时间间隔测量技术综述
高精度时间间隔测量方法综述
孙 杰 潘继飞
（解放军电子工程学院，安徽合肥，230037）
摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换
Methods of High Precision Time-Interval Measurement
SUN Jie , PAN Ji-fei
（Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ）
Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter ’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted.
Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion
0引言
时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。
时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。
1 电子计数法
1.1 测量原理与误差分析
在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1
量化时钟频率为
0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ，2T 为待测脉
冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为：
()210T T T M N T x -+?-= （1）
然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为：
()0'
T M N T x ?-= （2）
比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待
测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。 除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到：
()()00'..T M N T M N T
x
?-+-?=? （3）
比较表达式（3）（2）：
()()00
''T T M N M N T T x
x ?+--?=? （4） 根据电子计数法原理，()1±=-?
M N ，0'T T M N x
=-，因此：
00'0'T T T T T
x x
??+±=? （5）
00'T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳
定度导致的时标误差越大。
作者简介：孙杰： （1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师
潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生
根据以上分析得出电子计数法具有以下特点：
[1]测量范围广，容易实现，且能够作到实时处理。 [2]存在时标误差与原理误差，限制了其测量精度。
电子计数法是一种成熟的时间间隔测量方法，参考文献[1][2][3]都有一定的说明，有兴趣的读者可以参阅。
1.2误差克服途径
时标误差可以采用高稳定度的时钟来克服，比如铷原子频率标准；量化误差的克服有许多方法，也是国内外研究的热点，可以将其分为以下三类。
第一类：提高量化时钟的频率，这带来的问题是时钟频率越高对电路的要求越高，并且相应的芯片也很难选择。例如，当要求1ns 的测量精度时，时钟频率需要提高到1GHz ，此时一般的计数器芯片很难正常工作，同时也会带来电路板的布线、材料选择以及加工等诸多问题，因此，不是一个巧妙的方法。
第二类：对量化误差T 1和T 2进行扩展，后进行二次量化，实践证明该解决途径是切实可行的，并且获得了长足的发展，取得了大量的研究成果，但是二次量化仍然存在原理误差。
第三类：对量化误差T 1和T 2进行转换，通过测量其它物理量，比如幅度、相位而达到测量时间的目的，该类方法从根本上解决原理误差对测量精度的影响。
以下所讨论的测量方法都是在电子计数法的基础上发展起来的，这些方法的目的都是克服电子计数法的原理误差。
2 模拟内插法
电子计数法在测量精度要求不高的条件下无疑是一种非常好的时间测量方法，其原理误差为一个量化时钟周期，如果能够克服其原理误差，那么其时间测量精度将会得到很大的提高，从这个角度入手，近年来，国内外研究了许多新的测量方法，模拟内插法是其中的一种。该方法是在模拟法与电子计数法的基础上发展而来的，其测量对象针对电子计数法中的T 1和T 2，即完成T 1和T 2的二次测量。
在待测脉冲间隔x T 期间对电容进行充电，充电电流大小为1I ；然后以一个小电流k I I 12
=进行放电
[4]
。此方法的
优点是测量精度理论上非常高，可达皮秒量级；但由于电容充放电过程中，充放电时间之间的关系不是绝对线性的，存在非线性现象，其大小大致为测量范围的万分之一，这就限制了测量范围，或者说随着测量范围的增加，精度会降低；另外，电容充放电性能受温度的影响非常大，对测量系统的温度特性要求就非常苛刻；非常稳定的恒流源也是一个技术难题。
3所示。
模拟内插法要对三段时间进行测量，即Ts 、T 1和T 2，其中0NT T s
=，采用电子计数法得到，T 1和T 2的测量是关键。
模拟内插法的思路是对小于量化单位的时间零头T 1和T 2进行扩展，然后对扩展后的时间进行再次时钟计数。
待测脉冲信号
电容充放电波形
待扩展时间间隔 扩展后的时间间隔 量化时钟
T 1和T 2的测量采用电容充放电技术，在T 1期间，采用恒流源1I 对电容C 充电，T 1结束以后采用恒流源k I I 12
=对电
容放电，直到起始电平位置，然后保持此电平。由充放电电荷相等的原理可得：
C
T I C T I '
1211=
（6） 进一步化简得到1'
1kT T =，即电容放电时间为充电时间的k 倍，然后采用量化时钟对放电时间进行计时，得到计时脉
冲的个数为1N ，则可以得到k T N T 011=，同理得到k
T
N T 022=，结合S T 的大小得到：
021210T k N N N T T NT T x ??
? ??
