緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇精密測(cè)量技術(shù)論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

 

化學(xué)需氧量(COD)是反映水體水質(zhì)、判斷水體受有機(jī)物污染程度的重要指標(biāo)之一。目前COD檢測(cè)一般采用國標(biāo)敞開式加熱回流滴定法。該法分析時(shí)間長，消耗大量硫酸和硫酸銀，有較明顯的局限性。美國哈希(HACH)公司在上世紀(jì)末推出微回流管封閉消解比色的方法，可操作性極強(qiáng),能夠降低工作強(qiáng)度、節(jié)約試劑用量、減少環(huán)境污染，但存在分析成本高、分析時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)法相比無優(yōu)勢(shì)（都為120 min）等缺陷，使人們將興趣轉(zhuǎn)移到開發(fā)廉價(jià)的COD消解液配方上面來。

為此,針對(duì)COD密封消解法研究一種快速、可靠的替代配方，替代進(jìn)口并綜合標(biāo)準(zhǔn)法和快速密閉催化消解法的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到分析操作簡單化快速密閉消解，試劑用量微量化和分析儀器化是本課題研究的主要目標(biāo)。

為提高本項(xiàng)目的研究分析效率，將自制CODCr消解液中的各個(gè)因素進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫輔助分析，避免了大量的人工計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，也為本項(xiàng)目在今后化驗(yàn)工作中實(shí)施提供了方便。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1技術(shù)路線以及工藝流程

1.1.1通過文獻(xiàn)資料和理論推算，確定自配消解液各組分的基本組成；

1.1.2消解條件的正交試驗(yàn)，應(yīng)用正交試驗(yàn)法確定各影響因素的最佳條件；

1.1.3考察本法的準(zhǔn)確度、精密度中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)。

1.1.4以microsoft公司的VB6.0作數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫為SQL Server2000。將CODCr消解液中的各個(gè)因素作為數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行分析。

1.2試驗(yàn)步驟

選取重鉻酸鉀濃度、濃硫酸濃度、反應(yīng)溫度、消解時(shí)間和冷卻時(shí)間5個(gè)因素安排正交試驗(yàn)，確定COD消解液中各試劑的最佳配比。根據(jù)HACH 比色計(jì)內(nèi)置程序選定兩個(gè)量程（0～150mg/l；150～1500mg/l）進(jìn)行試驗(yàn)。步驟為：

1.2.1重鉻酸鉀濃度的影響（重鉻酸鉀單因素試驗(yàn)）：考察重鉻酸鉀濃度對(duì)COD值準(zhǔn)確度和精密度的影響。

1.2.2濃硫酸濃度的影響（濃硫酸單因素試驗(yàn)）：考察硫酸濃度對(duì)COD測(cè)量值的影響。

1.2.3復(fù)合因素因素試驗(yàn)：根據(jù)前階段成果，初步確定各因素優(yōu)等水平值，以此為基準(zhǔn)選取幾組相近水平值進(jìn)行合理搭配，用L16(45)正交表進(jìn)行復(fù)合因素試驗(yàn)，探求測(cè)量值與國標(biāo)法測(cè)量值誤差最小的組合。

1.2.4方差分析

運(yùn)用方差分析對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，求出各因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的顯著性影響，確定消解液中各試劑的最優(yōu)配比，為下一輪正交試驗(yàn)提供水平參考。

1.2.5準(zhǔn)確度與精密度試驗(yàn)

使用不同濃度的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行重復(fù)測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢驗(yàn)本研究成果的準(zhǔn)確度與精密度。

2 結(jié)果及討論

2.1數(shù)據(jù)結(jié)果

表1　重鉻酸鉀濃度單因素試驗(yàn)結(jié)果分析（150～1500mg/l）表2　重鉻酸鉀濃度單因素試驗(yàn)結(jié)果分析（0～150mg/l）

 

CK2Cr2O7（mol/L）

樣品平均值

準(zhǔn)確度

精密度

 

  CK2Cr2O7（mol/L）

樣品平均值

準(zhǔn)確度

精密度

相對(duì)偏差

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

  相對(duì)偏差

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

0.60

1171

7.9%

2.33%

  0.025

109

4.2%

3.44%

0.65

1100

4.8%

1.85%

  0.050

105

2.2%

2.83%

0.70

1065

3.2%

1.74%

  0.075

102

1.0%

1.92%

0.75

1062

3.0%

0.81%

  0.100

100

0.1%

1.17%

0.80

1011

0.4%

1.21%

  0.125

99

0.4%

2.18%

0.85

1035

1.7%

1.16%

  0.150

98

1.0%

1.72%

0.90

925

3.9%

1.56%

  0.175

96

2.2%

1.87%

0.95

874

6.7%

1.60%

  0.200

93

3.7%

篇（2）

橋梁的撓度變形是橋梁健康狀況評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，在橋梁檢測(cè)、危橋改造以及新橋驗(yàn)收等方面都需要準(zhǔn)確測(cè)量橋梁的靜、動(dòng)態(tài)撓度值。隨著橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，人們研究了許多用于位移及撓度測(cè)量的方法。目前，國內(nèi)外測(cè)量橋梁撓度的方法有許多種，下面對(duì)常見的幾種測(cè)量方法的原理、特點(diǎn)及適用范圍做以簡要介紹。

1、傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法

1.1百分表測(cè)量法

百分表測(cè)量法是較傳統(tǒng)的撓度測(cè)量方法。百分表的工作原理，就是利用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)位置的位移值放大，并將檢測(cè)的直線往返運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成指針的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，以指示其位移數(shù)值。

特點(diǎn)：1）優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，可以進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，直接得到各測(cè)點(diǎn)的撓度值測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠；2）缺點(diǎn)比較繁瑣，耗時(shí)較長，工作效率較低，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用有很大局限性；3）適用于橋下可搭設(shè)支架的橋梁工程。

1.2 精密水準(zhǔn)儀測(cè)量法

水準(zhǔn)測(cè)量又名“幾何水準(zhǔn)測(cè)量”，是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩點(diǎn)間高差的方法。在地面兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，觀測(cè)豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點(diǎn)間的高差。通常由水準(zhǔn)原點(diǎn)或任一已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測(cè)定各點(diǎn)的高程。

特點(diǎn)：1）具有速度快、計(jì)算方便、精度高和能夠及時(shí)比較觀測(cè)結(jié)果的特點(diǎn)；2）主要適用于測(cè)點(diǎn)附近能夠提供測(cè)站條件、范圍不大的橋梁撓度變化、觀測(cè)點(diǎn)數(shù)不多的精密水準(zhǔn)測(cè)量。

1.3 全站儀測(cè)量法

全站儀撓度測(cè)量基本原理是三角高程測(cè)量。三角高程測(cè)量通過測(cè)量兩點(diǎn)間的水平距離和豎直角求定兩點(diǎn)間高差的方法。

特點(diǎn)：1）這種測(cè)量方法簡單，不受地形條件限制，是測(cè)量橋梁撓度的一個(gè)基本方法。2）在橋梁加、卸載過程中，由于全站儀和棱鏡固定不動(dòng)，這就完全消除了儀器高和棱鏡高的量測(cè)所帶來的誤差。3）采用高精度全站儀可以更加有效地提高橋梁荷載試驗(yàn)撓度測(cè)量精度。

2、橋梁撓度自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

2.1 連通管測(cè)量法

利用連通管原理，根據(jù)安裝在橋梁各處連通管內(nèi)液面高度的變化獲得橋梁撓度的變化。當(dāng)橋梁梁體發(fā)生變形時(shí)，固定在梁體上的水管也將隨之移動(dòng)，此時(shí)，各豎直水管內(nèi)的液面將與基準(zhǔn)點(diǎn)處的液面保持在同一水平面，但各測(cè)點(diǎn)處的豎直水管液面卻發(fā)生了大小不等的相對(duì)移動(dòng)，測(cè)得的相對(duì)位移量即是該被測(cè)點(diǎn)的撓度值。

特點(diǎn)：連通管法測(cè)量橋梁撓度的優(yōu)點(diǎn)是可靠、易行，當(dāng)撓度的絕對(duì)值大于20mm時(shí)，它1mm最小讀數(shù)至少可有5%的相對(duì)精度。

2.2 傾角儀法

使用傾角法測(cè)量橋梁的撓度，并不同于傳統(tǒng)的方法如百分表法、水準(zhǔn)儀法直接測(cè)得橋梁某一點(diǎn)的撓度值，而是首先使用傾角儀測(cè)得橋梁變形時(shí)幾個(gè)截面的的傾角，根據(jù)傾角擬合出傾角曲線，進(jìn)而得到撓度曲線，這樣就可以求得橋梁上任意一點(diǎn)的撓度值。傾角法實(shí)際上是一種間接地利用傾角儀測(cè)量得到橋梁撓度的方法。

特點(diǎn)：橋梁不需要靜止的參考點(diǎn)，特別適于測(cè)量跨河橋、跨線橋、大型的跨海、跨峽谷橋梁和高橋，大大提高了測(cè)量效率。

2.3 激光圖像撓度測(cè)量

激光圖像撓度測(cè)量利用了激光良好的方向性。隨著橋梁不同程度的變形，照射在被測(cè)點(diǎn)固定不動(dòng)的光電接收器上的激光光斑中心發(fā)生等量變化，因此只要獲取光斑中心位置就可得到橋梁撓度。

特點(diǎn)：具有很高的測(cè)量精度，可達(dá)到0.1 mm，且采樣速率高、成本較低；適合于跨度不大的中小型橋梁。

2.4 GPS撓度測(cè)量

利用一臺(tái)接收機(jī)(基準(zhǔn)站)安在參考點(diǎn)(岸基)上固定不動(dòng)，另一臺(tái)接收機(jī)(移動(dòng)站)設(shè)在橋梁變形較大的點(diǎn)，2臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)4顆或更多衛(wèi)星，以確定變形點(diǎn)相對(duì)岸基的位置。實(shí)時(shí)獲取變形點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置，可直接反映出被測(cè)點(diǎn)的空間位置變化從而得到橋梁結(jié)構(gòu)的撓度值。

特點(diǎn)：具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力；具有良好的抗干擾性和保密性。

2.5 光電成像撓度測(cè)量

光電成像撓度測(cè)量是在橋梁的測(cè)點(diǎn)上安裝一個(gè)目標(biāo)靶，并在靶上制作一個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)(光標(biāo))。通過光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)鏡頭)把標(biāo)志點(diǎn)成像在CCD接收面陣上，當(dāng)橋梁產(chǎn)生撓度/位移時(shí)，目標(biāo)靶也隨之移動(dòng)。通過測(cè)出靶上光標(biāo)點(diǎn)在CCD接收面上成像位置的變化值，就可計(jì)算出橋梁實(shí)際的撓度/位移量。

撓度測(cè)量方法的比較圖

3、橋梁撓度監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向

(1)長期在線自動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)量

現(xiàn)在和未來，人們對(duì)橋梁，尤其是大型橋梁的安全評(píng)估不僅要求在施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，而且，更加注重成橋后在正常載荷下的長期在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使人們不再局限于對(duì)一座橋梁進(jìn)行集中監(jiān)控，而逐步要求實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多座大型橋梁的集群式監(jiān)控。

(2)大量程測(cè)量

隨著建筑材料和工藝的不斷成熟，現(xiàn)代橋梁呈現(xiàn)出/跨度大、結(jié)構(gòu)柔等特點(diǎn)，這就造成橋梁結(jié)構(gòu)本身在各種外界環(huán)境的影響下，會(huì)出現(xiàn)較大的形變，將來撓度測(cè)量的量程相應(yīng)地要求成倍提高。

總之，隨著計(jì)算機(jī)等級(jí)的提高、數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的進(jìn)步，今后橋梁的撓度測(cè)量將在此方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善。未來橋梁撓度監(jiān)測(cè)將會(huì)沿著/高度集中自動(dòng)化、大量程測(cè)量的方向繼續(xù)發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

[1]余加勇，朱建軍，鄒崢嶸，張坤[J]. 大跨徑橋梁撓度測(cè)量新方法研究.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，34(10):31-34

[2]吳暉.利用新型傾角儀測(cè)量橋梁撓度方法的理論分析研究(碩士學(xué)位論文).蘭州：蘭州交通大學(xué).2009.

