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  • 现代分析仪器维修手册-实验室常用仪器维护
  • 仪器分析(大连理工大学) 1.2 计算机与仪器分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《仪器分析(大连理工大学) 1.2 计算机与仪器分析.ppt(33页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、15:28:52,第一章绪论,1.2.1...

    《仪器分析(大连理工大学) 1.2 计算机与仪器分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《仪器分析(大连理工大学) 1.2 计算机与仪器分析.ppt(33页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、15:28:52,第一章绪论,1.2.1促进修正机分析的发展1.2.2修正机分析中的修正机应用技术1.2.3修正机的性能指标1.2.4网络中的修正机分析资源,第二节修正机和分析机,iii计算机15336028336052、1.2.1计算机对仪器分析的发展有促进作用,1 .促进仪器分析自动化计算机已经成为分析仪器的重要组成部分,如色谱自动注入器、色谱站、电化学站15336028336052、15336028336052、色谱站、15336028336052、计算机分析仪器站、15:28336052、站、153:283333332 15336028336052,3 .提高仪器性能4 .实现分析仪器。

    2、的智能化、网络化、人性化5 .未来的网络分析实验室用户:传感器校正计算机网络数据网络分析实验室结果资源共享,1533602336052,网络15:2882 1.2.2仪器分析中的校正器应用技术,1 .校正器数据收集和控制校正器:数字符号分析仪器:模拟信号(电压或电流),数字模拟转换器(DAC )作用:将数字信号转换为模拟量转换为模拟量的Analog - Digital Converter (ADC )作用:将模拟量转换为数字信号,实现数据连续收集。计算机、接口、分析设备、接口(信号转换)、15:28336052、15336028336052、DAC原理、15:28336052、DAC原理,各自。

    3、的电阻值对应于“权重”且对重二进制的每一位控制开关。 一开零关。15336028336052、10比特的二进制数字是与DAC转换对应的电压值、15336028336052、ADC (模拟/数字转换器)的原理和作用:将连续的模拟形式的数据转换为不连续的二进制形式的数据实现计算机数据收集。 DAC的逆过程。 种类:积分式:高精度、低速跟踪式:高速且容易受噪声影响的多比较式:最高速、高分辨率依次近似式:高速、高分辨率。15:28:52、ADC原理、数据值,送入DAC,发生Vb,与Vi进行比较,在c满足要求时,输出二进制数字。 类似于天平称量,从大到小。 多比较器式(右图)为10位,需要1023个转换。

    4、器,每个比较器对应1个逻辑输出。 15:28:52,关于问题,(1)在采样保持电路的转换中花费时间,并且在转换时保持输入量。 (2)噪音及其抑制噪音源:电器、马达等。 通过阻抗耦合、电场耦合、磁场耦合等途径进入数据采集系统。 如右图所示,安装屏蔽线,正确接地,屏蔽线与现场连接。 15:28:52、Nyquist采样规则、计算机处理的变量都只能取单独的值、数组;连续量-要无限准确地记述采样间隔为零,则由采样速度、存储空间控制如何确定采样频率以防止信号失真? 采样频率:以最高频率的2倍速度进行采样。 15336028336052,2 .修正机信息处理、(1)图、显示(三维) (2)含量修正运算(3。

    5、)曲线拟合、平滑、插值、导出(4)模拟、预测方法: (1)从实际得到的曲线中找到适合该曲线的数学模型关键:选择正确的数学模型。 例如:可以采用结合了r函数和指数衰减曲线的数学模型的非正规色谱曲线。、15:28:52、曲线平滑、曲线平滑可以从数据集中去除随机噪声,并保持有用的信息,以提高信噪比。 小波动:随机噪声大波动:包含有用信息的方法: boxcar平均化移动窗口的均匀化最小二乘多项式平滑(Savitzky-Golay卷积法),最常用的方法。 注意:不正确的平滑处理可能会将微弱的信号作为噪音处理。 15:28:52、求出信号的导出,除去与背景重叠的峰值的干扰,提高分辨率和灵敏度。 方法:模拟。

