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        公務員期刊網 精選范文 測量論文范文

        測量論文精選(九篇)

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        測量論文

        第1篇:測量論文范文

        在利用激光進行的三維測量中應用最廣泛的測量方法主要有三種:干涉法、飛行時間法和三角法。1.1干涉法干涉法測量是利用激光的干涉原理來完成對物體測量的一種方法,其原理是將一束相干光通過分光系統分成測量光和參考光,通過測量光波與參考光波相干疊加產生的干涉條紋變化量來獲得物體表面的深度信息。干涉法的測量精度高,在100m范圍內可以獲得0.1mm的分辨率。1.2飛行時間法飛行時間法是通過測量脈沖光束的飛行時間來測量距離的一種測量方法,其原理是通過測量發射和接收激光脈沖信號的時間差來間接獲得被測目標的距離。飛行時間法以時間分辨率來換取距離測量精度,精度相對較低,一般在1mm左右,精度高的測量頭可達亞毫米級,常用于大尺度遠距離測量。1.3三角法三角法是光學測量中最常見的一種測量方法。它是將待測點的深度坐標,通過不同的檢測元件,利用幾何三角關系轉換為相對于光學基準的偏移量進而計算出該點深度值。根據具體照明方式的不同,光學三角法可分為兩大類:被動三角法和主動三角法。激光三角法測量是基于激光的主動三角法,是近年來研究較多、發展比較成熟的一種測距方法。其測量原理是:由光源發出的光照射到被測物體表面上,反射后在檢測器(如:CCD)上成像,物體表面的位置改變,檢測器上成的像也隨之改變,由幾何三角關系即可通過對像移的檢測和計算出實際高度。激光三角法測量的精度取決于感光設備的敏感程度、與被測表面的距離、被測物表面的光學特性等,適合于近距測量,精度一般在絲米級。

        2測量方法的選擇

        船板的形狀尺寸測量是一個典型的外表面三維曲面測量。由于船板是一個連續而光滑的曲面,因此,可以將整個曲面離散成m×n個點,通過測量得到這些點的坐標值后,即可通過軟件擬合出整個曲面。由于傳統的接觸式測量,存在探頭易磨損,需要人工干預,價格昂貴,對使用環境有一定要求,測量速度慢,效率低等問題,因此,雖然其有較高的測量精度,但確并不適合應用在船板多點成形在線測量中。對比三種常用的激光測量方法,測量精度均能滿足船板的測量要求。本著實用而不浪費的原則,由于干涉法測量所需的測量設備成本較另外兩種方法高出很多,并且使用時需反射鏡,現場在線使用不方便,速度慢效率低,因此,采用飛行時間法或三角法的激光測量傳感器比較適合船板三維測量,其設備價格較低,對測量表面的要求不高,并且可直接測量,使用靈活方便。

        3掃描裝置

        掃描裝置是激光測量頭的安裝平臺,其作用是帶動激光測量頭沿X軸和Y軸運動,完成對整個測量表面的掃描,并在測量的同時給出測量點的X方向和Y方向的坐標值。為了提高測量效率,最終確定掃描裝置采用多點方式,這樣可以大大提高船板多點成形的生產效率。由于多點測量方式使用的激光測量頭數量較多,因此,在滿足測量精度要求的前提下,選擇了價格相對較低的飛行時間法激光測量頭。掃描系統由電動滑臺、聯軸器、接軸、減速機、伺服電機、測量架、測頭等部分組成(見圖1)。電動滑臺和減速機通過架子固定在上模座上,伺服電機與減速機相連,并通過接軸與電動滑臺連接,測量架固定在電動滑臺上。測量時,在伺服電機驅動下,電動滑臺帶動測量架沿X方向移動,每走一個步長測頭測量當前X坐標下各點的Z坐標值,直到測量完整個板材表面點陣(見圖2)。

        4結束語

        第2篇:測量論文范文

        1.1三維可視化技術

        三維可視化技術,是對一種能夠形象立體的描述礦山模型的技術手段,利用三維可視化技術可以更加全面的了解礦體的地表形態與礦體空間信息之間的位置關系,為測量人員提供更精準形象的空間分析數據。三維可視化技術是通過三維動畫軟件來實現的,常用的動畫軟件是3DMAX,它具有先進的運動匹配以及數字化建模等功能,可以大幅度的提升三維可視化模型的制作品質。

        1.2數字化資料處理技術

        資料的數字化處理,是礦山測量系統的一項重要工作,礦山測量工作包括數據信息的采集、存儲以及處理,數據類型主要是圖形、數字以及表格等[2]。進行資料的數字化處理,需要用到計算機的輔助繪圖功能和電子圖表化功能,許多測量工作者會運用VB、AutoCAD等軟件進行實際的數據處理工作。

        2數字化測量在地面控制測量中的應用

        2.1GPS地面控制網的布設要點

        地面控制測量的主要目的是為施工放樣、變形觀測、地面大比例成圖、建立整體的控制奠定基礎,建立地面控制網可以對全局有一個整體的把控,限制測量誤差的積累和系統之間的錯誤信息傳遞,因此,有利于提高測量數據的精準度[3]。GPS與地面控制測量結合,就形成了GPS地面控制網這種先進的地面控制測量方法,在布設地面GPS控制網時,要充分考慮測量范圍的大小、精度要求以及點位密度等因素,可以根據工程的需要設定不同的邊長。在分布網點時,要遵循統一的測量規則,按照嚴格的等級標準進行施工作業。

        2.2常見的網形

        GPS地面控制網對橫向誤差沒有影響作用,但其長度卻會對地下貫通的縱向產生誤差,因此,兩點通視網形和后視同一點網形這兩種簡便靈活的網形,在城市地鐵的地面控制網布設中具有更加明顯的優勢。針對丘陵隧道情況,采用后視同一點布設網形不能直觀的通視兩個控制點之間的聯系,但可以在丘陵山脊上設置一個新的控制點,實現與兩點之間的通視,只要水平角度夠精確,就可以顯著地減少地面控制網對橫向誤差的影響[4]。

        3數字化測量在井筒深部延伸中的應用

        立井井筒深部延伸是礦井測量的一項關鍵工作,利用激光測距儀、全站儀等進行井筒深部延伸的貫通測量能夠有效的降低橫向誤差,提高貫通測量的精確度,而且與傳統的測量方式相比,還能滿足井筒深部延伸的精準定位要求[5]。針對地理坐標北緯30°55′,東徑117°49′,平均海拔為168.5m的丘陵地帶開掘的直徑3m,筒深600m的輔助井,可以直接對其改造并延伸成井,一般是先在井筒內預留一段超過5m的巖柱作為井筒隔離層,在180~300m深部采用吊罐反掘的方法刷大成井。為了提高豎井貫通工程的測量精度,采用全站儀和陀螺儀能夠定向的反映輔助井的貫通施工,對丘陵地帶的輔助井貫通施工具有很強的指導意義和實用性。

        3.1貫通測量誤差的預計

        貫通測量誤差,需要從既定的k點開始,沿平巷和下山敷設導線,并測量回到k點所引起的誤差,從外部形式上看像一條閉合的導線k-1-2...15-16-k,在實際貫通之前是一條支導線,所以,在水平方向上的重要貫通誤差,實質上是支導線終點k在x方向上的誤差。

        3.2輔助井貫通測量

        在輔助井貫通測量的地面控制測量中,可在輔助井、措施井及混合井井口附加埋設3各相似的近井點,并建立以第1個近井點為坐標原點,其余兩個為假定方位的坐標系統,將3個近井點之間用1條直線連接,利用全站儀測量6個回數,利用激光測距儀測量往返距離,在閉合的三角形中就可以測定導線邊長,同臺儀器的往返測距和不同測量方法的測量結果可以多次使用。由測量誤差所引起的x、y方向上的誤差,采用全站儀導線,全站儀的測角精度為2s,測距精度為2mm+2ppm,由于平均誤差小于100m,所以各邊的誤差均小于2.2mm。利用陀螺儀可以簡化深部延伸井筒的定向程序,先在地面上獨立測量3個儀器常數,再在井下定向邊上獨立測量2次陀螺方位,基礎定位程序可以在3d之內完成。輔助井井中測量的目的,是為了確定井筒的垂直度,一般是先地表標記出一個以井筒為中心點的十字線,沿井筒十字線放置兩根鋼絲作為幾何投點,通過測量多處井點,利用余角法就可以推算出井中坐標的具置,并進而確定井筒的垂直度[6]。主井與輔助井貫通時的測量誤差來自于兩工作面上井筒中心的相對偏差,一般是先假定井筒中心線方向為y'方向,與它垂直的方向為x'方向,最后求出井筒中心的平面位置誤差。對于兩個相向開鑿的立井貫通,需要同時進行地面測量、井下測量和定向測量,這些測量誤差的所得出的貫通相遇點的誤差,需要同時預計x'、y'兩個方向上的誤差。

        4結語

        第3篇:測量論文范文

        熱模擬測量法并非直接的測量,而是通過模擬繞組與變壓器油之間的溫度差來測量變壓器的溫升平均值。其工作原理是加熱電流流經一個電熱元件,產生了附加升溫,再使用電流匹配器進行調節,使所升高的溫度恰好與繞組油的溫差相同。這種方法的缺點是受外界環境影響較大,必須在規定的環境條件下進行測量。并且,這種方法只能模擬平均溫升,而無法獲知最高溫度。另外,電流回路還會增加設備維護的難度,安全措施難以做好。

        2間接計算法

        這種方法需要獲知幾種變壓器其繞組的熱點溫度,通過套入公式來間接計算需要測量的變壓器的溫度。這種計算方法的模型有三種,分別基于技術標準、熱路和熱阻。這種方法的優點是計算結果準確,實用性非常強。

