测量实验室建设（精选11篇）

测量实验室建设 第1篇

关键词：测量设备,检测,检定,校准,量值溯源

0概述

建设工程检测工作是保证工程建设质量安全的一个非常重要的环节, 而建设工程检测用测量设备的管理直接影响到检测结果的准确性。在建设工程检测实验室管理中, 设备管理是一个重点, 量值溯源是个难点, 如何抓住重点, 解决难点, 确保检测数据的准确可靠是需要我们认真思考的一个问题。

在建设工程行业中, 与检测相关的实验室设备都属于测量设备, 大致可分为计量器具和非计量器具, 如试验机、量筒、尺、天平、秒表等属于计量器具, 而空调、烘箱、振动台、容器、弯曲机、试模等属于非计量器具。通过以上对设备的明确分类, 应按照不同的要求来进行正常维护, 主要设备还应有设备接收/启用日期和验收记录。

1 计量器具管理

对于计量器具的管理除要进行外观尺寸、电性能、机械性能、安全装置等项目的检验 (检测) 外, 另一项很重要的工作就是要进行有效的溯源, 通过检定或校准的手段确定量值的准确可靠。

1.1 通用计量器具

通用计量器具 (如卡尺、百分表、天平、万能试验机、秒表、温度计、电压表等) 可选择通过检定确认量值的准确性。鉴于检测行业内暂无列入强检范围计量器具的现状, 对于特殊的专用计量器具或仅使用部分量程的通用计量器具 (如专用量筒、抗渗仪、1000k N万能试验机只使用 (0~200) k N档等) 可通过校准确认量值的准确可靠。根据开展的检测项目、规范中对测量设备的技术要求来确定校准的量程和范围。如混凝土抗渗仪所配压力表的量程一般为4MPa, 而检测所涉及的最大量值一般不超过1.2 MPa, 因此没必要做满量程的校准;又如检测防水材料的带有位移测量装置的拉力机, 则要同时确定力值和测量位移长度的准确性。

1.2 自制或特制的计量器具

它们既无检定规程也没有校准规范, 而是通过“测试”的形式进行校准。这类测试报告是计量检定机构在无计量检定规程的情况下为满足客户要求所采取的一种“校准服务”活动, 通常按照客户或特定的技术要求采用与计量标准装置给出的“标准值”相对比的方法进行校准。这种活动结果不给合格与否的结论, 是否可以使用由客户自己决定。需要注意的是, 这里所讲的“测试”与以上提到的“检测报告”和“检验报告”有所区别, 前者是对设备外观尺寸、功能等进行检测, 而后者是对计量器具量值的确认。

1.3 其他计量器具

实验室中有一类设备自身也是计量器具, 但有时仅使用它的某些功能。如对于500ml的容量瓶, 当它用于化学分析过程中的稀释时, 其500ml标线的准确性是十分重要的, 而当它用于细骨料表观密度的检测时, 它仅仅是个有一定容量的容器, 其500ml量值的准确性与最终细骨料的表观密度没有关系。因此, 应首先对500ml容量瓶进行检验 (检测) , 如检验瓶子是否漏水、瓶盖是否紧密、刻线是否明晰等。若容量瓶用于细骨料表观密度检测时, 则只需符合以上简单的条件, 但要用于化学分析过程中的稀释时, 则还须通过检定或校准进一步确认500ml量值的准确性。

2 计量机构选择

当需要外部机构检定计量器具时, 则应选择法定或授权的计量检定机构, 不仅要查看其被确定或授权的资质 (参数) 范围是否满足检定需要, 还要查看授权。

当需要外部机构校准计量器具时, 应选择获得上海市质量技术监督局颁发的计量校准资质证书的机构, 并查看其被确定的计量校准业务范围是否满足校准需要[3]。

3 计量结果确认

选择了验收方式后, 要确定检定或校准的内容和结果判定的依据。如用于检测试样抗压强度或抗拉强度的材料试验机, 它属于测量仪器 (计量器具) , 因此要通过检验 (检测) 电性能、机械性能、安全装置来确定其是否符合试验机技术要求, 同时还要通过检定或校准来确定其力值的示值准确性。

对检定证书或校准报告所给出的误差或与标准值之间的关系, 要依据相应的技术规范来判断测量仪器的可用性和使用方法, 也就是所谓的计量确认, 这是每个实验室的设备管理员都熟悉的工作。

测量设备的计量特性通常是通过一次或多次校准或检定确定的, 将所确定的计量特性与实验室实际计量要求进行比较后, 即可确认测量设备是否符合使用要求。所有的计量器具必须满足规定的计量要求, 即必须经过确认, 并在受控条件下使用, 才能确保测量结果的有效性。由于不同测量过程的计量要求各不相同, 因此, 按某一特定测量过程的要求确认的测量设备也许不能用于其他的测量过程。例如:将计量器具的示值误差与满足实验室测量要求的最大允许误差进行比较, 如果示值误差小于最大允许误差, 则确认该设备符合要求, 可以使用;否则, 需采取措施加以改进, 重新确认满足要求后, 方可使用。

4 非计量器具管理

非计量器具的正常维护和验收一般分为:检测、检验。

对于新设备可通过检验 (检测) 确定其能否满足技术要求和是否能投入使用;对于在用设备可通过检验 (检测) 确定其是否持续满足技术要求, 确保检测数据的准确可靠;对于设备的外观尺寸、电性能、机械性能、安全装置等技术指标可以通过目测、测量、试运行等方法来检验 (检测) 。

因此, 对于该类设备的检验 (检测) 既可以自行完成, 也可以委托具有此方面能力的机构提供服务。通常这类操作的结果用“检测报告”或“检验报告”表达。如用于强度检测试件制作的试模, 其尺寸、几何形状直接影响检测的结果, 但试模本身并不直接测量试件的强度, 因此它不是测量仪器 (计量器具) , 所以应通过检验 (检测) 它的尺寸、垂直度等来确定该试模是否符合标准的要求;又如用于含水率检测的烘箱, 其温度是否准确直接影响检测的结果, 但烘箱本身并不直接测量试样的含水率, 因此它不是测量仪器 (计量器具) , 所以应通过检验 (检测) 它的温度波动、箱体内温度的均匀性和温度仪表示值的准确性来确定该烘箱是否符合检测要求;

目前, 法律法规或部门规章没有对测量设备的检验 (检测) 机构进行规定。因此, 在有条件的情况下这类检验 (检测) 完全可以自行完成, 也可以选择通过计量认证的专业机构。

在确认服务机构资质后, 还应考核其地理位置、服务质量和价格等因素, 从而确定实验室计量服务的合格供应商。

5 结论

经过以上对实验室设备管理工作的思考, 可以归纳得出以下几项要点:

(1) 所有和检测有关的测量设备都要进行检验 (检测) , 这种检验 (检测) 可以自行完成, 也可以请有能力和资质的机构提供服务。

(2) 对测量设备中的测量仪器除需要检验 (检测) 外, 还要通过检定或校准确保量值的准确可靠。

(3) 要根据相关的规范对检验 (检测) 、校准所得到的结果做出设备使用性和使用方法的判断。建设工程检测实验室的测量设备管理涉及许多专业 (如机械、电工、计量等) , 需要我们不断地完善学习、提高管理, 确保每一个检测数据的准确可靠。

参考文献

[1]中国国家认证认可监督管理委员会.《实验室资质认定评审准则》[S].2006:5.5.3.

[2]中国合格评定国家认可委员会.CNAS-CL06:2011《量值溯源要求》[S].2011.

[3]上海市技术监督局.《上海市计量校准机构管理办法》[S].1996: (第五条) .

[4]中国合格评定国家认可委员会.CNAS-CL01:《检测和校准实验室能力认可准则》[S].2006.

[5]中国标准出版社.GB/T 27025-2008《检测和校准实验室能力的通用要求》[S].2008.