    6、微分电路或读出软件。 微分光谱比原光谱对光谱特征微小变化的反应敏感得多,隐藏的光谱特征可以通过对原光谱进行微分来增强。 应用: (1)光谱图、色谱图:重叠峰、弱肩峰的区分;(2)电位滴定曲线的导数曲线容易决定滴定终点。 注意:微分后,原光谱的噪声也增强,高阶导数光谱的噪声更显着增大,解决方法:使原光谱平滑化。15:28:52、多变量解析方法,如何在大量的实验数据中汇总有用的规则,或者发掘有用的信息,多变量解析是一种修正计算机信息处理、信息挖掘技术,特别适合从多种要素影响的大量的实验数据中汇总规则多变量解析应用领域:卫星照片、指纹认证、文字和语音识别、多残奥仪表、处理多变量问题的处理。 分析化学。

    7、应用: (1)多种微量元素的分布与健康(或疾病)的关系;(2)物质中复杂成分的含量分析;(3)各种光谱特征与性质的关系;(4)分子结构与光谱特征的关系。15:28336052、3 .专家系统和人工智能;(1)液相色谱专家系统柱系统推荐软件包色谱条件优化和离线色谱数据校正计算软件包。 (2)基于光谱库的辅助分析系统Munk红外光谱解释程序Sasaki的Chemics-F程序。15:28:52、辅助光谱分析系统基于光谱库辅助分析系统,确定化合物结构:红外、核磁、质谱。 1969年,斯坦福大学的DENDRAL系统1976年,PBM系统,美国Cornall大学,质谱图解析1977年,SISCOM系统,。

    8、前联邦德国煤炭研究所,质谱图解析。 光谱的保存方法:原则:节省空间,无信息泄漏:峰值数据的保存按波长取数据。 查询对比方法(检索): 需要考虑机器误差(峰值、峰值强),判断相似度的定量指标。15336028336052、智能分析仪器映像、15336028336052、1.2.3分析仪器的性能指标1 .信号和噪声、信号:信号定义为分析仪器的响应,理想的是仪器仅响应测量成分的背景信号:没有试样的情况下, 机器产生的信号发生原因:随机噪声空白信号:试样中没有测定对象成分时,机器产生的信号空白信号和背景信号的差异主要是由于试样中的测定对象成分以外的成分的干扰引起的。 样品预处理:使空白信号接近背景信号。

    9、。15:28336052、2 .检测极限和灵敏度、(1)检测极限试样的信号能够检测的最低限度。 因为存在随机噪声(正态分布),所以可能会误判。 如何确定检测界限,使误判发生的概率符合要求。 1969年,国际原子吸收光谱会议: yB 3B 1975年,IUPAC: yB 2B (数学期待值yB )保险检出限: yB 6B定义:以一定的可靠度检测测定对象成分的最低浓度。 yA=yB kB k取的值对应于不同的可靠性概率。 (2)灵敏度,当分析仪器的响应值和浓度(或光量)改变1个单位时引起的信号的变化,以及仅仅通过y/c (由IUPAC给出的定义)单纯灵敏度高不能保证检测极限低的检测极限与b有关,其。

    10、中b是来自随机噪声的(3)提高信噪比(S/N ),改进路径: a .信号的测量技术。 b .信号正确处理;c .优化。(a )平均信号:噪声信号,(b )过滤和调制,1533602836052,3 .分辨率,设备识别干扰信号和分量信号的能力指标。 分光器:分辨率是指分离波长相邻的2条光谱线的能力。 R=/质谱法:区别能识别两种质量的能力。 R=m/m色谱:15336028336052、1.2.4网络中的设备分析资源、1 .数据库各种数据查询。 2 .期刊和文献最新文献的最快检索方法、时实信息。 3 .软件chemoffice (绘图),校正算法软件,教育软件。 4 .机器制造商获取新的机器信息。 网络资源,15:28:52,内容选择,终止,1.1概要1.2修正计算机和分析仪器1.3分析仪器的信息评价和处理。

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  • 常用分析检测仪器简介.ppt
  • 内容提要 本教程是为了配合高等学校仪器分析以及仪器分析实验课程的开展而组织编写的。... 附录2现代仪器分析常用仪器英文缩写  附录3常见官能团红外吸收特征频率表  附录4常见溶剂的化学位移
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  • 一、常用实验室分析仪器1.奥氏气体分析仪作为一种经典的化学式手动分析器,奥氏气体分析仪具有价格便宜、操作方便、维修容易等优点,该仪器一直在广泛应用着,常用于煤气中CO2、O2、CO、H2等的含量测定。其原理是...
  • 仪器分析实验讲义