[3]謝浩元. 基于無線傾角傳感器的橋梁撓度測(cè)量研究(碩士學(xué)位論文).大連：大連理工大學(xué).2010.

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[5]鄭玉福.橋梁撓度測(cè)量方法的探討.黑河科技，2002（4）:47-48

篇（3）

中圖分類號(hào)：TB2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一．引言

社會(huì)發(fā)展需要工程建設(shè)的大力支持，做好工程測(cè)繪是對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量和效果的保障。工程建設(shè)前期的測(cè)量與測(cè)繪工作，可以有效降低工程的施工難度，保證工程建設(shè)順利進(jìn)行。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微電子技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，直接推動(dòng)著工程測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步，各個(gè)學(xué)科的科學(xué)技術(shù)得到提升，這也要求傳統(tǒng)的工程測(cè)繪技術(shù)發(fā)生變化。同時(shí)，近些年來，大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)腳步的加快，各種高規(guī)格、嚴(yán)要求的工程建設(shè)也越來越多，面對(duì)新的任務(wù)和要求，工程測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用要求也越來越嚴(yán)，任務(wù)也越來越重。

二.工程測(cè)繪技術(shù)的現(xiàn)狀。

1.新技術(shù)在工程測(cè)繪中起顯著作用。

20世紀(jì)80年代以來，出現(xiàn)了光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、電子水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光掃平儀、激光準(zhǔn)直儀等先進(jìn)的地面測(cè)量儀器。傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等作業(yè)方法得以改變，測(cè)繪技術(shù)開始走向現(xiàn)代化、自動(dòng)化和數(shù)字化。

先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的出現(xiàn)，改變了以往的操作模式。光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替了三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。三邊網(wǎng)，邊角網(wǎng)和測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)取代了三角網(wǎng)。設(shè)備和技術(shù)的更新，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)中難以解決的問題。在傳統(tǒng)測(cè)繪中，難以攀登的山峰或無法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)，在測(cè)繪中很難直接進(jìn)行測(cè)量，無需棱鏡的測(cè)距儀的出現(xiàn)，徹底解決了這個(gè)難題。在傳統(tǒng)的測(cè)量和繪圖中，是通過人工在野外進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算、繪制圖表，繪圖用時(shí)較長，工序繁雜且對(duì)操作人員技術(shù)要求高，電子經(jīng)緯儀等儀器的出現(xiàn)和GEOMAP系統(tǒng)的問世，很好的解決了這個(gè)難題，將野外數(shù)據(jù)采集工作也計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理工作和繪圖設(shè)備結(jié)合在一起，形成了一個(gè)完善的多功能自動(dòng)繪圖系統(tǒng)。

GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)和RS遙感技術(shù)等其他科學(xué)被利用到測(cè)繪工程中，測(cè)繪技術(shù)和各學(xué)科相互交叉、滲透，測(cè)繪工程中產(chǎn)生新的綜合性信息采集、處理、監(jiān)控管理系統(tǒng)。

GPS定位是通過高空的24顆衛(wèi)星，由地面控制系統(tǒng)和用戶接收裝置組成，具有精度高、速度快、全天候、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。在工程測(cè)繪中，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用使的測(cè)量范圍大大延伸。利用GPS技術(shù)和水準(zhǔn)測(cè)量資料可精化大地水準(zhǔn)面，在進(jìn)行城市、礦山等控制網(wǎng)時(shí)不需要造標(biāo)觀測(cè)，在工程測(cè)繪中及靈活又方便，同時(shí)使用成本相對(duì)較低。

GIS地理信息系統(tǒng)是在20世紀(jì)60年代中后期發(fā)展起來的，是利用計(jì)算機(jī)存貯、處理地理信息的工具和技術(shù)。將各種資源信息和環(huán)境的參數(shù)按空間分布地理坐標(biāo)，輸入規(guī)定的格式和分類編碼，進(jìn)行處理、存貯、輸出，即可滿足應(yīng)用需要。通過對(duì)諸多要素的分析和對(duì)數(shù)據(jù)的處理，可方便的將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為圖形、圖像、數(shù)字等多種形式。

RS遙感技術(shù)是指從遠(yuǎn)距離、高空等平臺(tái)上，利用可見光、微波、紅外等探測(cè)儀器，采取攝像、掃描、信息感應(yīng)，通過信息傳輸和數(shù)據(jù)處理，從而識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)的現(xiàn)代化技術(shù)系統(tǒng)。通過遙感技術(shù)為城市和郊區(qū)的土地利用、土地覆蓋、植被、水、土壤、巖石等提供了獲取空間信息的可能。高分辨率衛(wèi)星遙感對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品形式和地圖更新有極大的促進(jìn)作用。

信息技術(shù)保障工程測(cè)繪技術(shù)得以實(shí)施。在信息技術(shù)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)是核心內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用促使工程測(cè)繪技術(shù)朝向數(shù)字化和自動(dòng)化、智能化方面發(fā)展。電子經(jīng)緯儀、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)、地圖自動(dòng)設(shè)計(jì)和電子制版系統(tǒng)等都是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。GIS地理信息系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程測(cè)繪中的典型應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)替代傳統(tǒng)的人工分析和計(jì)算，既能保證數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確度，又能節(jié)省測(cè)繪時(shí)間，提高測(cè)繪效率。

有多平臺(tái)和多儀器支持的工程測(cè)繪系統(tǒng)是傳統(tǒng)測(cè)量結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)后的改變，是通過運(yùn)用工程測(cè)繪技術(shù)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)建筑區(qū)域的地質(zhì)、建筑物以及施工采用的機(jī)械設(shè)備、建筑材料等進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)和管理而構(gòu)成的系統(tǒng)。工程測(cè)繪技術(shù)可對(duì)工程具體施工中的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和測(cè)繪信息進(jìn)行綜合，為施工工程提供及時(shí)可用的信息。

2.現(xiàn)階段工程測(cè)繪技術(shù)存在的不足之處。

長期以來，國家對(duì)于測(cè)繪技術(shù)的投入不是很充足，對(duì)硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)的購置都較少。測(cè)繪的體制一直未有改善，加上基礎(chǔ)信息資源不足，信心化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程緩慢，數(shù)據(jù)庫建設(shè)重復(fù)，數(shù)據(jù)共享的機(jī)制也不健全。在工程測(cè)繪技術(shù)中，技術(shù)儲(chǔ)備不足，在理論研究和技術(shù)進(jìn)步中，重視力度不夠。在遙感圖像處理技術(shù)和軟件上的投入不夠，目前國內(nèi)采用的遙感圖像處理軟件都是來自國外開發(fā)的，國產(chǎn)的遙感圖像處理軟件同國外軟件差距太大。

三.工程測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

目前，工程測(cè)繪技術(shù)是朝向數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化方面發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異，各專業(yè)的深入研究和拓展，未來的工程測(cè)繪技術(shù)將呈現(xiàn)高水平，大規(guī)模，擁有具有高度精密的新技術(shù)和新設(shè)備，測(cè)繪成果更準(zhǔn)確、更精密的發(fā)展趨勢(shì)。在測(cè)繪數(shù)據(jù)采集中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化，數(shù)據(jù)結(jié)果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和數(shù)字化；對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化；數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、安全化；測(cè)繪硬件實(shí)現(xiàn)人性化、智能化、經(jīng)度化。

2011年12月27日，我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的兼容其他國家的衛(wèi)星定位衛(wèi)星-北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開始試運(yùn)行。依靠國外硬件設(shè)備的時(shí)代即將結(jié)束，國內(nèi)的定位技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)將真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。有了這一個(gè)硬件支持，提高了數(shù)據(jù)交換的效率，對(duì)工程測(cè)繪使用成本也起到降低的作用。同時(shí)，由于國產(chǎn)衛(wèi)星的加入，在測(cè)繪終端上，設(shè)備的國產(chǎn)化程度將提高。屆時(shí)將涌現(xiàn)一批適合我國實(shí)際使用情況和使用環(huán)境的更加人性化的設(shè)備，這對(duì)提升工程測(cè)繪效率和保證測(cè)繪結(jié)果的可靠性提供了保障。

工程測(cè)繪技術(shù)成熟后，將被逐漸導(dǎo)入其他領(lǐng)域，如人體科學(xué)測(cè)量、顯微測(cè)量、顯微圖像處理等方面。測(cè)繪技術(shù)中數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)、物理模型建立、分析和辨別會(huì)成為工程測(cè)量專業(yè)教育與應(yīng)用的重要內(nèi)容。

在保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r下，傳統(tǒng)的測(cè)量和繪制技術(shù)要從一維、二維、三維變成四維，不僅僅在空間上發(fā)生改變，同時(shí)對(duì)地域和測(cè)繪手段上都將發(fā)生變化。現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化流程的加入，三維工程測(cè)繪技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

四．結(jié)束語

伴隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工程測(cè)繪也開始走向自動(dòng)化、智能化，測(cè)繪設(shè)備技術(shù)含量高，測(cè)繪手段也得到了提升，測(cè)繪結(jié)果準(zhǔn)確度也越來越高。新技術(shù)的加入，促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)對(duì)測(cè)繪技術(shù)信息化程度要求也較高。數(shù)據(jù)的整合、信息的共享，都將促使測(cè)繪手段和測(cè)繪技術(shù)走向先進(jìn)、準(zhǔn)確、完善。