-+=-+= （7）
该方法虽然在计算T 1和T 2时仍存在量化误差，但是其相对大小可以缩小k 倍，假设1000=k ，那么计数器的分辨率提高了三个数量级。例如，量化时钟的频率为10MHz ，1000=k ，则电子计数器的分辨率不会超过100ns ，采用模拟内插
技术之后，其分辨率提高到0.1ns ，相当于10GHz 量化时钟的分辨力。
模拟内插法的优点是理论测量精度高，但是这一技术实现的基础是对T 1和T 2的扩展，在较T 1和T 2长k 倍的时间内，电容的充放电会带来较大的非线性，所以k 值实际上也不可能太大，而且实际所实现的扩展倍数k 的准确值也难以得到，所以模拟内插技术要将测时精度提高很多的话，实现起来有很多的局限性。模拟内插技术虽然对时钟频率要求不高，但是由于采用模拟电路，当待测信号的频率较高的情况下非常容易受到噪声的干扰，当要求连续测量时，电路反应速度也是一个大问题。
模拟内插法的误差来源总结如下：
[1]原理误差。在将模拟量1kT 转换成数字量01T N 的过程中产生的，其大小为k T 0
，该误差是测量原理误差，无法
克服。
[2]时间扩展的非线性（主要误差未源）。由于时间扩展采用的都是模拟器件，因此本身存在不可预测的误差，可以通过采用高精度电容减小非线性误差。
[3]随机误差，如触发误差。 [4]时钟的稳定度带来的误差。
采用模拟内插原理制成的时间间隔计数器产品的主要代表是HP 公司的HP5360A 型计数器，该计数器的电容放电时间比充电时间长1000倍，即1000=k ，计数器的时钟频率为10MHz ，其分辨率已经达到了0.1ns 。
3 延迟线内插法
国外将这种测量方法称为TDC （time-to-digital converter ）方法，并且进行了大量的研究，该方法与模拟内插法一样，是对T 1和T 2进行再次测量。当脉冲信号到达时启动延迟线，延迟线的延迟时间为1τ，2τ，当时钟信号到来时，输出延迟单元的数目1N ，则可以得到111
τN T =，采用同样的方法能够得到222τN T =。TDC 方法得到脉冲时间间隔为：
2
21102
10. .ττN N T N T T T N T x -+=-+= （8）
延迟线方法的突出优点是结构简单，可实现单片集成，在单片FPGA 上实现。其缺点是测量精度受限于LSB （为百皮秒量级）。其误差来源主要包括以下四方面：一是量化误差，即一个延迟单元的时间，减少量化误差带来的是延迟单元的增加，设备量的庞大。二是延迟线集成非线性，由于在集成过程中不可能做到各个延迟单无完全一致，导致各个延迟单元的延迟时间不相等，对外表现为非线性效应，矫正的方法有平均法、矢量法等。三是随机变化，由延迟单元的自身温度和供电电压变化引起。四是时间抖动，包括时钟的抖动和延迟单元信号触发开关的时间抖动。参考文献[6][7]对TDC 方法的误差分析非常透彻。
基于TDC 方法，参考文献[7]给出了一种测量范围在0~43s ，测量分辨力为200ps 的内插时间间隔计数器。该计数器在一片FPGA 上实现，计数器包含两个6bit 的时间-数字转换器（TDC ），主计数器的时钟频率为100MHz ，因此TDC 的量化误差LSB 大约为200ps ，该计数器还能够用于频率测量。文中还采用了计算机软件对TDC 的非线性误差进行校正，使得计数器的测量精度提高到0.65LSB 。
参考文献[8]给出了一种基于TDC 方法开发出的时间间隔计数器，该计数器在一片FPGA 上实现，由于采用了最新的延迟线设计以及超强功能FPGA ，延迟单元达到了128个，使得该计数器的测量分辨力达到了100ps ，最差情况下的测量结果
为170ps ，对非线性误差进行补偿之后的测量分辨力达到了70ps ，该计数器的测量范围为0-43s ，计数器芯片的最大功耗为
4 游标法
游标法的测量思路也是针对电子计数法中的T 1和T 2，其测量原理与游标卡尺测量长度的原理相同。使用两种频率的时钟信号：主时钟频率
01f 和游标时钟02f 。设定0201f f >，且非常接近，时钟周期差值01020T T T -=?很小，测量原理参
考文献[9][10]有具体说明，这里给出结论：
22011T N T T N T ?=?= （9）
定义扩展系数：
01
0201
001T T T T T K
-=
?=
（10） 则：
()
K
T N N K N T x
01
210-+= （11） 其中：0N 为主计数器的计数值；01
0201
T T T K
-=
为扩展系数；1N 为测量1T 用的游标计数器1的计数值，2N 为测量
2T 用的游标计数器2计数值；01T 为主时钟周期，02T 为游标时钟周期。
假设ns T 1001=，ns T 1.1002=，则1001
.010
010201==-=T T T K ，则游标计数器的测时分辨力为0.1ns 。
应用游标法进行时间间隔的测量，需要注意以下几个问题：
[1]时钟频率的稳定度
01f ，02f 要求极高。
[2]当分辨力很高时，01f ，02f 非常接近，因此两个时钟电路必须进行严格屏蔽，否则，可能因为频率牵引而不能正
常工作。
[3]要实现高精度、高分辨率的测量，符合电路的工作速度也应该很高。
由于存在上述困难，所以游标法长期以来没有得到实际的应用，目前，采用游标内插法原理制作成功的计数器的代表产品是HP 公司的HP5370A 型时间间隔计数器，在这个计数器中，相邻两个脉冲分别控制两个触发锁相振荡器，目前，该计数器已经获得了20ps 的分辨力。
5 时间-幅度转换法
前面介绍的几种时间间隔测量方法的总体思路大体上都是对T 1和T 2进行扩展之后，重新计数，比如，电容充放电法是对T 1和T 2进行K 倍扩展之后，采用时钟再次进行计数；延迟线内插技术的本质可以理解为是采用多个延迟单元对T 1和T 2进行计数；游标法是利用主副时钟的频率差值得到一个扩展系数。以上几种方法仍然没有脱离电子计数法的束缚。下面介绍的两种方法从另外一个角度来进行T 1和T 2的测量。
5.1 TVC 方法
这种方法是在电容充放电方法的启发下得出的，本文只给出其测量思路：
如图1所示，主波较下一个计数脉冲早到1T 时间，为了实时测量出量化误差1T ，可以采用将1T 变换为电信号的方法。让主波前沿作为起始触发，启动一阶跃恒流源I 给一电容C 充电，恒流源内阻为R ，则电容C 上的电压与充电时间t 之间的关系为：
??