        3在線測量技術的優越性

        上文中提到,直接測量法成本高昂且結果不精準,光纖光柵法結果精準,但成本高昂,而熱模擬法雖然在日德等許多國家都有應用,但理論分析與實際情況有著巨大差別,導致了測量結果的較大偏差。僅間接計算法按照《油浸式變壓器負載導則》中提到的計算公式[2],可以較準確地計算出變壓器的熱點溫度。間接計算法經濟實用、操作簡便的優越性使其在變壓器測溫方面得到了廣泛應用。由于間接計算法要通過幾種變壓器來間接獲得最終結果,計算過程耗費時間較長,對計算機運算能力要求極高,待結果得出后向有關部門反應,有關部門再派出維護人員進行維修,這使得間接計算法暴露出一個非常明顯的缺點——計算復雜、反應不及時。為此,業界許多研究人員對變壓器的溫度測量方法進行了深入的研究,目前已經取得了一定的研究成果,制作出一種在線監測儀器。這種儀器基于負載導則,模型依循舊版導則的簡單計算公式,受到外界影響的可能非常小,結果的精確度非常高。由于計算公式涉及到的溫度是穩態溫度,不必考慮不同時間段溫度的變化會對最終結果造成影響。在線監測儀器內置GPRS模塊,可以與距離較遠的變電站實現遠程監測與控制。

        4在線測量系統

        4.1在線測量系統的工作原理

        在線測量系統包括上位機、下位機、傳感器和變壓器本身。電力人員在油浸式變壓器內安裝在線監測儀器,在線監測儀器包括N個溫度傳感器,傳感器在變壓器溫度上升時通過下位機中內置的GPRS模塊將信息傳送至變電站的控制中心,變電站的工作人員通過上位機獲得變壓器的溫變信息,可以及時快速地安排人員前去維護。下位機的主要部件有溫度傳感器與單片機處理單元。下位機在變壓器上只需安置五個檢測點,即可對變壓器的底部、油面、頂部、箱體以及環境五處溫度進行及時的監測。下位機內置微處理器,與傳感器相連,通過液晶屏顯示即時溫度。五處檢測點,有任何一點的溫度值超過內置的溫度標準,將會引發微處理器發生報警信息。下位機通過內置的GPRS模塊將信息傳輸至變電站內的上位機,上位機內的相關軟件通過代碼編譯,迅速顯示出工作人員可以理解的曲線和數據結果,并作出音像報警和故障分析。

        4.2硬件

        4.2.1下位機下位機的溫度傳感器通常為產自美國Dallas公司的DS18-B20半導體,微處理器一般為Atmel公司生產的AT89-S52。這種微處理器的串口可以跨越較遠的距離,與GPRS模塊進行數據傳輸。YM-12684液晶屏可以顯示溫度信息與故障代碼。溫度傳感器通過屏蔽雙絞線將溫度信號傳送至單片機中,鑒于屏蔽雙絞線的特性,有效距離最多為50m。4.2.2GPRS模塊GPRS模塊是遠距離無線通信的核心,通過TCP/IP協議,數據可以暢通到達終端設備處。

        4.3軟件

        4.3.1通信協議在線測量系統的通信協議就是上文所提到的TCP/IP協議,AT指令集也能支持。4.3.2上位機和下位機軟件上位機的軟件可以借助GPRS模塊查詢到來自下位機的變壓器溫度信息,并顯示溫變數據、繪制溫度曲線、打印溫度報表、做出音像報警、記錄故障信息、分析故障原因。下位機的軟件依托于C語言指令,循環讀取各個端口的溫度信息,依照內置命令完成監控、報警功能。

        5結語

        第4篇:測量論文范文

        媒礦井下水平定向鉆孔軌跡空間坐標作為基礎,逐步實現鉆孔軌跡描述與繪制作業。其操作步驟主要為:第一,依據區域特征及實際,建立鉆孔軌跡空間坐標系,對鉆孔軌跡所處于的實際空間位置進行確定。傳統方式的地面鉆孔,多會選擇以地面作為參照,依據鉆孔表現的方向,多將向下方向作為垂直軸,設置為Z,表示正方向,然而井下鉆孔作業,不僅僅存在著垂直孔與下斜孔,還存在著近水平孔,鉆有上仰孔,且其鉆孔地點均位于地面以下,為方便研究與描述其鉆孔鉆進狀態,其基本參照物多選擇井下鉆場,依據其參照體系,構建出垂直于軸向上為正方向的煤礦井下鉆孔坐標系。第二,地面鉆井作業中,其關于井斜的描述,多是選擇鉆孔垂直軸及軸線之間所存在的夾角作為重要參數來表示。然而煤礦井下鉆孔,多選擇水平面與鉆孔軸線之間的仰角作為重要參數值,且考慮到地面情況與井下條件下,其X,Y軸在正反向取向上保持著一致性,然而在坐標系中,Z軸方向卻存在著相反性。地面坐標系中,多將Z軸向下作為坐標系正方向,其坐標系統滿足右手螺旋法則。在井下坐標系統中,則多將Z軸向上作為坐標系正方向,此時坐標系則滿足左手螺旋法則。

        2水平定向鉆孔軌跡的基本要素

        在實際開展水平定位鉆孔軌跡設計操作、測量操作及數據信息處理的過程中,一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個測點作為研究的基礎對象,其選擇測點所相應的孔深、傾角與方位角,則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據相關理論,則測點數據信息僅表現了該點位置的空間位置,測點位置的切線則表示為鉆進過程中的前進方向線,亦被稱之為鉆孔當前軸線,可以通過鉆孔當前軸線、來表述測點附近一段鉆孔軌跡。測量數據的處理操作與鉆孔孔跡繪制,其對鉆孔軸線的繪制,均是依據鉆孔軸線進行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的準確性,要求對鉆孔孔跡中存在的測點相應的孔深、傾角與方位角基本要素進行精確處理。在其基本要素中,理論孔深定義為:測點位置所具備的實際鉆孔深度值,在近水平鉆孔中,多指的是孔口位置到測點鉆孔曲線之間的實際長度值,多采取鉆桿進行測量,一般用L進行孔深記錄;傾角:是指鉆孔當前點的切線與水平面之間的最小夾角;方位角:是指鉆扎當前點的切線在水平面的投影與北向(N軸)之間的夾角;設計方位錢:開孔方位線在水平面上的投影,代表鉆孔深度廷伸主方向。

        3煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法

        本煤層預抽鉆孔的布且形式預抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中,這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定,同時能夠保證鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報據鉆有利于瓦斯的逸出。報據鉆孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保證良好的抽放效果,不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆,在實施定向拐商鉆孔前,孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實施向拐夸鉆孔后,可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開孔,減少鉆機椒運次數,提高鉆進效率,同時起到“一孔多用”的效果。

        4煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理方法

        在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理中,提出應用平均角法進行軌跡計算。為確保鉆進軌跡描述的準確性,可以進行多點測量,降低兩側點間距,提高計算精度,這種方法計算簡單,在實踐應用中應用較為廣泛。此外,在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應用精度偏低,為滿足現場實際需求,本文提出應用Excel進行鉆孔孔跡測量參數計算,并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強大的數據處理功能,通過測量儀器,收集測點深度、傾角與方位角等信息,通過Excel形式進行保存,采取相應的計算方式進行孔跡坐標計算,選擇圖表導出方式,直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。

        5結束語

        第5篇:測量論文范文

        作者:馬知也 單位:蘭州職業技術學院

        網絡流量采集方法

        對經過該鏈路的流量進行監聽和捕獲,按一定格式將流量數據進行編碼,或者將其匯聚為流數據,發送給后臺的接受存儲設備.IPFIX工作組[3]定義了采集設備將流量發送給后臺接受設備的協議及數據格式.數據存儲模塊對采集并初步處理后的數據在存儲設備中進行存儲以備進行下一步數據分析.小型測量系統存儲數據到本地采集系統的硬盤上,并實時的進行分析處理和應用.而在大型測量系統中一般有專用的中心存儲設備來存儲數據,通過專用或普通鏈路接受各個測量結點捕獲的數據.數據分析部分對流量特征進行分析,并將這些數據用于計費、異常檢測等應用.網絡設備支持的流量采集有些路由器或交換機本身具有流量采集的功能,在進行路由轉發等功能的同時,它們可以通過專用的硬件設備采集網絡流量數據,并進行初步處理,然后將其轉發到后臺專用流量接收設備.目前網絡設備中應用廣泛的Cisco公司的Netflow和基于網絡設備流量采集標準的sFlow兩種流量采集技術.Netflow通過采集數據分組,根據配置對其進行抽樣,并對具有相同“流關鍵字”的分組聚合形成為流信息,然后通過定義的格式把流信息發送到后臺的流量接收服務器,再由后臺服務器對流信息進行存儲、分析等工作,從而實現完整的流量測量.而sFlow流量采集技術是將sFlowAgent嵌入在交換機和路由器等網絡設備中,它負責對流量進行監視,并將采集的信息發送給后臺的接收服務器.sFlowAgent通過對數據進行抽樣而減少向后臺服務器發送數據量.基于網絡設備支持的流量采集技術一般被用于計費和流量分析等領域.隨著網絡速度的提高,流量采集功能的使用會對路由器、交換機本身的轉發性能產生一定程度的影響,另一方面這種粗粒度的信息對于某些需要詳細分組信息的應用也存在著不足.基于網卡采集在正常應用中,網卡從網絡接口接收數據分組,然后將它傳遞到上層應用.基于網卡的流量采集方法有正常應用模式和混雜模式兩種.在正常應用模式下,網卡只接收發送給自己的數據分組.而在混雜模式下,網卡可以接收所有到達的數據分組,硬件不對分組進行過濾,所有分組都會進入系統的內核.因此,當一個網卡專門用于流量數據采集時,一般應設置為混雜模式.專用設備進行采集雖然通過一系列技術改進措施,普通網卡結合計算機的網絡流量采集技術可以對普通鏈路進行流量數據采集.但對于高帶寬的鏈路,應該采用專用的硬件設備進行流量數據采集.一些公司推出了專用的流量采集設備,如Endace公司的DAG卡[4],NetScout公司的nGeniusProbes、nGeniusInfiniS-tream產品[5],以及一些基于網絡處理器的流量采集方案等.這些專用設備使用高性能專用硬件實現數據采集工作,性能上較前兩種采集方法有了很大的提高.并行采集隨著網絡速度的高速發展,單個設備的采集能力已經很難適應流量數據的采集.因此,利用多個采集設備并行完成流量采集任務成為一個較好的選擇.但為了保證各個采集設備的負載均衡,必須對分流設備的分流策略進行仔細設計.如果分組被分到多個流量采集設備,那么將會給后續的匯總處理程序帶來一定的困難.為了使多個采集系統在數據采集上一致,并保證數據集的完整性,多個采集系統之間必須解決時間同步等問題.