测量实验室建设 第2篇

学 院：

班 级：

姓 名：

学 号： 指导老师： 完成日期： 内容：

实验三 频率测量及其误差分析

实验三 频率测量及其误差分析

一、实验目的 掌握数字式频率计的工作原理； 熟悉并掌握各种频率测量方法； 理解频率测量误差的成因和减小测量误差的方法。

二、实验内容

1用示波器测量信号频率，分析测量误差； 2用虚拟频率计测量频率。

三、实验仪器及器材

1信号发生器 1台 2 虚拟频率计 1台 3 示波器 1台 4 UT39E型数字万用表 1块

四、实验要求 查阅有关频率测量的方法及其原理； 理解示波器测量频率的方法，了解示波器各旋钮的作用； 3 了解虚拟频率计测量的原理； 比较示波器测频和虚拟频率计测频的区别。

五．实验报告要求 每人1份实验报告； 比较示波器测频和频率计测频的特点；

答：示波器测频可以从显示屏上通过读出信号波形的周期来计算频率，也可以从上面的自动测量的结果显示得到信号的频率，人为的主观因素对测量结果影响较大。频率计测频直接读得信号频率，能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，测量仪器等客观因素是误差的主要来源。回答思考题。

(1).答：电子计数器按照式f=N/T的定义进行频率测量的。在开门时间，被测信号通过闸门进入计数器计数并显示。若闸门开启时间为Tc和输入信号频率为fx，则计数值为：N=Tc/Tx=Tc*fx。闸门的宽度是由标准的时基经过分频得到的，通过开关选择分频比，是已知量。因此，只要得到计数器的计数值，就可以由上式得到被测信号的频率。测量的误差主要与仪器自身和测量原理的因素有关。

(2).答：示波器测频是需要人为的调节示波器上的横纵向微调按钮，网格的量程，还需要一些相关量程的调节以便能找到一个好的显示网格从而更好地读取网格数，人为因素对测量结果的影响较大，所以示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。用频率计测量时可以很方便地直接读取数值，因此仪器本身的客观因素对测量结果的影响较大。

六、实验心得体会

测量实验室仪器管理系统设计与实现 第3篇

关键词：仪器管理；仪器的基本信息；仪器的使用信息；仪器的检校与维修信息；信息记录；文件存储

中图分类号：TP315

测量实习是高等院校中测绘工程、地理信息系统、土木工程、地质工程、水利水电工程以及建筑学等相关专业实习教学中一个重要的组成部分，同时也是测量教学的重要环节。测量实验室作为承担测量实习的基础，在做好仪器的购置、建立好切实有效的实验室守则和基本制度之外，如何有效合理地管理仪器的日常使用和检校维修是目前大部分高等院校测量实验室需要关注的重点。

本文结合高等院校测量实验室所担负的测量实习为出发点，根据仪器的基本情况、日常使用以及检校维修等对仪器管理进行合理有效地设计，为测量仪器的管理提供高效的平台。

1 测量实习中的仪器管理

测量实习目的旨在通过学生在课堂上学习测量学基础知识的同时，对仪器操作以及对测量工作流程有所了解，根据不同的专业掌握的程度也不同，并将之应用到实际的工作中。然而，测量仪器种类繁多，在测量实习中需要同时发给学生的仪器数量及种类也较多，每个专业对测量实习的内容要求也各不相同，所需要掌握的仪器也有差异，所以要根据类别将不同的仪器发给同学。同时，测量仪器内部有部分机械的装置，容易损坏，同学们在不了解仪器使用的情况下往往可能损坏仪器。此外，仪器的安全也是同样重要的，需要有专人负责。

1.1 仪器分类管理

测量实习一般所需要的测量仪器主要包括水准仪、经纬仪、全站仪以及不同作业模式（静态、准静态、动态RTK）的GPS点位观测仪、测斜仪等多种类型的仪器。部分院校根据本校测绘学科的发展还具备如三维激光扫描仪、探地雷达、无人机等大型测量仪器。而一般所需要用到的不同类型的测量仪器，按照其测量精度、测量方式以及仪器结构的不同又包含各种名称的仪器，例如：水准仪按其结构可分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪等，按精度也可分为精密水准仪和普通水准仪。因此，在仪器管理的同时，根据仪器的特点进行有效地分类管理是尤为重要的。此外，以高等院校中测绘工程专业与建筑学专业对于测量实习的要求进行对比，测绘工程专业的学生需要通过测量实习熟练掌握测量仪器使用，并可根据各种情况进行测量，且所需学习和使用的仪器的种类也较多。而建筑学专业的学生需要对测量实习结合自身建筑专业的特点了解与专业相关的测量工作即可，所以需要掌握的仪器也较少。所以要根据学生对于测量仪器的需求而进行分类，可以在每次分派仪器时提高效率。

1.2 仪器使用管理

在高等院校中，测量实习会根据班级的课程计划以及指导教师的教学任务进行安排，在测绘、土木以及地质等相关专业较多的院校中需要进行测量实习的班级也较之很多。测量实验室所需要负责在日常测量实习中测量仪器的入库登记、仪器的检校、仪器外借以及仪器维修等任务。但是目前大部分院校的测量实验室里，一般是根据班级以及班级的不同测量小组用人工记录仪器的借用情况、仪器的使用状况以及归还状况。一旦记录内容丢失或者记录的不准确则对仪器的管理会产生非常严重的混乱情况。在仪器使用时，会出现各种情况，例如：仪器的损坏、丢失，仪器需检校等，所以要对仪器的使用进行有效地管理，因此亟需对日常测量实习中仪器的使用情况进行有效地管理是特别必要的。

2 系统设计与实现

2.1 仪器的基本信息

测量仪器一般需要按照仪器的类型进行分类，相同类型仪器在生产厂家和型号上也可能会有差异。因此仪器的基本信息根据仪器的属性进行有效设计，需包括以下信息：仪器的类型（可分为：水准仪、经纬仪、全站仪等），仪器的型号（需要记录仪器的特点，例如：精度、结构以及测量方式等），仪器的编号（生产单位一般也有此标记），仪器是否在库，仪器借出负责人及联系方式（仪器若在库则此项为空），出厂日期，购买日期，其它仪器设备（以便查询与该仪器共同使用的相关设备等），该仪器适用于哪些专业的实习，注意事项以及备注。

测量仪器的基本信息的记录关系到分派仪器时的工作效率，同时也关系到对仪器基本情况的掌握，可以对实验室管理员更新和淘汰仪器进行合理有效的管理。

2.2 仪器的使用情况信息

高等院校的测量实习一般会根据班级分设若干小组进行，每个小组均会有同学作为负责人对仪器的安全、实习的安排进行有效的管理，因此仪器的使用需关联到该负责人。仪器的使用情况需包含下述信息：借用日期，负责人，联系方式，预计归还日期，是否归还，归还后是否完好，仪器是否已检校，借用次数（根据仪器的被借用次数进行累加）以及备注。

通过对仪器使用信息的记录可以有效地帮助仪器管理员对仪器目前的使用情况以及负责人有所了解。在丢失的仪器被找到时，可以通过仪器的编号找到负责人，以便归还仪器。

2.3 仪器的检校及维修情况信息

测量仪器因为其结构以及使用情况需要定期检校，所以需要对此部分信息进行有效地记录与查询，其包括以下信息：最新检校日期，是否损坏，损坏情况，送修日期，送修人（其中包括联系方式），检校日期，检校人（其中包括联系方式），预计返回日期以及其它。

仪器的检校及维修情况可以帮助实验室管理人更好地掌握仪器目前的有效精度以及可用仪器的数量以安排实习的内容和进程。

2.4 系统的实现及文件生成

根据上述三部分信息的设计，可对每一台仪器的情况进行记录，本文为实现系统的建立利用文件的方式记录以上信息并将文件集中存储于指定的路径，并通过数据结构将以上信息有序地进行存储。在每次启动管理系统时首先读取记录文件，在关闭系统时以最新的记录保存于记录文件之中。为保证记录的长期有效性，在记录仪器的使用和检校及维修情况信息时，因使用次数会逐渐增多，相应的记录也会增多，则以最新的记录日期显示，但也提供以往使用情况及维修检校情况的查询。

在设计系统的同时，要设置便于信息查询和记录的界面，以便于管理员的使用。同时可以设置用户权限，根据不同管理员的职责设置账户名称和密码以及相应的管理范围等。

3 结束语

测量仪器管理系统的设计与实现可以大大提高仪器管理效率，可以有效方便地帮助仪器的管理员掌握在测量实验室中仪器的情况，并对仪器的使用和仪器的维修和检校的状态进行有效控制。本文结合目前高等院校中对测量仪器管理所需的切实有效的信息对测量仪器管理系统进行合理地設计，从而保证了仪器的有效的、数字化的管理。结合到现实的高校管理当中，具有一定的现实性意义。

参考文献：

[1]李晓莉.测量学实验与实习（第二版）[M].北京：测绘出版社，2013.

[2]李青岳.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005.