參考文獻(xiàn)：

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三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CoordinateMeasuring Machining，簡稱CMM）是20世紀(jì)60年展起來的一種新型高效的精密測(cè)量儀器。它的出現(xiàn)，一方面是由于自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床高效率加工以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測(cè)量設(shè)備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前，CMM在生產(chǎn)測(cè)試中得到了廣泛應(yīng)用，它幾乎可以對(duì)生產(chǎn)中的所有三維復(fù)雜零件尺寸、形狀和相互位置進(jìn)行高準(zhǔn)確度測(cè)量，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的萬能測(cè)量設(shè)備。

CMM在檢測(cè)批量產(chǎn)品或單件產(chǎn)品時(shí)，通過編程可以提高測(cè)量速度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。然而，在編程中坐標(biāo)系的建立是后續(xù)測(cè)量的基礎(chǔ)，建立了錯(cuò)誤的坐標(biāo)系將致測(cè)量錯(cuò)誤的尺寸，因此建立一個(gè)正確的參考方向即坐標(biāo)系是非常的關(guān)鍵和重要的，它直接影響測(cè)量速度和數(shù)據(jù)精度。1 測(cè)量系統(tǒng)的組成

本文所用的數(shù)據(jù)化采集系統(tǒng)為CHXY-30-17-15CTJ型三坐標(biāo)測(cè)量儀及相關(guān)軟件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、電氣控制硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)以及測(cè)量軟件等，有X、Y、Z三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向。電氣控制裝置包括主控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)傳送接口、電源和電源保護(hù)電路等。它與測(cè)量機(jī)和計(jì)算機(jī)連接，接收測(cè)量機(jī)的位置檢測(cè)信號(hào)后傳送給計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)采用ZCR-CAD和Industry3DCam軟件，完成各種三維空間曲面的數(shù)據(jù)測(cè)量和造型設(shè)計(jì)工作。

2 坐標(biāo)系的建立

ZCR-CAD 提供有三種建坐標(biāo)系方法，我們可以按照設(shè)計(jì)和加工基準(zhǔn)來建立嚴(yán)格準(zhǔn)確的工件坐標(biāo)系，在工件坐標(biāo)系下直接測(cè)量，與工件在測(cè)量臺(tái)上的位置、方位完全無關(guān)。

2．1 3-2-1法

3-2-1法是最基本的建坐標(biāo)方式，以平面元素為主要基準(zhǔn)，適用于箱體類機(jī)加零件; 按照此方法確定一個(gè)坐標(biāo)系，需要若干基準(zhǔn)元素。典型的情況是：1、需要兩個(gè)方向矢量作為工件坐標(biāo)系的兩個(gè)軸，第三個(gè)軸按右手法則自動(dòng)算出。2、需要1-3個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，確定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)（3個(gè)分量）。在建坐標(biāo)系的對(duì)話框上（圖1），相應(yīng)地用第一軸、第二軸、原點(diǎn)(X，Y，Z) 對(duì)應(yīng)于各個(gè)基準(zhǔn)元素的選擇操作。

典型的建坐標(biāo)系的過程分如下兩個(gè)階段：

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中圖分類號(hào)：U238文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一．引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的高速鐵路已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模的建設(shè)階段。我們所說的高速鐵路，就是指那些能夠使旅客列車的最高運(yùn)行速度高于200千米每小時(shí)的鐵路。在我國當(dāng)前主要是依據(jù)鐵道部在2003年制定頒布的《京滬高速鐵路測(cè)量暫行規(guī)定》來進(jìn)行高速鐵路平面測(cè)量工作的。在我國高速鐵路的發(fā)展相對(duì)較晚，可以說還是一個(gè)新的事物。因?yàn)楦咚勹F路使得旅客列車的行車速度大大提高，所以就會(huì)給鐵路的建設(shè)帶來一些新的挑戰(zhàn)和問題，理所當(dāng)然對(duì)高速鐵路平面的工程測(cè)量工作也帶來了新的挑戰(zhàn)。在我國，高速鐵路工程測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還沒有正式的制定，其中還有許多的問題要進(jìn)一步的研究和探討。所以本文就針對(duì)一些具體的問題作了簡單的探討。

二．高速鐵路平面控制測(cè)量布設(shè)的原則

我國《京滬高速鐵路測(cè)量暫行規(guī)定》中的相關(guān)條文指出，高速鐵路的測(cè)量全過程為：通過我國國家三等大地點(diǎn)測(cè)量加密GPS點(diǎn)，在GPS點(diǎn)的基礎(chǔ)上做鐵路五等導(dǎo)線測(cè)量，利用導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)設(shè)線路中線控制點(diǎn)和鋪設(shè)軌道。

當(dāng)前如果是新建鐵路，那么在其勘測(cè)中，一些鐵路的勘察設(shè)計(jì)部門也正在努力的尋求一些方法來改進(jìn)鐵路勘測(cè)的流程，這個(gè)過程中提出了一次布網(wǎng)的方法，這種方法就是把各個(gè)階段的控制點(diǎn)一次性的布設(shè)成為同一個(gè)等級(jí)，與此同時(shí)統(tǒng)一其平差測(cè)量的控制網(wǎng)，使的初測(cè)、航測(cè)、定測(cè)以及施工各個(gè)階段的測(cè)量都可以在同一控制網(wǎng)的控制下，這樣可以大大的減少工序，大幅度的提高測(cè)量效率。

當(dāng)鐵路在運(yùn)行階段的時(shí)候，為了使軌道的結(jié)構(gòu)保持著良好的狀態(tài)，就必須加強(qiáng)對(duì)軌道的平順度以及整體幾何形狀進(jìn)行定期的檢測(cè)。所以，控制測(cè)量還必須能夠滿足運(yùn)行階段的高速鐵路檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

我國的高速鐵路一般采用GPS測(cè)量法進(jìn)行首級(jí)平面控制測(cè)量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設(shè)置一對(duì)互通視點(diǎn)，在定位時(shí)必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測(cè)和初測(cè)階段時(shí)，要盡可能的利用GPS RTK來進(jìn)行控制點(diǎn)的加密以及線路的中線測(cè)量。如果有一些不方便采用GPS RTK測(cè)量的路段，則可以采用GPS測(cè)量加密之后，再來布設(shè)線路初測(cè)以及定測(cè)的導(dǎo)線，集中來進(jìn)行高速鐵路中線的測(cè)量。對(duì)于一些大中型的構(gòu)筑物，如果要布設(shè)其施工控制網(wǎng)，那么構(gòu)筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設(shè)精度較高的導(dǎo)線，以此來滿足測(cè)量軌道的整體形狀的要求。

三．高速鐵路平面控制測(cè)量的精度要求

根據(jù)德國實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，影響以及控制行車速度的原因有：線路平縱斷面以及線路的平順性。為此，德國鐵路對(duì)于軌道不平順限速的管理標(biāo)準(zhǔn)比較嚴(yán)。而且，國內(nèi)外一些專家的看法基本一致。這樣能夠有效保證其安全性和舒適度。

線路的平順度和控制測(cè)量精度有聯(lián)系，相對(duì)于線路形狀而言，平順度是局部的誤差。雖然采用測(cè)量的方法不容易達(dá)到高速鐵路對(duì)于線路平順度的要求。但是，也不能夠依據(jù)線路平順度的要求來作為控制測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)。下面分析一下線路平順度誤差對(duì)線路位置誤差的影響。

用直線路來討論，圖1中AB為設(shè)計(jì)直線線路位置，當(dāng)在10米處產(chǎn)生2mm不平順度時(shí)，線路將出現(xiàn)β角的轉(zhuǎn)折，使直線B移至B點(diǎn)。其中不平順度有偶然性，所以，由各段不平順度產(chǎn)生的B點(diǎn)位移可利用直伸等邊支導(dǎo)線終點(diǎn)的橫向中誤差公式計(jì)算：

假定AB=200m，則S=190m，n=19，按式(1)計(jì)算得199mm。

可見高速鐵路控制測(cè)量不是控制線路局部的平順度，而是控制整體線路的形狀。這里提出：高速鐵路在5公里范圍內(nèi)，無論是直線段或曲線段線路平面位置偏離設(shè)計(jì)位置最大不超出50毫米，偏離幅度不超出100毫米，線路平面位置偏離設(shè)計(jì)位置的中誤差為25毫米。因此，高速鐵路線路平面位置不僅要滿足局部平順度的要求，同時(shí)需要滿足在5公里范圍內(nèi)的一個(gè)直線段或曲線段中，線路偏離幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析，高速鐵路平面控制測(cè)量的點(diǎn)位中誤差在線路的垂直方向不大于25毫米。如果在鋪軌前，布設(shè)鐵路五等導(dǎo)線，并適當(dāng)提高測(cè)角精度，假定測(cè)角中誤差為3.5，按等邊直伸導(dǎo)線計(jì)算，導(dǎo)線最弱點(diǎn)的橫向中誤差為：

式中，S=5000m，n=10，則m=24.5mm。

高速鐵路的首級(jí)平面控制測(cè)量采用GPS測(cè)量方法，其精度等級(jí)應(yīng)相當(dāng)于國家四等大地點(diǎn)。GPS點(diǎn)每隔5公里左右布設(shè)互相通視的一對(duì)點(diǎn)，作為附合導(dǎo)線的方位邊。因此，GPS控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成帶狀網(wǎng)連式網(wǎng)，相鄰?fù)綀D形之間以通視的一對(duì)點(diǎn)作為公共基線連接，需要有4臺(tái)或更多的GPS接收機(jī)觀測(cè)。國家三角測(cè)量規(guī)范中規(guī)定：四等三角測(cè)量最弱邊的方位角不大于4.5。假定，按GPS網(wǎng)相鄰兩點(diǎn)的橫向誤差等于基線長度的精度，則可由式(3)計(jì)算一對(duì)通視點(diǎn)之間的最短長度：

式中，d為GPS網(wǎng)一對(duì)通視點(diǎn)之間的長度，a為固定誤差，b為比例誤差系數(shù)。設(shè)a=10mm，b=10，則d=520m。可見，GPS點(diǎn)每隔5公里左右布設(shè)互相通視的一對(duì)點(diǎn)，其距離不應(yīng)短于600米。

四．五等導(dǎo)線測(cè)設(shè)軌道中心精度的分析

在高速鐵路鋪軌前布設(shè)五等導(dǎo)線測(cè)量，利用全站儀在導(dǎo)線點(diǎn)上直接測(cè)設(shè)軌道中心點(diǎn)。假如忽略由導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)設(shè)軌道中心點(diǎn)的誤差，可以把導(dǎo)線點(diǎn)之間的相對(duì)誤差認(rèn)為是軌道中心點(diǎn)之間的誤差。五等導(dǎo)線可看作為在GPS點(diǎn)之間的直伸附合導(dǎo)線，導(dǎo)線點(diǎn)的相對(duì)橫向中誤差可按下式計(jì)算：

