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最新推出的PCI版本的PXI-5922可变分辨率数字化仪(也称为基于PC的示波器)可以实现较大动态范围的测量,最大实时采样率为15MSa/s,带宽6MHz,分辨率16~24位(用户定义)。适用于包括通信、半导体、生化以及超音速非破坏性测试的许多领域。
不同于传统示波器或其他基于PC的数字化仪在所有采样率上具有固定的分辨率,5922数字化仪使用NI Flex ⅡADC技术,具有灵活的、用户自定义的分辨率,并可在24位(500kSa/s)到16位(15MSa/s)之间任何一点进行采样。
和其他NI数字化仪一样,工程师们可以使用这一全新的可变分辨率数字化仪,配合任意波形发生器和数字波形发生器/分析仪在产品开发的任何一个阶段(从设计验证到生产测试)创建混合信号应用。所有的NI数字化仪都配备有NI-SCOPE驱动软件,并可与NI LabVIEW图形化开发环境、NI SignalExpress交互式测量软件、用于MicrosoftVisual Studio.NET的NIMeasurement Studio和NILabWindows/CVI ANSI C开发环境协同工作。
NI
电话:800-820-3622
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具有杰出信号质量和高灵活性的I/Q调制信号发生器
可以满足并支持未来通信系统新调制方式的需要
R&S AFQ100A I/Q调制信号发生器杰出的信号质量和高灵活性使得R&S AFQ100A成为在研发和生产中产生复杂数字调制信号的理想选择。它具备高达256M采样或者1G采样的输出存储器;除了模拟输出,还可以输出I/Q数字信号。
R&s AFQ100A拥有1kHz~300MHz可变存储时钟速率,可生成高达200MHz RF带宽的I/Q信号,可以满足并支持未来通信系统新调制方式的需要。R&S AFQ100A具有不平衡模拟I/Q输出,电平可以在0~1.5V之间设置;以及I/Q平衡输出,电平可以在0~3V之间设置。在平衡输出信号中可以添加-2.5~+2.5V之间的偏置。另外,R&S AFQ100A可以配置数字输出,提供16b分辨率和最大300MHz的数据率。R&S AFQ100A具有突出的信号性能,信噪比典型为83dBc,整个带宽内频率响应典型值为0.05dB。
使用R&S WinIQSIM2软件产生的信号可以提供给R&S AFQ100A,也可以直接通过传统的MATLAB PC软件产生。R&S WinIQSIM2提供预置的各种不同通信标准信号。R&SAFQ100A可以通过GPIB、USB和LAN(千兆位以太网)控制,或者单独通过监视器、鼠标和键盘接口来操作。
Rohde&Schwarz
介绍了PC/104总线的发展及主要特性,研究了一种基于PC/104的高可靠性和实时性的数字化仪表硬件实现方案,并在此基础上开发了全透明的数字化仪表软件;研究并实现了一种基于动态系数数字化滤波的脉冲采集方法以及脉冲倍增周期计算方法;试验反应装置考核的结果验证了数字仪表软硬件平台的可靠性和实时性;试验结果验证了数字滤波算法和脉冲倍增周期算法的有效性和准确性。
【关键词】PC/104 数字化仪表 脉冲计数率 倍增周期
PC/104技术起源于上世纪八十年代末,美国Ampro公司采用简化的ISA总线技术设计的嵌入式PC机的过程。它着眼于小型化、单电压和低功耗,废除了PC机的机箱和背板设计,所有板卡采用金属插针式,具有低成本、高可靠性和开发周期短的特点,因此在工业控制、航空航天、军事、通信、医疗、智能仪表等领域得到了广泛的应用。
本文基于PC/104总线及嵌入式计算机,研究了高可靠性的数字化仪表设计方法,设计和实现了包含计数脉冲采集、模拟量采集、数字量采集和串口通讯等功能模块的数字单元。
1 基于PC/104技术的数字化仪表设计
1.1 PC/104总线技术简介
PC/104总线是紧凑型的ISA(Industrial Standard Architecture,工业标准结构总线),是专为嵌入式系统应用的要求优化设计的。其总线结构的104个信号线分布在两个总线连接器上――J1连接器包含64个引脚,J2连接器包含40个引脚――因此这种引脚结构被称为PC/104。
PC/104包含8bit和16bit两种总线类型,根据J1和J2总线连接器是否作为穿越模块的堆叠连接器而定。