作者简介：勾朝君（1984.09-），男，天津人，在读硕士研究生，研究方向：大地测量学与测量工程。

测量实验室建设 第4篇

随着高等院校创新教育改革的深入, 高校实验室在创新教育中的地位和作用已越来越重要。创新教育的目标就是培养学生在科学实验中的操作能力、解决技术问题能力和创造能力。而高校中的实验室正是实现这一目标的最佳环境, 实践教学是实现这一目标的最佳环节。杨振宁教授说“科学毕竟有百分之九十是实验活动, 科学的基础是实验。”[5], 可见实验教学在科学研究中起着十分重要的作用。因此, 实验室在管理模式和教学方式上应顺应创新教育发展的形势以及社会的需要, 走出传统的教学模式, 实行从封闭式向开放式过度, 从而更有效地发挥实验室在创新教育中的作用。

工程测量是一门实践性很强的课程, 需要充分发挥实验室演示性、操作性的课程教学, 才能使学生更快地领会理论课程内容并掌握相应的操作技术, 以达到预期的教学目标。在开放式实验室建设方面, 目前测量实验室开放式建设得到了前所未有的发展高潮[1,2,3,4]。

实验室开放有三层意思:一为管理层面的开放, 即学生可以自由确定实验时间;二为内容层面的开放, 即学生可以自主选择实验内容, 或是在教师指定的范围内选择实验内容;三为对学生课外的科技创新活动进行开放[2]。

二、开放式测量实验室的优势

1. 灵活的实验教学方式是提高学生学习积极性的动力

传统型实验教学对学生很难做到因材施教, 学生处于被动地位, 缺乏积极性, 实验教学很难达到理想效果。测量学是一门实践性很强的课程。开放实验室不仅是时间和空间上的开放, 还必须在教学内容和教学方法上进行开放。随着计算机技术、空间技术信息技术的迅速发展, 测绘新知识、新技术不断发展, 测绘仪器不断更新换代, 测绘方法、手段发生了巨大的变化, 全站仪、GPS等已普遍被采用, GPS、数字测图技术逐渐替代了传统的控制测量和平板仪测图。因此, 实验内容必须以数字测图、全站仪、GPS、数字摄影等新兴实用的测绘技术为主要实验内容。

在教学方法上, 不是以教师传授的方法为主, 而是以基本方法技术为基础, 学生通过熟悉实验实验内容、实验目的, 学生设计出自己的实验方案, 最终达到了解决问题的目的, 实现了技术转化为学生自身的工作方法技术, 达到了教学目的。

2. 资源优化整合, 提高资源的利用率

建设开放式实验室另一个优势是, 资源能够得到整合优化, 将实验教学的智力资源、人力资源、物力资源和财力资源进行最大限度的开放和利用。同时还可以将本校内其他专业的实验室相关的资源进行整合, 建立综合的实验室, 使得资源得到了综合有效利用, 避免了重复建设实验室的资源浪费现象。

此外, 测量实验室还可以采取走出去、请进来的合作形式, 打破封闭系统, 加强与其他高校科研院所以及相关社会企事业单位特别是本校其他实验室直接的联系和交流, 实现校内外的多种服务[2]。

三、开放式实验室建设面临的主要问题

很多文章都在对开放式测量实验室建设对教学改革所带来的好处进行大篇幅地论述, 却很少涉及到在开放式实验室建设中所面临的问题及需要采取的措施, 尤其对于非测绘专业的开放式实验室建设。本人认为, 只有对开放实验室建设所面临的问题有比较清晰的认识, 才能更好地实施开放实验室建设, 尤其对于非测量专业的开放实验室建设。总结起来, 开放实验室建设要面临以下几个方面的问题。

1. 人员及时间的问题

开放实验室的内容之一是管理层面的开放, 即学生可以自由确定实验时间。针对这点来说, 测量实验室面临着比较大的压力, 尤其对于非专业测量实验室来说更是这样。首先, 非专业测量实验在规模及范围上远比专业测量实验室要小得多, 因此, 在实验指导教师力人员量上远比专业测量实验室弱得多。这样在课程的配套安排上就显得不足, 若按照常规的课程计划开课还可以, 集中在某一时间段内所有学生进行同一实验, 指导教师能集中指导。但按照开放式课程安排很难满足要求, 因为很有可能在同一时间段内有不同的学生在进行不同的实验内容, 这样就需要更多的实验指导教师来指导工作, 才能保证实验工作正常进行。而目前来看, 很多非测绘专业学校的实验指导教师只有1—2个, 很显然不足以满足实验指导教师人数的的要求。所以说, 对于非测绘专业的实验室开放式管理来说, 完全实行真正意义上开放, 就目前的实验室人数来看依然有一定的难度, 需要根据本校的具体情况进行合理安排。比如规定学生只能在某个时间段内进行哪几个实验, 以及某一时间段内只能有多少个组进行实验等等, 这样可以暂时克服一些具体问题, 从而能保证实验工作顺利进行。

2. 仪器设备的问题

非专业的测量实验室在设备配备上远比专业的实验室弱得多, 主要体现在两个方面:一为数量上的差别, 即在某一种仪器设备上专业测量实验室拥有的仪器数量一般会比非专业实验室的多, 象GPS、全站仪这些现代的测绘仪器, 尤其是GPS在数量上无法与专业实验室相比。二为种类上的差别, 尤其是代表行业先进设备的仪器, 比如智能全站仪、遥感设备、航测设备, 还有三维激光扫描仪等等, 这些仪器设备对于非测绘专业来说简直就是一种梦想。无疑设备的短缺也在一定程度上影响了开放实验室对学生创新能力的培养。工程测量是一门实践性很强的课程, 相当程度上依靠仪器设备来辅助增强授课能力, 尤其对于学生的创新能力的培养更是离不开仪器设备。

3. 工作量问题

开放式实验室建设无疑会使实验指导教师及管理教师的工作量大幅度提高, 这就涉及到工作量的赋予问题。实验室管理人员都是满勤计算, 而且需要坐班制, 在规定上班时间内开放实验室对于他们来说是正常的, 但开放式实验课程也比原来传统的实验课程安排多了很多的工作量。但工作量计算仍然是计划内的工作量, 这样管理人员的工作时间却多了不少, 但工作量依然不变, 这就使得管理人员在工作量计算上有了不公平的待遇。长此以往会导致管理人员的情绪发生了负面变化, 不利于工作的正常进行。

同样面临这个问题的是指导教师, 在开放式实验模式下, 需要投入的实验指导课次数比以往的多黄多, 占用了教师很多的额外时间, 而指导教师的工作量是以以往传统的教学计划给定的课时算的, 这样一来, 指导教师实际所投入的教学工作量远比原来的计划工作量多得多, 而工作量计算也没有实际反应出来, 这也是需要考虑的问题之一。

4. 实验室的管理问题

实验室的管理是保证实验室正常运转的关键因素之一。实验室管理涉及到两个方面的问题, 一为管理制度问题, 另一个为日程课程安排问题。管理制度实际上也是为了更好地维护实验室及仪器设备的安全、以便使开放实验室能更好地发挥其对学生进行创新培养的作用, 归根到底就是仪器设备的安全。实际上开放式实验室就是为了让更多的学生到实验室参加实验活动, 而这样便会增加了仪器设备毁坏的可能性。除了因仪器老化而损坏的因素以外, 更多的是由于学生的非正常使用或不规范操作所带来的毁坏, 对于这样的问题一定要有一个合理的措施来提高仪器的安全性。惩罚力度大了就会在学生的心理产生恐惧心理, 不再敢来实验室参加实验活动, 从而影响了开放实验室的作用。约束力度小了便引不起学生的安全意识、起不到安全制约作用。

四、开放实验室建设的一些建议

非测量专业与测量专业由于在各方面都存在着一定的差异, 因此在进行开放式测量实验室建设方面比测量专业面临更多的问题。这些问题长久得不到很好地解决, 势必影响到开放实验室的建设。

笔者认为, 要从根本上解决非测量专业的开放式测量实验室建设所面临的问题, 必须采取一定的措施才能保证项目的得到关切实施。

1. 从学校到学院、学院教研组, 各级一定要从思想上重视, 每个教师要认真对待。

2. 申请开放式实验室建设项目, 这样可以有充足的资金进行实验室建设, 还能以建设项目名义引进教师、购置仪器设备。

3. 制订完善的实验室管理制度, 保证实验课程能正常进行。

4. 制定实验工作量的计算方案, 使指导教师及管理人员的工作量得到合理的体现, 使指导教师及管理人员能更安心地开展工作, 更能全力以赴地投入到工作中。

5. 制定合理的仪器设备损坏赔偿方案, 既能引起学生的安全使用仪器意识, 同时又不至于影响学生勇于投入实验研究的热情。

摘要：开放式实验室建设是高校实验教学改革的趋势。本文对非测绘专业开放式实验室建设的优势进行了分析、总结, 并提出了目前开放式测量实验室建设所面临的主要问题, 最后解决这些问题提出了一些建议, 旨在对非专业的开放式实验室建设提供参考。