    2018-01-19 15:07:23
    各类常用检测仪器的使用,包括各类常用光谱,气象色谱,液相色谱
  • 1、了解频谱分析仪的基本结构和工作原理 , 掌握频谱分析仪的基本调节和使用方法。 2、学会使用常用信号发生器;掌握用频谱分析仪观察各种电信号波形的方法。 3、学会用频谱分析仪对信号作频域分析 了解多功能...
  • 本文主要介绍在线分析仪器行业中的测试基本理论、测试流程和常用的测试方法,可以在研发测试阶段和运维测试阶段中应用。  测试阶段过程中需要进行测试文档评审和缺陷管理,这不仅可以提高测试效率,而且在项目管理...
  • 武汉天禹智控科技有限公司依托多年来从事气体分析行业的经验和强大的技术实力,经过多年研制开发和应用实践,在传感技术方面,成功的研制出拥有自主知识产权的电化学分析仪系列,红外分析仪系列,紫外气体分析仪系列...
        武汉天禹智控科技有限公司依托多年来从事气体分析行业的经验和强大的技术实力,经过多年研制开发和应用实践,在传感技术方面,成功的研制出拥有自主知识产权的电化学分析仪系列,红外分析仪系列,紫外气体分析仪系列,激光分析仪系列,光声光谱气体分析仪系列,适用于各种工况的工业过程分析系统,同时可以根据客户需求进行气体分析仪个性定制,产品广泛应用于环保、冶金、石化、化工、能源、食品、农业、交通、水利、建筑、制药、酿造及科学研究等众多行业,并且得到用户的一直好评。现将仪器仪表常用术语汇总供大家使用。

    性能特性 performance characteristic
    确定仪器仪表功能和能力的有关参数及其定量的表述。

    参比性能特性 reference performance characteristic
    在参比工作条件下达到的性能特性。

    范围 range
    由上、下限所限定的一个量的区间。
    注:"范围"通常加修饰语。例如:测量范围,标度范围。它可适用于被测量或工作条件等。

    测量范围 measuring range
    按规定准(精)确度进行测量的被测量的范围。

    测量范围下限值 measuring range lower limit
    按规定准(精)确度进行测量的被测量的最小值。

    测量范围上限值 measuring range higher limit
    按规定准(精)确度进行测量的被测量的最大值。

    量程 span
    范围上限值与下限值的代数差。例如:范围为-20℃至100℃时,量程为120℃。

    标度 scale
    构成指示装置一部分的一组有序的标度标记以及所有有关的数字。

    标度范围 scale range
    由标度始点值和终点值所限度的范围。

    标度标记 scale mark
    指示装置上对应于一个或多个确定的被测量值的标度线或其它标记。
    注:对于数字示值,数字本身等效于标度标记。

    零[标度]标记 zero scale mark
    同义词:零标度线。
    标度盘(板)上标有"零"数字的标度标记或标度线。

    标度分格 scale division
    任何两个相邻标度标记之间的标度部分。

    标度分格值 value of scale division
    又称格值。
    标度中对应两相邻标度标记的被测量值之差。

    标度分格间距 scale spacing, length of a scale division
    沿着表示标度长度的同一线段上所测得的任何两个相邻标度标记中心线之间的距离。

    标度长度 scale length
    在给定的标度上,通过所有最短标记中点的线段在始末标度标记之间的长度。
    注:此线段可以是实在的或假想的曲线或直线。

    标度始点值 minimum scale value
    标度始点标记所对应的被测量值。

    标度终点值 maximum scale value
    标度终点标记所对应的被测量值。

    标度数字 scale numbering
    标在标度上的整组数字,它对应于标度标记所确定的被测量值,或只表示标度标记的数字顺序。

    线性标度 linear scale
    标度中各分格间距与对应的分格值呈常数比例关系的标度。
    注:标度分格间距为常数的线性标度称为规则标度。

    非线性标度 nonlinear scale
    标度中各标度分格间距与对应的分格值呈非常数比例关系的标度。
    注:某些非线性标度有专门的名称,例如对数标度、平方律标度。