? ??-=-RC t
C
e RI V 1 （12）
然后，由主波后的第一个有效计数脉冲的前沿控制停止对电容充电，电容电压就停止增加，假定此时的电压值为'
C V ，这
一时刻相对于0=C V 时的时延是1T ，则??
? ??-=-RC T
C
e RI V 1
1'
。与充电电容相连的是一个性能较好的隔离放大器，它具有较高的输入阻抗，一般有几十兆欧，它的作用是隔离后级对充电电容的影响，让电容上的电压能够保持很长时间，同时还具有一定的放大作用，但它又不影响恒流源对电容的充电。在第一个计数脉冲前沿让电容停止充电时，电容上的电压'
C V 通过隔离放大器送到ADC 电路进行模拟数字转换，得到一个数字码输出'
N ，为了分析方便设放大器的放大增益为单位增益。如果ADC 的转换位数为m ，满量程输入电压为'
Cm V ，则存在()'
''
2Cm
C m V V N
=，得到ADC 的输出便得到了电容上的电压'C V ，'N ，'C V 与1T 一一对应，于是可以得到：
()()??
?????-
-=RI V N RC T m Cm 21ln '
'1 （13）
根据上式可以确定计数量化误差1T ，同理可以得到2T 。该方法的具体误差分析参考文献[11]中有具体的说明。
国外将这种测量方法称为TVC （time-to-voltage converter ）方法，并且将该方法主要用于测量范围为10ns~1us 之间的场合。参考文献[12]对该方法进行了论述，并且制作成功一个时间间隔测量仪，该测量仪采用电容充放电技术结合双通道AD 转换器，计数器时钟频率为10MHz ，测量分辨力达到了400ps 。
5.2基于斜坡发生器与模数转换器法
该测量方法是对电子计数法的量化误差T 1和T 2进行测量，不同于第一种时间幅度转换方法的是，该方法利用了一个线性斜坡产生器，具体原理如下。
当第一个脉冲信号到来时，立刻起动一个斜坡发生器，当此后的第一个量化时钟脉冲到来时，使采保电路进入保持状态以保持斜坡发生器此时的电压值，然后再做模数转换，记录下此时的电压值，设定斜坡发生器在一个时钟周期0T 时间内电压的变化量为PP V ，假设模数转换器的位数为n ，满幅时对应的电压也为PP V ，在量化误差时间间隔内ADC 的输出为1N ，则对应的时间T 1的值应该为：
01
1
2T N T n
?=
（14） 同理可以得到2T 的值02
2
2
T N T n ?=
。根据该测量原理，中国科学院陕西天文台制作成功了一种时间间隔计数器[13]，该计数器的测量分辨率达到了ns 2.0。该方法存在的误差来源主要包括在以下几个方面：
[1]线性斜坡电压发生器的非线性误差导致的测量误差。 [2]ADC 的转换误差导致电压测量值存在误差。
虽然模数转换技术的测量精度在目前可见的产品中不是很高，但是这种测量思路突破了传统电子计数法的束缚，将时间测量问题转换为其他物理量的测量，比如电压，使得问题的解决方法获得了突破。
6 结束语
总结以上几种高精度时间间隔测量方法：
[1]在电子计数法的基础上，对量化误差T 1和T 2进行的再次测量。
[2]除电子计数法之外，适合于两个脉冲时间间隔的测量，即单次测量，对于连续测量难度很大。 [3]除时间-幅度转换方法之外，其他方法还存在一定的原理误差。 [4]部分测量方法还不适合于大时间间隔的测量。
通过对以往时间间隔测量方法的分析，可以得出其基本发展趋势，即在电子计数法的基础上对电子计数法的原理误差T 1和T 2进行二次测量。时间-幅度转换方法是一种新的测量思路，其将对时间的测量转换为对信号幅度的测量，具有很强的指导意思，随着高精度时间频率基准、模数转换器的发展，时间-幅度转换方法必将获得更大的发展，本课题组在该思想的指导下，正在研制一种基于时间-幅度-相位转换的时间间隔测量仪，目前已经取得了突破性进展。
时间间隔测量方法需要着重解决的问题包括以下几个方面： [1]测量精度与测量分辨力的提高。 [2]测量的实时性问题。
[3]先进的测量方法与连续测量的矛盾解决。 [4]测量范围与测量精度矛盾的解决。 [5]测量方法与实际应用问题。
脉冲雷达测距，雷达PRI 测量，雷达信号分选识别、无源时差定位以及卫星导航等领域都需要完成高精度时间间隔的测量，如何将测量方法与这些应用相结合也是在设计测量方法需要考虑的问题。 参考文献：
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胆甾型液晶(CLC)与ITO透明导电薄膜实现柔性显示 姓名：long 班级：机械设计制造及其自动化10XX班学号：U2010XXXXX 【内容摘要】最近各大智能手机厂商竞争越来越激烈，除手机之外各种可穿戴性智能终端也在不断发展。部分公司推出“柔性屏”(OLED)手机，其实只是屏幕有着固定的弧度的手机而已。随着技术的不断成熟，真正的柔性显示必将改变我们的生活。本文综合了各科学工作者的研究，对胆甾型液晶显示技术进行归纳和总结。采用 CLC 微胶囊产品制备的 PSCT 薄膜，并与ITO/PET透明电极结合，制备胆甾相液晶显示器件。在直流稳态电压驱动下，显示器件实现了反射式、双稳态、彩色显示效果。 【关键词】胆甾型液晶(CLC)；柔性显示；微胶囊；ITO；TCO 1、胆甾型液晶显示技术 胆甾型液晶材料具有螺旋状结构和双稳态特性【1-3】，其近期的研究热点聚焦于反射式显示，逐渐成为电子纸等柔性显示技术的关键技术和材 料之一。肯特大学研究人员提出的聚合物稳定胆甾型液晶显示模式，改 善了胆甾型液晶的化学稳定性，推动了其在显示领域的应用【4-8】。 1.1胆甾型液晶显示技术的优势 作为一种反射式显示技术，胆甾型液晶显示可采用无源矩阵方式进行驱动，不需要背光源和偏振片。若需要获得彩色显示，可以通过添加不同螺距的旋光剂获得不同波长光的反射，而不需要彩色滤光片。 不管是传统的电子纸技术还是新型的OLED显示，都只能基于主动显示的特性进行产品应用环境的设计；但液晶由于自身不发光，因此可以设计为反射显示模式，这已经在普通液晶显示的产品中得以实现。反射模式使胆甾型液晶产品能够在室外及光线较强的环境下使用，而无需调高亮度，可以实现产品低功耗、长续航时间的使用【9】。 1.2胆甾型液晶显示研究 在胆甾相液晶显示过程中，如何形成稳定的多畴分布是实现双稳态显示的技术关键【10】。在SID2011会议上，台湾的C.Liang等发表了关于低成本、全彩色、低电压以无串扰驱动的胆甾型QVGA液晶显示器件，这是目前最新的研究成果之一【11】。为实现低成本的目标，C.Liang采用在柔性基板上以卷对卷(roll to roll)工艺进行器件制备,器件采用单层结构,如图1.2.1所示。 图1.2.1 在此之前，Y.A. Sha【12】等以聚合物体锚泊作用为基础，以聚合物体锚泊作用为基础，结合栅栏分散作用和聚合物致稳作用制备的柔性PSCT 显示器件。首先采用光聚合的方法得到规整的栅栏，然后将聚合物和液晶混合均匀后注入到栅
高精度时间间隔测量方法综述_孙杰