关键词：非测绘专业,开放实验室建设,面临问题

参考文献

[1]丁莉东, 许水林.高职院校开放式测量实验室建设的研究与探索.实验室研究与探索, 2008, Vol.27, No.3:161-163

[2]郭志和, 正伟.测量实验室开放建设管理.现代商贸工业, 2009, No.11:286-288

[3]郭丽.非测绘专业测量学实验室开放的探索.长沙铁道学院学报 (社会科学版) , 2008, Vol.9, No.4:246-247

[4]崔秀梅, 李恭琼.三坐标测量实验教学改革与实验室开放探讨.教育教学论坛, 2012年27期:91-93

测量实验室建设 第5篇

摘 要：相似模拟实验主要用于研究地下开采引起的岩层变形情况，通过对模拟对象开采过程进行变形测量，推断原型在实际生产中可能会发生的自然灾害。本文提出一种基于近景摄影测量的量测手段。在物理模型前方不同角度拍摄不同开采时段的全景序列影像，近景摄影测量中的重建方法解算监测点坐标，最后绘制监测点在开采过程中的位移变化图。本文提出的方法可以改善传统测量方法存在的弊端，具有设备简单、测量速度快、精度高等优点，可以实时快速获取点物信息。

关键词：模拟实验；平面检校；仿射变换；核线约束；光束法平差

1 概述

模拟实验隶属于岩石力学实验模拟技术，该技术大多数用于对模拟岩土工程中部分工程结构进行研究。模拟实验物理模型是在室内用某种人工材料，根据相似原理做成相似模型，在进行模拟实验时，通常多采用缩小比例或放大比例来制作模型；然后借助测试仪表观测模型内力学参数及其分布规律，通过对模型上应力、应变的观测来认识与判断原型（模拟实体）上所发生的力学现象和应力-应变的变化规律，以便为岩土工程设计和施工方案的选择提供依据，从而解决实际生产问题。本文以模拟实验物理模型为研究对象，近景摄影测量方法为量测手段，研究模型在地下开采作用下的岩层变形情况。

2 近景摄影测量下的三维重建

根据本文提出的方法量测模拟实验物理模型上监测点的三维坐标，需要提供的原始数据有：影像的内、外方位元素，控制点像方、物方坐标，监测点像方坐标。

2.1相机检校

相机检校是检查和校正摄影机（摄像机）内方位元素和光学畸变参数的过程，它是从二维图像获取三维信息必不可少的步骤。数码相机检校的目的是恢复每张影像光束的正确位置，即利用内方位元素恢复摄影中心与像片间的相对关系。

2.2 像点提取

控制点均匀布置在物理模型周围框架，监测点均匀布置在模拟煤层上覆岩层表面，三维重建前需要在影像上提取其对应的像点坐标，为后续光束法平差做准备。像点的提取、识别大致分为以下步骤：①预处理：包括二值化，边缘提取；②聚类；③识别基准点；④识别编码点。

2.3 基于单位四元数的空间后方交会

空间后方交会是利用一定数量的地面点和对应的像点计算影像的外方位元素，传统空间后方交会仅能处理小倾角影像，但本次实验所采集的影像，影像倾角保持在45°范围左右，因此将单位四元数引入后方交会中。

2.4 同名点匹配

同名点匹配是确定物方点在不同像片上对应的同名像点，它是实现摄影测量自动化的关键技术之一。本文采用回光反射标志作为监测点，各监测点的图像具有基本一致的灰度分布规律，采用基于灰度相关的匹配算法难以实现其自动匹配。因此，本文采用同名像点间的空间几何关系完成像点的自动匹配。

2.4.1 仿射变换

仿射变换可以计算出各监测点物方坐标的近似值，从而实现像点坐标粗定位。

2.4.2 核线约束

核线约束是解决摄影测量同名像点匹配的重要约束条件。物方点和立体像对的投影中心构成核面，核面和各像平面的交线为核线，同名像点在其对应的核线上。理论上有两张影像即可进行同名点匹配，为了确保匹配的准确性，本文以三张影像为一组进行匹配。利用核线约束完成同名点匹配。

2.5 光束法平差

光束法平差以共线条件方程为基本数学模型，经线性化后，给未知数赋初值，再利用最小二乘法原理进行计算。

2.6 实验流程

①布置控制点、监测点。在模型的竖直表面上布置275个监测点，共11行，每行25个点；在模型的框架表面上布置19个控制点。

②控制测量。控制测量的目的是为后续处理提供必要的控制点，可利用全站仪逐点进行高精度测量。

③获取影像。在物理模型前方不同角度处拍摄不同开采时段的影像。

④平面检校。除物理模型外，实验中还需拍摄检校模版，对所得的模版影像进行平面检校，得到相机的内方位元素及畸变参数。

⑤像点识别、提取。本次实验采用回光反射标志，同时对相机进行调整，使得到的影像类似于二值影像，便于监测点和控制点的识别、提取。

⑥基于单位四元数的空间后方交会。根据物方控制点，利用空间后方交会解算实验中所用到的影像的外方位元素，为后续光束法平差提供初值。

⑦同名点匹配。利用光束法平差计算点的物方坐标时，至少需要两张影像进行交会解算，因此对同一时段的影像进行匹配处理。

⑧光束法平差。利用上述步骤得到的数据，根据光束法平差原理，解算监测点的物方坐标。

⑨成果输出。将计算得到的同一时段的物方坐标输入MATLAB软件中，以坐标系的方式输出，与实验前各点坐标作对比，各监测点的位移用箭头表示。

3 实验结果与分析

3.1 实验概况

本文以东峡煤矿急倾斜综放开采技术相似模拟实验为研究对象，模型比例尺为1：200，模型长3m、高1.5cm、厚0.2cm。在模型竖直表面按设计要求均匀布置275个监测点，用来反映模型在开采过程的变形情况，共11行，每行25个点。在钢结构框架上布置19个控制点，点位位置在实验过程中不发生变化，作为不动点使用。坐标原点定于物理模型左下角，水平向右为X轴，竖直向上为Y轴，垂直模型向里方向为Z轴。数码相机为佳能600D，使用50mm变焦镜头，影像分辨率为5184×3456，COMS尺寸为22.3mm×14.9mm。

按照设计步骤，在模型竖直表面依次从上煤层和下煤层逐次进行开采，首先从上煤层左侧开始，自开切眼位置每次推进2cm，至模型中段时，上煤层停止开采；接着，从下煤层左侧开始，自开切眼位置每次推进5cm；接近上煤层开采位置时，再从上煤层右侧开采，直至上煤层开采完成，最后进行下煤层后半段的开采工作，每次开采结束后，即可获取一组序列影像。物理模型如图1所示。

图1 模型开挖前影像

3.2 变形分析

根据上述开采过程完成实验，通过观测煤层上覆岩层的大致变形情况可看出，岩层位移规律性强，各监测点的变形方向都指向采空区，从采空区中间往两侧，竖直位移量逐渐减小，采空区从上到下竖直和水平位移量逐渐增大。

图2至图5分别是上煤层距左边开切眼90cm、128cm时各点的位移量，下煤层距左边开切眼95cm时各点的位移量及开采完成后各点的位移量。这四组图片中，左侧图片是本文提出算法的计算成果，右侧是郑州辰维科技股份有限公司研发的工业摄影测量软件的计算结果。经对比，本次实验计算结果符合实际变形情况，基本反映因地下开采所引起的地表变形和破坏特征。

4 结论

①与传统测量方法相比较，本文提出的测量手段有明显优势：首先，它是一种非接触式的测量手段；其次，它可实现实时快速的获取测量结果，节省大量工作量，同时自动化程度也有了明显提高；最后，它是一种高精度的量测方法，以严密的平差作为约束条件，可以实现点位高精度量测，并且在平差计算过程中，测区内部精度均匀。这种方法尤其适合待测点数目众多的情况。

②实验过程中，物理模型岩层位移规律性强，实验的解算结果与开采過程中出现的现象吻合。实验结果可以反映东峡煤矿地下开采引起的岩层变形，对实际工作中的生产安全有重要的指导作用。

参考文献：

[1]李晓红.岩石力学实验模拟技术[M].北京：科学出版社，2007.