    抑零标度 suppressed-zero scale
    标度范围内不包含与被测量零值相对应的标度值的标度。例如:医用温度计的标度。

    扩展标度 expanded scale
    标度范围内,不成比例的扩展部分占了大部分标度长度的标度。

    测量仪器仪表的零位 zero of a measuring instrument
    当测量仪器仪表工作所需的任何辅助能源都接通和被测量值为零时,仪器仪表的直接示值。
    ①在测量仪器仪表使用辅助电源的情况下,此术语通常称为"电零位"。
    ②当仪器仪表的任何辅助能源都切断而未工作时,经常采用"机械零位"这个术语。

    仪器仪表常数 instrument constant
    为求得测量仪器仪表的示值,必须对直接示值相乘的一个系数。
    注:当直接示值等于被测量值时,测量仪器仪表的常数为1。

    特性曲线 characteristic curve
    表明仪器仪表输出量稳态值与一个输入量之间(其它输入量均保持为规定的恒定值)函数关系的曲线。

    在规定特性曲线 specified characteristic curve
    在规定条件下,表明仪器仪表应有的输出量稳态值与一个输入量之间函数关系的曲线。

    调整 adjustment
    为使仪器仪表处于正常工作状态和消除偏差以适合于使用所进行的操作。

    用户调整 user adjustment
    允许用户进行的调整。

    校准 calibration
    在规定条件下,为确立测量仪器仪表或测量系统的示值或实物量具所体现的值与被测量相对应的已知值之间关系的操作。

    校准曲线 calibration curve
    在规定条件下,表示被测量值与仪器仪表实际测得值之间关系的曲线。

    校准循环 calibration cycle
    仪器仪表校准范围极限间的上行校准曲线和下行校准曲线的组合。

    校准表格 calibration table
    表示校准曲线的数据表格形式。

    溯源性 traceability
    测量结果可以通过连续的比较链将其与适当的标准器(通常是国际标准器或国家标准器)联系起来的一种特性。

    灵敏度 sensitivity
    仪器仪表的输出变化值除以相应的输入变化值。

    准(精)确度 accuracy
    仪器仪表的示值与被测量[约定]真值的一致程度。

    准(精)确度等级 accuracy class
    仪器仪表按准(精)确度高低分成的等级。

    误差极限 limits of error
    同义词:最大允许误差 maximum permissible error
    由标准、技术规范等所规定的仪器仪表误差的极限。

    基本误差 intrinsic error
    又称固有误差。
    在参比条件下仪器仪表的示值误差。

    一致性 conformity
    标准曲线与规定特性曲线(例如:直线、对数曲线、抛物线等)的一致程度。
    注:一致性分为独立一致性、端基一致性和案基一致性。当仅称一致性时,是指独立一致性。

    独立一致性 independent conformity
    通过调整将校准曲线接近规定特性曲线,使最大偏差为最小时的一致程度。

    端基一致性 terminal-based conformity
    通过高速将校准曲线接近规定特性曲线,使两曲线的范围上限值和下限值分别重合时的一致程度。

    零基一致性 zero-based conformity
    通过调整将校准曲线接近规定的特性曲线,使两曲线的范围下限值重合且最大的正偏差和负偏差相等时的一致程度。

    一致性误差 conformity error
    校准曲线和规定特性曲线之间的最大偏差。
    ①一致性误差分为独立一致性误差、端基一致性误差和零基一致性误差,当仅称一致性误差,是指独立一致性误差。
    ②一致性误差通常以量程的百分数表示。

    线性度 linearity
    校准曲线与规定直线的一致程度。
    注:线性度分为独立线性度、端基线性度和零基线性度。当仅称线性度时,是指独立线性度。

    独立线性度 independent linearity
    通过高速将校准曲线接近规定直线,使最大偏差为最小时的一致程度。

    端基线性度 terminal-based linearity
    通过调整将校准曲线接近规定直线,使两者的范围上限值和下限值分别重合时的一致程度。

    零基线性度 zero-based linearity
    通过调整将校准曲线接近规定直线,使两者的范围下限值重合且最大的正偏差和负偏差相等时的一致程度。

    线性度误差 linearity error
    校准曲线与规定直线之间的最大偏差。
    ①线性度误差分为独立线性度误差,端基线性度误差和零基线性度误差。当仅称线性度误差时,是指独立线性度误差。
    ②线性度误差通常以量程的百分数表示。