        網絡流量測量模型

        在現實中許多比較難以解決的問題,一般解決方法是先建立問題模型,模擬一定的場景和條件,然后在這些場景和條件下對問題進行模擬解決.由于互聯網絡的異構型和網絡高突發性業務量使得網絡呈現復雜的非線性,為了有效的對網絡流量進行測量,就需要建立一定的網絡流量測量模型,而且這種模型的建立也是非常有必要的.首先建立仿真模型對真實網絡流量進行描述,這種模型還能夠對網絡流量將來的行為趨勢有效地進行預測.傳統的網絡流量模型多以泊松過程為基礎,其中有泊松模型、馬爾科夫模型、自回歸模型、自回歸移動平均模型和自回歸合成移動平均模型等,這些模型同屬于短期相關性模型,即若測量時間的間隔足夠大的時候,當前時刻所采集到的業務流量與過去時間所采集到的業務流量不具有相關性.從時間的角度來看,這些模型所采集的數據流量具有短相關性,隨著測量時間間隔的變大,網絡流量會趨于一個恒定的常量,也就是說,網絡流量突發性得到了一定的緩和,因此,傳統網絡流量測量模型并不能描述網絡性能的長相關性.對網絡流量自相似性進行深入研究后發現,自相似網絡中業務流量在較大的時間間隔具有突發性,并且這種業務流量的長相關性比較明顯.因此,傳統流量模型一般不適合用來進行自相似流量的模型建立.所以,目前對網絡流量的描述逐漸采用自相似模型,這種模型能夠表征長相關性與突發性.自相似性網絡流量模型以自相似過程為基礎而建立,模型在精度和靈活性方面與統計特性下建立的模型比較并沒有什么優勢,甚至沒有統計特性下建立的模型好,但其具有明確的物理意義,有助于理解網絡流量產生自相似的原理.在自相似性網絡流量模型中流疊加算法使用較多.ON/OFF流疊加模型定義疊加大量的ON/OFF源,每個源都有兩個周期交替的ON和OFF狀態.在ON狀態時,數據源通過連續的速率發送數據包;在OFF狀態時,數據源不發送任何數據包.在這一過程中,所有發送源都出于ON或OFF狀態的時長獨立地附和重尾分布.對于網絡流量統計模型是以其統計特性下表現出的性質為基礎而建立模型,這一類模型相比其它模型雖然在靈活性和精確方面占有一定優勢,但其并沒有具體明確的物理意義.分形布朗運動、分形ARIMA過程、多重分形小波模型和小波域獨立高斯模型都屬于這一類模型.雖然自相似性測量模型以網絡特征為基礎而建立的模型,它可以對業務流量的自相似特性和流量突發性與長相關性進行描述,可以全面認識網絡業務流各個方面的內在規律,在一定條件下能夠取得較好的預測效果.但實際的網絡業務流中,既有短相關特性,又有長相關特性,這種短相關特性與長相關特性并存的多種特性給網絡業務流量精確預測帶來很大的挑戰.因此,自相似網絡流量模型對網絡流量的所有特性也不能完全描述.

        第6篇:測量論文范文

        近年來,“學科能力”這一論題受到歷史教育工作者的廣泛關注,與此有關的教學實踐和研討也屢見報道,“能力”成為人們溝通教學與考試測量的焦點。然而,當我們再次談到這個論題時,就不得不首先跳出由這一論題所引發的諸多具體情況,從一個更廣闊的視野去考慮問題。這很有必要。事實上,迄今我們一直都在就事論事,對這一論題在整個教育領域里所占的位置和其自身內涵尚未認識清楚。換句話說,以往,我們更多的是注意到這個論題在教學和測量當中的操作問題,而忽視了它的理論價值和教育價值。

        欲取得對當代學科能力的認識,我們應該先討論一個與“能力”有關的問題。

        從教育和考試發展史的角度來看,能力是一個歷史范疇,不同的歷史時期,人們對能力的認識和要求也不同。

        教育幾乎是伴隨人類文明同時產生的。蒙昧時代的教育尚未從人們的社會活動中分化出來,其教育的內容和目的是在勞動實踐中和各種部族、宗教儀式中使人們掌握勞動技能和生活規范。所謂:“大道之行也,天下為公,選賢與能,講信修睦,故人不獨親其親,不獨子其子,使老有所終,壯有所用,幼有所長,鰥、寡、孤、獨、廢疾者有所養。”[1]由于面對嚴竣的自然環境和低下的生產水平,氏族公社的教育行為對能力的要求,只能是取得生存能力和生活能力。當然,一些帶有精神文化特點的教育內容,如口耳相授的族史、神話傳說等,其中隱約地含有對人類自身歷史的認識成份,但其目的也是為了在精神上取得生存之信念。史載“三歲一考功,三考黜陟,遠近眾功咸興”[2]的狀況;正反映了當時人們對“賢與能”的衡量標準在于“功”,即在信念和生存能力上足以為首者。

        對蒙昧時代教育的認識很重要,實際上它是人類整個教育意識的樸素起源,正因為它樸素到極至,因而它在一定意義上反映了教育的實質。試想,在此之后乃至我們當代的教育,又何嘗不是為了提高人們生存、生活的能力呢?

        自產生學校教育以來,教育的面貌為之一變,人們對于能力的認識也大大地豐富了。

        我國是較早出現學校教育的國家,據孟子說,夏朝就已經有學校,先秦時期比較有代表性的是周代的學校教育。周代的學校有國學和鄉學兩種,這些學校都是教養貴胄子弟的場所。史載“古之教者,家有塾,黨有癢,術有序,國有學。比年入學,中年考校,一年視離經辨志,三年視敬業樂群,五年視博習親師,七年視論學取友,謂之小成。九年知類通達,強立而不返,謂之大成。夫然后足以化民易俗,近著說服而遠者懷之,此大學之道也”[3]。又曰“師氏掌以一@②詔王。以三德教國子:一曰至德以為道本;二曰敏德以為行本;三曰孝德以知逆惡。教三行:一曰孝行以親父母;二曰友行以尊賢良;三曰順行以事師長”[4]。類似的記載還有很多,如教之“六藝”、“六德”、“六行”等等。

        這個時期,人們對所謂“能力”的認識與要求大致有這樣幾個特點:

        其一,在教育體系上有很強的科目意識,如“六藝”的禮、樂、射、御、書、數,這些科目從能力的角度看代表著人才應具備的各種能力內容。科目的產生,反映了社會對人才的要求,同時也反映了人才的能力構成對社會發展的意義。

        其二,對能力的要求有明確的層次劃分。從“離經辨志”到“知類通達”,九年五個階段,各有其能力要求的目標。“小成”階段之前以“學”為主,也就是以知識的積累為主要教育內容,但其間隨著知識的逐漸增加而不斷加強對“識”的要求。所謂“識”就是對知識的運用能力和在一定知識基礎之上的辨別事物的能力,約束自己并指導社會行為的能力。“知類通達,強立而不返”,顯然是能力要求的最高層次,在這個層次中對所謂“學”的要求是能夠舉一反三,融會而貫通,強調了知識的整體性和其結構功能,這就絕非是死記硬背獲得的大量零散知識,而是運用知識內部的聯系而重新組織起來的知識體系,思維能力在其中起了決定的作用。“識”的要求是要識別各種社會現象,以明確的社會意識立身行世。

        其三,在能力要求的不同層次上,都有鮮明的經世致用的意識,所謂“辨志”、“樂群”、“親師”、“取友”、“強力而不返”,都代表了一種反映價值取向的社會交際能力和生活能力。

        由此可見,當時的官學非常重視對于能力的培養,始終沒有把傳授知識做為學校教育的唯一目的,而是把獲得各種專門知識做為一種認識社會事物,參與社會活動的門徑。如果用“學”與“識”來概括知識與能力的關系,那么就應該認為,通過“學”提供一種認識基礎。“學”反映了一個歷史時期的文化、文明的具體內容,“識”則反映了對這一歷史時期文化、文明的理解、闡釋、運用和發展。從這個意義上說,對于“識”的要求是認識與吸收,批判與改造,繼承與發展的問題。沒有“識”,“學”便成了毫無生機的東西。

        這一點,在當時的私學中表現得也很突出,史載“孔子以詩、書、禮、樂教”[5],這是指“學”的方面。又說:“孔子以四教:義、行、忠、信,絕四:毋意、毋必、毋固、毋我,所慎:齊、戰、疾”[6],這是指“識”的方面。可見,孔子是通過對詩、書、禮、樂的教育達到義、行、忠、信的目的,也就是他的能力要求。這便使儒家學派在繼承傳統文化的基礎上,尋找到了一條認識現實事物的途徑,儒學之所以獲得顯赫的地位,關鍵在于其“識”的內容得到了社會承認。當時的其它學派的接受傳播也都帶有這個顯著特點。