[2]李欣，陈从新，王兴玲.多重交向摄影用于矿山相似性材料物理模型变形测量[J].武汉：武汉大学学报·信息科学版，2012.

[3]冯其强，李广云，李宗春.数字工业摄影测量技术及应用[M].北京：测绘出版社，2013.

[4]杨化超，邓喀中，郭广礼.相似材料模型变形测量中的数字近景摄影测量检测技术[J].煤炭学报，2006.

开放精密测量实验室的探索与研究 第6篇

1 开放实验室的必要性

1.1 培养学生实践创新能力

随着我国高等教育招生人数的增加和社会对人才需求的多样化, 努力培养大学生的创新精神和实践动手能力十分必要。开放实验室可以为学生提供更多的自主实验的机会, 使学生对所学的理论知识融会贯通, 在实验过程中积极思维, 独立解决所遇到的实际问题。这不仅有利于发挥学生做实验的积极性、主动性, 也有利于培养学生的个性, 激发学生的思维, 引发他们创造的欲望, 点燃他们创新的火花。

1.2 充分利用教学资源提高仪器设备利用率

虽然近年来高校一再加大实验室设备经费投入, 但精密测量实验室的仪器设备通常单台价格就已非常昂贵, 因此精密测量实验室的特点通常就是实验仪器台套数不足。另一方面, 在教学必造成实验教学课内仪器设备紧张, 而课外仪器设备闲置, 实验仪器的总体使用率偏低。因此, 为了能在规定学时外减少实验仪器的闲置, 充分发挥仪器作用, 使学生充分享用实验资源, 开放实验室就成为必然要求。

2 实验室开放的内容

实验室开放不仅仅是时间上和空间上的开放问题, 而是一项系统工程, 涉及多个方面的问题, 例如实验教学体系、教学内容、教学方法、教学手段等的改革, 尤其是各个实验室的实验内容和基本条件不同, 因此实验室开放工作同时必须与实际情况相结合, 与基本条件相适应。针对精密测量实验室的实际情况, 我们在以下两个方面进行了一些探索和实践。

2.1 教学方式上的探索

在教学方式上, 采用虚拟实验和传统实验教学模式相结合的方式。常用的几何量测量工具, 小到量针, 大到坐标测量机都有一个共同特点, 就是精度要求高但使用不当极易造成精度降低甚至损坏, 有的精度损坏甚至不可修复。因此, 精密测量实验室对使用者熟悉测量工具的程度有较高的要求。然而, 仅仅靠实验指导教师的讲解, 实验者在首次操作过程中仍然容易犯错。为了避免误操作带来的仪器损坏, 我们引入虚拟实验的教学方式。虚拟实验室功能的核心是虚拟仪器, 它是一种以通用计算机作为系统控制器、由软件来实现人机交互和大部分仪器功能的计算机仪器系统。[3]学生在进入开放实验之前, 首先进行虚拟实验, 熟悉仪器设备的使用, 然后再在实验指导教师的指导下使用实际仪器设备有目的地开展实验。通过这样的教学方式, 不但减轻了实验指导教师繁重的任务, 而且能够弥补因仪器台套数不足带来的学生练习不充分, 对仪器设备不熟悉的问题, 大大降低误操作的发生概率, 使精密测量仪器设备得到一定的保护。对学生而言, 虚拟实验与实体实验互有优强了学生的实践能力。

2.2 教学内容的设计

在教学内容上, 将传统经典实验项目与实际应用相结合。精密测量实验室学生课内实验通常为传统的验证性实验, 学生只是机械地完成实验过程, 思考创造空间小, 学生积极性不高。为了弥补课内实验的不足, 开放性的实验应以综合性、设计性实验为主, 将传统实验内容精简并融入到开放性实验当中去。实验内容应该采用更为贴近实际生产中的测量实例, 或者通过提炼教师科研项目而设计的内容。这样的实际问题, 更能激发学生的学习兴趣。通过这样设计实验内容, 能够使学生充分发挥主观能动性, 提高学生独立思考和解决问题的能力。

3 开放精密测量实验室的保证措施

实验室开放是一个系统性的工作, 为了保证开放工作能够顺利进行, 需要在实验室管理制度、资金投入等多个方面提供保证措施。在实验室制度方面, 尤其要注意精密测量设备管理制度的完善和实施。开放实验室增大了实验室的工作量, 增加了仪器设备损坏的风险。对于精密测量实验室而言, 仪器设备的维护至关重要, 日常维护的成本也比仪器修复的成本低得多。因此, 制定严格而富有操作性的制度, 对精密测量实验室的开放工作十分重要。在资金投入方面, 开放性的实验室面临耗材增多, 维护维修成本增加的问题, 这些经费必须有稳定可靠的来源, 才能使实验室开放工作长期良好地进行。

4 结束语

实验室开放是实现理论知识与实践能力相结合的有效途径。实验室的开放实践, 发挥了实验室的热量, 为应用型人才的培养起到了很好的助推作总结经验、吸收新技术, 做好开放工作。

参考文献

[1]李英俊, 孙淑琴, 于世钧等.多种模式开放实验室培养创新人才的探索与实践[J].实验室研究与探索.2007;26 (3) :121-124

[2]吴任平, 于岩, 林春莺等.无机非金属材料工程综合实验.教学初探[J].实验室研究与探索.2007;26 (12) :98-100

实验室酸度计测量不确定度评定 第7篇

(1)测量依据:JJG 119—2005《实验室pH(酸度)计》检定规程。

(2)环境条件:温度为(23±10)℃,相对湿度≤85%。

(3)测量标准:酸度计检定仪,不经预热时最大允许误差为±0.002 pH。

(4)被测对象:酸度计,型号pHS-3C,配用电极E-201-C型,配用温度探头型号为T-818-B-6型,分辨力为0.01pH。

(5)测量方法:用酸度计检定仪和标准溶液作为标准,采用直接比对法对电计示值和仪器示值进行测量。

(6)评定结果的使用:符合上述条件的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 数学模型

△pH示值=pH示值-pH输入

式中,△pH示值——电计示值误差;pH示值——电计示值;pH输入——检定仪向电计输入的标准信号。

3 输入量的标准不确定度分量计算及自由度

3.1 输入量pH示值的标准不确定度u(pH示值)的评定

pH示值输入量的不确定度来源主要是电计的测量不重复性,可以通过连续测量得到测量列,采用A类方法进行评定。

电计示值重复测量不确定度,可按贝塞尔公式计算:

式中,pHi——某次测量值;pH——多次测量的平均值;n——测量次数。

连续测量6次,结果为:10.00 pH,10.00 pH,10.00 pH,10.00 pH,10.00 pH,10.00pH。

则单次测量标准差为:

“(pH示值)用平均值的标准差,即

u(pH)的自由度V=6-1=5。

3.2 输入量pH输入的标准不确定度u(pH输入)评定

输入量pH输入的不确定度主要来源于酸度计检定仪,可以根据酸度计检定仪说明书给出的最大允许误差来评定,因此采用B类方法进行评定。酸度计检定仪说明书给出:不经预热时最大允许误差为:±0.002 pH,考虑为均匀分布,其pH值标准不确定度为:

从检定证书可以看出,pH计检定仪的不确定度可靠,其自由度v→∞。

4 合成不确定度的评定

合成不确定度按下式计算:

合成不确定度的有效自由度按下式计算:

由于u (pH)=0,所以Veff→∞。

扩展不确定度取置信概率P=95%,查得t分布系数tp=1.96,扩展不确定度U=tp(v)×uc=0.002pH。

5 仪器示值总误差测量结果不确定度评定

5.1 测量方法简述

仪器示值误差检定采用标准溶液测量法,即用一种标准溶液标准仪器后,测量另一种标准溶液的pH值,将测量值与标准溶液的标准值进行比较,即可得出仪器的示值总误差。

式(1)中:pH仪器——被检仪器电计示值;pH标准——标准溶液的标准值;d——示值误差。

式(1)可以改写为:

5.2 不确定度计算公式

从式(2)可以看出,影响测量结果不确定度的因素主要由标准溶液的不确定度、pH计测量重复性、pH计的分辨力引入的不确定度和液接界电势导致不确定度决定。不确定度计算公式可从式(2)导出:

式(3)中,u(pH标准)——pH标准溶液的不确定度分量,B类;u(pH重复)——pH计测量重复性分量,A类;u(pH分辨)——pH计的分辨力分量,B类;u(pH电势)——液接界电势导致不确定度分量,B类;u(d)—仪器示值总误差的合成标准测量不确定度。