综述与评论 计算机测量与控制.2007.15(2) Com puter Measurement &C ontrol 145 中华测控网chinamca.co m 收稿日期:2006-03-06; 修回日期:2006-05-09。 作者简介:孙 杰(1975-),男,安徽合肥人,讲师,主要从事测控技术方向的研究。 文章编号:1671-4598(2007)02-0141-04 中图分类号:O63;TP273.5 文献标识码:A 高精度时间间隔测量方法综述 孙 杰,潘继飞 (解放军电子工程学院,安徽合肥 230037) 摘要:时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用,如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题,在分析电子计数法测量原理与误差的基础上,重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法,这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量,并且取得了非常好的效果;最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词:时间间隔;原理误差;内插;时间数字转换;时间幅度转换 Methods of High Precision Time -Interval Measurement Sun Jie ,Pan Jifei (Electr onic Eng inee ring Institute o f PL A ,H efei 230037,China ) Abstract :Technology of time -interval m easu rement has been app lied in many field s.H ow to improve its precision is an em ergent ques -tion.On the basis of an alyzing electronic counter 's principle and error ,this paper puts emphasis upon introducing high precision time -in ter -val measu rements all over the w orld.All these methods aim at electronic counter 's principle error ,and ob tain special https://www.wendangku.net/doc/31328139.html,s tly ,the pro -gress direction and ap plication foreg rou nd of high precision tim e -interval measurem ent meth od s are predicted. Key words :time in terval ;prin ciple error ;interpolating ;tim e -to -digital conversion ;time -to -amplitude con version 0 引言 时间有两种含义,一种是指时间坐标系中的某一刻;另一种是指时间间隔,即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间,因此,时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用,因此,如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法,指出其发展趋势,为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下,电子计数法是一种非常好 的时间间隔测量方法,已经在许多领域获得了实际应用,其测量原理如图1所示。 图1 电子计数法测量时间间隔基本原理 量化时钟频率为f 0,对应的周期T 0=1/f 0,在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数M ,N ,T 1, T 2为待测脉冲 上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔,则待测脉冲时间间隔T x 为: T x =(N -M ) T 0+T 1-T 2 (1) 然而,电子计数法得到的是计数脉冲个数M ,N ,因此其测量的脉冲时间间隔为: T ′x =(N -M ) T 0(2) 比较表达式(1)、(2)可得电子计数法的测量误差为Δ=T 1-T 2,其最大值为一个量化时钟周期T 0,产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致,该误差称为电子计数法的原理误差。 除了原理误差之外,电子计数法还存在时标误差,分析表达式(2)得到: ΔT ′x =Δ (N -M ) T 0+(N -M ) ΔT 0(3) 比较表达式(3)、(2): ΔT ′x T ′x =Δ(N -M )(N -M )+ΔT 0T 0(4) 根据电子计数法原理,Δ(N -M )=±1,N -M =T ′x /T 0,因此: ΔT ′x =±T 0+T ′x ΔT 0/T 0 (5)T ′x ΔT 0/T 0即为时标误差,其产生的原因是量化时钟的稳定度ΔT 0/T 0,可以看出待测脉冲间隔T x 越大,量化时钟的稳定度导致的时标误差越大。 根据以上分析得出电子计数法具有以下特点: (1)测量范围广,容易实现,且能够作到实时处理。(2)存在时标误差与原理误差,限制了其测量精度。电子计数法是一种成熟的时间间隔测量方法,参考文献[1-3]都有一定的说明,有兴趣的读者可以参阅。 1.2 误差克服途径 时标误差可以采用高稳定度的时钟来克服,比如铷原子频率标准;量化误差的克服有许多方法,也是国内外研究的热点,可以将其分为以下三类。 第一类:提高量化时钟的频率,这带来的问题是时钟频率 DOI 牶牨牥牣牨牰牭牪牰牤j 牣cn ki 牣牨牨牠牬牱牰牪牤tp 牣牪牥牥牱牣牥牪牣牥牥牪
温度测量方法分类及优缺点概述
温度测量方法分类及优缺点概述 摘要：温度是表征物体冷热程度的物理量, 是国际单位制中七个基本物理 量之一, 它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断提高, 温度测量技术也得到了不断的发展。本文将讨论总结温度测量的各种方式，并分析他们各自的优缺点。 1.温度测量的分类 温度测量的分类可以通过其与被测量的物体是否接触分为接触式和非接触式。接触式测量仪表比较简单、可靠，测量精度高。但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，所以其需要一定的时间才能达到热平衡。接触式测量仪存在测温延迟现象，同时受耐高温和耐低温材料的限制，不能应用于这些极端的温度测量。非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响，其测量误差较大。 2.接触式测量方法 2.1膨胀式温度测量 原理：利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。