1.2 硬件平台设计方案
数字化仪表的数据处理单元的硬件由一组基于PC/104总线的工业级PCB板卡组成,主处理器单元是Digital Logic公司的MSM586SV,模拟量AD和DA单元分别是Diamond System公司的DMM-32X-AT和RMM-8-XT,DIO隔离板是Diamond System公司的IR104,串口通讯板是Diamond System公司的EMM-OPT4-XT,安全级显示屏是Planar System公司的EL屏EL160.120.39。设计方案如图1所示。
1.3 软件功能设计方案
数据处理单元的软件使用Borland C++3.1开发,采用DOS7.0引导程序执行,数据处理单元的执行程序在运行过程中不再调用任何DOS系统的功能,软件运行过程中与底层硬件接口的数据输入/输出操作由程序内部的寄存器数据IO语句实现,软件运行中的临时数据和需要保存的数据分别存储在系统内存和EEPROM中。
脉冲采集数字化仪表软件主要包含初始化、定时器、操作处理、数据计算、报警输出、串口通信等功能模块。
2 脉冲采集及滤波
由于反应堆计数率跨越六个数量级,在计数率较低时由于噪声和脉冲源的不稳定,可能导致采集结果与实际偏差较大,在高计数率时,结果则相对准确,所以采用慢速计数率和快速计数率两种输出方式。在计数率高时,慢速计数率和快速计数率的计算结果相同;在低计数率时,慢速计数率计算可以有效地平滑计数率值的波动。
计数率计数使用下面方法:
(1)计算前10次脉冲计数率计算的平均值mean:
新mean=前次mean×90%+快速计数率×10%
(2)如果脉冲计数值>设定值Filter_TCI,慢速计数率=快速计数率,否则进行下面计算:
RCms=平方根(mean / Filter_TCI)
TCL=(RCms×TCI)+((1-RCms)×TCLP)
公式中:
TCL=慢速计数率值;
TCLP=前次计算得到的慢速计数率值;
TCI=快速计数率值;
设定值Filter_TCI可以通过数据处理单元的操作面板进行修改。
3 脉冲倍增周期计算
当下面两个条件之一满足时,执行脉冲倍增周期计算:
(1)当前采集的脉冲计数率TCI与前次计算倍增周期时使用的脉冲计数率TCIP满足下面关系式:
其中L为设定值
(2)距离前次执行快速倍周期计算的时间超过预设定值T;
快速倍增周期的计算使用如下公式:
公式中:
TDI值与快速倍增周期值为反比关系;
Ln()是自然对数运算;
TCIp是前次执行倍增周期计算时使用的脉冲计数率值;
dTCI/dt是脉冲计数率值在dt时间内的变化率;
4 脉冲采集及周期计算结果
本套数字化仪表用于监测某型反应堆堆外中子注量率,以达到监测反应堆升功率过程的功率和功率变化情况的目的。通过前端堆外探测器,将反应堆热中子转化为脉冲,经过放大调理整形电路后输入到数字仪表处理单元,经过计算处理输出反应堆功率、报警以及停堆保护信号等。通过在某试验反应堆上进行考核试验,调节反应堆功率快速上升、下降过程,试验测试结果图2a、2b所示。
从图2a的试验结果看,在反应堆功率逐渐提升,脉冲计数率逐渐上升和下降的过程中,基于PC/104技术的数字化仪表真实准确定记录和跟踪了反应堆的变化过程,并且满足系统要求的平稳性和实时性要求。从图2b倍增周期输出的试验结果看,在功率稳步提升的过程中,倍增周期基本维持平稳;在脉冲计数率由提升转下降的过程中,倍增周期有一个剧烈的跳变,符合倍增周期的原理;当计数率变化由正转负时,倍增周期会有一个从正无穷到负无穷的跳变,然后逐渐增大;在功率逐渐趋于平稳以后,计数率的微小上升和下降都会引起倍增周期从正的较大值到负的较大值的变化。
5 结语
本文提出了一种基于PC/104总线技术的数字化仪表设计方法,构建了高可靠性、高实时性的实现平台,采用完全自主开发、不调用任何库函数的全透明方式完成了数字化仪表的模式切换、数据采集、显示、修改、计算以及模块自检等功能;在此基础上,研究和实现了一种动态系数的数字滤波方法的脉冲采集方法和脉冲计数率倍增周期计算方法;反应堆试验结果验证了动态数字滤波方法和倍增周期计算方法的有效性。
参考文献
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[3]梁越,李刚,王晓陵.基于PC/104的多串口通讯的设计[J].应用科技,2004,31(03):28-30.