5.3 不确定度分置计算及自由度u(pH标准)

5.3.1 标准溶液的不确定度

从pH标准溶液的证书可查到,标准溶液的pH值扩展不确定度为0.01 pH,k=3,则标准溶液的pH值不确定度为:

5.3.2 温度对标准溶液pH值影响的不确定度

在不同温度下,pH标准物质的pH值是不同的。以硼砂为例(其温度系数在几种常用标准物质中最大),其温度系数是0.009pH/℃。将检定规程中规定的标准溶液恒温水浴的温度恒定性(即标准溶液和电极系统的温度恒定性)δ及温度探头测温的最大允许误差δ2列入表1。

利用式(4),则可计算出温度对标准物质影响的不确定度,计算结果列入表2。

5.3.3 标准溶液的标准不确定度u(pH标准)

综上所述,标准溶液的标准不确定度为:

经科技工作者反复测定验证,标准溶液的不确定度很可靠,其自由度为v→∞。

5.3.4 pH计的测量重复性分量u(pH重复)

按照检定规程对0.01级pH计的重复性要求,6次测量的标准偏差不大于0.01 pH来计算,得:

5.3.5 pH计的分辨力分量u(pH分辨)

pH计最小分辨力为0.01 pH,分辨力导致的示值误差限为0.5个步进量。分散区间为0.5,估计其为矩形分布,所以不确定度为:

5.3.6 液接界电势导致不确定度分量u(pH电势)

根据文献[4]可知,对于市面销售的复合电极,其(残余)液接界电势导致的pH不确定度一般为0.01 pH (待测液pH值在3～10范围内)。按照矩形分布考虑,则标准不确定度为u(pH电势)

5.3.7 pH计所引入不确定度的标准不确定度

合成标准不确定度按式(3)计算:

5.3.8 扩展不确定度

取置信水准p=95%,自由度由计算为∞,查表得t分布临界值为1.96。扩展不确定度U=tp(v)u(d),计算结果列入表3。

参考文献

[1]国家质量技术监督局计量司.测量不确定度评定与表示指南[M].北京:中国计量出版社,2000.

[2]李慎安.测量不确定度表达百问[M].北京:中国计量出版社, 2000.

[3]修宏宇,贺新洋.水溶液pH值的测量及测量结果不确定度的评定[J].计量技术,2007(1).

浅谈对实验室测量不确定度的认识 第8篇

笔者从事建筑实验室的质量工作多年觉得:测量是检测的基础性工作, 正确理解不确定度, 很好地运用相关知识, 可以有效控制检测操作中的误差, 在此浅谈一些自己的理解认识。

1 测量不确定度的发展

在测量不确定度的发展过程中, 人们从传统上理解它是“表征 (或说明) 被测量真值所处范围的一个估计值 (或参数) ”;也有一段时期理解为“由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量”。这些定义, 从概念上来说是一个发展和演变过程, 它们涉及到被测量真值和测量误差这两个理想化的或理论上的概念 (实际上是难以操作的未知量) , 而可以具体操作的则是现代定义中测量结果的变化, 即被测量之值的分散性。早在70年代初, 越来越多的计量学者就认识到使用“不确定度”代替“误差”更为科学, 不确定度这个术语逐渐在测量领域内被广泛应用。国际计量局于1993年制定的《测量不确定度表示指南》得到了BIPM、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC七个国际组织的批准, 由ISO出版, 是国际组织的重要权威文献。我国也已于1999年颁布了与之兼容的测量不确定度评定与表示计量技术规范。至此, 测量不确定度评定成为检测和校准实验室必不可少的工作之一。

2 测量不确定度的现代定义

我们平时在对各种原材料进行检测或测量时, 不管检测方法和仪器设备任何完善, 其测量结果始终存在着不确定性。任何人都不能说自己的检测结果是百分之百的正确, 因为仅从“人、机、料、法、环”这几个过程看, 每个环节都存在不可避免的误差, 那么累计起来, 检测数据就具有相当的分散性, 报出的结果怎么能是完全正确的呢?因此现代定义对“不确定度”提出了非常合理的解释:即“表征合理地赋予被测量之值的分散性, 与测量结果相联系的参数”。

这个定义中的“合理”, 意指应考虑到各种因素对测量的影响所做的修正, 特别是测量应处于统计控制的状态下, 即处于随机控制过程中。也就是说, 测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算, 并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算, 也可用标准差表征。

定义中的“相联系”, 意指测量不确定度是一个与测量结果“在一起”的参数, 在测量结果的完整表示中应包括测量不确定度。

字典中不确定度 (uncertainty) 的定义为:“变化、不可靠、不确知、不确定”。广义上说, 测量不确定度意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度, 是定量说明测量结果的质量的一个参数。实际上由于测量不完善和人们的认识不足, 所得的被测量值具有分散性, 即每次测得的结果不是同一值, 而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。虽然客观存在的系统误差是一个不变值, 但由于我们不能完全认知或掌握, 只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内, 而这种概率分布本身也具有分散性。测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数, 它不说明测量结果是否接近真值。

为了表征这种分散性, 测量不确定度用标准 (偏) 差表示。在实际使用中, 往往希望知道测量结果的置信区间, 因此, 测量不确定度也可用标准 (偏) 差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。为了区分这两种不同的表示方法, 分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。

3 测量不确定度的“区域”特点

测量的目的是为了确定被测量的量值。测量结果的品质是量度测量结果可信程度的最重要的依据。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征, 测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。所以, 测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及与该值相关的测量不确定度, 才是完整并有意义的。

测量不确定度正是一个说明被测量之值分散性的参数, 测量结果的不确定度反映了人们在对被测量值准确认识方面的不足。即使经过对已确定的系统误差的修正后, 测量结果仍只是被测量值的一个估计值, 这是因为, 不仅测量中存在的随机效应将产生不确定度, 而且, 不完全的系统效应修正也同样存在不确定度。

原来流量量传体系中要求上一级标准器的允许误差需小于下一级标准器的1/2～1/3, 不确定度理论的发展使得大家认可测量结果的不确定度按不确定度评定方法进行分析, 当被测仪器重复性很好且测量过程得到较好控制时, 两级标准器不确定度的差异可能会相差无几, 这样就大大减少了传递过程中精度的损失, 使得量值传递体系更为合理。

4 不确定度与误差的关系

经过几十年的发展, 误差理论已自成体系。实验标准差是分析误差的基本手段, 也是不确定度理论的基础。从本质上说不确定度理论是在误差理论基础上发展起来的, 其基本分析和计算方法是共同的。但在概念上存在比较大的差异。

测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性, 是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。测量误差则是表明测量结果偏离真值的差值。对误差和不确定度的关系可以理解为:测量中的不可靠量值为误差, 导致测量结果的不可靠量值为不确定度。标准偏差较集中地反映了测量误差对实验结果的影响, 而不确定度则综合了全部误差因素对实验结果的影响。

5 测量不确定度产生的原因

在实践中, 测量不确定度可能来源于以下10个方面:

(1) 对被测量的定义不完整或不完善;

(2) 实现被测量的定义的方法不理想;

(3) 取样的代表性不够, 即被测量的样本不能代表所定义的被测量物体;

(4) 对测量过程受环境影响的认识不周全, 或对环境条件的测量与控制不完善;

(5) 对模拟式仪器的读数存在人为偏移;

(6) 测量仪器的计量性能 (如灵敏度、稳定性、分辨力或鉴别力不够) ;

(7) 赋与计量标准的值和参考物质 (标准物质) 的值不准确;

(8) 引用于数据计算的常量和其它参量不准确;

(9) 测量方法和测量程序的近似性和假定性;

(10) 在相同的条件下被测量在重复观测中的变化。

由此可见, 测量不确定度一般来源于随机性和模糊性, 前者归因于条件不充分, 后者归因于事物本身概念不明确。这就使得测量不确定度一般由许多分量组成, 其中一些分量可以用测量列结果 (观测值) 的统计分布来进行估算, 并且以实验标准 (偏) 差表征;而另一些分量可以用其它方法 (根据经验或其它信息的假定概率分布) 来进行估算, 并且也以标准 (偏) 差表征。所有这些分量, 应理解为都贡献给了分散性。若需要表示某分量是由某原因导致时, 可以用随机效应导致的不确定度和系统效应导致的不确定度来表示。例如:由修正值和计量标准带来的不确定度分量, 可以称之为系统效应导致的不确定度。

6 不确定度的A类评定与B类评定

实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的, 而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识, 或没有必要作过多的复杂处理。实验室可采用近似估算方法。