        早期的古希臘教育也認為“教育主要是一種實際的事物……是道德性和社會性的”[7],“只有當我們把每個孩子都培養成好象是奉公守法的君王,訓練他們從我們手中接過由同樣原則支配的職責的時候,我們才能任其自由發展”[8]。在這里,教育同樣被認為是獲取生存、生活能力的一種途徑,有什么樣的教育,通過何種知識培養人,就會造成什么樣的人才,即“一個人開始所受教育的方向將決定他未來的生活”[9]。教育如果不把知識的傳授和對人的能力的培養結合起來,不把錘煉人們的認識能力做為其根本目的,就失去了教育的意義。

        早期人類教育的特點是注重人的社會活動能力的培養,由于歷史文化發展階段的限制,還未能在能力培養中注入對人類社會發展的理性思考。也就是說,人們注意到了應該怎樣去生活,但是對為什么這樣生活,生活本身究竟是什么這類問題還缺乏認識。人們創造了歷史,但對于歷史意味著什么,還要從人們已創造的歷史當中去體味。歷史編纂學的產生與發展為人們了解自身的歷史提供了大量的思想資料,也為人類的教育提供了更豐富的內容和新的課題。

        我國是治史歷史最長的國家之一,以史為鑒的觀念源遠流長。先秦時期的史學還沒有從巫祝神學當中分離出來,史學的教育功能沒有得到充分體現。秦漢之后以至整個封建社會,我國的歷史編纂綿延不絕,這在世界上是絕無僅有的,與此相隨,重視歷史教育也貫穿了整個封建社會。

        秦朝的以吏為師,不足為訓。兩漢時期經史未分,但將《春秋》、《左傳》、《谷梁》、《公羊》的學術做為國家教育。私學乃至察舉的內容,顯然體現了“史”的地位,由于當時是從解經的角度治學,因而歷史的教育功能沒有顯示出來,“史、漢”之后,我國歷史編纂學終于崛起而一發不可收拾,在史職圣神責任的驅使下,各類史籍紛紛問世,其巨大成就如燦爛的星空,昭示著豐厚的華夏文明,也體悟著悠遠的歷史意識。史學的教育也成為我國封建社會教育的重要內容,“史識”成為衡量人才的重要標準。

        秦漢時期是移風易俗的時代,帝王和朝廷官員們做了一些文化重建工作,這與動亂后必然有一段收拾文明的階段有關。人稱:“前漢重師法,后漢重家法;先有師法,而后能成一家之言。師法者,溯其源;家法者,衍其流也。師法家法所以分者,如《易》有施。孟、梁丘之學,是師法。施家有張、彭之學;孟有翟、孟、白之學;梁丘有士孫、鄧、衡之學,是家法。家法從師法分出,而施、孟、梁丘之師法,又從田王孫一師分出者。”[10]當時的教育與選才皆從師法家法而出,但這時的經學傳授已然不僅僅是為了收拾典籍,而是人們對歷史見解的一種反映。史載:“西京博,但以名流為之,無選試之法,中興以來,始試而后用,蓋欲其為人之師范,則不容不先試其能否也”[11]。另(太和四年)詔曰:“世之質文,隨教而變。兵亂以來,經學廢絕,后生進趣,不由典謨。豈訓導未洽,將進用者不以德顯乎?其郎吏學通一經,才任牧民,博士課試,擢其高第者,亟用;其浮華不務道本者,皆罷退之。”[12]顯然,那時對于試圖習經謀官者來說,僅誦經文、釋經義已被認為是“浮華不務道本”,而將經義融于德行者,方可牧民。所謂“世之質文,隨教而變”,反映了人們從被動地皓首窮經到把經義做為歷史文明,從中汲取“德”或“政”的營養,為現實所用的轉變,而如何去汲取,如何施德政于民,則反映了一個人歷史見識或者說能力。

        魏晉以降,務實之風日開,史學作為正統文獻而成為人們論學選才的重要內容。隋“仁壽三年七月,詔令州縣,搜揚賢哲,皆取明知古今,通識治亂,究政教之本,達禮樂之源者,不限多少,不得不舉”[13],唐初秀才科即重史籍,史載“三史皆通者獎擢之”[14]。

        科舉以來,特重史識,朝廷也將史識作為評價入試者的標準,所謂“歷代史書,皆記當時善惡,系以褒貶,垂裕勸戒,其司馬遷史記、班固、范煜兩漢書,音義詳明,懲惡勸善,亞于六經,堪為世教,國子學有文史直者,宏文館宏文生,并試以史記兩漢書三國志,……每史問大義一百條,策三道,義通七,策通二以上為及第……其三史皆通者,請錄奏聞,特加獎擢”[15]。我們可以清楚地看到,以史為試和以經為試有重大區別,以經為試大抵是代圣人立言,較少創作,充其量是在發揮其師承。而以史入試則不然,它不苛求轉述史籍之內容,重在闡其“大意”,重在古今之通變。這和我們當今所說“能力要求”已相當接近,所不同者,僅為用什么指導思想去認識古今之通變。

        近代以來,人們日益注重將教育測量與學科能力要求的研究結合起來,使歷史的研究成為人們認識世界的途徑,以1934年會考試題一例看:“自機械發明,工業發達之后,社會漸呈“工人失業”及“富者愈富貧者愈貧之現象,其故安在?試言大略”[16]。此題顯然是試圖從一個特定的角度去分析社會現狀,它完全符合測量的要求和史學認識的特點。

        時至今日,對歷史學科的能力要求集中在如何啟發和測量學生的思維能力上。臺灣周梁楷先生認為:“歷史教學及測驗目標,除了‘歷史知識’的層面,還應該培養學生具備下列幾項認知的能力:(1)基本的歷史思考(historicalthinking)能力,包括有分析的、推證的、綜合的和判讀史料的能力。(2)初步的歷史方法(historicalmethod)。包括使用圖書和收集資料的方法和知識。(3)了解歷史學(historiography)的本質。包括史學的意義、史學史,以及如何理解或感受歷史的情境。”[17]。

        由是觀之,對歷史學科能力的認識是有一個歷史發展的過程的。我們可以歸納出以下幾點認識:

        1.對歷史學科能力的認識是隨著史學自身的發展而發展的。這其中,在史學成為一種教育目的之后,人們才有意識地去探索所謂“能力”問題。

        2.最初人們希望了解或闡釋自身的歷史是為了獲得一種生存能力、社會生活能力,就我國的情況而言,中唐以后由于歷史編纂學的發展和史學史的研究,認識和闡釋歷史逐漸成為人們認識社會的一種方法,但取得生存能力和社會生活能力的這種樸素內核仍被容在其中。產生以來,科學的歷史理論和方法真正成為人類認識自身歷史的武器,但的理論與方法絕非憑空產生,它是人類歷史文化科學的總結。我們今天討論“能力”問題,不能僅僅從理論出發,而要去研究人們對“能力”認識的歷史過程,這樣,才能揭示“能力”問題的教育含義和歷史、現實的含義。

        3.“能力”既是一個歷史范疇,既反映了不同時期人類對自身歷史認識、闡釋的程度,那么,它的教育意義是顯而易見的。首先,它能夠很自然地溶入我們對歷史的敘述當中去。其次,的史學理論能夠指導我們對歷史學科的能力進行科學概括,也就是說,如同歷史一樣,它不是一個即可以這樣講,又可以那樣講的東西,它是有客觀標準的。

        4.當代史學研究的多樣化趨勢,為我們加深對“能力”的認識,擴大我們視野提供了很好的條件。本人認為,史學的意義和感受歷史的情境是我們當代人類體味自身歷史的主要觀念,也是從中提煉學科能力的一個研究課題。

        現在,我們可以回答“能力是什么”這個問題了。它基本上應包括這樣幾個含義:歷史學科的能力是我們要求人們所能達到的對歷史認識的某種水準;能力應表現為知識的、理論的、方法的內容;能力的主要意義在它的教育功能,其次,它是可以被測量的;歷史是發展的,能力要求也是發展的,不斷加強對能力教育和測量的力度,反映了能力自身的特性。

        二、歷史學科的能力測量

        談到測量,我們應主要理解測量的目標以及這些測量目標之間的關系。

        測量的目標即是我們通常所說的能力要求。新修訂的《考試說明》對能力要求的表述是這樣的:

        (一)再認、再現歷史知識

        1.再認、再現重要的歷史事實、歷史概念和歷史結論。

        2.再認、再現歷史的階段特征、基本線索和發展過程。

        (二)材料處理

        3.閱讀理解歷史材料。

        4.對材料進行去偽存真、去粗取精、由表及里的整理,最大限度地獲得有效信息。

        5.充分利用有效信息,并結合所學知識對有關問題進行說明、論證。

        (三)歷史闡釋

        6.歸納、比較、概括歷史知識。

        7.把歷史事件、人物、觀點放在特定的歷史條件下進行分析和評價。

        8.初步運用辯證唯物主義和歷史唯物主義的基本觀點分析歷史現象和歷史事物的本質,闡述歷史發展的規律。

        (四)文字表達

        9.語言準確,邏輯嚴謹,史論結合。

        這個測量目標基本上反映了當前我們對能力要求的認識程度,和以往不同,這次對能力要求的內容首次進行了分類,我們可以清楚地看到九項能力要求被切割成四個類別,即“再認、再現歷史知識”、“材料處理”、“歷史闡釋”、“文字表達”。分類說明了什么?首先,它告訴人們從哪幾個方面去進行測量,也就是明確了測量的范圍,這個“范圍”,大致上是從前述能力因素分析而來,只不過把帶有理論意義的東西轉化為可以操作的測量目標的類別。