其中：

假定k=5，f=7，兩點(diǎn)相隔1000米；k=4，f=8，兩點(diǎn)相隔2000米；k=3，f=9，兩點(diǎn)相隔3000米，如圖3所示，分別計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)的相對(duì)橫向中誤差，其結(jié)果列于表1：

由以上分析可知：布設(shè)五等導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)設(shè)軌道中心點(diǎn)，其線路偏離幅度可滿足不超出100毫米的要求。這里需要指出的是，當(dāng)較長的曲線位于兩個(gè)GPS跨段時(shí)，應(yīng)在曲線的兩端加密GPS點(diǎn)，使曲線段處于同一條五等導(dǎo)線內(nèi)。

五．結(jié)論

鐵道部2003年頒布的《京滬高速鐵路測(cè)量暫行規(guī)定》，對(duì)高速鐵路平面控制測(cè)量布設(shè)等級(jí)和精度的規(guī)定可滿足工程測(cè)量要求，但建議適當(dāng)提高五等導(dǎo)線的測(cè)角精度，測(cè)角中誤差為±3.5。考慮到一次布網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)和不同階段對(duì)測(cè)量精度的要求，采用GPS測(cè)量法進(jìn)行首級(jí)平面控制測(cè)量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設(shè)置一對(duì)互通視點(diǎn)，在定位時(shí)必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測(cè)和初測(cè)階段時(shí)，要盡可能的利用GPS RTK來進(jìn)行控制點(diǎn)的加密以及線路的中線測(cè)量。如果有一些不方便采用GPS RTK測(cè)量的路段，則可以采用GPS測(cè)量加密之后，再來布設(shè)線路初測(cè)以及定測(cè)的導(dǎo)線，集中來進(jìn)行高速鐵路中線的測(cè)量。對(duì)于一些大中型的構(gòu)筑物，如果要布設(shè)其施工控制網(wǎng)，那么構(gòu)筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設(shè)精度較高的導(dǎo)線，以此來滿足測(cè)量軌道的整體形狀的要求。如在運(yùn)行階段仍需保持高速鐵路軌道的整體形狀，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)的需要，進(jìn)行控制測(cè)量的定期復(fù)測(cè)工作。

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摘要：我國制造業(yè)規(guī)模居世界第一位，但大而不強(qiáng)，能力過剩和結(jié)構(gòu)性短缺反差強(qiáng)烈，高端裝備的核心、關(guān)鍵零部件受制于人，成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)瓶頸。國內(nèi)大部分企業(yè)以傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已達(dá)到極限水平，難以滿足高端裝備對(duì)核心、關(guān)鍵零部件的精密、小體積、高靠性等要求。信息技術(shù)與制造業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、深度融合正在引領(lǐng)制造業(yè)向智能制造變革。

本文以提高零部件的裝配精度為切入點(diǎn)，探索在現(xiàn)有加工設(shè)備的條件下，利用成熟的精密測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算機(jī)軟硬件等技術(shù)，以傳統(tǒng)選配工藝和全零件測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，解決傳統(tǒng)選配方案憑經(jīng)驗(yàn)和判斷性測(cè)量，難以確定本企業(yè)最優(yōu)分組數(shù)和最佳裝配精度，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的制造工藝向擁有核心靈魂的原始創(chuàng)新跨越，突破高端裝備核心、關(guān)鍵零部件的制造瓶頸。

關(guān)鍵詞 ：高端裝備核心零部件; 性能; 裝配精度; 集成創(chuàng)新

收稿日期：2015-06-30，修回日期：2015-08-04

作者簡介：楊成，男，安徽省新技術(shù)推廣站推廣二室主任。上海交通大學(xué)機(jī)械制造及工藝專業(yè)畢業(yè)，長期從事企業(yè)信息化和技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)的推廣工作。對(duì)企業(yè)信息化和技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)內(nèi)容、步驟及實(shí)施方法論有一定造詣，形成了一套數(shù)據(jù)分析、建模及異常數(shù)據(jù)模型優(yōu)化的方法論，主持編制了安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)《中小企業(yè)成長性評(píng)價(jià)》（DB34/T 2330 ～ 32）。

1 裝備制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的瓶頸和機(jī)遇

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。經(jīng)過幾十年快速發(fā)展，我國制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一位，但制造業(yè)大而不強(qiáng)，總體仍處于國際分工和產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，尤其在經(jīng)濟(jì)增速放緩以及市場(chǎng)需求下降的今天，高端裝備核心、關(guān)鍵零部件為發(fā)達(dá)國家所掌控，受制于人的矛盾會(huì)愈發(fā)突出，能力過剩和結(jié)構(gòu)性短缺反差強(qiáng)烈，加劇了產(chǎn)業(yè)“國退洋進(jìn)”風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重制約了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，是制造業(yè)“由大變強(qiáng)”的瓶頸。如挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)兩項(xiàng)組成的核心零部件就占成本的42%，工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件減速器、控制器和伺服電機(jī)占成本的75%，市場(chǎng)份額占據(jù)了國內(nèi)70% 以上，且外商憑借市場(chǎng)壟斷制定了大量“霸王條款”，要求國內(nèi)企業(yè)提前訂貨期，甚至延長訂單交貨期等，嚴(yán)重影響了行業(yè)正常生產(chǎn)秩序。

當(dāng)前，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革。基于信息系統(tǒng)的智能裝備、數(shù)字車間和智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革。跨領(lǐng)域、跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，為高端核心、關(guān)鍵零部件等重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵共性技術(shù)的突破提供了新的路徑。本文以提高零部件裝配精度為切入點(diǎn)，將現(xiàn)代精密測(cè)量、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算與傳統(tǒng)的選配工藝融合，探索跨領(lǐng)域跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的新路徑。

2 改善零部件裝配精度的理論思考

高端裝備的核心、關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高，且要求體積小、重量輕、噪音低、振動(dòng)小、可靠性高、運(yùn)行平穩(wěn)和壽命長。隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)提出了越來越高的要求。在制造上，業(yè)內(nèi)基本是提高零件的加工精度或裝配精度來解決。作為本身精密度要求極高的產(chǎn)品，大部分零件的加工精度己經(jīng)達(dá)到了當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的極限水平。如果再提高零件的加工精度，勢(shì)必要對(duì)加工設(shè)備更新?lián)Q代，這將使生產(chǎn)成本以指數(shù)級(jí)增加，如沒有批量和高技術(shù)工人保障，不具有可行性。在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備的條件下，調(diào)整裝配工藝是可行的途徑。

對(duì)傳統(tǒng)手工模式而言，調(diào)整精密產(chǎn)品的裝配工藝難度極高。一方面，精密產(chǎn)品零件數(shù)量多、精度高，且零件間配合關(guān)系復(fù)雜，任何細(xì)微差錯(cuò)都會(huì)體現(xiàn)在產(chǎn)品的最終性能上；另一方面，調(diào)整選配方案，無論是方案設(shè)計(jì)、驗(yàn)證工作量，還是執(zhí)行過程中的測(cè)量、保管、運(yùn)輸和分組等工作量都將呈指數(shù)倍增加。隨著高精度檢測(cè)、計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化閉環(huán)制造系統(tǒng)成為高端制造的發(fā)展方向，制約選配方案優(yōu)化的零件檢測(cè)量、檢測(cè)精度、人工分組計(jì)算驗(yàn)證工作量和生產(chǎn)成本等制約因素得到了很大改善。

3 關(guān)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 傳統(tǒng)的裝配工藝

（1）機(jī)械裝配。

按照設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件或部件的連接，組合成機(jī)器。機(jī)械裝配是機(jī)器制造的重要環(huán)節(jié)，裝配工作的好壞對(duì)機(jī)器的效能、修理的工期、工作的勞力和成本等都起著非常重要的作用。零件的裝配有互換、選配、修配和調(diào)整4 種配合方法，批量生產(chǎn)主要是互換法和選配法。

（2）互換法。

裝配的同一種零件能互換裝入。零件加工公差要求嚴(yán)格，它與配合件公差之和應(yīng)符合裝配精度要求，裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠，裝配過程簡單，裝配效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配,便于組織流水作業(yè)，產(chǎn)品維修方便，主要適用于生產(chǎn)批量大的產(chǎn)品。但是對(duì)設(shè)備精度要求較高，尤其組成環(huán)數(shù)較多時(shí)，組成環(huán)的制造公差規(guī)定得嚴(yán)，零件制造困難，加工成本高。

（3）選配法。

對(duì)于組成環(huán)數(shù)少而裝配精度又要求特別高的機(jī)器結(jié)構(gòu)，為了提高加工經(jīng)濟(jì)性，將精度高的零件的加工公差放寬,然后按照實(shí)際尺寸的大小分成若干組, 使各對(duì)應(yīng)的組內(nèi)相互配合的零件仍能按配合要求實(shí)現(xiàn)互換裝配。特點(diǎn)：①零件的制造精度不高，卻可獲得很高的裝配精度；②組內(nèi)零件可以互換，裝配效率高；③憑經(jīng)驗(yàn)和判斷性測(cè)量來分組，在很大程度上取決于人的技術(shù)水平，不易準(zhǔn)確控制裝配精度；④零件的分組數(shù)不宜太多，否則會(huì)因零件測(cè)量、分類、保管和運(yùn)輸工作量的增大而使生產(chǎn)組織工作變得相當(dāng)復(fù)雜；⑤難以控制各組零件數(shù)完全匹配，多余零部件浪費(fèi)大。

3.2 數(shù)字化精密量具的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

數(shù)字化測(cè)量是高端制造的關(guān)鍵技術(shù)。高環(huán)境適應(yīng)性、亞微米、納米級(jí)測(cè)量儀器從計(jì)量室進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為高端制造網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化奠定了的基礎(chǔ)。

（1）數(shù)字化量具發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)普通的工件精度要求，一般使用直尺、游標(biāo)卡尺和千分尺等測(cè)量工具數(shù)字顯示已基本普及，位移傳感器的測(cè)量精度從微米量級(jí)向納米量級(jí)提升已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。Heindenhain、日本三豐及SONY 等國外公司近年來都相繼推出精度達(dá)到納米級(jí)的光柵式長度計(jì)，北京標(biāo)普公司采用了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)的SGG-01 型0.1 納米測(cè)長儀, 分辨力達(dá)0.1nm，示值誤差±（3+0.03L）nm。

量具基本都有數(shù)據(jù)通訊接口，但這些測(cè)量手段的準(zhǔn)確率和效率往往與操作者的經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度有關(guān)，難以滿足一些現(xiàn)代化生產(chǎn)制造場(chǎng)合的高效的在線100％檢測(cè)要求，同時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)極少在線存儲(chǔ)。