6.1 不确定度的A类评定

用对观测列的统计分析进行评定得出的标准不确定度称为A类标准不确定度, 在多数试验操作中, 一般测量次数不大于10 (5

所以, 以统计方式估计的A类分量不确定度uA简化等于测量列的单次测量标准偏差。即为自由度;P接近或大于95%) 。

因此, 一般我们在作建筑材料力学强度检测时, 报出的结果值都为95%置信度下的分散区间。

6.2 不确定度的B类评定

用不同于对观测列的统计分析来评定的标准不确定度称为B类标准不确定度。

B类不确定度的估算通常包括:以前的观测数据、有关技术资料和说明文件、测量仪器特性的了解、校准证书或检定证书、参考文献等。如能确定其分布规律, 可按各自分布规律处理。一般情况下, 因数理统计, 误差分布等已超出普通测量讨论范围, 可采用近似标准偏差来估算。如, 当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时, 取, 非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布 (方法、环境、数字仪表等误差分布) 时, 取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限, 常取为仪器误差Δ收。

6.3 总不确定度的合成

把各分量按“标准偏差”的形式合成, 其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量, 且一般采用平均值的一倍标准偏差估算 (P=0.683) 。此类估算方法为一较好的近似结果, 且在普通精度测量的不确定度估算中, 避免了许多次要影响量及复杂的处理过程。

“A”、“B”两类不确定度与“随机误差”与“系统误差”的分类之间不存在简单的对应关系。“随机”与“系统”表示误差的两种不同的性质, 两者合成是没有确定的原则可遵循的。而“A”类与“B”类表示不确定度的两种不同的评定方法。它们都基于概率分布, 并都用方差或标准差表征。一般来说, A类比B类较为客观, 并具有统计学上的严格性。测量的独立性、是否处于统计控制状态和测量次数决定A类不确定度的可靠性。而A类不确定度与B类不确定度在合成时均采用标准不确定度, 不会造成对实验结果处理时的差异和混乱, 这也是不确定度理论的进步之一。

7 结语

通过阐述对测量不确定度的发展过程、特点、与误差的关系、产生原因、评定等几个方面的认识, 提出建筑实验室要科学运用不确定度知识, 加强质量管理, 使检测行为更规范。从宏观上来说, 质量水平的高低可以说是一个国家经济、科技、教育和管理水平的综合反映。而对于建筑检测业来说, 质量也是实验室赖以生存和发展的保证, 是开拓市场的生命线。作为试验员, 应该多学习, 多提高, 将日常的检测过程误差明晰化, 将工作误差降到最小。

摘要：新疆地区建筑业蓬勃发展, 建筑工程的质量问题也引起社会的极大关注。因为建筑检测实验室起步门槛较低, 随着建筑检测市场的放开, 各种检测单位也如雨后春笋, 越来越多, 检测设备落后, 检测过程不规范, 人员素质参差不齐, 一些工程质量问题 (尤其是原材料控制阶段) 得不到及时发现, 酿成诸多质量事故的发生。所以在要求建筑施工的质量时, 实验室更要加强自身的质量管理, 科学运用不确定度的相关知识, 来指导日常的检测工作, 使检测行为更规范, 更具监督指导意义。

一个品牌栏目的测量实验 第9篇

笔者2011年12月在英国伦敦与BBC受众调查的负责人Anne Barnsdale和Kelly Robinson会面, 了解到BBC的节目评估包括触达率 (Reach) 、品质 (Quality) 、影响力 (Impact) 、价值 (Value for money) 4个方面。其中影响力评估是通过观众记忆度调查, 让受访者回答每周记忆最深刻的电视节目, 再根据节目被提及比例, 换算出频道记忆度之占有率, 结果高于频道收视份额的部分, 视为“影响力指数”, 并每季按节目类型统计记忆度前20排名。

这几年, 笔者主持设计和实施的央视栏目综合评价体系中, 也专门设置了一个测量品牌栏目的指标——忠诚度, 在整个评价体系中占有15%的权重。这个指标以CSM全国网的收视率数据为数据源, 但与收视率分析软件中的忠实度指标测量观众收看节目时长不同, 它重在测量观众收看栏目的频次。具体计算公式是观众人均收看频次-1除以栏目播出期数。这个指标的设计有一个假设, 就是品牌栏目并不一定是被收看最多的, 但一定是让收看的观众重复选择更多的, 品牌就是一种重复消费习惯。以某一个季度的数据为例, 从央视参与评价栏目的忠诚度总体情况看, 忠诚度的高低与栏目类别、收视高低没有明显的相关关系。在前20名和后20名栏目中, 均既有收视较高的大众化栏目, 也有收视较低的小众化栏目。如在财经类栏目中排名第一的是CCTV-2财经频道的《对话》栏目, 该栏目的收视率在同类栏目中仅排在中游。而CCTV-11戏曲频道的《中国京剧音配像精粹》栏目, 收视率仅为0.1%左右, 但却排在了娱乐类栏目忠诚度的第10位。在新闻类栏目忠诚度排名中, 《新闻联播》、《焦点访谈》分列忠诚度排名1、2位, 这没有任何意外, 《世界周刊》、《新闻周刊》这两个新闻频道周末22点档的栏目在收视率表现上并不突出, 但忠诚度指标却分列新闻类栏目的第3、4位。

电子测量技术课程实验教学探讨 第10篇

关键词： 电子测量技术；实验教学；实验内容设置

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）12-0192-01

一、引言

实验教学在高职理工专业课程教学中占有举足轻重的地位，这是由高职学生的学习特点和高职院校人才培养目标决定的。 高职院校学生基础差，学习能力弱，理解接受能力不足，单是枯燥高深的理论教学是很难渗透到学生的头脑中的，为了克服理论抽象、难以理解所带来的学习困难，实验教学就成了课程教学中必不可少的重要环节。实验教学一方面能够使抽象的理论具体化、形象化，从而降低理解掌握的难度，另一方面也能通过实践提高学生动手实践能力。因此，实验课时在专业课教学中至少也要占到课程总课时的三分之一。

就电子测量技术课程来说，它是电子信息技术专业的重要的专业课，课程教学目标是使学生对常用电子测量仪器的结构、原理有基本的了解，从而能够正确的使用电子测量仪器进行电子测量。

二、课程原有实验教学内容及问题

我们原来的电子测量课程实验教学内容围绕电子测量课程的主要内容：电压测量与电压表，示波测试技术、电子计数器、信号发生器等内容开设了电压测量及误差分析、RC二阶移相网络与李沙育图形观察、带通滤波器通频带测量、录音机、激光唱机性能指标测试、电视信号发生器指标测量等10个实验。

通过这些实验，学生对相关理论知识的理解相对更容易了，有力促进了课程教学，缩短了从理论到实践、到应用的距离。另外，学生也明显地对动手做实验比对理论知识学习更有兴趣，看到实验成果也有了成就感。

在实验教学过程中，如前所述，固然实验起到了不可低估的重要作用，但仍存在不尽人意之处。突出的是有些实验内容陈旧，实际应用价值不大，实验设备陈旧损坏严重，集中表现在录音机、激光唱机性能指标测试两方面的实验中。这些实验所用设备是录音，激光唱机一体的设备，由于用的时间较长设备很多已经不能使用，而且磁带式录音机现在也几乎不使用了。这两方面的实验除了实际应用价值不大外，通过实验本身能够学习的内容不多，实验内容局限于机械的实验操作，没有相关的配套理论知识的学习。所以这些方面综合在一起，决定了最终被淘汰。

三、实验教学内容的更新及问题

淘汰了原有的录音机、激光唱机性能指标测试这些实验项目拿什么新的实验项目来替代呢？选了三个设备上容易实现和有相关知识可以学习的实验，分别是调幅信号测量、调频信号测量、扫频信号测量。从实验设备上看不需另外增加什么设备，原有的信号发生器和示波器就够了。通过这三个实验，学生可以学习调频、调幅、扫频的原理、参数测量的方法及参数的意义作用。应该说这种实验内容的更新起到了以实验更好的促进学习的作用。