        在測量上,對這四類的要求也有區別,區別的依據主要是知識、方法和思維含量。

        第一類,再認、再現歷史知識,含有兩條。這兩條概括了歷史學科的基礎知識,知識含量高,所以它在測量上的要求是準確。所謂“再認、再現”,就是要準確地反映史實原貌。之所以把這類分為兩個具體目標,是因第一條比于第二條來說是更為基礎的東西,第二條是根據第一條的內容被人為地概括出來的東西,比較系統,但仍屬于反映歷史原貌的內容,它只要求準確地再認、再現,不要求發揮和闡釋。請注意,對于知識的測量要求和如何獲得再認、再現的知識顯然是兩回事,不能認為考的是死知識,那么這種知識就可以完全通過死記硬背的方式獲得,這是一個誤區。事實上,在測量方法上,死的知識是被包容在活的問題當中的。也就是說它與其它幾類的測量內容是一個整體,不會截然分開,這在后面還要談到。

        第二類,材料處理。在測量當中材料的概念是:它是指在題目當中出現的所有歷史材料,這些材料是為回答問題而布置的。因此,對于材料處理的要求是有效。所謂“有效”,是指:其一,對于回答具體問題來說是有效的;其二,對于聯系所學基礎知識是有效的;其三,對于說明、論證是有效的。因此,材料在答題當中不僅僅是被引用、轉述、復述的對象,而是用來理解并說明問題的。概括起來,“有效”有兩個含義:材料中信息的獲取是有效的;對于有效信息的利用是有效的。請注意兩個有效所使用的限制詞,前一個有效用了“最大限度”,是指要窮盡材料中的有效內容,不能用一兩條有效內容去代替其它內容,這樣只會導致說明不清、論證不周。“充分”是指對于有效信息不能只求羅列,而要求展示有效信息在回答問題當中的作用和意義。要針對所回答的問題,把有效信息和所學知識溶為一體,進行透徹的說明、論證,實現其材料價值,這才是“充分”。材料處理綜合性較強,知識、方法、思維含量都比較高,用“有效”去概括是合適的。從能力型考試的要求來說,我們更注重后一個“有效”。

        第三類,“歷史闡釋”。其主要特征是思維。這里先聲明一點,說歷史闡釋的主要特征是思維,并不是說其它類不需要思維,或者說思維不重要,這里所說的思維,是指這一類能夠比較典型地反映歷史學科的思維特點,同時亦可統帥其它類的思維。從測量的角度來說,對于這種理論、方法、系統知識含量最高的測量目標,首先要有一個程度的要求。此類范圍中含有三條具體目標,相對而言,對于“歸納、比較和概括歷史知識”要求程度應該是準確、合理、周到,也就是說,這一項雖然知識要求容量很大,但在測量上伸縮性并不大,它基本上是要求人們將歷史知識按特定要求進行本質的、系統的整理,更多的是根據扎實的基礎知識和初級歷史思維的能力。因此,要求其準確、合理、周到是符合這一條目標的具體情況的。“把歷史事件、人物、觀點放在特定的歷史條件下進行分析和評價”,這一條要比上一條的思維力度高一些,且帶有明顯的學科思維特點,因此,對它的測量要求是客觀性。所謂“客觀性”就是要求做到對歷史事件、人物或觀點的分析、評價要與歷史發展的具體史實、階段性特征相結合,揭示那些歷史事物的特點、作用和意義。客觀性思維最能體現歷史感,它是歷史的形象思維和理論思維的結合點,帶有較強的情感意識和情景意識,是走向辯證思維的唯一階梯,抓住這一能力目標至關重要。從我們以往的教育學和測量的情況來看,這一能力目標是一個弱項,一則很多人不知道怎樣把歷史事物放在它所產生的歷史條件下去考察,二則以的原則做為出發點,用后人的認識去苛求前人。上述做法的結果是,人們實際上對歷史事件本身尚不甚了解就去妄加品評。做為教師,那是以其昏昏使人昭昭,做為學生則是似懂非懂,學的不是真正的歷史。說到底,這是個學風問題,危害最大,必須扭轉。此類范圍最后一個測量目標:初步運用辯證唯物主義和歷史唯物主義的基本觀點分析歷史現象和歷史事件的本質,闡述歷史發展的規律。這是對歷史思維的最高要求,因此它強調的是理論性。如果說在上一個測量目標當中也含有一些理論內容的話,那主要是一些基礎知識和基本方法,比如要從生產資料所有制的分析入手去考察社會制度,去評價人們的社會地位。要從社會經濟生活入手去分析當時的社會意識或觀點等等。相對來說是靜態的。但在這一條目里,理論性的要求就是系統的、深入的、動態的,它除了要把歷史事件放在特定的歷史條件下考察之外,要著重分析事物本質和它的歷史傾向。我們在上節中講過,歷史事物的發展是一個轉化過程,理論的意義在于揭示這種轉化的歷史傾向,從而深刻地認識歷史發展的規律。總之,強調理論性,就是要對歷史事物的認識具有歷史的、唯物的、辯證的思維特點。當然,我們不能要求考生去做大學問,做大文章,因此,在此條目之前冠之以“初步”的限制。“初步”的含義是:其一,基本的理論觀點和方法是正確的;其二,所涉及的知識內容與理論分析是有內在聯系的,有系統的;其三,其論述具有認識意義。要防止把“初步”的含義理解為僅僅懂得理論條條的做法。對號入座的做法,也就是說,不能把的理論和方法僅僅當做純知識來傳授,要化為精神和靈魂,這是進行素質教育的關鍵,也是考試能力要求的原則。這里順便說一句,不能因為存在考試,我們的教育就一定是應試教育。考試是一種選拔人才的形式,和素質教育并非一定矛盾。當前我們之所以在能力要求上下很大工夫,其目的也是為了實現素質教育和選拔考試的結合,使考試這種形式更好地為素質教育服務。

        第四類,文字表達。作為歷史學科的文字表達與其它文科科目文字表達的要求不一樣,它應該具有自己的特點。首先,它要求語言準確。這一點和其它科目的要求共性多一點,不過,歷史學科要注重這其中的概念表述的準確、史實表述的準確和說明論證表述的準確。其次,要求邏輯嚴謹。這里,邏輯不是指行文作章的結構,而是指所述內容的內在關系。概括來說,它應該是有序的而非羅列的;還應該是完整的而非殘缺的;又應該是主旨明確的而非含混的。第三,史論結合。這要求在表達上要有鮮明的觀點作為立論基礎,又要適量的史實作為支持,史論之間的關系是一致的,不能自相矛盾。這里需要說明,我們不會要求學生去做純理論的論述,而是希望一種在正確理論指導下的對史實的科學分析,要把觀點溶入這種分析當中去,并非一定要出現什么完整的理論闡述或理論字眼。“史論結合”做為比較典型的反映歷史學科文字表達的形式,在考試測量中占有一席之地,這并不為過,再說,這一要求在題目中會有程度和范圍的限制,只要理解了這一要求的基本含義,考生是能夠做到的。

        以上對能力要求的四個類別范圍做了一個簡要的說明,需要指出的是,對能力要求進行分類,其目的是基于教學者的理解和命題的操作,并不是表示在命題中以類區分試題的測試功能,比如“材料處理”就一定針對材料解析題。事實上,這四個類別構成了能力要求的整體。在試卷中,一種題型或一道題目往往含蓋了兩個以上或全部類別的能力要求。從測量的要求上說,題目含蓋能力要求多,總比含蓋少有更好的測試效果。當然,有時一張卷子需要有某些題目進行非常單一的能力測試,但這絕不是整張試卷的要求,我們最好不要把能力要求的類別條目和題型對號入座,這樣會事倍功半,而需要把能力要求融會貫通起來做為分析問題、解決問題的思想方法,這樣就會事半功倍。

        注釋:

        [1]《禮記·禮運》。

        [2]《史記·五帝本紀》。

        [3]《禮記·學記》。

        [4]《禮記·地官司徒》。

        [5][6]《史記·孔子世家》。

        [7][8][9]《現代教育的起源和發展》。

        [10]皮錫瑞:《經學歷史》。

        [11]《文獻通考》卷40《學校一》。

        [12]《三國志·魏書·明帝紀》。

        [13]《冊府元龜》卷645《科目》。

        [14]《文獻通考》卷29《選舉考二·舉士序》。

        [15]《唐會要》卷76《三傳附三史》。

        [16]《安徽教育半月刊》第66期。

        [17](臺灣)《清華歷史教學》創刊號。

        字庫未存字注釋:

        第7篇:測量論文范文

        1渠系水利用系數

        1.1渠系水利用系數的影響因素

        渠系水利用系數是指灌區末級固定渠道放出的總水量于渠首因進水量的比值。渠道水利用系數的影響因素是多方面的,其中主要因素為渠道的防滲措施、土壤的透水性能、輸水流量和地下水水位。

        (1)渠道的防滲措施

        渠道防滲是減少輸水損失、控制地下水位,提高渠道水利用系數的基本工程措施。目前我省渠道采取的防滲方式主要有土料防滲、混凝土防滲和膜料防滲等。根據有關資料:采用土料夯實防滲一般能減少滲漏損失量45%左右,采用混凝土襯砌防滲能減少滲漏損失量70~75%,采用塑料薄膜襯護防滲能減少滲漏損失量50~90%。掌握上述各種措施的防滲效果,對確定渠系水利用系數測定方法、分析測定結果的合理性是十分必要的。

        (2)渠道土壤的透水性能

        對于土渠渠道的輸水損失量主要取決于渠道土壤的透水性能。土壤的透水性能主要和土壤的質地有關。根據土壤的質地可把土壤劃分為砂土、壤土和粘土三類。砂土類土壤主要有粗砂和細砂組成,粉砂和粘粒所占比例很少,因此土壤顆粒粗、粘性小孔隙直徑大,土壤透水性強,由此類土壤組成的渠道由于下滲損失量大,渠系水利用系數小。粘土類土壤主要由粉砂和粘粒組成,土壤質地粘重,結構緊密,雖然孔隙率較大,但孔隙直徑小,土壤透水能力弱,由此類土壤組成的渠道下滲損失量小,渠系水利用系數較高。壤土類土壤質地比較均勻,其中細砂、粉砂和粘粒所占比例大體相當,顆粒粗細及孔隙直徑適中,土壤透水性能介于沙土和粘土之間,因此渠道下滲損失量和渠系水利用系數亦介于以上兩種土壤之間。