热胀冷缩式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。 优点：结构简单, 价格低廉, 可直接读数,使用方便,非电量测量方式, 适用于防爆场合。 缺点：准确度比较低, 不易实现自动化, 而且容易损坏。 2.2电量式测温方法 利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量，包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。 1.热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时, 就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有结构简单, 响应快, 适宜远距离测量和自动控制的特点, 应用比较广泛。 2.热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的, 输出信号大, 准确度比较高, 稳定性好, 但元件结构一般比较大, 动态响应较差, 不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。 3.热敏电阻是一种电阻值随温度呈指数变化的半导体热敏感元件, 具有灵敏度高、价格便宜的特点, 但其电阻值和温度的关系线性度差,且稳定性和互换性也不好。 4.石英温度传感器是以石英晶体的固有频率随温度而变化的特性来测量温度的。石英晶体温度传感器稳定性很好, 可用于高精度和高分辨力的测量场合。随着电子技术的发展, 可以将感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上, 构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片, 输出信号可以是电压、频率, 或者是总线数字信号, 使用非常方便,适用于便携式设备。 2.3接触式光电、热色测温方法
时间间隔测量技术综述
高精度时间间隔测量方法综述 孙 杰 潘继飞 （解放军电子工程学院，安徽合肥，230037） 摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter ’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言 时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1 量化时钟频率为 0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ，2T 为待测脉 冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为： ()210T T T M N T x -+?-= （1） 然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为： ()0' T M N T x ?-= （2） 比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待 测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。 除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到： ()()00'..T M N T M N T x ?-+-?=? （3） 比较表达式（3）（2）： ()()00 ''T T M N M N T T x x ?+--?=? （4） 根据电子计数法原理，()1±=-? M N ，0'T T M N x =-，因此： 00'0'T T T T T x x ??+±=? （5） 00'T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳 定度导致的时标误差越大。 作者简介：孙杰： （1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师 潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生
机器视觉技术发展现状文献综述
机器视觉技术发展现状 人类认识外界信息的80%来自于视觉，而机器视觉就是用机器代替人眼来做 测量和判断，机器视觉的最终目标就是使计算机像人一样，通过视觉观察和理解 世界，具有自主适应环境的能力。作为一个新兴学科，同时也是一个交叉学科，取“信息”的人工智能系统，其特点是可提高生产的柔性和自动化程度。目前机器视觉技术已经在很多工业制造领域得到了应用，并逐渐进入我们的日常生活。 机器视觉是通过对相关的理论和技术进行研究，从而建立由图像或多维数据中获机器视觉简介 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉主要利用计算机来模拟人的视觉功能，再现于人类视觉有关的某些智能行为，从客观事物的图像中提取信息进行处理，并加以理解，最终用于实际检测和控制。机器视觉是一项综合技术，其包括数字处理、机械工程技术、控制、光源照明技术、光学成像、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术和人机接口技术等，这些技术相互协调才能构成一个完整的工业机器视觉系统[1]。 机器视觉强调实用性，要能适应工业现场恶劣的环境，并要有合理的性价比、通用的通讯接口、较高的容错能力和安全性、较强的通用性和可移植性。其更强调的是实时性，要求高速度和高精度，且具有非接触性、实时性、自动化和智能 高等优点，有着广泛的应用前景[1]。 一个典型的工业机器人视觉应用系统包括光源、光学成像系统、图像捕捉系统、图像采集与数字化模块、智能图像处理与决策模块以及控制执行模块。通过 CCD或CMOS摄像机将被测目标转换为图像信号，然后通过A/D转换成数字信号传送给专用的图像处理系统，并根据像素分布、亮度和颜色等信息，将其转换成数字化信息。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、 数量、位置和长度等，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作[1]。 机器视觉一般都包括下面四个过程：
脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究