（2）機(jī)器視覺引領(lǐng)高精度尺寸測(cè)量。

基于機(jī)器視覺的檢測(cè)技術(shù)，以其自動(dòng)化、非接觸、高可靠性和多工件多尺寸（長度、距離、角度、形狀和位置）高精度測(cè)量，不受操作者的疲勞度、責(zé)任心和經(jīng)驗(yàn)等因素影響的特點(diǎn)，在國內(nèi)外制造業(yè)得到了深入研究和廣泛應(yīng)用。測(cè)量儀從檢驗(yàn)室進(jìn)入車間、對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)零部件100%檢測(cè)成為發(fā)展趨勢(shì)。目前機(jī)器視覺測(cè)量精度已經(jīng)達(dá)到亞微米級(jí)以上，能夠滿足絕大部分高精度零部件的檢測(cè)要求。

德國MAHR 公司、瑞士TESA 公司和日本三豐公司等三維視像測(cè)量系統(tǒng)，儀器分辨力0.01μm，測(cè)量精度XY 軸（0.3+L/1000）μm，Z 軸（1+2L/1000）μm。國內(nèi)西安愛德華、東莞萬濠、蘇州怡信、深圳鑫磊以及北京天地宇等公司也有類似產(chǎn)品，貴陽新天光電公司的儀器測(cè)量精度達(dá)到（1.0+L/100）μm。

3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展現(xiàn)狀與演變趨勢(shì)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是增長最快的半導(dǎo)體技術(shù)。每12 到18 個(gè)月，存儲(chǔ)能力就會(huì)提升一倍。如今，臺(tái)式機(jī)硬盤存儲(chǔ)容量最高可達(dá)4TB，這意味著能裝下1 萬張照片或562 個(gè)小時(shí)的高清視頻。硬盤制造商希捷表示，到2020 年，熱輔助磁記錄技術(shù)將給世界帶來60TB 臺(tái)式機(jī)硬盤，足夠存儲(chǔ)12 萬張照片或6,750 小時(shí)高清視頻。

與有著60 年悠久歷史的硬盤驅(qū)動(dòng)器技術(shù)不同，NAND 閃存技術(shù)還很年輕，有很大的發(fā)展提升空間。如今，NAND 閃存的存儲(chǔ)能力以每年175% 的速度增長。

MicroSD NAND 存儲(chǔ)卡的體積比指甲還小，存儲(chǔ)容量卻超過100 億字節(jié)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，云存儲(chǔ)(Cloud Storage) 應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不再僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用軟件等多個(gè)部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。“云存儲(chǔ)可顛覆磁盤陣列所代表的傳統(tǒng)存儲(chǔ)需求。”基于x86 服務(wù)器的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)、虛擬化技術(shù)和閃存的廣泛普及，以及軟件定義的存儲(chǔ)技術(shù)等，都使云存儲(chǔ)能夠以更低的成本快速向前發(fā)展。數(shù)據(jù)量的大小由TB 級(jí)增長至PB 級(jí)，云環(huán)境下的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。

4 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的選配工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)

4.1 前期準(zhǔn)備

（1）建立機(jī)器視覺檢測(cè)線或利用現(xiàn)有數(shù)字化量具100% 測(cè)量加工零件精度，并在線存儲(chǔ)，建立全部零件加工精度數(shù)據(jù)庫，積累海量的零部件精度數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，找到各零件基本尺寸、公差和偏差穩(wěn)定的分布概率。

（2）制定產(chǎn)品精度提升的目標(biāo)，確定組成環(huán)零件組的基本尺寸、偏差和配合公差，按照產(chǎn)品裝配圖進(jìn)行數(shù)字裝配，仿真運(yùn)行，檢查、驗(yàn)證驗(yàn)證各組成環(huán)精度可行性；并根據(jù)裝配合格率、零件剩余率和生產(chǎn)效率，建立優(yōu)化模型，經(jīng)反復(fù)優(yōu)化，確定加工零件分組數(shù)和選配公差。

（3）預(yù)測(cè)投入產(chǎn)出，確定建立數(shù)字化檢測(cè)線和自動(dòng)分揀生產(chǎn)線的可行性。

4.2 過程優(yōu)化

（1）建立數(shù)字化檢測(cè)線和自動(dòng)分揀生產(chǎn)線，保證零件加工精度100% 的記錄和存儲(chǔ)。

（2）實(shí)施基于物聯(lián)網(wǎng)的庫房庫位管理，對(duì)全部零部件可識(shí)別分類包裝。庫管人員只需將生產(chǎn)指令、數(shù)量輸入電腦，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配各組別零件的庫存數(shù)量，選擇最佳的組別，并將所需零部件從庫位上取出，送往裝配車間。

（3）詳細(xì)記錄每個(gè)產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，建立產(chǎn)品可追溯檔案；盡可能多地收集客戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度，對(duì)客戶返廠產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量分析和記錄。

（4）按照裝配合格率、零件剩余率、生產(chǎn)效率、客戶滿意度和返廠產(chǎn)品質(zhì)量等因素，準(zhǔn)確及時(shí)掌握工藝系統(tǒng)的工作狀態(tài)和誤差變化趨勢(shì)，持續(xù)完善優(yōu)化模型、優(yōu)化加工零件選配公差和分組數(shù)

（5）產(chǎn)品升級(jí)。利用國家的扶持政策，充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)理論研究優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證的產(chǎn)品全生命周期的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，研究全生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)一模型及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程檢測(cè)技術(shù)、面向故障與效率的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，形成面向產(chǎn)品的海量實(shí)踐數(shù)據(jù)和理論研究深度融合的產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從模仿設(shè)計(jì)向擁有核心靈魂的原始創(chuàng)新跨越。

5 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的選配工藝的意義

5.1 低投入、高產(chǎn)出，突破制造業(yè)“由大變強(qiáng)”的瓶頸增加的檢測(cè)、工藝優(yōu)化和分揀設(shè)備的投入，相對(duì)研發(fā)試制高端裝備核心、關(guān)鍵零部件巨額的研發(fā)成本微不足道。零部件制造廠商轉(zhuǎn)換產(chǎn)品升級(jí)換代觀念，走從中低端向中高端的策略，即企業(yè)以現(xiàn)有滿足主機(jī)廠中低端產(chǎn)品，通過優(yōu)化裝配工藝，主動(dòng)提高產(chǎn)品的性能指標(biāo)，必然完全滿足主機(jī)廠中低端產(chǎn)品的要求，一方面使主機(jī)廠用戶在原機(jī)型無障礙采用，經(jīng)一段時(shí)間應(yīng)用后，以“實(shí)效”樹立主機(jī)廠的信心，逐步推動(dòng)主機(jī)廠在高端機(jī)型的核心、關(guān)鍵零部件上應(yīng)用；另一方面，零部件制造廠商通過海量數(shù)據(jù)的積累，不斷優(yōu)化裝配工藝，形成具有真正靈魂的、穩(wěn)定的、難以模仿的工藝，保證產(chǎn)品的性能質(zhì)量，形成經(jīng)濟(jì)增長新動(dòng)力，塑造國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

5.2 效益驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)零部件制造廠商智能工廠建設(shè)

通過零部件制造廠商將新一代信息技術(shù)與裝配過程融合，建立零部件加工精度和裝配過程的數(shù)字化——建設(shè)數(shù)字化裝配車間，形成的產(chǎn)學(xué)研合作經(jīng)驗(yàn)，其成果可有效樹立企業(yè)兩化深度融合的信心，推動(dòng)企業(yè)進(jìn)一步推進(jìn)信息技術(shù)與制造過程深度融合，建立從毛坯、粗加工、熱處理、精加工、毛刺和飛邊清理打磨等到零件加工全過程的數(shù)字化，并在海量數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，持續(xù)優(yōu)化改造現(xiàn)有加工工藝流程，在有限的設(shè)備投入下，實(shí)現(xiàn)零件的加工精度或裝配精度雙向提高——建設(shè)智能工廠，全面提升企業(yè)的資源配置優(yōu)化、實(shí)時(shí)在線優(yōu)化、生產(chǎn)管理精細(xì)化和智能決策科學(xué)化水平，新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，搶占智能制造這一制高點(diǎn)。

5.3 零件精度分組工藝不可復(fù)制，成功經(jīng)驗(yàn)可推廣

基于企業(yè)個(gè)性化設(shè)備和人員加工出零部件海量精度數(shù)據(jù)的概率分布，并根據(jù)裝配合格率、零件剩余率、生產(chǎn)效率、客戶滿意度和返廠產(chǎn)品質(zhì)量等因素，確定組成環(huán)分組數(shù)，每組零件的基本尺寸、配合公差等工藝參數(shù)和優(yōu)化模型是企業(yè)產(chǎn)品的核心靈魂，同行企業(yè)簡單復(fù)制無效，也就是企業(yè)的核心知識(shí)沉淀不可復(fù)制，可以有效保護(hù)企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。本文以提高裝配精度為切入點(diǎn)，技術(shù)創(chuàng)新上，需要將現(xiàn)代精密測(cè)量、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算與傳統(tǒng)的選配工藝融合，實(shí)施跨領(lǐng)域跨行業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，企業(yè)可完成海量的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，提出客戶的要求，大量的理論研究、數(shù)字仿真、模型提煉優(yōu)化等研究工作，企業(yè)不具優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必要引進(jìn)專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作。因此，通過項(xiàng)目實(shí)施，總結(jié)出的實(shí)施方法論，采用的檢測(cè)設(shè)備，數(shù)字仿真軟件、優(yōu)化模型規(guī)則的提煉方法等，以及形成的專家團(tuán)隊(duì)，可在行業(yè)內(nèi)共享，推動(dòng)行業(yè)內(nèi)企業(yè)從模仿設(shè)計(jì)向擁有核心靈魂的原始創(chuàng)新跨越。

6 結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，經(jīng)濟(jì)增速放緩，市場(chǎng)需求下降，資源和環(huán)境約束不斷強(qiáng)化，勞動(dòng)力等生產(chǎn)要素成本不斷上升的環(huán)境下，整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在核心、關(guān)鍵零部件受制于人的背景下，難以繼續(xù)通過內(nèi)部挖潛以及產(chǎn)品提價(jià)等方式部分的轉(zhuǎn)嫁上游供貨商提高配件價(jià)格產(chǎn)生的高成本，維持較穩(wěn)定的盈利能力；而新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革。以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，利用相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，通過創(chuàng)新鏈的資源配置，實(shí)施跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，建立以企業(yè)為主體，政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的制造業(yè)創(chuàng)新體系，是可以突破制造業(yè)核心、關(guān)鍵零部件的瓶頸，促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化，走創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展道路。

《智能制造》雜志征稿通知

一、征文范圍

1. 數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造

2. 智能設(shè)計(jì)理論、方法及系統(tǒng)

3. 自動(dòng)化與現(xiàn)代制造系統(tǒng)

4. 機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用

5. 虛擬設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī)

6. 網(wǎng)絡(luò)化控制與制造技術(shù)

7. 綠色設(shè)計(jì)與綠色制造中的智能技術(shù)