        (3)輸水流量與地下水水位

        對于某一級固定渠道,輸水流量愈大,流速愈快,水流傳播時間較短,流量滲漏損失相對較小,渠系水利用系數大:反之,渠道輸水流量愈小,流速愈慢,水流傳播時間較長,流量相對滲漏損失量愈大,渠系水利用系數小。反映渠道水量損失率與輸水流量之間相關關系的經驗公式如下:

        (1)

        式中:——渠道單位長度水量損失率;

        K——土壤透水性系數;

        M——土壤透水性指數;

        Qj——渠道凈流量(m3/s)。

        某灌區渠道水量損失率與輸水流量的關系如表1。

        表1渠道損失水量與輸水流量關系表

        項目

        流量(m3/s)

        0.5

        1

        5

        10

        損失流量(m3/s)

        壤土

        砂土

        0.03

        0.044

        0.039

        0.059

        0.065

        0.099

        0.079

        0.107

        公里損失率(%)

        壤土

        砂土

        6

        8.8

        3.9

        5.9

        1.3

        2

        0.79

        1.2

        灌區地下水水位的高低,直接影響渠系水利用系數的大小。當灌區地下水位較高時,地下水頂托渠系水,減少渠系水的下滲的水力梯度和儲水空間,對渠系水的下滲起到抑制的作用,從而提高渠系水的利用系數。當地下水水位高于渠道水位時,地下水還會“反補”渠道水,出現渠系系數大于1的現象,根據實測資料,寶清縣寶石河灌區干

        渠最大渠系系數為1.05,建三江種子站灌區支渠最大渠系系數為1.10、北引烏北干渠最大渠系系數為1.57。反之,當灌區地下水位較低時,則會有利于渠系水的下滲,降低渠系水的利用系數

        1.2渠系水利用系數測定的基本方法

        (1)靜態測定法

        《節水灌溉技術規范》對此法的要求為:“應選擇一段具有代表性的渠段,長度為50~100m,兩端堵死,渠道中間設置水位標志,然后向渠中充水,觀測該渠段內水位下降過程,根據水位的變化即可計算出損失水量和渠系水利用系數。”對具體的測定步驟和計算方法規范并未提及。筆者認為,上述方法所要求的渠道長度過短,代表性不強,且未考慮流量變化對損失率的影響,因此對于斗渠及以上各級渠道的測定不宜采用此方法。但對于渠道較短,流量較小的農渠或毛渠采用靜態測定法還是合適的。渠系系數應按下列方法計算。

        (2)

        式中:η——渠渠系系數;

        、——觀測開始時和觀測結束時相應水深的渠道斷面面積;

        L——該級渠道的平均長度;

        ΔL——代表渠段的長度;

        Δ——觀測開始至觀測結束的時間。

        (3)

        式中:V——渠道水的平均流速。

        (2)動態測定法

        根據渠道布置情況,選擇中間無支流、長度滿足要求的代表性渠段,觀測上、下游兩個斷面同一時段的流量,通過量化渠道損失水量的方法推求渠道水利用系數。代表渠段渠道水利用系數用以下公式計算:

        (4)

        式中:——代表渠段的渠道水利用系數;

        ——代表渠段上、下斷面的流量。

        干渠、支渠、斗渠和農渠各級渠道的水利用系數η渠系用以下公式計算:

        (5)

        將(4)、(5)式整理合并得:

        (6)

        全灌區渠系水利用系數用下式

        (7)

        式中:——全灌區的渠系水利用系數;

        、、、——干渠、支渠、斗渠、農渠各級渠道的渠系水利用系數。

        1.3渠系水利用系數的測定

        1.3.1代表渠段的選擇

        代表渠段選擇應遵循如下基本原則:一是所選的典型渠道能代表整個灌區的同級渠道的平均水平,渠道的土質、防滲措施、輸水流量的大小和工程完好率等指標應與全灌區該級渠道相接近。二是為減少工作量,可采取抽樣測量,但測渠應有足夠的數量:對于大型灌區,總干渠1條,干渠不少于2條,支渠不少于2條,斗渠不少于3條,農渠不少于4條;對于小型灌,干渠1條,支渠不少于2條,斗渠不少于2條,農渠不少于3條。三是所選的渠段要有足夠的長度:流量小于1m3/s,長度不小于1km;流量小于1~10m3/s,長度不小于3km;流量小于1m3/s,長度不小于5km;流量小于10~30m3/s,長度不小于10km,在滿足上述條件的前提下,代表渠段的長度盡量接近灌區同級渠道的平均長度。

        1.3.2流量測驗

        短距離小流量狀態下,推求渠系水利用系數可能產生的最大誤差是流量測驗誤差。因此對流量測驗的精度必須引起足夠的重視,引起流量測驗的誤差,主要包括控制斷面選擇的誤差、測流儀器本身的誤差和測寬、測深、測速時產生的誤差。為了減少誤差,提高流量測驗精度,流量測驗應盡量滿足下列要求。

        (1)測流斷面:測流斷面應選擇在渠道順直,斷面穩定,水流均勻,無回流或水流脈動較小的地方;當測流斷面生有水草或出現淤積時應對渠道進行整治,整治長度宜大于渠道水面寬的5倍,必要時要用木板或水泥板對斷面進行襯砌處理。

        (2)測流儀器:干渠和支渠流量和水深條件較好,LS25-1、LS-10型等常規流速儀的測定范圍即可滿足測深和測速的要求,因此干渠和支渠的流量測驗可選用上述常規的儀器。斗渠和支渠的水深和流速均較小,采用常規的儀器無法施測或不能保證精度,宜采用專門測量低水位、小流速的ADV等新型儀器。流速儀應選擇新的或使用時間短的,若使用兩臺流速儀同時測流,要進行比測,作一致性修正。觀測農渠流入水稻格田水量時,由于流量很小

        水位變化較快,無法用流速儀測流,此時應采用V型量水堰,通過觀測水位和時間的方法測量流入田間的水量。

        (3)測量精度:測長和測寬最好用鋼尺量測,重復三次,取平均值。測深垂線按精密水道斷面要求布設,控制斷面地形轉折變化,水深要讀到毫米。測速垂線按精測法布設,測點按三點法和五點法,測流不低于100秒,測量的流速計至小數后三位,特別小時流速可計至小數后三位。流量成果計算到小數后四位。

        (4)測次安排:通過上述渠系水利用系數影響因素分析可知,對于同一代表渠段,渠道的防滲措施和土壤組成對下滲損失及渠系系數的影響是固定不變的,此時引起渠系系數產生變化的主要原因將取決于渠道的工作方式、輸水流量的大小和灌區地下水水位的高低。受作物需水規律的控制和降水、回歸水的影響,渠道不同時期的輸水流量和地下水位,在不同的階段都有較大的差異,因此流量的測驗應貫穿整個灌溉期,根據灌溉制度選擇幾個代表時段分別測量,以求得整個灌溉期的平均值。

        1.3.3渠系水利用系數分析計算

        (1)每級渠道的平均值

        將實測流量代入(6)式求得單次渠系系數計算成果,然后考慮輸水流量大小對渠系系數的影響,采用流量權重系數法計算每級渠道渠系系數的平均值:

        (8)

        式中:η平均——每級渠道渠系系數的平均值;

        Qi、Q——單次測驗流量、各單次測驗流量之和。

        (2)渠系系數的修正

        上述計算考慮了渠道長度和流量變化對渠系系數的影響,未包括地下水頂托作用對渠系系數的影響。地下水的頂托作用可以從兩方面理解:一方面地下水抑制渠道水下滲,只要埋深適宜就會起到降低下滲強度、減少輸水損失的作用,據有關資料,當渠道凈流量達到100m3/s時,埋深為25m的地下水仍會起到頂托作用,影響渠系水的下滲,真正意義上的自由下滲并不存在,因此當地下水埋藏較深時,這一自然影響因素在計算時可不予考慮。另一方面,當渠首引水量小、地下水埋深很淺時,渠系水和地下水補排關系發生改變,形成“倒比降”,造成地下水“反補”渠系水,導致渠系系數明顯偏大,甚至出現渠系系數大于1于的不合理現象時,地下水對渠系系數的影響影就必須在計算時予以考慮。在土地平整的稻田區,來自于區外的測向徑流可以忽略不計,此時,補給渠道的地下水量主要來源于大氣降水和進入田間的灌溉水,其中由灌溉水形成的回歸水量在前期的渠道水測量中已被測到,屬重復水量,在計算時應予以扣除。為此,本文水引入K1和K2兩個修正系數,用來修正地下水“反補”現象對渠系系數的影響,修正方法如下:

        (9)(10)

        式中:η修正——修正后的渠系系數;

        生育期設計灌溉定額(m3);

        灌溉期有效降水量(m3);

        β——回歸系數,結合灌溉水利用系數測定工作,用水平衡法確定。

        受條件限制無法確定回歸系數時,亦可用如下方法對渠系系數進行修正:

        (11)

        (12)

        (13)

        (14)

        式中:——受地下水影響的渠道單位長度水量損失率;

        ——考慮地下水影響的渠道滲水損失修正系數;

        ——地下水埋深;

        ——渠道凈流量;

        a、b、c——分別為系數和指數。

        根據有關文獻提供的數據,將、和與之對應代入(14)式,利用計算機采用最小二乘法對a、b、c三個參數進行率定,求得計算值的經驗公式如下:

        (15)

        本文按上述方法計算的寶清縣寶石河灌區渠系系數單次測定成果如表2。

        表2寶清縣寶石河灌區渠系系數計算成果

        項目

        Qs

        (m3/s)