关键词:数字化测绘地籍测量测图技术应用研究
中图分类号:P25文献标识码: A
随着数字测图理论与实践的进步,数字化测绘技术在地籍测量中得到迅速发展,它的最大优点是完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库,从而为实现现代化地籍管理奠定了基础。数字化测绘技术相比传统的测绘技术可以更加直观和生动的反映出地形、地貌特征以及地籍要素,基本上可以一目了然,相比过去的工作将节省很多的时间并且可以更加迅速的发现问题所在,所以地籍测量与现代测绘技术的结合日渐紧密,使地籍测绘工作从理论到实践发生了根本性变化。
1数字化测绘技术在地籍图测绘中的应用意义
1.1数字化测绘技术是先经过数据采集、编码、传输与存储,然后利用计算机技术进行数据、图像处理、最后完成显示及打印的工作。目前数字化测量技术已成为高精度、高效率、实时测量及自动控制的最佳手段和可靠保证。
1.2数字化地籍测图使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图,自动化程度高,出错的概率小,而且可以自动提取坐标、距离、方位和面积等,绘出的地籍图精确、规范、美观。数字化地籍测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高。
1.3数字化地籍图可以通过计算机按类别和要求分层储存、分层显示,一目了然。真正体现了地籍图的实用性和易用性。利用数字化地籍测绘成果作为底图,可在计算机上进行土地利用规划与设计;对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机技术的帮支持下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度。
1.4数字化地籍图可以作为地理信息系统(GIS)数据源,GIS是在计算机软硬件支持下的与采集、存储、管理、描述及分析地球表面与空间地理分布有关的数据的空间信息系统,它已在规划、管理、监测、建设和决策等方面得到了广泛运用。
2 数字化测绘技术在地籍图测绘应用中优点
2.1数字化测绘技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比, 具有显而易见的优势和广阔的发展前景, 是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度, 也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。
2.2数字化测绘技术可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,同时可以根据不同用户的需要,对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
2.3利用数字化测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计,可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。
3数字化地籍测绘的主要作业方法
3.1全数字摄影测量技术。通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点,适合于城市密集地区的大面积成图。
3.2原图数字化测图。充分利用现有的地形图,配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。但受原图精度的影响以数字化过程中所产生的各种误差,它的精度要比原图的精度差。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。
3.3手扶跟踪数字化。让计算机和数字化仪进行连接,通过专业的软件用数字化游标来对地籍的要素以及相关的地形图进行跟踪、采集,并得出数字化的地籍图。其优点是能够利用数字化菜单以及屏幕菜单的操作,使得操作的过程变得更加方便、快捷,在进行作业的过程中能够看到整个作业的全图,从而方便分类以及选择性的采集,尤其是对于线条比较长的图形数字化采集,可以说有着非常重要的作用。
3.4全野外数字化测图。采用先进仪器,经过野外测量获取可用于处理、传输与共享的地形数字信息,用计算机磁盘作为载体的信息数字化地形图。应用全野外数字化测图方式不仅令测量精度广泛提升,在成图过程中其精度毫无损失,同时应用计算机工具软件的成图方式可令各类文字注记、符号符合相关要求,通过自动拟合综合处理方式令等高线呈现光滑美观特性,进而令图面展现规范化的一面。
