量要求在實際的測量作業中一般難以達到，往往會出現超規范作業現象。

2 測量過程中所搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統的測量起算點，國測、軍測、城市各種控制點通常混雜一起，這樣就存在系統間的嚴重的兼容性問題，如果在測量中選擇了不能兼容的起算點，就會嚴重影響到測量質量。

3 地面間測量點之間的通視困難往往就影響了常規測量的實施，一般測量路線的控制點要求布設在距路線300米的范圍內。由于通視障礙的原因，這一條件在實際測量過程中通常難以滿足，甚至在一些大范圍的密林、密灌、青紗帳或居民區等地區，根本就無法實施常規控制測量的要求。

四、GPS系統在公路測量中的應用

（一）線路勘測

通常在公路選線的過程中，往往要按照勘測設計的規范，在盡量少占農田、少拆房屋并盡量利用原有路基的原則要求基礎上進行線路勘測。為了達到準確符合原則要求線路選擇，并設計好道路中線路使其符合設計的整體要求， 我們可以在測量過程中利用 GPS動態RTK 的技術，用GPS動態RTK 接收機做為流動信號接收站接收基站發射信號，沿著原路中線按一定間隔進行采集數據，選擇另一個已知點作為參考站，遇到重要的地物，準確的進行定位，最后將觀測定位數據傳人計算機中，利用 AutoCAD 等計算機應用軟件就可以方便的在計算機進行上選線，從而選出最優的線路方案。

（二）道路的中線測設

公路測量設計人員在大比例尺帶狀地形圖上完成定線后，需要將公路在現場地面標定出來。這項工作就可以采用動態的GPS 測量技術進行，應用GPS技術只需要將中線主點的各個坐標全部輸入到 GPS 的接收機中，GPS系統就會自動定出放樣的各個點位。同時由于每個點位的測量都是獨立精確完成的，這樣就不會產生累積誤差，各點放樣精度趨于一致，保證測量精確性。

（三）公路縱、橫斷面測量

公路中線確定完成后，可以利用中線樁點的坐標，通過計算機繪圖軟件，就可給出路線縱斷面和各樁點的橫斷面的狀態分布。同樣，由于所用的數據都是在測繪地形圖的過程中所采集來的，因此就不需要再到現場進行再次的縱、橫斷面測量，從而大大減少了外出測量工作的作業量。此外如果需要進行現場斷面的測量時，也可采用動態的GPS 測量方法。這種GPS動態測量方法與傳統的測量方法相比，在精度、成本、實用各方面都具有明顯的優勢。

五、結論

在公路測量中廣泛采用GPS 的靜態定位技術和動態定位技術相結合的方法，可以更高效、高精度地完成公路平面的測量工作。在測量過程中采用常規方法和GPS系統相結合的測量方法也可以極大地提高測量效率，并保證測量質量。采用GPS進行公路測量,有不受測量作業區地形條件限制、可全天候作業、所需人工較少、數據傳遞迅速準確等優勢。隨著GPS系統技術的不斷發展,這種先進的測量技術手段會被更廣泛地應用到我國公路勘測工作中去,為我國公路測量提供更高的技術支持，同時也會提供更為準確測量結果。GPS系統目前在公路測量中的廣泛應用，是公路測量領域的一項革命性技術革新，極大地提高了勘測精度和勘測效率。

參考文獻：

[1]JTJ/T 066-98,公路全球定位系統(GPS)測量規范.

[2]賈軍. GPS與高等級公路測量.山西能源與節能, 2005, (1)

[3]王彩霞,薛建成. GPS在公路測量中應注意的問題.交通標準化, 2003, (8)