第26卷第3期2007年6月 红外与毫米波学报 J.I nfrared M illi m .W aves Vol .26,No .3June,2007 文章编号:1001-9014(2007)03-0213-04 收稿日期:2006210228,修回日期:2007203205 Rece i ved da te:2006210228,rev ised da te:2007203205基金项目:中国科学院创新三期项目(11100404K221J W19) 作者简介:吴刚(19812),男,湖北武汉人,中科院上海技术物理研究所硕士研究生,电路与系统专业,现主要从事卫星定位系统中的时钟同步研究. 脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究 吴 刚, 李春来, 刘银年, 戴 宁, 王建宇 (中科院上海技术物理研究所,上海 200083) 摘要:时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块, 该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200m s,测时分辨率最高可达125p s,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.关 键 词:脉冲激光测距;时间间隔测量;时间数字转换;延迟线插入法中图分类号:T N249 文献标识码:A STU DY ON HI GH RES OLUTI ON TI M E I NTERVAL M EASURE M ENT MODU LE I N PU LSE D LASER RANGI NG S YSTE M WU Gang, L I Chun 2Lai, L I U Yin 2N ian, DA IN ing, WANG J ian 2Yu (Shanghai I nstitute of Technical Physics,Chinese Acade my of Sciences,Shanghai 200083,China ) Abstract:The p recisi on of the pulsed laser ranging system was decided by the p recisi on of the ti m e interval measure ment . Theref ore,a high res oluti on ti m e interval measurement module was devel oped .The module is based on the s pecial ti m e 2t o 2digital conversi on chi p which adop ts the delay line inter polati on method .The maxi m u m measuring ti m e of the module is 200m s,and the maxi m u m ti m e res oluti on is 125p s,of which the corres ponding distance res oluti on is 18.75mm.The mod 2ule is es pecially suit f or the large distance measure ment .The hard ware and the s oft w are of the module as well as the testing results are als o p resented . Key words:pulsed laser ranging;ti m e interval measure ment;ti m e 2t o 2digital conversi on;delay line inter polati on method 引言 脉冲激光测距以其峰值功率高、探测距离远、测距精度高、对光源相干性要求低等优点,在工业、航空航天、大地测量、建筑测量和机器人等领域获得了广泛应用.不同的应用对测量范围与精度有不同的要求,在军事上,测量范围从几百米到几十千米,相应的精度要求从几十厘米到几百米;而在航空航天方面,从航天器间的对接到飞船的着陆,精度则要求在毫米量级.测量系统的测量精度主要依赖于接收通道的带宽、激光脉冲的上升沿、信噪比和脉冲激光传输的时间间隔测量精度,其中时间间隔的测量精 度对测距精度起决定作用[1～4] . 到目前为止,时间间隔的测量方法主要有3种: 模拟法、数字法和数字插入法[5] .其中数字插入法 是脉冲激光测距中精度最高的,主要有延迟线插入 法、模拟插入法和差频测相插入法3种.由德国ACAM 公司设计的一种高精度时间数字转换芯片T DC 2GP1采用的就是延迟线插入法技术. 利用T DC 2GP1芯片,设计和开发了一套基于PC I 总线的时间间隔测量模块.实验结果证明,该模块具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点.此模块的开发和利用将有利于提高脉冲激光测距的测量精度. 1 脉冲激光测距系统结构 图1为脉冲激光测距系统的方框图.其工作过程是:首先,使整机复原,准备进行测量;同时触发脉冲激光发生器,产生激光脉冲.该激光脉冲有一小部分能量透过分束片,直接送到接收系统,作为计时的
时间间隔测量技术
时间间隔测量技术 一直接计数法 测量原理与直接计数法测量频率基本相同，区别在于测量时间间隔时，控制电子门的闸门时间等于所测的时间间隔。内部晶振振通过倍频或分频产生时基。在电子门打开期间，时基脉冲进入计数条进行计数。设所计的数值为N ，所选的时期为τ0，则所测时间间隔为 ττN =（5-1） 时间间隔测量的不确定度通常用绝对误差表示。对上式进行微分得 dN Nd d 00τττ+=第一项是晶振频率不准造成的，第二项与测频时一样，仍然是dN =±1。第一项如用频率准确度表示，则有 00 0τττττ±? ?=d N d 00 ττττ±? =d （5-2） 其中：τ—所测时间间隔 ττd —晶振周期或晶振频率准确度 图5-1时间间隔测量的直接计数法
由±1计数引入的测量不确定度称为测量分辨力。它等于测量仪所能选用的最小时基τ0。一般最小的时基为10ns ，最好的也只到5ns 。小于10ns 的间隔用其他方法测量，目前有三种游标法、内插法和A/D 变换法。 二游标法 利用长度测量中游标卡尺的原理。 在图5-1中，Δτ1和Δτ2均小于时基τ0，故测不出，此时Δτ1和Δτ2可用游标法测量。现以Δτ1的测量为例，如图5-2所示。 图5-2游标法（1） 原来的时基τ0称为主时基，需要产生一个副时基τ1，用τ1＞τ0，但两者之差很小，即τ1-τ0≤τ0 当时间间隔起始脉冲A 到达时，触发副时基发生器，副时基信号与信号A 同步，副时基起始脉冲与随后到来的主时基脉冲间隔即为Δτ1。随后两个时基同时运行，由τ1＞τ0，相当于副时基追赶主时基，每追过一个脉冲，两者的间隔就缩短τ1-τ0，当两者间隔为零时，一共追过了N 个脉冲，则Δτ1=N 1（τ1-τ0）。此式可从图5-2中准确得出。由图中可得 11101τττN N =?+) (0111τττ?=?N （5-3） Δτ2的测量略有些差异，如图5-3所示
新能源汽车技术发展文献综述