3.5航测数字成图。主要应对区域大测绘时采用。该方法采用航空摄影设备由空中摄取到地面影像,并通过对外业的判读,建立内业地面模型,利用计算机系统绘图软件针对模型测量,并直接获取到数字地形图。其通过空中数字化摄影获取实时数字影像,内业则通过专业航测软件,在计算机系统辅助下展开对数字影像的匹配处理并科学构建地面数字模型,而后再通过转向应用软件获取数字地图。
3.6扫描数字化。对于已有的地籍图、地形图,可采用将原图用扫描仪进行扫描,得到栅格图形后,再利用专业的扫描矢量化软件将栅格图形转换成矢量图形,从而实现原测地籍图、地形图的数字化。利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差;可以通过采取修测、补测等方法,实测一部分界址点或地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整纠正,可在一定的程度上提高原图的精度。
4 数字化技术中地籍测绘应用中需要注意的问题
4.1对于数据文件的管理。一般来说,绘制地籍图的时侯有四个重要的文件,分别是平面图的图形文件、界址点的坐标数据文件,地籍权属的引导文件以及权属信息的数据文件。基于方便识别以及管理原则,这四个文件的名称应该用街坊号来开始,而后面则用汉语拼音的缩写来表示出不同的文件。
4.2界址线的设定。界址线可以说是进行地籍测绘的关键要素了,界址线的设定是不是合理对于地籍测绘工作量的影响是非常大的。在最初的地籍测绘中,大部分的地区界线都没有设定好,所以需要相关的政策来进行确定;而过去的单位在进行征地的时候,大多数都预留了1mm左右的影射地。可以看出很多的宗地界址线其实并不是在围墙或者是墙壁,这样一来也就给地面标定界址点以及测绘界址点带来了不必要的麻烦。
4.3街坊的划分。一般说在进行数字化测绘的时候都是以街坊为单位,从而进行地籍权属的调查,并且接下来的工作也是以街坊为单位来绘制地籍图、管理地籍调查表、地籍测绘成果。所以在进行划分街坊的时侯,其分界线必须是划分在街道、胡同的中心线或者是空闲的位置,不能够划分在单位的围墙上。
4.4街坊线、图斑、控制点绘制。测绘图的完成并不代表工作的完成,还需要增加包括街坊线,图斑、控制点等内容。在实际作业时,应该在初始地籍图上做统一的绘制,因此可以独立形成一个文件,然后制作成为街坊线图块文件,并将图块设置到相应街坊的地籍图中去。
5结束语
目前的测绘技术依旧存在着若干问题, 如怎样改进外业数据采集模式的问题、成图系统的统一标准问题, 内业编辑图形工作效率问题; 图形数据结构与地理信息系统GIS 接口问题等等,这都需要我们广大测绘工作者的不懈努力, 不断提出新的任务、新课题和新要求, 有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
参考文献:
[1] 张盛.地籍测量中数字化测图的特点及应用[J].科技咨询.2010
[2] 郭良金.数字测绘的几点体会[J].中国西部科技,2010(23).
[3] 宋传亮.地籍测量中数字化测图的特点及应用[J]. 中国新技术新产品.2011
电网调度的自动化。电网调度的自动化一般是由电网调度中心的计算机网络、大屏幕显示器、打印设备、工作站、服务器等组成。它由处于调度区域内的测量控制设备等变电站终端、下级电网调度中心、发电厂等构成,由电力系统专属局域网进行连接。电网调度的自动化的主要功能有:适应电力市场的运营需求、对电网运行安全情况进行分析、监控、实时采集电力生产的过程中数据、自动发电控制、对电力系统状态进行评估、自动经济调度、对电力负荷进行预测等。
配电自动化。配电自动化与调度自动化相比,规模要小的多。配电自动化目标在于实现电力系统经济运行、减轻运行人员的劳动强度、为用户提供优质服务、提高供电的可靠性、改进电能质量等,是一项综合信息管理系统,集合了设备管理技术、数据传输技术、计算机技术、现代控制技术等为一体。配电自动化在美国、英国、加拿大等一些发达国家已有了多年的运行经验,并且有向纵深性发展的趋势,如人工智能、光纤通信、大规模地形显示等。目前我国的配电自动化技术主要使用了配电管理+集中监控模式的配电自动化、集中监控模式的配电自动化、就地控制的馈线自动化模式,且使用了分布式总体结构,通过网络将子站和主站联在一起,形成统一的配电自动化系统。
加强电气工程自动化系统的人性化设计
1文化因素。我们在对电气工程自动化系统进行设计时,应该表现出与技术进步和时代精神的与日俱进,满足电厂的功能需求,符合电厂的企业文化特征。
2美学因素。在进行电气工程自动化系统设计的时候,应该基于人性化设计的角度来进行研究考虑,对人的触觉、听觉、视觉等审美情趣进行充分的考虑。