    死区 dead band
    不致引起仪器仪表输出有任何可觉察变化的最大输入变化区间。

    鉴别力 discrimination
    仪器仪表对输入值微小变化的响应能力。

    鉴别力阈 discrimination threshold
    使仪器仪表产生一个可觉察变化响应的最小输入变化。例如:使天平指针产生可见位移的最小责载变化为90mg时,则天平鉴别力阈是90mg。

    分辨力 resolution
    仪器仪表指示装置可有意义地辨别被指示量两紧邻值的能力。

    稳定性 stability
    在规定的工作条件下,仪器仪表性能特性在规定时间内保持不变的能力。

    漂移 drift
    仪器仪表输入--输出特性随时间的慢变化。

    点漂 point drift
    在规定的工作条件下,对应一个恒定的输入在规定的时间内的输出变化。

    零点漂移 zero drift
    简称零漂
    范围下限值上的点漂。当下限值不为零值时亦称为始点漂移。

    重复性 repeability
    在同一工作条件下,仪器仪表对同一输入值按同一方向连续多次测量的输出值间的相互一致程度。
    注:重复性应不包括回差、漂移。

    重复性误差 repeatability error
    在全测量范围内和同一工作条件下,从同方向对同一输入值进行多次连续测量所获得的随机误差。

    量程误差 span error
    在参比工作条件下,实际输出量程与规定输出量程之差。通常以规定输出量程的百分数表示。

    量程迁移(偏移) span shift
    由于某些影响量引起的输出量程的变化。

    零点误差 zero error
    在参比工作条件下,当输入处于范围下限值时实际输出值与规定输出范围下限值之差。当下限值不为零值时,亦称为始点误差。

    零点迁移(偏移) zero shift
    当输入处于范围下限值时,由于某些影响量引起的输出值的变化。当下限值不为零值时,亦称为始点迁移(偏移)。

    示值误差 error of indication
    仪器仪表的示值减去被测量的[约定]真值。

    引用误差 fiducial error
    仪器仪表的示值误差除以规定值。
    注:这一规定值常称为引用值,例如:它可以是仪器仪表的量程或范围上限值等。

    采样 sampling
    以一定时间间隔对被测量进行取值的过程。

    采样[速]率 sampling rate
    对被测量进行采样的频率,即单位时间的采样次数。

    采样时间 sampling time
    采样过程中检出被测量的时间。

    扫描速率 scan rate
    对一系列模拟输入通道的采样[速]率,以每秒输入通道数表示。

    预热时间 warm-up period, warm-up time
    仪器仪表接通电源后至其达到规定性能指标所需的时间。

    输入阻抗 input impedance
    仪器仪表输入端之间的阻抗。

    输出阻抗 output impedance
    仪器仪表输出端之间的阻抗。

    负载阻抗 load impedance
    与仪器仪表输出端连接的所有装置及连接导线的阻抗总和。

    [电]功耗 electrical power consumption
    稳态时,仪器仪表在其工作范围内所需用的最大电功率。

    耗气量 air consmption
    稳态时,仪器仪表在其工作范围内所消耗气体的最大流量。

    工作条件影响 operating influence
    当所有其它工作条件保持恒定时,由于参比工作条件中某一参比值改变到正常工作条件中某一规定值所产生的仪器仪表的性能变化。
    ①通常以正常工作条件的上、下限作为规定值。
    ②如果工作条件影响和工作条件的变化之间的关系是非线性的,则可分别规定不同区间的系数,例如:由220V至230V为0.01%量程/V;由230V至240V为0.15%量程/V。

    响应特性 response characteristic
    在规定条件下,输入量与相应输出量的关系。
    ①此关系可建立在理论的或实验的研究基础上,它可以用代数方程、数表或图的形式表示。
    ②当输入量的变化是时间的函数时,响应特性的一种形式是传递函数。