        Qx

        (m3/s)

        σ

        β

        D

        K1

        K2

        η代表

        η平均

        η修正1

        η修正2

        干渠

        1.224

        1.125

        1.4

        0.14

        0.10

        3.0

        0.83

        0.07

        0.97

        0.92

        0.89

        0.86

        0.82

        注:η修正1系由K1修正的值,η修正2系由K2修正的值。

        2田間水利用系數

        2.1田間水利用系數計算的基本方法

        田間水利用系數凈灌水定額與末級固定渠道放出的單位面積灌水量的比值。對于稻田來說,灌區灌溉水可分為水田泡田期水稻生育期兩個階段,由于泡田期和生育期水田的灌水規律和耗水方式差異很大,因此應分別測定田間水利用系數,采用水量加權的方法計算全灌區整個灌溉期的田間水利用系數。

        (16)

        (17)

        (18)

        式中:η田間、η泡田、η生育——全灌區田間水利用系數、泡田期田間水利用系數、生育期田間水利用系數;

        M泡田、M生育——泡田期和生育期設計灌溉定額;

        W泡田、W生育——泡田期和生育期的灌水量。

        2.2參數的測定

        (1)泡田期凈灌溉定額

        泡田期凈灌溉定額可采用計算法(計算設計灌水定額)或實測法確定,本文僅介紹后一種方法。采用實測法時,泡田期的凈灌溉定額按如下方法計算:(19)

        式中:M泡田——泡田期的凈灌溉定額(mm);

        ——稻田犁底層深度(m);

        ——稻田H2深度內土壤平均容重(t/m3);

        ——深度內土壤飽和含水率;

        ——深度內泡田開始時的土壤含水率;

        ——插秧時所需水層深度;(mm);

        ——泡田期日平均滲漏量(mm/d);

        ——泡田期日平均水面蒸發量(mm/d);

        ——泡田期天數(d);

        ——時段內的降水量(mm)。

        1)土壤含水量的測定:在灌區中選擇土地平整、田埂封閉較好的格田作為典型地塊,沿水流方向布設測線,在測線的上、中、下游各選3個測點,從地表以下10cm、20cm、30cm處取土。采用稱重法測定泡田開始時的土壤含水量,采用浸泡法測定飽和土壤含水量,分別進行算術平均后即可求得和。

        2)泡田期日平均滲漏量的測定:待耙田結束、水層穩定后,在選擇的典型格田內布設高程控制點,用帶有“靜水”措施的測針觀讀田間水層的水位變化,同時安裝普通雨量計和20cm口徑蒸發皿觀測逐日降水量和蒸發量,然后用下列公式計算滲漏量:

        (20)

        式中:——前一天的水層水位(mm);

        ——當天的水層水位(mm);

        ——時段內的降水量(mm);

        ——20cm口徑蒸發皿水面蒸發量(mm);

        ——20cm口徑蒸發皿對E601蒸發皿的折算系數。

        (2)泡田期灌水量

        進入田間的水量,流量小、水位變化大,用流速儀測流不能保證精度,推薦采用V型量水堰測流,用水力學公式法計算進入田間的灌水量。具體方法是:首先對進水口進行休整,然后安裝量水堰和自計水位計,觀測整個灌水期的水位變化過程,最后根據水深和灌水時間計算出進入田間的灌水量W泡田。

        (3)生育期凈灌水定額

        我省水田大都實施淹灌,整個生育期除水稻黃熟期和曬田期水層落干外,田面上始終留有一定深度的水層,在保持水層的淹灌階段,水的消耗表現為淹灌水層的變化,從前一次灌水結束到下一次灌水開始這一階段,稻田的水量平衡方程為:

        (21)

        (22)

        式中:——生育期階段凈灌水定額(mm);

        ——日平均田間耗水量(mm);

        ——下一次灌水開始時田間剩余的水層深度(mm),當h4大于設計水層深h設計時取h4等于h設計;

        1——前一天的水層深度(mm);

        ——當日的水層深度(mm);

        h3——時段內的排水深度(mm);

        ——時段內的降水量(mm)。

        由上述水量平衡方程可知,只要我們在水稻生育期選擇一次(多次)完整的灌水過程(本次灌水與下一次灌水間隔時間較長),通過連續觀測代表地塊水深和降水量的變化(當有排水時可通過觀讀排水前和排水后的水深計算排水量),即可計算出生育期某一階段的凈灌水定額。我們在測定建三江農科所灌區和七星農場種子站灌區灌水定額時采用了上述方法,取得了較好的效果。

        (4)生育期灌水量

        田間灌水量采用水深法測定。在返青期和曬田后期,選擇土地平整、田埂質量好、田間無水層的格田作為代表地塊,布設2~3處水深觀測點,用有防風浪措施的水深觀測儀器觀測灌水結束時田間的水層深度,同時記錄本次灌水所需要的時間,然后用下列方法計算進入田間的水量:

        (23)

        式中:W生育——進入田間的灌水量(mm);

        E單位——單位時間耗水量(mm/h),由E日耗換算求得;h5——灌水剛結束時田間水層深度(mm);

        t3——本次灌水從開始至結束的時間(h)。

        2.3田間水利用系數計算

        用泡田期的凈灌溉定額除以泡田期的灌水量求得泡田期的田間水利用系數,將生育期的凈灌溉定額除以生育期的灌水量求得生育期的田間水利用系數,將其一并代入公式(18)后即可求得全灌溉期的田間水利用系數。按上述方法計算了七星農場種子站灌區田間水利用系數,計算結果:泡田期田間水利用系數為0.93,生育期田間水利用系數為0.96,灌區整個灌水期的田間水利用系數為0.95。

        3灌溉水利用系數

        灌區灌溉水利用系數的大小體現了灌區水利用效率的整體水平,其數值等于渠系系數與田間水利用系數的乘積。上述渠系系數和田間水利用系數的計算成果表明,灌區的水量損失主要來源于渠道的輸水損失。因此,加強灌區的防滲工作,提高渠道的管理水平,對提高灌溉水的利用效率,促進水資源的可持續利用具有非常重的意義。本文對灌區水利用系數這一反映灌溉工程質量、灌溉技術和灌區用水水平的一項綜合指標的測定方法進行了分析和探討,方法簡單實用,可操作性較強,可供有關人員在今后開展此類工作時參考。筆者水平有限,望有關專家能對文中的不足之處給予批評指正。

        參考文獻:

        [1]中華人民共和國水利部,《節水灌溉規范》SL207-98

        [2]國家質量技術質量監督局、中華人民共和國建設部,《灌溉與排水工程設計規范》GB50288-99

        第8篇:測量論文范文

        在這種環境下,許多公司的信息技術部門和營銷部門面臨同樣的機遇與挑戰。高層管理已經將信息技術和公司品牌視為公司的關鍵資產,二者現已成為最高層戰略討論的核心。但是盡管公司認識到這些核心要素的重要性,他們還是要為如何衡量二者的戰略價值和各自的表現而絞盡腦汁。

        隨著技術管理人員介入高層關于公司品牌的戰略討論,他們開始進入一個嶄新的領域。其角色已擴展到設計和運用工具、監控公司品牌戰略的效率、以及評估品牌的表現,但是他們當中有許多人仍不清楚品牌的全部含義。

        一個普遍的的誤解是把品牌當成一個徽記、一個標簽或一幅廣告,其實這些只是對品牌的有形表述,屬于營銷部門最基礎的工作。領先的全球企業認識到,品牌的內涵遠不只這些。品牌是一整套期望和聯想,源于對公司、產品和服務的體驗,每一個喝可樂或開卡迪拉克車的人都知道這一點。

        測量方法的選取

        好的品牌測量方法在于能用來做實際業務決策,并可以根據所得到的信息采取行動。下面五項基本原則有助于幫助公司明確是否為它的經營戰略和在市場中的定位選擇了正確的測量方法。為了便于記憶,可以把這五項原則縮寫為"SMART":

        簡單實用(Simpletouse)有用的測量方法是同搜集、分析和利用信息一樣直接,關鍵要將測量品牌所花的時間減到最小,把使用信息的時間用足。

        有意義(Meaningful)如果沒有直接與公司的目標或公司與顧客各個接觸點聯系起來,那么,這個方法也許對提升品牌和公司的表現幫助不大。

        能付諸實施(Actionable)一個測量方法的關鍵是要優化經理所做的決策,如果起不到這個作用,就要用其它有效的方法。

        能重復使用(Repeatable)就數據收集而言,測量方法應該是可以重復使用的。如果你偏離上次的XYZ方法時,你也許不得不從頭開始。要有可比性,即用蘋果比蘋果才可以有效地測量品牌。測量方法每年至少要評估一次或兩次,將你的精力集中在"尖子中的尖子"上,而不是將投資分散在只能得到最小回報的地方。

        要有接觸點(Touchpoints)將測量的方法用在一些特定的群體上,雖然沒有一個方法能夠適合所有群體,但總有一兩個方法對每個群體都重要。確定你最感興趣的接觸點,然后采用相應的測量方法。

        品牌測量的類別

        品牌測量通常蘊藏在兩個大類之內:"戰略性測量"(Strategicmetrics)和"接觸點測量"(Touch-pointmetric)。"戰略性測量"幫助團隊評估各種品牌創建活動對品牌的總體財務表現的影響。"接觸點測量"評估品牌的表現和品牌創建的主動性。當顧客訪問網站或考慮購買產品和服務的時候,顧客與品牌就緊密地聯系在一起。

        "接觸點測量"偏重于品牌表現的無形方面,每種方法都有特定的目的,并被設計成了解品牌是如何影響購買決策的。通過詢問目標受眾的一些具體問題可以追蹤到有用的信息

        品牌偏好衡量"(Brandpreferencemetrics)的真正價值體現在對市場反應的跟進。比如采訪一個公司采購新電腦選什么牌子時,他們會說喜歡IBM產品,但到實際購買時,公司可能會選別的牌子。