【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析，同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述，旨在为进一步的研究有所启示和帮助。 【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场 新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。近几年，我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业，制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等，引起了学者们的广泛专注，引发了巨大的投资浪潮，极大地促进了新能源汽车产业的发展。目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少，研究领域也相对有限，本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究，对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。 一、国外新能源汽车的相关研究 新能源汽车是低碳的必然选择，也是汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视，通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展，并取得了成就。国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开，主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究，对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。 美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策，并主要针对电池汽车和氢能源汽车。John R.Wilson和Griffin Burgh（2003）在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用，但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题，同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术，所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。Amble（2011）较全面地研究了近年来美国新能源汽车的发展趋势及政府为保障新能源汽车发展所形成的政策法律体系。在此基础上，提出在世界范围内发展新能源汽车须建立统一的生产、安全国际标准体系。2013年美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal所说，氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战，基础设施是关键，但政府目前还不打算拨款修建加氢站。 日本主要致力于混合动力汽车和研发和产业化推广。其中有日本学者Max Ahman（2004）重点研究在新能源汽车的研发与发展中日本政府所产生影响，以及在政府支持计划中技术灵活性的重要性，还介绍了日本政府为促进新能源汽车产业的发展所出台的一些综合政策。Yoichi Kaya（2006）实例验证了氢能及其燃料电池的能源利用率和无污染性，指出氢能源引用推广的关键是提高能源转化技术水平、提高燃料效率和加强相关基础设施建设。HasishiIshitani（2007）在概括了日本新能源已有产业政策深入探讨了未来纯电动和燃料汽车的技术研发格局和发展方向。Masonori Mond（2007）证实了氢能源环保性能的高效性，阐述了日本氢能加气站的建设运营状况，并提出了日本下个阶段大力发展氢能和燃气电池等基础设施的建议。井志忠（2007）对日本新能源产业的发展模式进行研究，总结了日本新能源产业发展的动因、政策扶持体系和官产学一体化的研发与应用格局。 二、中国新能源汽车产业发展及问题相关研究 我国新能源汽车产业始于21世纪初，2001年我国启动了“863”计划后形成了“三纵三横”的开发布局。2010年，我国新能源汽车的发展基本上紧随世界发展潮流，新能源汽车产业被定为七大战略性新兴产业之一。针对于新能源汽车的产业发展，程振彪（2010）认为我国新能源汽车和国际相比有着自己的优势部分，如新能源公交车。杨萍、易克传（2011）指出总体来说我国新能源汽车产业的发展基础较好，市场前景广阔，但也需要在各个方面加以努力促进新能源汽车产业的发展。目前我国的新能源汽车产业发展中整车企业和关键零部件企
高精度时间间隔测量方法
高精度时间间隔测量方法综述 孙杰潘继飞 （解放军电子工程学院，安徽合肥，230037） 摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言 时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1所示：
浅谈红外测温仪的设计文献综述
单位代码01 学号090102128 分类号 密级 文献综述 浅谈红外测温仪的设计 院（系）名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年 2 月28 日
浅谈红外测温仪的设计 摘要 09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上（少数长期病患者除外）,大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查，通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。 关键词:51单片机、红外测温、非接触
1 红外测温系统 1.1 红外测温系统概述 一般来说，测温方式可分为接触式和非接触式，接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度，所以响应时间长，且极易受环境温度的影响；非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。只需瞄准、按动触发器，在显示屏上读出温度数据。红外测温仪重量轻、体积小、使用方便，并能可靠地测量热的，危险的或难以接触的物体，而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪每秒可测若干个读数，而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。 红外测温作为一门新技术和新方法，它的出现是红外技术的发展结果。红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。近20年来，红外测温技术在产品质量控制和监测！设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用，逐渐被广泛应用于电力，食品加工。冶金、石化、医疗、科研等多种行业中[2]。 