    时间响应 time response
    一个输入量的规定变化引起输出量随时间的变化。

    阶跃响应 step response
    一个输入量的阶跃变化引起的时间响应。

    斜坡响应 ramp response
    一个输入量的变化斜率从零跃增到某有限值引起的时间响应。

    脉冲响应 impulse response
    在一个输入上施加一个脉冲函数引起的时间响应。

    频率响应 frequency response
    在线性系统中,输出信号的傅里叶变换与相应输入信号的傅里叶变换之比。

    稳态 steady-state
    系统的特性参数保持恒定的状态。
    注:例如,正弦量的特性参数是r.m.s值、频率和初始相位。

    瞬态 transient
    变量在两个稳态间迅速过渡时的状态。

    传递函数 transfer function
    在规定的条件范围内,表达输入量与相输应出量间关系的函数。

    增益 gain
    在稳态线性系统中,输出信号的幅值(或功率)与相应输入信号的幅值(或功率)之比。

    衰减 attenuation
    信号在传输系统中的减小。

    时滞 dead time
    又称死时。
    从输入量产生变化的瞬间起到仪器仪表输出量开始变化的瞬间为止的时间。

    阻尼 damping
    运动过程中系统能量的耗散作用。

    周期阻尼 periodic damping, underdamping
    又称欠阻尼。
    阶跃响应出现过冲的阻尼。

    非周期阻尼 aperiodic damping, overdamping
    又称过阻尼。
    阶跃响应不出现过冲的阻尼。

    临界阻尼 critical damping
    介于周期阻尼与非周期阻尼之间的一种阻尼。
    注:虽出现过冲,但不超过某一规定值(一般与基本误差有关)时,仍可认为是临界阻尼。

    阻尼力矩 damping torque
    使可动部分停止摆动的力矩,其方向与可动部分的转动方向相反,大小与转速成正比。

    阻尼力矩系数 damoing torque coefficient
    可动部分具有单位角速度的阻尼力矩。

    阻尼因数 damping factor
    在二阶线性系统的自由振荡中,输出在最终稳态值附近的一对(方向相反的)连续摆动的较大幅值与较小幅值之比。

    瞬时过冲 transient overshoot
    在阶跃响应时,输出量超出其最终稳态值的最大瞬态偏差。

    时间常数 time constant
    在由阶跃或脉冲输入引起的一阶线性系统中,输出完成总上升或总下降的63.2%所需的时间。

    上升时间 rise time
    对于阶跃响应,当由零开始的输出信号从到达最终稳态值的规定小百分数(例如10%)的瞬时起,到第一次到达该稳态值的规定大百分数(例如90%)的瞬时为止的时间。

    建立时间 settling time
    从输入信号阶跃变化起,到输出信号偏离最终稳态值不超过规定允差(例如1%)时的时间。
    注:具有指示装置的仪器仪表,建立时间亦称阻尼时间。

    阶跃响应时间 step response time
    当输入产生阶跃变化时,输出由初始值第一次到达最终稳态值与初始稳态值之差的规定百分数时的时间。

    斜坡响应时间 ramp response time
    从施加斜坡输入开始,到输出量保持在输入值乘静态增益减去输出量一阶稳态偏差值的规定允差带内所需的时间。

    频率响应特性[图]frequency response characteristic
    对数增益和相角以频率为函数的图解表示,通常用对数坐标表示。

    转载于:https://blog.51cto.com/14319531/2402130

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  • 本文主要介绍在线分析仪器行业中的测试基本理论、测试流程和常用的测试方法,可以在研发测试阶段和运维测试阶段中应用。  测试阶段过程中需要进行测试文档评审和缺陷管理,这不仅可以提高测试效率,而且在项目管理...
  • 常用的在线分析仪器有工业色谱仪、光谱分析仪等。工业色谱仪在流程工业生产和环保领域得到广泛应用,但是其分析周期长,不易实现直接质量控制;拉曼光谱分析分析周期短精度高,但是成本太高,所以尚未被推广。因此...
  • 本课程介绍硬件电路常用仪器设备型号、使用方法、注意事项,通过编程器、电子负载、功率计、LCR、交/直流电源、六位半、测温四件套等设备使用,让大家更好理解这些设备使用方法,更好应用到实际项目上。
  • 各种分析仪器及用途
  • 常用电子仪器的使用

    千次阅读 2013-01-17 17:39:50
    1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 ...