8. 智能加工、智能檢測(cè)與控制

9. 數(shù)字企業(yè)與數(shù)字化工廠

10. 制造系統(tǒng)建模、運(yùn)行、控制、優(yōu)化與調(diào)度

11. 先進(jìn)制造模式與戰(zhàn)略

12. 制造信息與知識(shí)處理

13. 數(shù)控技術(shù)與數(shù)字化裝備

14. 現(xiàn)場(chǎng)總線與無線傳感網(wǎng)技術(shù)

注：以上內(nèi)容范疇供參考，圍繞智能制造全領(lǐng)域，具體題目請(qǐng)自擬。

二、論文遴選、刊錄出版和基本要求

1.《智能制造》編輯部組織編委會(huì)有關(guān)專家，對(duì)投稿進(jìn)行審查、遴選，擇優(yōu)刊登。審查遴選期限為自編輯部收到稿件后的三個(gè)月。

對(duì)于刊登的論文，編輯部提供正式錄用通知。

2. 論文內(nèi)容必須是作者未正式發(fā)表過的研究成果，論文主題與智能制造相關(guān)，投稿作者須恪守學(xué)術(shù)道德規(guī)范，文責(zé)自負(fù)，嚴(yán)禁一稿多投及中途撤稿。論文字?jǐn)?shù)4000 ～ 7000 字。

3. 論文應(yīng)包括以下項(xiàng)目：論文題目；作者簡介（200 字以內(nèi)，包括姓名、工作單位、通信地址、電話、手機(jī)、電子信箱等）；中文摘要、

關(guān)鍵詞 、標(biāo)題和正文、

參考文獻(xiàn)。

三、編輯部投稿聯(lián)系方式

篇（7）

測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)主干學(xué)科：光學(xué)工程、儀器科學(xué)與技術(shù)。

測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)主要實(shí)踐性環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)、金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。

測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)培養(yǎng)要求 畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

1. 具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)及正確運(yùn)用本國語言、文字的表達(dá)能力;

2. 較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括機(jī)械學(xué)、電工電子學(xué)、光學(xué)、傳感器技術(shù)、測(cè)量與控制、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí);

3. 掌握光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測(cè)控技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究能力，具有現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)與儀器的設(shè)計(jì)、開發(fā)能力;

4. 具有較強(qiáng)的外語應(yīng)用能力;

5. 具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識(shí)和較高的綜合素質(zhì)。

測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)就業(yè)方向 本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事測(cè)量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理等方面的工作。

從事行業(yè)：

畢業(yè)后主要在儀器、電子技術(shù)、新能源等行業(yè)工作，大致如下：

1、儀器儀表/工業(yè)自動(dòng)化;

2、電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;

3、新能源;

4、計(jì)算機(jī)軟件;

5、機(jī)械/設(shè)備/重工;

6、石油/化工/礦產(chǎn)/地質(zhì);

7、其他行業(yè);

8、環(huán)保。

從事崗位：

畢業(yè)后主要從事儀表工程、硬件工程、電氣工程等工作，大致如下：

1、儀表工程師;

2、硬件工程師;

3、銷售工程師;

4、電氣工程師;

5、嵌入式軟件工程師;

6、區(qū)域銷售經(jīng)理;

篇（8）

本條件適用于測(cè)繪專業(yè)各分支專業(yè)，即大地測(cè)量、攝影測(cè)量與遙感、工程測(cè)量（含礦山測(cè)量、水利測(cè)量等）、地形測(cè)量、海洋測(cè)繪、地籍測(cè)繪、房產(chǎn)測(cè)繪、地質(zhì)測(cè)繪、地圖制圖與地圖制印、地理信息工程專業(yè)中從事科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)生產(chǎn)及測(cè)繪儀器設(shè)備維修、質(zhì)量檢查監(jiān)督、技術(shù)管理、技術(shù)開發(fā)、科技信息等工作的工程技術(shù)人員。

二、政治思想條件

遵守國家法律和法規(guī)，有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神。任現(xiàn)職期間，年度考核合格以上。

三、學(xué)歷、資歷條件

獲博士學(xué)位后，從事本專業(yè)技術(shù)工作，取得工程師資格2年以上。或大學(xué)本科畢業(yè)以上學(xué)歷，從事本專業(yè)技術(shù)工作，取得工程師資格5年以上。

四、外語、計(jì)算機(jī)條件

（一）較熟練掌握一門外語，參加全國職稱外語統(tǒng)一考試，成績符合規(guī)定要求。

（二）較熟練掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，參加全國或全省職稱計(jì)算機(jī)考試，成績符合規(guī)定要求。

五、專業(yè)技術(shù)工作經(jīng)歷（能力）條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）省（部）級(jí)測(cè)繪科技項(xiàng)目、工程項(xiàng)目的主要參加者。

（二）主持完成市（廳）級(jí)測(cè)繪科技項(xiàng)目、工程項(xiàng)目兩項(xiàng)以上。

（三）主持技術(shù)推廣項(xiàng)目，采用新技術(shù)、新材料、新工藝或開發(fā)新產(chǎn)品兩項(xiàng)以上或主要參加三項(xiàng)以上。

（四）編制和審核大中型測(cè)繪項(xiàng)目綜合技術(shù)設(shè)計(jì)兩項(xiàng)以上或單項(xiàng)設(shè)計(jì)書四項(xiàng)以上，并組織或主持完成大型測(cè)繪工程項(xiàng)目或生產(chǎn)項(xiàng)目一項(xiàng)以上。

（五）主持完成三項(xiàng)以上大中型測(cè)繪工程項(xiàng)目的質(zhì)量檢查，編寫相應(yīng)的技術(shù)報(bào)告。

（六）編輯設(shè)計(jì)或編審大型普通地圖集或?qū)ｎ}圖集，并已出版。

（七）承擔(dān)完成三種類型10臺(tái)以上測(cè)繪儀器維修或檢測(cè)鑒定任務(wù)，并能獨(dú)立解決其重大技術(shù)難題。

（八）承擔(dān)完成重大測(cè)繪儀器的研制、改裝或精密儀器安裝調(diào)試工作。

（九）主要參加基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)及技術(shù)推廣，完成數(shù)字化制圖或編輯入庫等項(xiàng)目工作。

六、業(yè)績成果條件

取得工程師資格后，具備下列條件之一：

（一）國家、省（部）級(jí)測(cè)繪科技成果獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的主要完成人、或市（廳）級(jí)測(cè)繪科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的主要完成人。（以獎(jiǎng)勵(lì)證書為準(zhǔn)）

（二）主持或組織完成的項(xiàng)目成果獲得市（廳）級(jí)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)、優(yōu)秀圖書獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)以上。（以獎(jiǎng)勵(lì)證書為準(zhǔn)）

（三）主持完成大型測(cè)繪項(xiàng)目，經(jīng)省級(jí)業(yè)務(wù)主管部門審定，其項(xiàng)目設(shè)計(jì)水平先進(jìn)、質(zhì)量優(yōu)良，產(chǎn)生顯著的效益。

（四）主持開發(fā)、推廣的科技成果兩項(xiàng)以上，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

七、論文、著作條件

取得工程師資格后，公開發(fā)表、出版本專業(yè)有較高水平的論文（第一作者）、著作（主要編著譯者），撰寫有較高價(jià)值的專項(xiàng)技術(shù)分析報(bào)告，具備下列條件之一：

（一）出版本專業(yè)著作1部。

（二）在省級(jí)以上專業(yè)學(xué)術(shù)期刊2篇以上。

（三）在國際或全國學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀或交流論文2篇以上。

（四）為解決復(fù)雜技術(shù)問題撰寫有較高水平的技術(shù)報(bào)告2篇以上或重大項(xiàng)目的立項(xiàng)研究（論證）報(bào)告2篇以上。

八、破格條件

為不拘一格選拔人才，對(duì)確有突出貢獻(xiàn)者，并取得工程師資格2年以上，具備下列條件中的兩條，可破格申報(bào)：

1、獲國家級(jí)發(fā)明獎(jiǎng)、自然科學(xué)獎(jiǎng)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)的主要完成人；或省（部）級(jí)自然科學(xué)獎(jiǎng)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)或三等獎(jiǎng)二項(xiàng)以上，獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的主要完成人。（以獎(jiǎng)勵(lì)證書為準(zhǔn)）

2、在推廣新新技、新工藝和科技成果轉(zhuǎn)化等方面取得了重大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，處于本行業(yè)領(lǐng)先水平，并被省（部）級(jí)授予優(yōu)秀科技工作者榮譽(yù)稱號(hào)。

3、擔(dān)任大、中型工程項(xiàng)目中的技術(shù)負(fù)責(zé)人，完成大型工程一項(xiàng)或中型工程二項(xiàng)以上，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并通過省級(jí)權(quán)威部門鑒定，填補(bǔ)了省內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)域空白。

4、在國家級(jí)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表有價(jià)值的學(xué)術(shù)論文3篇、省級(jí)5篇以上，或正式出版專著1部（獨(dú)著10萬字以上，合著20萬字以上）。

九、附則

篇（9）

中圖分類號(hào)：TG83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）10-0091-02

1、引言

檢測(cè)技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，其水平高低已成為衡量一個(gè)國家科技水平的重要標(biāo)志之一。產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)上是質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)，而產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)與加工精度的提高外，往往更有賴于檢測(cè)精度的提高。生產(chǎn)自動(dòng)化程度的發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)量的增長，在一定程度上也受到檢測(cè)效率的制約。對(duì)于軍事工業(yè)而言，彈藥彈體檢測(cè)技術(shù)是關(guān)系彈體生產(chǎn)質(zhì)量的重大關(guān)鍵性技術(shù)，隨著新型武器的研制與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)檢測(cè)的精度和效率提出了越來越高的要求。因此，提高檢測(cè)精度和檢測(cè)效率是檢測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向。傳統(tǒng)的彈藥彈體尺寸檢測(cè)是采用手工測(cè)量方法，即將游標(biāo)卡尺卡在彈體尺寸需要檢測(cè)的位置，通過人工讀數(shù)來判斷彈體尺寸是否合格。這種手工測(cè)量方法，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且精度不高，滿足不了現(xiàn)代生產(chǎn)自動(dòng)化的需要。

長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)彈體直徑測(cè)量進(jìn)行了大量的研究，但是在大直徑尺寸測(cè)量方面一直沒有理想的方法和儀器出現(xiàn)，尤其在機(jī)械加工行業(yè)中，大直徑尺寸的精密測(cè)量尚未得到很好解決。用現(xiàn)有的或大型千分尺進(jìn)行測(cè)量既費(fèi)時(shí)又達(dá)不到精度要求。所以，進(jìn)行精確的大直徑工件幾何尺寸測(cè)量研究的意義十分重大。

2、硬件條件限制分析

當(dāng)被測(cè)彈藥直徑尺寸跨度較大時(shí)，無論怎樣改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，光學(xué)系統(tǒng)中的鏡片尺寸都會(huì)很大，其結(jié)果是：不僅鏡片加工困難，而且像差很大，因此測(cè)量誤差很大，無法保證測(cè)量精度。