3人机工程学因素。应该采用多学科的方法,如心理学、生理学、人体力学、人体测量学等来提供人体机能特征参数,研究人体特征和结构,为电气工程自动化的设计提供人性化的要求。
关键词:矿图数字化 VB AutoCAD二次开发
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0103-01
我国部分矿山的地质图、矿图等都还是纸质版,有的年代比较久远,保存上也会出现一些问题,如纸质受潮、破损等会导致图纸损坏;在携带、交流上,纸质版的图纸也不太方便。随着计算机技术的飞速发展以及AutoCAD等制图软件的不断更新,不论从保存还是从交流的角度上讲都很有必要对这些矿图进行数字化。
1 矿图数字化若干技术
矿图数字化是对矿山各类矿图数字化综合处理的新技术,是建立现代矿山企业的必备条件和基础建设。如今矿图数字化技术主要有以下几种方法:
(1)手工输入。人工输入坐标将矿图数字化就是在现有的矿图图纸上,用三角板、比例尺、量角器等量具量取特征点的坐标(x,y),然后在AutoCAD中的选取相应的绘图命令进行绘制。
(2)扫描图象数字化。矿图图象扫描数字化就是将矿图用大型工程扫描仪扫描成点阵的光栅图象,然后插入到AutoCAD中最后在图象上将图中的内容绘制成矢量图形。
(3)数字化仪数字化。数字化仪是绝对定点设备,这使得数字化仪成为AutoCAD中最有用的数字化图形工具。数字化仪可以校准或配置。
(4)编程绘图。编程绘图是用计算机语言编制自动绘图程序,输入原始数据后计算机自动绘图。
以上几种数字化技术中手工输入是相对较慢的方法,而扫描图象数字化是用的较多的,数字化仪数字化这中方法成本较高而且出图也较慢,至于编程绘图是需要花费一定的时间和人力做好前期工作,那样才会在后期的设计中体现出其高效性和准确性。本文所述即为此方法。
本文利用AutoCAD提供的ObjectARX开发包在Visual Basic 6.0编程环境下设计开发了采矿方法图的数字生成系统,能很好地完成无底柱分段崩落法的采矿方法图数字化。
2 开发工具简介
2.1 ObjectARX
ObjectARX是Autodesk公司提供的CAD应用软件的开发包,它使用C++为编程语言,采用面向对象的编程原理,提供深入AutoCAD的底层开发环境,利用Object ARX开发采矿方法图模块很好地利用了AutoCAD的开放性和普及性,实现了在CAD下采矿方法图的自动生成模块。
2.2 Visual Basic 6.0
Visual Basic6.0是微软公司Visio Studio中的一项重要工具,它采用面向对象的编程思想。利用Visual Basic调用ObjectARX的函数非常方便AutoCAD的加载使用。由于在Visual Basic中编写程序,其升级修改都非常方便,真正实现了模块化。
3 开发步骤
首先确定采矿方法图所需要输入的参数,如无底柱分段崩落法需要矿块厚度、阶段高度等。确定好输入参数后就可以把程序界面布局确定下来。在程序主界面窗体的加载事件中写入以下代码对AutoCAD进行连接:
On Error Resume Next
Set acadapp=GetObject(,"autocad.application.17")
Set acadapp=CreateObject("autocad.application.17")
If Err Then
Form2.Hide
MsgBox"不能运行AUTOCAD2007,请检查是否安装了AUTOCAD2007!",,"提示"
Exit Sub
End If
acadapp.Visible=True
连接AutoCAD后就可以在VB中用代码来进行图形要素的绘制工作,如直线、填充、标注等,都可以用代码来实现。对于无底柱分段崩落法采矿方法图的三个视图,都由这些图形要素构成,可以按俯视图、主视图、左视图的顺序由简到繁一步一步进行。
4 结语
运用以上方法笔者成功开发出无底柱分段崩落法数字生成系统。该系统可以使设计人员根据设计所确定矿块参数在AutoCAD中快速生成采矿方法图,直观、快捷、准确,可以作为矿山初期设计中的参考。
目前笔者已做了无底柱分段崩落法数字生成系统,以后还可将各常用采矿方法图都做成数字生成系统,然后集成到AutoCAD中,需要时便可直接调用,使矿图数字化技术得到进一步的延伸。
参考文献
[1]陈建宏,周志勇,古德生.采矿CAD系统研究现状与关键技术[J].金属矿山,2004(10).
[2]老大中,赵占强.AutoCAD 2000 ARX二次开发实例精粹[M].北京:国防工业出版社,2011.