    一、实验目的

    1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

    2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

    3、学习用万用表判别二极管、三极管管脚的方法及判断它们的好坏。

    二、实验原理

      在模拟电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

    实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手,观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1-1所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的共公接地端应连接在一起,称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。

    图1-1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图

    1、示波器

    示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形,又能对电信号进行各种参数的测量。在电路分析中我们介绍过其结构、工作原理和使用方法,现着重指出下列几点:

    1)、寻找扫描光迹

    将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”,输入耦合方式置“GND”,开机预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直 )、水平( )“位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键,可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。)

    2)、双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。

    3)、为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

    4)、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定,可置触发方式开关于常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压,使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被测信号的波形不在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。

    5)、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示一~二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。

    根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(divcm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(divcm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值。

    2、函数信号发生器

    函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP-P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

    函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。

    3、交流毫伏表

    交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐档减小量程。

    4.用万用表判断二极管的极性

    1)、晶体二极管管脚极性、质量的判别

    晶体二极管由一个PN结组成,具有单向导电性,其正向电阻小(一般为几百欧)而反向电阻大(一般为几十千欧至几百千欧),利用此点可进行判别。

    1)管脚极性判别

    将万用表拨到R×100(或R×1K)的欧姆档,把二极管的两只管脚分别接到万用表的两根测试笔上,如图1-3所示。如果测出的电阻较小(约几百欧),则与万用表黑表笔相接的一端是正极,另一端就是负极。相反,如果测出的电阻较大(约百千欧),那么与万用表黑表笔相连接的一端是负极,另一端就是正极。

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    12 万用表电阻档等值电路      1-3图 判断二极管极性

    2)判别二极管质量的好坏

    一个二极管的正、反向电阻差别越大,其性能就越好。如果双向电值都较小,说明二极管质量差,不能使用;如果双向阻值都为无穷大,则说明该二极管已经断路。如双向阻值均为零,说明二极管已被击穿。

    利用数字万用表的二极管档也可判别正、负极,此时红表笔(插在“V·Ω”插孔)带正电,黑表笔(插在“COM”插孔)带负电。用两支表笔分别接触二极管两个电极,若显示值在1V以下,说明管子处于正向导通状态,红表笔接的是正极,黑表笔接的是负极。若显示溢出符号“1”,表明管子处于反向截止状态,黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。

    5. 用万用表判断三极管的管脚

    1)晶体三极管管脚、质量判别

    可以把晶体三极管的结构看作是两个背靠背的PN结,对NPN型来说基极是两个PN结的公共阳极,对PNP型管来说基极是两个PN结的公共阴极,分别如附图14所示。

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    aNPN           (bPNP

    1-4晶体三极管结构示意图

    1)管型与基极的判别

    万用表置电阻档,量程选1K档(或R×100),将万用表任一表笔先接触某一个电极—假定的公共极,另一表笔分别接触其他两个电极,当两次测得的电阻均很小(或均很大),则前者所接电极就是基极,如两次测得的阻值一大、一小,相差很多,则前者假定的基极有错,应更换其他电极重测。

    根据上述方法,可以找出公共极,该公共极就是基极Β,若公共极是阳极,该管属NPN型管,反之则是PNP型管。

    2)发射极与集电极的判别

    为使三极管具有电流放大作用,发射结需加正偏置,集电结加反偏置。如图1-5所示。

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    a) NPN型    (b)PNP

    1-5晶体三极管的偏置情况

    当三极管基极B确定后,便可判别集电极C和发射极E,同时还可以大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数?的大小。

    PNP型管为例,若用红表笔(对应表内电池的负极)接集电极C,黑表笔接E极,(相当CE极间电源正确接法),如图1-6所示,这时万用表指针摆动很小,它所指示的电阻值反映管子穿透电流ICEO的大小(电阻值大,表示ICEO小)。如果在CB间跨接一只RB100K电阻,此时万用表指针将有较大摆动,它指示的电阻值较小,反映了集电极电流ICICEO?IB的大小。且电阻值减小愈多表示?愈大。如果CE极接反(相当于C-E间电源极性反接)则三极管处于倒置工作状态,此时电流放大系数很小(一般<1)于是万用表指针摆动很小。因此,比较C-E极两种不同电源极性接法,便可判断C极和E极了。同时还可大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数β的大小,如万用表上有hFE插孔,可利用hFE来测量电流放大系数β。