根據(jù)誤差分析和光學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，f-θ透鏡尺寸≤80mm的情況下的像差較易保證。因此，針對(duì)待測(cè)炮彈外徑測(cè)量范圍，作出以下分級(jí)：

（a）小尺寸直徑

（b）大尺寸直徑>60mm。

兩個(gè)尺寸段無法用一臺(tái)設(shè)備兼容，因此，我們需要對(duì)上述小尺寸直徑測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以滿足對(duì)大尺寸彈丸直徑的測(cè)量

3、小尺寸彈丸直徑測(cè)量系統(tǒng)

測(cè)量系統(tǒng)由激光器、掃描多面棱鏡、掃描透鏡、接收透鏡、光電接收器等組成。

3.1 測(cè)量原理

圖1是激光掃描測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量原理圖。激光器發(fā)出的激光束照射到掃描棱鏡上，掃描棱鏡由掃描電機(jī)帶動(dòng)以恒定角速度高速旋轉(zhuǎn)，掃描光束經(jīng)過f-θ透鏡后形成與光軸平行并以恒定線速度掃描的掃描光束。

掃描電機(jī)和掃描棱鏡是關(guān)鍵器件，它決定了測(cè)量區(qū)域掃描光束線速度v的穩(wěn)定性、光束的平行性和準(zhǔn)直性，從而決定了儀器的測(cè)量精度。f-θ透鏡的作用是將勻角速度掃描的光束變換為與光軸平行的像方勻線速度掃描的平行光束。f-θ透鏡的精度不僅影響掃描線速度v隨垂直位置變化的特性，決定了儀器的線性指標(biāo)，而且還影響掃描光束的平行性和準(zhǔn)直性，決定了儀器的測(cè)量精度與測(cè)量的重復(fù)性。掃描電機(jī)的速度穩(wěn)定性、軸向和徑向跳動(dòng)，以及掃描多面棱鏡的形位誤差等影響光束的線速度v的穩(wěn)定性和掃描光束入射的準(zhǔn)確性，決定了儀器的重復(fù)性和穩(wěn)定性。掃描激光光強(qiáng)的穩(wěn)定性、光電信號(hào)邊緣檢測(cè)的準(zhǔn)確性、光學(xué)系統(tǒng)的安裝誤差等對(duì)的檢測(cè)精度起到至關(guān)重要的影響作用。

3.2 測(cè)量過程

激光器發(fā)出的激光以恒速對(duì)被測(cè)彈體進(jìn)行掃描，經(jīng)聚光透鏡到達(dá)光電接收器，根據(jù)光電接收器接受光強(qiáng)的變化閾值（參看圖2）確定掃描時(shí)間t。若掃描速度為ν，對(duì)工件掃描時(shí)間為t，則被測(cè)工件直徑D：

3.3 誤差分析

影響掃描法測(cè)量彈徑誤差的因素包括多個(gè)方面。如掃描速度不是常值而是掃描棱鏡轉(zhuǎn)角Φ的函數(shù)，此時(shí)可以用平均掃描速度來求激光掃描尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的誤差。其中平均掃描速度（為有效掃描口徑的半徑角），測(cè)量的三個(gè)基本參數(shù)為電機(jī)的轉(zhuǎn)速、光學(xué)系統(tǒng)的焦距、時(shí)鐘脈沖的頻率，這些誤差對(duì)測(cè)量精度的影響關(guān)系式為：

由式（1-3）：若激光脈沖頻率，；設(shè)計(jì)焦距為，；電機(jī)轉(zhuǎn)速為，，

被測(cè)彈徑，則：

4、大尺寸彈丸直徑測(cè)量系統(tǒng)

由掃描測(cè)量頭（兩臺(tái)）、光柵尺、直線滾珠導(dǎo)軌、滾珠絲杠、控制電機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成。

4.1 測(cè)量原理

大尺寸直徑的彈丸測(cè)量依然采用激光掃描法測(cè)量原理。和小尺寸直徑彈丸測(cè)量不同的是，大尺寸彈徑測(cè)量要用兩個(gè)掃描頭，而且在測(cè)量前要對(duì)掃描頭之間的距離進(jìn)行標(biāo)定。

測(cè)量前，將兩臺(tái)掃描頭移出被測(cè)區(qū)域，并用標(biāo)準(zhǔn)尺標(biāo)定出兩個(gè)掃描頭的距離（設(shè)為L）。

4.2 測(cè)量過程

測(cè)量時(shí)，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，兩個(gè)掃描頭同時(shí)向被測(cè)彈丸待測(cè)部位靠近，如圖3所示，當(dāng)兩個(gè)掃描頭發(fā)出的激光束與被測(cè)彈丸的外徑相切時(shí)，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，光電接收器的輸出電壓分別出現(xiàn)兩個(gè)下降沿，在通過實(shí)驗(yàn)確定閾值后，閾值處就分別對(duì)應(yīng)一個(gè)觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖便是兩個(gè)光柵尺的計(jì)數(shù)指令，此時(shí)兩個(gè)掃描頭相向運(yùn)動(dòng)的距離分別為和，則被測(cè)彈徑（D）為：

（1-4）

4.3 誤差分析

（1）基礎(chǔ)距離L標(biāo)定誤差：

此項(xiàng)誤差為系統(tǒng)誤差，可通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)件等方式予以消除。

（2）掃描頭移動(dòng)距離測(cè)量引起的誤差：

（a）由光柵尺引起誤差：

光柵尺測(cè)量精度為0.005，則由此引入的測(cè)量誤差為0.001。

（b）由于邊緣閾值判斷引起的誤差：

采用像元間距為7的CCD相機(jī)，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，分辨率可達(dá)0.003mm，由此引起的誤差為0.001mm。

（3）測(cè)量總誤差為：

由于采用兩側(cè)掃描方法進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際引起的誤差為左右兩個(gè)掃描系統(tǒng)誤差和，按最大極限誤差累計(jì)，可得：

5、結(jié)語

本文較詳細(xì)的介紹了使用改進(jìn)后的激光掃描法測(cè)量彈丸直徑的方法。對(duì)其關(guān)鍵原理進(jìn)行了論述，檢測(cè)效率和精度都達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，證明了該測(cè)量方法的可行性。此設(shè)計(jì)方案可普遍適用于一般彈丸彈體的檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]于海蓉.特種彈藥彈體尺寸自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量方法和軟件設(shè)計(jì)研究.[碩士學(xué)位論文]國防科技大學(xué)，2003.

[2]“彈藥靜態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)研制方案”.長春理工大學(xué)，2005.09.

[3]張明明.彈箭靜態(tài)參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng).[碩士學(xué)位論文]南京理工大學(xué)，2005.

[4]宋濤.曲臂花鍵軸跳動(dòng)誤差非接觸檢測(cè)技術(shù)研究.[碩士學(xué)位論文]長春理工大學(xué)，2003.

[5]閻蔭棠.幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.08.

篇（10）

中圖分類號(hào)：O353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

近幾年全站儀在工程施工測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，以及隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各部門和各學(xué)科對(duì)工程測(cè)量提出了新的要求。索佳NET05全站儀屬于精密儀器中的代表，是一種集激光、計(jì)算機(jī)、微子通訊、精密機(jī)械加工等高精尖技術(shù)于一體的先進(jìn)量儀器，自動(dòng)化程度高、功能多、精度好。 高程測(cè)量方法主要有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、物理測(cè)量、GPS高程測(cè)量方法。三角高程測(cè)量方法是一種間接測(cè)量方法，通過觀測(cè)的距離和角度，根據(jù)三角函數(shù)原理計(jì)算出兩點(diǎn)之間的高差[1]。

本論文主要是利用索佳NET05全站儀，采用三角高程測(cè)量方法把礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)樓頂?shù)乃疁?zhǔn)原點(diǎn)，采用符合水準(zhǔn)路線推算出地面點(diǎn)的高程。利用地面點(diǎn)的高程進(jìn)行礦區(qū)周圍采空區(qū)的地表巖層移動(dòng)，通過分析得出地表變化規(guī)律明顯，符合規(guī)程要求。

1 三角高程測(cè)量

1.1 三角高程測(cè)量原理

常見的三角高程測(cè)量方法有單向觀測(cè)法、中間法和對(duì)向觀測(cè)法[1,2]。下面具體來看一下三角高程測(cè)量原理。（如圖1）

圖1三角高程測(cè)量原理

（1）測(cè)定地面A、B兩點(diǎn)間高差h，首先在A點(diǎn)安置儀器，在B點(diǎn)豎立標(biāo)尺，量取儀器望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸中心I至地面點(diǎn)A的儀器高i，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺上的一點(diǎn)M，M至B點(diǎn)的垂直高度稱為目標(biāo)高v，測(cè)出傾斜視線與水平線間所夾的豎直角a，測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的水平距離為D，由圖可得兩點(diǎn)間的高差h為：

（1）

若A點(diǎn)的高程已知為，則B點(diǎn)高程為：

（2）

（2）若在A點(diǎn)安置全站儀，在B點(diǎn)安置棱鏡，并分別量取儀器高和棱鏡高，測(cè)得兩點(diǎn)間斜距S與豎直角以計(jì)算兩點(diǎn)間的高差，稱光電測(cè)距三角高程測(cè)量，A、B兩點(diǎn)間的高差可按下式計(jì)算：

（3）1.2 精度分析

（1）地球曲率對(duì)高差的影響

水準(zhǔn)測(cè)量中地球曲率的影響可以在觀測(cè)中使用前后視距相等來抵消。三角高程測(cè)量在一般情況下也可以將儀器設(shè)在兩點(diǎn)等距離處進(jìn)行觀測(cè)，或在兩點(diǎn)上分別安置儀器進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)并計(jì)算各自所測(cè)得的高差取其平均值 [3,4]。高差計(jì)算公式如下：

（4）

式中：表示兩點(diǎn)之間的高差

表示垂直角

表示大氣遮光系數(shù)

表示地球曲率半徑

（2）距離歸算

實(shí)測(cè)距離與參考橢球面上邊長s的關(guān)[5.6]

（5）

因式中項(xiàng)的數(shù)值很小，故未顧及與s之間的差異。

（3）精度分析

（6）

查閱相關(guān)文獻(xiàn)可以得出，在不同的時(shí)間段進(jìn)行單向高差觀測(cè)，，，經(jīng)過分析可以看出單向觀測(cè)三角高程測(cè)量誤差在短距離內(nèi)，只與豎直角和距離有關(guān)系[7]。