目前的实验内容相比原来的实验内容在有效开展实验、紧密和理论内容结合、促进理论知识学习、增强应用性等方面都有了明显提高。

电压测量和误差计算实验覆盖交流电压参数测量、误差计算、信号发生器基本功能及使用等内容。RC二阶移相网络与李沙育图形观察实验将RC二阶移相网络的作用通过对输入、输出波形的观测直接显现出来，使学生感觉一目了然。 而且该实验还用RC二阶移相网络的输入、输出信号来观察李沙育图形立竿见影地体现了应有且起到了对示波器X-Y显示模式的应用。一个实验涵盖了较多的知识。带通滤波器通频带测量在综合应用信号发生器、数字示波器进行实际电路特性测量上是一个较好的实验，体现了电子测量的意义和应用价值。既不难做又可学到不少的知识和实际测量技能。电视信号发生器指标测量实验在扩展和巩固示波器应用上能起到相应的作用。通过这个实验对电视信号的组成、作用会有更直观、深入的认识。调幅信号测量、调频信号测量、扫频信号测量三实验从电子测量课程本身内容看更多地是体现信号发生器相对高端的功能，通过这些实验除了让学生体会到信号发生器除了产生常见周期信号外，还可产生调制信号。通过对这些信号的测量学生对调制的认识会在一定程度上建立起来，在示波器应用上更加全面，不但观察时域上的波形，还可以用数字示波器上的FFT功能观察信号频谱。

现在的实验教学内容上还有一定的问题，一方面是与电子计数器测周期频率部分相对应有相应的实验安排，但没有专用的功能齐全的电子计数器，往往只能用信号发生器附带的简单的电子计数器来替代，只能体现测频率，测周期功能没有，相应实验内容无法做，只能停留在理论讲解和分析上。另一方面是，电子信息工程技术专业的学生对通信知识的学习较少，单纯在电子测量技术课程上通过做实验来学习和认识调制还是有难度的。

四、小结

探讨了电子信息工程技术专业电子测量技术课程实验教学内容，通过实际教学检验更新实验内容，使实验教学更好促进课程教学，以实现课程教学目标。

参考文献：

[1]寸巧萍. 电子测量技术实验教学改革探讨[J]. 实验科学与技术， 2014， 12（6）： 81-83.

[2]陈爱菊. 电子测量实验教学探讨[J]. 内江科技， 2010 （1）： 184-184.

[3]戴小波， 林祝亮. 电子测量课程实验教学的改革与探讨[J]. 职业教育研究， 2007 （3）： 125-126.

作者简介：

刘新红（1971-），女，河南平顶山人，硕士，讲师，主要教授课程电子测量技术、数字电视技术等。

测量实验室建设 第11篇

在工程测量中点的高程值, 主要由高程测量或者高程放样来获取。目前高精度高程测量的方法主要以几何水准测量, 但在山区或地势起伏较大的不平坦地区, 几何水准测量劳动强度大, 精度也会随着距离的增加而大大降低。因此, 山区不适宜采用几何水准, 而传统三角高程测量虽能够克服地形起伏带来的困扰, 但其精度仍然不是很理想。近年来出现了一种改进的三角高程测量新方法, 即不用量取仪器高和觇标高的中点单觇法三角高程测量。本文对这三种方法进行认真的精度分析与比较。

2 几何水准测量

几何水准的精度是随着测站数的增加而逐渐降低, 同时随着距离的增加具有精度明显降低效果。因此, 在高差较大地区, 或者距离较远时, 精度降低较快。

另外悬挂钢尺法, 在高度过高、常规钢尺量高操作不便时, 可采用水准仪配合长钢尺测高。当欲测设的高程与水准点之间的高差很大时可以用悬挂钢尺来代替水准尺进行测设。竖井施工和隧道开挖所采用的钢尺导入标高、钢丝导入标高均是水准仪配合钢尺测高的例子。精度要求较高时除用水准仪读取钢尺读数和传递高程外.下放钢尺或钢丝时, 应加大下端垂球重量同时需进行钢尺比长改正、温度改正、拉力改正, 必要时还要采取防风措施。该方法主要用于隧道开挖、高大建筑施工、竖井施工等场合。其精度主要取决于作业过程的组织和控制情况。

3 传统三角高程测量

应用传统三角高程测量测量A、B两点间高差时, 仪器安置于A点, 观测B点, 测得垂直角αA及斜距D', 量取仪器高i和觇标高t, 高差为:

根据误差传播定律, 高差中数的中误差为:

于是

由此式可以看出, 在用该法进行高程传递时, 竖角误差的影响最大, 与边长成正比, 所以要尽量学短边, 这大大限制了该发的使用。

4 中点单觇法三角高程测量

把全站仪当作水准仪来使用, 不必把仪器架设在已知高程点上, 也不须量取仪高、觇高。不过还是利用三角高程测量原理测出待测点的高程。这样不仅测量的速度大大提高而且减少用钢卷尺量仪高、棱镜高所产生的误差来源, 所以这种新的测量方法比传统的三角高程测量精度更高。

在三角高程测量方法中, 现阶段主要采用的是直返觇法———用往返观测测定相邻点的高差的方法;而应用中点单觇法 (在两置觇点中间安置仪器测定觇点间高差的方法) 逐渐被认识和推广。其基本原理就是:测量A、B两点的高差, 在A、B两点大致中点的位置架设全站仪, 则有中点单觇法三角高程测量

故A点至B点的高差为:

其中由于前、后视高差观测是在相近条件下进行的, 可认为其折光系数kB≈kA, 令kB=kB=K, 在测量时应用同一觇标或使使两觇标高度相同, 即tA=tB, 则得

中点单觇法三角高差测量时, 每一测站均应独立施测两次, 满足要求后, 取其平均值作为最后成果, 即:

式中h'AB、h'AB分别为第一次和第二次所测高差。

由误差传播率可得, 一次观测高差的中误差为

由以上分析可以看出, 该法所测观测高程误差仅与距离误差和垂直角误差有关, 若采用高精度全站仪进行测量, 经计算可以达到三等水准测量的精度, 可以极大的提高作业效率和外业劳动强度。

通过对一段高程进行不同方法测量, 分别独立进行4次, 然后统计分析下面数据:同一段高程不同方法独立4次测量统计分析: (1) 几何水准测量平均测量距离2.3km, 平均测量高差8.869m, 最大偏差12mm, 经过计算观测精度6.4mm; (2) 三角高程测量平均测量距离1.2km, 平均测量高差8.861m, 最大偏差8mm, 经过计算观测精度4.1mm;中点单觇法测量平均测量距离1.4km, 平均测量高差8.866m, 最大偏差5mm, 经过计算观测精度2.7mm;通过对数据分析得出:几何水准精度随着距离的增加而降低;传统三角高程测量精度与测量距离有关, 距离虽然较短, 但是必须保证两点通视;中点单觇法测量精度比较高, 但是选择中点需要保证两个方向都通视;后面两种测量与两点气象条件差异有直接关系。

以上三种方法, 各有自己的特点, 根据不同的情况而选用。

(1) 几何水准测量具有很高的精度, 且操作简单, 一二等水准测量仍然占据高程测量的主导地位, 但是在山区及一些大型桥梁工程中会遇到很大困难。

(2) 传统三角高程测量在导线测量中凸显其重要性, 它使高程测量与平面测量同时进行, 减少了劳动量, 但受其精度的限制, 在高精度高程测量中, 很少使用。

(3) 中点单觇法三角高程测量具有诸多优点, 例如测站不须对中, 不用量取仪器高, 采用适当方法不用量取觇标高, 测站选在中部时, 可减少大气折光的影响, 减少了劳动强度, 提高了作业速度, 但是该发需要高精度的仪器支持, 操作相对水准测量也比较繁琐。

因此, 在某些特殊情况下, 可以将水准测量与中点单觇法三角高程测量结合起来使用, 发挥各自优点, 遇到河流等还要用到传统的三角高程测量来实现高程传递。

5 结语

在测量中, 水准仪测高程精度高, 但是遇到地势起伏变化大的时候水准仪就显的特别麻烦了, 所以水准仪满足不了施工的需要。这就的使用三角高程, 三角高程的精度不但能满足施工的需要, 而且不受地形的限制。这就给我们带来了极大的方便。以上的这几种测高方法在施工中都很常用, 结合自己实际情况再根据地形的受限, 可选择性的使用以上方法。

摘要：本文通过分析工程测量中几种高程测量方法并进行误差分析, 通过对比分析比较这几种方法的测量精度、优缺点和使用条件, 以实现在工程测量中可以有效应运相应方法。

关键词：高程测量,精度分析,三角高程,新方法

参考文献

[1]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学[M].北京:测绘出版社, 1998.

[2]刘军, 秦建明, 张志勇.全站仪三角高程测量的误差分析[J].内蒙古林业调查设计, 2001, 6 (2) :22-23.

[3]李林.用三角高程测量代替三四等水准测量的可行性研究[J].同煤科技, 2005, 12 (4) :37-38.