        "品牌意識和認知測量"(Brandawarenessandrecognition)常被同時用來顯示整個營銷組合能否有效地展示品牌的內涵。品牌認知旨在讓潛在的顧客了解品牌能提供什么,以及顧客能否將品牌歸類到合適的行業、產品類別和競爭優勢中來。

        高品牌意識和認知說明公司在傳統的溝通方式上的投資可以降低一些,把資源騰出來投入到其它接觸點上。"戰略性測量"展現了品牌建設和管理對業務整體表現的影響,有些方法同盈虧有明顯的關系,另一些方法則相對間接一點。這些測量可以用元和分來表示,或者用對盈虧有影響的指數來表示,"戰略性測量"包括品牌的價格溢價(Pricepremium)和贏得顧客。

        品牌的價格溢價是增加品牌收入的最好方法之一。如果一個企業的產品或服務比同類低價產品或服務多賣了100美元,這個單筆銷售的價格所增加的100美元就是品牌價格溢價。

        把公司與競爭對手做比較的時候,這個方法也管用。在這種情況下,主要測量品牌的價格優勢或與競爭對手相比不利的方面,所獲得的信息能幫助公司為強化自己的地位而制定清晰的戰略性目標。

        少而有針對性的測量方法對測量成功非常重要,同時,在"戰略性測量"和"接觸點測量"之間要保持平衡,保證將顧客從購買前到購買后的全部體驗都包含了進來。"戰略性測量"應該根植在公司業務測量之中,這樣就能易于接受并與高層管理者聯系起來。

        技術所起的作用

        信息技術部門無論在制定和監控新測量方法時,還是在向那些實際應用的人員提供反饋時,都起著不可估量的作用。

        另外,管理層選中的測量方法應該基于公司現有的能力,技術管理人員要決定技術的基礎架構能否讓合適的人獲得合適的信息,這些信息怎樣才能得到,為了提高決策程序,如何與現有的業務數據交叉使用,以及為了保證最終的數據順暢地傳遞,公司應該怎樣更好地鼓勵在業務中分享關鍵數據。

        第9篇:測量論文范文

        關鍵詞:GPS電壓互感器二次壓降鎖相倍頻

        隨著電力系統體制改革的深化,廠網分家的模式已初步形成。發電廠上網電量及電網間電量交換的精確計量直接關系到結算雙方的經濟利益,因此減小電能計量裝置的綜合誤差是十分重要的。實際測試的結果表明,電能計量綜合誤差中電壓互感器(TV)二次加路電壓降引起的計量誤差最為突出,大約占電費收入的1%-2%甚至更多,電費數百萬元。為減小該誤差,目前普遍通過鋪設測試電纜進行壓降的檢測,再通過電壓器進行跟蹤補償。這種方法測量功能有限,而且需要鋪設很長的電纜,在距離遠、地形復雜的地方甚至無法進行,這類裝置使用麻煩且不能實現在線監測。因而開發種測量精度高、無需鋪設專用電纜、具有遠程通信功能的新型電壓互感器二次回路壓降自動跟蹤補償及監測裝置很有必要。

        基于全球衛星定位系統(GPS)的電壓互感器二次線路壓降自動跟蹤補償裝置能很好地解決以上問題。裝置以GPS信號作為TV二次線路兩端數據采集的同步信號,同步測量TV輸出端口和電能表輸入端口的電壓向量,結合鎖相倍頻技術,使系統的準確性和穩定性得到保證;并以電力線載波通信的方式進行數據通信,免去了鋪設電纜的麻煩和安全隱患;通過D/A轉換實時進行電壓補償,從而達到自動跟蹤補償的目的。

        1自動跟蹤補償裝置的總體結構

        系統結構如圖1所示。

        基于GPS的電壓互感器二次線路壓降載波式自動跟蹤補償裝置由測量主機和測量從機兩部分構成。主機除了測量二次儀表輸入口的電壓參數以外,還向從機發送控制命令并接收測量數據,計算二次線路壓降,通過D/A轉換輸出補償電壓,通過串口與上位機通訊實現遠程監控和數據共享。從機結構與主機類似,只是沒有D/A補償模塊,它能與主機通訊,按主機命令對TV輸出端口的電壓參數進行測量,并將實時數據及時地發送到測量主機。

        裝置的設計主要包括以下內容:(1)基于GPS的高精度時間同步測量單元的設計:GPS系統1PPS(秒脈沖信號)及100PPS和串口時間代碼的提取、同步測量電壓向量及計算處理二次壓降。(2)電力線載波通信模塊的設計:電力線波通信線路要求具備雙工通信的能力、比較穩定的相移特性,以及足夠的輸出功率。經過反復試驗比較,在TV二次線路上采用專用的電力載波數據通信芯片LM1893設計電力載波數據通信模塊,通信距離達500m,能夠滿足現場檢測的需要。(3)D/A補償模塊的設計:在單片機計算處理后的二次壓降補償值通過D/A轉換器轉換成模擬量,通過功率放大器后串聯迭加到二次儀表輸入端口,對二次線路上的電壓損失進行補償。

        2基于GPS的電壓向量測量

        壓降測量是通過分別檢測TV二次線路兩端的電壓向量(應檢測出幅值和相位),然后將兩端測量值相減從而得出線路壓降值的幅值差和相位差。電壓的幅值測量較易滿足要求,采用一般的16bitA/D變換的方法鄧可。而相位差的檢測則是技術難點,本裝置對相位的測量是通過鎖相環電路將電網頻率信號倍頻,用該倍頻信號作為計數器的時鐘信號。每次電壓過零時,計數器重新開始計數。通過讀取TV二次線路兩端計數值并計算差值從而得出相位差。其結構圖如圖2所示。計數器時鐘信號由鎖相倍頻電路產生,電壓過零檢測產生的信號經過整形后作為計數器的開始計數信號,GPS的100PPS脈沖在單片機控制信號的作用下對計數器當前值進行鎖存,每個周期的相位采樣數據(從鎖存器讀)、GPS接收機1PPS脈沖在單片機控制信號的作用下對計數器當前值進行鎖存,每個周期的相位采樣數據(從鎖存器讀)、GPS接收機1PPS信號以及它的時鐘標簽同時被送至單片機進行處理。

        由于電壓互感呂二次線路壓降補償裝置的設計方案要求相差測量精度為±1'''',因此將電網頻率360×60倍頻,計數器記錄倍頻后的脈沖信號就可滿足相位差測量精度的要求。由此可得計算相位差的公式為:

        其中,C1、C2為兩端計數器的讀數,f0為電網頻率。由上式可知,兩端計數差值就是兩端的相位差。

        顯然,這種方法所得的結構與電網頻率無關,也不必靠高穩定度的高頻恒溫晶振獲取納秒級時標。得到的相位值不會受到電網頻率波動的影響,得出的數據準確度高,而且采用的器件對環境適應能力強,有較高的性價比,非常適合在各種工業環境下推廣使用。

        3GPS測量電壓向量的工作程序

        GPS接收機至少提供兩種形式的時間信號,即1PPS(每秒輸出1個脈沖)信號和串口時間代碼。1PPS的脈沖時間與世界協調時間(UniversalCoordinatedTime,縮寫為UCT)的秒的同步誤差不超過1μs;串口信息在1PPS脈沖之間給出,其中包括的時間信息用來說明前一個1PPS脈沖對應的UCT時間(年、月、日、時、分、秒)。許多接收機產品還能提供100PPS(每秒輸出100個脈沖)信號,其時鐘精度可達納秒級。在本裝置中采用這三種信號同步測量電壓向量。

        本裝置可以對每一周期的相差進行采集。為了方便計算,方案采用主從機預約時間每次采樣1秒或幾秒的方式測量電壓向量(本文以采樣1秒為例進行說明)。參見圖2,主從機預約時間GPS的1PPS信號為準,單片機控制與門的開關,從而對計數器采樣1秒鐘(同時也對電壓幅值采樣1秒鐘)。在單片機輸出高電平的1秒鐘內,100PPS信號作為于鎖存器,同時單片機內部對每一個100PPS脈沖信號進行中斷處理,讀取計數器的鎖存器鎖存的值及電壓幅值,送入內存中依次排列起來。等待1秒鐘后,從機將采樣的數據發送到主機,主機再依次對數據進行計算處理,得出這1秒鐘內的二次壓降值及其補償值,分別送到上位機和補償模塊。

        圖3為采樣子程序流程圖。當單片機主程序調用它時,子程序首先讀取主從機預約的采樣起始時間,在約定起始時間到來時打開與門(單片機輸出高電平),同時打開100PPS的中斷響應,開始等待下一秒鐘GPS的1PPS脈沖信號。其間,系統每個周期采樣一次電壓幅值和計數器值。在下一秒鐘的1PPS脈沖到來時,禁止響應100PPS中斷,關閉與門(單片機輸出低電平),返回主程序。在不需要采樣的時段里,單片機一直輸出低電平。其中,Ti是主從機預約的第i個電壓向量采集時間。

        圖4

        圖4為GPS信號及電網信號的時序圖。由于電網頻率是變化的,電壓過零脈沖相對GPS的100PPS時鐘的位置也是隨機變化的,如圖5所示。在計算相位差δ時,當100PPS脈沖發生在δ之外,就是前面已經介紹過的(如圖4所示),此時|ΔC|<15°,δ=C1-C2。當100PPS脈沖發生在δ之間需要注意以下情況(相位差值正常情況下不會大于15°);

        第一種情況,首端電壓相位超前,此時ΔC<-15°,δ=φ1+φ2=C1-C2+360°;

        第二種情況,末端電壓相位超前,此時ΔC>15°,δ=-(φ1+φ2)=C1-C2+360°。

        綜合上述三種情況,相位差為:

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