2.工程案例分析

2.1水準(zhǔn)路線布設(shè)及數(shù)據(jù)采集

本工程主要是在山東省棗莊某礦工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)部進(jìn)行地表巖移觀測(cè)，根據(jù)實(shí)際地形要求布設(shè)附合水準(zhǔn)路線，A點(diǎn)在辦公樓三樓的東側(cè)樓頂，F(xiàn)點(diǎn)在工業(yè)廣場(chǎng)配電室的樓頂，其他點(diǎn)在工業(yè)廣成內(nèi)部，具體如下圖所示。在觀測(cè)時(shí)記錄下當(dāng)時(shí)的溫度和氣壓，觀測(cè)時(shí)采用三角高程單向測(cè)法，用索佳NET05全站儀進(jìn)行觀測(cè)。（見圖2附合水準(zhǔn)路線布設(shè)圖，表1為外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)）

圖2 附合水準(zhǔn)路線布設(shè)

表1索佳NET05全站儀三角高程附合路線觀測(cè)數(shù)據(jù)

2.2 計(jì)算過程

利用前面的三角高程測(cè)量理論，對(duì)索佳NET05全站儀所觀測(cè)的數(shù)據(jù)將進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到各點(diǎn)的高程（見表2）

表2 索佳NET05全站儀計(jì)算各點(diǎn)的高程

此段附合水準(zhǔn)路線高差閉合差為-0.0138m。三等水準(zhǔn)測(cè)量允許的高差閉合差為：，該次水準(zhǔn)測(cè)量的=19.6mm，而實(shí)測(cè)高差閉合差為-13.8mm，顯然此次索佳NET05全站儀三角高程測(cè)量達(dá)到了三等水準(zhǔn)測(cè)量要求。

3 巖移觀測(cè)

監(jiān)測(cè)線的起點(diǎn)高程根據(jù)以上計(jì)算得出，根據(jù)煤礦測(cè)量規(guī)程布設(shè)走向線自南向北，具體沉降變化趨勢(shì)（見圖3、4）

圖3 走向線1沉降變化趨勢(shì)圖

圖4 走向線1沉降累計(jì)柱形圖

由于監(jiān)測(cè)線1布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方向是自南向北的，走向線的沉降變化量在前半部分是逐漸增大的，在7號(hào)點(diǎn)達(dá)到最大值，之后是逐漸減小的。從下沉速度分析，可以看出最大期沉降速度出現(xiàn)在11期，從第十四期開始沉降速度出現(xiàn)了減小的趨勢(shì)，說明下沉量比前幾期小了，通過分析后面幾期可以得出地表變化趨于穩(wěn)定，具體的變化趨勢(shì)符合采空區(qū)變化規(guī)律。

4.結(jié)論

（1）索佳NET05全站儀數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，可以消除了讀數(shù)誤差，角度觀測(cè)值可以精確到0.5″；觀測(cè)距離可以增加到了500m，節(jié)約了施工時(shí)間。

（2）本論文通過利用索佳NET05全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量以及水準(zhǔn)儀進(jìn)行三等水準(zhǔn)測(cè)量，對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析可以得出，索佳NET05儀器進(jìn)行的三角高程測(cè)量可以滿足三等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。

（3）通過工業(yè)廣場(chǎng)周圍的地表巖移觀測(cè)分析，可以得出工業(yè)廣場(chǎng)周圍的采空區(qū)沉降規(guī)律明顯，地表變化趨于穩(wěn)定，符合采空區(qū)變化規(guī)律。

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篇（11）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.236

0 引言

時(shí)間是物質(zhì)存在和運(yùn)動(dòng)的基本屬性之一，精密的時(shí)間測(cè)量是科學(xué)研究、工程試驗(yàn)的基本和有效手段，精密的時(shí)間測(cè)量技術(shù)不僅在高能物理、相對(duì)論物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域具有重要作用，在諸如航天、雷達(dá)、無線通訊、導(dǎo)航測(cè)繪以及醫(yī)療等工程領(lǐng)域也被普遍使用。如高能物理中的固定靶和對(duì)撞試驗(yàn)、飛行時(shí)間譜儀、核醫(yī)療設(shè)備PET、雷達(dá)測(cè)距、激光測(cè)距等都離不開高精密的時(shí)間測(cè)量技術(shù)，其對(duì)時(shí)間測(cè)量的精度達(dá)到納秒甚至皮秒量級(jí)。一般TDC實(shí)現(xiàn)辦法分為模擬和數(shù)字兩種。模擬的方法包括電流積分技術(shù)和時(shí)間放大技術(shù)，這是早期的時(shí)間測(cè)量技術(shù)，由于需要模擬電路來實(shí)現(xiàn)，集成度，穩(wěn)定性、精度等已經(jīng)不能滿足要求。數(shù)字的方法主要包括計(jì)數(shù)器技術(shù)、游標(biāo)卡尺技術(shù)、時(shí)間內(nèi)插技術(shù)等。

1 多相位時(shí)鐘TDC原理

在FPGA中實(shí)現(xiàn)TDC某種程度上可以理解成是利用FPGA對(duì)開始、停止信號(hào)進(jìn)行采樣并記錄采到的兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間間隔。FPGA中時(shí)鐘允許的最高頻率是有限的，利用計(jì)數(shù)器方法實(shí)現(xiàn)TDC的時(shí)候，相當(dāng)于開始、停止信號(hào)的采樣間隔是一個(gè)時(shí)鐘周期，這樣在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)信號(hào)何時(shí)到達(dá)的信息便無法被讀取出來。為了挖掘出單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)部的時(shí)間信息，一個(gè)思路便是利用不同相位的時(shí)鐘去對(duì)同一個(gè)HIT信號(hào)采樣，這樣相當(dāng)于把采樣周期變?yōu)橐郧暗腘分之一，而各個(gè)移相的時(shí)鐘還是工作在FPGA允許的頻率下。利用多相位時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)內(nèi)插法TDC最大的挑戰(zhàn)是鑒相精度和多時(shí)鐘域數(shù)據(jù)同步。

1.1 鑒相器

對(duì)一個(gè)N相位時(shí)鐘TDC，HIT信號(hào)到達(dá)N個(gè)D觸發(fā)器，這N個(gè)D觸發(fā)器各自工作在自己的時(shí)鐘下。假設(shè)理想情況下，不考慮任何延遲量，以一個(gè)八相位時(shí)鐘為例，則對(duì)應(yīng)八個(gè)D觸發(fā)器，HIT在到來后，這八個(gè)D觸發(fā)會(huì)依據(jù)自身的時(shí)鐘對(duì)HIT進(jìn)行采樣，將這八個(gè)D觸發(fā)器的輸出在各自時(shí)鐘下進(jìn)行Level-to-Pulse轉(zhuǎn)換一下，使得高電平只保留一個(gè)時(shí)鐘周期的p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7， HIT信號(hào)到來的不同的時(shí)間反映到p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7出現(xiàn)的先后順序的不同，這個(gè)出現(xiàn)的順序反應(yīng)了HIT在八個(gè)相位時(shí)鐘里哪個(gè)區(qū)間到來。即完成了簽相的功能。

上述的分析是假定理想的情況下作出的。簽相器的精度直接決定了TDC的精度，簽相器的精度是目前這種TDC設(shè)計(jì)的瓶頸所在。由于HIT信號(hào)進(jìn)入FPGA后要扇出給不同的D觸發(fā)器，HIT信號(hào)到達(dá)各個(gè)D觸發(fā)的時(shí)間不可能完全一樣，同時(shí)由于八相位時(shí)鐘的產(chǎn)生一般是用FPGA內(nèi)部的PLL或DLL等資源給出，通過全局時(shí)鐘資源送到FPGA內(nèi)部的邏輯資源，這個(gè)時(shí)間也存在差異。綜上分析，要提高簽相器的工作性能，必須要盡量做到HIT信號(hào)扇出到各個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)間盡量一致，即HIT到各觸發(fā)器之間的Skew越小越好，這個(gè)可以通過對(duì)FPGA開發(fā)軟件，設(shè)置約束文件等完成。另外各個(gè)相位的時(shí)鐘到達(dá)各自D觸發(fā)器的Skew也要越小越好，這個(gè)可以通過對(duì)FPGA時(shí)鐘管理資源的設(shè)置完成。

1.2 多相位時(shí)鐘同步

鑒相器輸出的反映HIT信號(hào)到來時(shí)間的p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7信號(hào)。為了解決同步問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了多相位計(jì)數(shù)器，原理與文獻(xiàn)中不同的是，這個(gè)八相位計(jì)數(shù)器的頻率只限于FPGA內(nèi)核的速度，而不在受建立時(shí)間的限制，從而解決了文獻(xiàn)中的超高速計(jì)數(shù)器的穩(wěn)定性問題。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)用clk7去抓clk0的輸出，則建立時(shí)間為7/8時(shí)鐘周期，用clk6去抓clk7輸出的反，建立時(shí)間為7/8時(shí)鐘周期，同理類似，其他觸發(fā)器的建立時(shí)間也是7/8時(shí)鐘周期。這樣多相位時(shí)鐘的工作頻率就只受限于FPGA的內(nèi)核性能。

2 多相位時(shí)鐘TDC實(shí)現(xiàn)及測(cè)試

多相位時(shí)鐘TDC在Altera公司Cyclone III芯片中實(shí)現(xiàn)， HIT信號(hào)由普通管腳輸入，邏輯設(shè)計(jì)利用verilog硬件描述語言。在對(duì)TDC測(cè)試中，TDC所能跑到的最高速度為350MHZ，主要受限于HIT到鑒相器中8個(gè)D觸發(fā)器之間的Skew，當(dāng)速度在提高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)G碼現(xiàn)象，在350MHZ以下，TDC工作正常，沒有G碼現(xiàn)象，但是BIN寬的不均勻性能夠觀察到。該TDC的精度357ps。

對(duì)TDC的測(cè)試主要是BIN寬的測(cè)試，測(cè)試方法是利用安捷倫任意信號(hào)發(fā)生器（AFG3252）隨機(jī)產(chǎn)生任意脈沖，測(cè)試讀取的TDC數(shù)據(jù)的后幾位（8相位對(duì)應(yīng)最后3bit），這后幾位數(shù)據(jù)反映了HIT信號(hào)落在時(shí)鐘中的哪個(gè)區(qū)間，表明TDC的BIN寬信息。上圖反映的是對(duì)TDC添加不同約束測(cè)試的結(jié)果，當(dāng)約束達(dá)到要求后，可以看出沒有G碼現(xiàn)象，BIN的均勻性較好。

3 結(jié)束語

論文介紹了一種采用多相位時(shí)鐘TDC設(shè)計(jì)，采用多相位時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)插。這種TDC實(shí)現(xiàn)簡單，資源占用較少，性能優(yōu)良。該TDC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于鑒相精度和多時(shí)鐘域數(shù)據(jù)同步，論文給出了提高鑒相器精度的思路和多時(shí)鐘域數(shù)據(jù)同步的方法。最后在Cyclone III中實(shí)現(xiàn)了該TDC，并給出測(cè)試結(jié)果。