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    1-6 晶体三极管集电极C、发射极E的判别

    三、实验设备与器件

    1、函数信号发生器 2、双踪示波器

      3、交流毫伏表、万用表   4、二极管、三极管

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  • 常用仪器的使用:数字示波器 模拟示波器 函数信号发生器 数字万用表的使用
  • 在测量过程中,由于各种原因,测量待测量的客观真值之间总存在一定差别, ...因此,分析误差产生的原因,如何采取措施减少误差,使测量结果更加准确等,对实验人员及科技工作者来说是应该了解和掌握的。
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    1、单片机+图形系统

    医疗设备主控板的主控芯片采用单片机,而单片机常用的裸机搭载图形系统,或者运行小型实时嵌入式系统,再者就是把单片机加液晶屏做成串口屏的形式。

    运行在单片机上的图形系统有emWin, emWin适合小型的简约风格的界面需求,控件默认都是以实用为主。而单片机资源有限,美化界面意味着资源的开销。单片机系统在可以裸机运行emWin。为了更好管理各个任务也可以运行小型实时嵌入式系统,常用实时嵌入式系统有:freeRTOS、uCOS或者RT-thread。emWin的开发的图片如下所示:

    串口屏各个厂家各有不同的配套软件通过配套的组态软件,拥有界面设计所需要的所有控件,用户单片机只要编写一点点代码就可以完成界面设计。串口屏开发的界面如下所示:

    2、 Linux系统+图形系统

    Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,设备上运行Linux系统,可以定制运行Linux系统的主控板,根据需求裁剪Linux系统的功能,因此具有开发自由度高,硬件成本低的特点,但但是开发难度也高。编写Linux系统下图形界面应用程序常用的框架有:Qt,miniGUI,GTK;

    Qt是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序,也可用于开发非GUI程序; Qt有着非常完善的C++库,使得开发的过程大大简化。下图是使用Qt设计出来的界面:

    MiniGUI是北京飞漫软件技术有限公司创办的开源Linux图形用户界面支持系统,经过近些年的发展,MiniGUI已经发展成为比较成熟的性能优良的、功能丰富的跨操作系统的嵌入式图形界面支持系统。MiniGUI相对其他嵌入式产品的图形系统相比具有以下几个优点:

    (1) 可配置性:为满足嵌入式系统各种各样的需求,必须要求 GUI 系统是可配置的

    (2) 可伸缩性强:MiniGUI具有可配置特性,使得它可运行在简单的嵌入式系统上如uC/OS-II,也可运行在具有现代操作系统特性的嵌入式系统如Linux。

    (3) 轻型、占用资源少:MiniGUI 是一个定位于轻量级的嵌入式图形库,对系统资源的需求完全考虑到了嵌入式设备的硬件情况。

    (4) 高性能,高可靠性:MiniGUI设计之初是为了应用在工业控制系统上,因此充分考虑到实时嵌入式系统的特点,优化了 MiniGUI 的图形绘制性能及资源占用。使得能在工业控制系统上稳定运行。

    MiniGUI在医疗领域的典型应用是深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司在2005年选用MiniGUI 开发其全自动血液细胞分析仪。

    GTK+(GIMP Toolkit)是一套源码以LGPL许可协议分发、跨平台的图形工具包。最初是为GIMP写的,已成为一个功能强大、设计灵活的一个通用图形库,是GNU/Linux下开发图形界面的应用程序的主流开发工具之一。

    3、windows系统+图形系统

    有些公司不考虑硬件上的成本,需要界面美观、用户体验好,就会直接在仪器中集成电脑主机,或者外置电脑主机。应用程序主要采用C#开发或者MFC开发。

    C#具有快速开发应用程序的特点,而且没有牺牲C与C++程序员所关心的各种特性。它忠实地继承了C和C++的优点。

    MFC(微软基础类库)是专门为windows设计的一个用于开发图形用户界面的类库。MFC或多或少使用了面向对象的方法包装了Win32的API,正因如此,这些API有时是C++,有时是C,甚至是C和C++的混合体。

     

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