由于红外热像仪价格昂贵，这大大限制了它的推广应用，而点式红外测温仪价格相比较来说还是较低的，就测温精度来说，点式红外测温仪和红外热像仪相比精度相当，并且很多应用场合精度要求不是很高，可以采取一定措施弥补其缺点，而又不太大的增加其成本。 1.2红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射特性：辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切的关系，因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，使能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。发射率是表征物体辐射红外线的能力，它是相同温度和波长下的实际物体与黑体的单色辐射出度之比，所以亦称比辐射率，它是表征物体辐射本领的重要热物性参数，发射率越大，物体表面的辐射率越强。大部分有机物或金属氧化物表面的发射率都在0.85-0.98之间，光洁的金属表面或抛光的物体发射率很低，所以，材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度都是影响发射率的主要因素[3]。
农药残留对食品安全的影响以及农药残留检测技术的文献综述
农药残留对食品安全的影响以及农药残留 检测技术的文献综述 摘要：介绍了农药残留的现状及其对食品安全的影响，同时对农药残留检测技术进行系统的综述，并对今后农药残留检测及控制进行了展望。 关键词：农药残留食品安全检测技术 农药残留是指在农业生产中施用农药后一定时期内残留于生物体、农副产品及环境中微量的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫农药残留量，以每千克样本中有多少毫克（或微克、纳克等）表示。农药残留是使用农药后的必然现象，是不可避免的。农副产品上的残留量超过限量，人畜长期食用后会引起慢性中毒或病变，直接或间接影响人们的身体健康。因此，控制降低农药残留，发展农药残留检测技术已成为当前亟待解决的问题。 1农药残留现状及种类 1.1 农药残留的现状 “民以食为天，食以安为先”，农产品的质量安全直接关系到人们的健康和安全。在农业生产中，由于农药、化肥等农业化学投入品的使用，导致农作物严重污染，人们食用农药残留超标的农产品，引起食物中毒的事件经常发生。2010年1 月25 日至2 月5 日，武汉市农业局在抽检中发现来自海南省英洲镇和崖城镇的5个豇豆样品水胺硫磷农药残留超标，消息一出，立即引起社会各方关注，豇豆产地收购价与销售批发价均出现大幅下滑。 农药残留已经成为我国农产品出口的最大障碍，常常被进口国当作借口阻挡在门外，不仅给农户造成经济损失，而且还导致农产品出口竞争力减弱或下降，引起国家之间的经济贸易纠纷。国际市场对出口农产品安全要求很高，从2000 年起，欧盟等国家对农药残留颁布了更严格的标准，从2006 年5 月29 日开始，在日本市场流通的生鲜食品就适用肯定列表制度，一棵白菜要检测20个项目，最多的一种农产品要检测50个项目，合格后才能通关[1]。 农药喷洒在作物上经过一定时间后，由于日晒、雨淋、风吹、高温挥发和植物代谢等的作用，药剂逐渐分解、减少，但不能全部消失，收获的农副产品上仍
物联网技术综述论文
物联网技术综述 引言 物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。 物联网的起源与发展 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的
常见的温度检测方法
常见温度检测方法分析 摘要：在目前工农业生产和国民经济生活中，温度测量日益重要，新型温度传感器不断涌现，通过对现代常用温度传感器的工作原理和特性的分析，便于在工作中根据具体情况，选用提供依据，以减少生活生产中不必要的损失。 关键词：温度;检测方法;传感器;测量 Study On Methods Of Measuring Teamperature Abstract:In the of industrial and agricultural Produetionornationaleconomicife,measuringtemperatureisinereasinglyimportant,andmoderntemrerat uresensorseontinuouslyarise.Prineipleand charaeterofmoderntemperaturesensorsanalyzedhere is usefulforseientific eworkers.It is foundmentalto choicetemperaturesensorsforuser aeeordingto praetieal circumstances ,So that it can reduce unnecessary lossin thelife production. Keywords:temperature:sensor;measure 温度是科学技术中最基本的物理量之一, 物理、化学、热力学、飞行力学、流体力学等学科都离不开温度，它也是工业生产中最普遍最重要的参数之一。许多工农业产品的质量都与温度密切相关，比如, 离开合适的温度, 许多化学反应就不能正常进行甚至不能进行；没有合适的温度炉窑就不能炼制出合格的产品；没有合适的温度环境, 农作物就不能正常生长, 许多电子仪器就不能正常工作, 粮仓的储粮就会变质霉烂, 家禽的孵化也不能进行。可见, 温度的测量与控制十分重要。 测温方法很多,仅从测量体与被测介质接触与否来分,有接触式测温与非接触式测温两大类。接触式测温是基于热平衡原理,测温敏感元件必须与被测介质接触,使两者处于同一热平衡状态,具有同一温度,如水银温度计,热电偶温度计等就是利用此法测量。非接触式测温是利用物质的热辐射原理,测温元件不需与被测介质接触,而是通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度,如辐射温度计,光纤温度计等[1]。 接触式测温简单、可靠,且测量精度高。但是由于测温元件需与被测介质接触后进行的热交换,才能达到热平衡,因而产生了滞后现象。另外,由于受到耐高温材料的限制,接触式测量不能应用于很高温度的测量。非接触式测温,由于测温元件不与被测介质接触,因而其测温范围很广,其测温上限原则上不受限制,测温速度也较快,而且可以对运动体进行测量。但是,它受到物体的发射率,被测对象到仪表之间的距离,烟尘和水汽等其它介质的影响,一般测温误差较大,目前使用较广的是接触式测温。下面介绍几种现代常用温度测量方法。 1电阻温度传感器 这种传感器以电阻作为温度敏感元件，根据敏感材料不同又可分成热电阻式和热敏电阻式，热电阻式一般用金属材料制成, 如铂、铜、镍等1热敏电阻是以半导体材料制成的陶瓷器件, 如锰、镍、钴等金属的氧化物与其它化合物按不同配比烧结而成。 热电阻的温度系数一般为正值，以铂电阻为例, 其阻值Rt 与温度间的关系为Rt=R0(1+At+Bt2), 0℃≤t≤650℃; Rt= R0[1+At+Bt2+Ct3(t- 100) ],- 200℃≤t≤0℃, 其中A = 319684×10- 8/℃, B= - 518470