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这就好比光源发出的光射向某种光学器件,例如透镜。其中,透镜就类似于一个电子网络。根据透镜的属性,一部分光将反射回光源,而另一部分光被传输过去。根据能量守恒定律,被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中,由于热量产生的损耗通常是微不足道的,所以忽略不计。通过反射系数和传输系数,你可以更深入地了解被测器件DUT)的性能。回顾光的类比,如果DUT是一面镜子,你会希望得到高反射系数。
如果DUT是一个镜头,你会希望得到高传输系数。而太阳镜可能同时具有反射和透射特性。电子网络的测量方式与测量光器件的方式类似。网络分析仪产生一个正弦信号,通常是一个扫频信号。DUT响应时,会传输并且反射入射信号。传输和反射信号的强度通常随着入射信号的频率发生变化。DUT对于入射信号的响应是DUT性能以及系统特性阻抗不连续性的表征。例如,带通滤波器的带外具有很高的反射系数,带内则具有较高的传输系数。如果DUT略微偏离特性阻抗则会造成阻抗失配,产生额外的非期望响应信号。
我们的目标是建立一个的测量方法,测量DUT响应,同时大限度的减少或不确定性。参数是一种复杂的向量,它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位,在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-参数用S坐标系表示,X代表DUT被测量的输出端,Y代表入射RF信号激励的DUT输入端。图示意了一个简单的双端口器件,它可以表征为射频滤波器,衰减器或放大器定义为端口反射的能量占端口入射信号的比例,S定义为传输到DUT端口的能量占端口入射信号的比例。
参数S和S为前向S-参数,这是因为入射信号来自端口的射频源。对于从端口入射信号,S为端口反射的能量占端口入射信号的比例,S为传输到DUT端口的能量占端口入射信号的比例。它们都是反向S-参数。今后随着排放法规的日益严格,安装催化转化器的车型会越来越多,故在进行尾气测量时,应尽可能在催化转化器前方测量,这样更可能真实反映发动机的排放情况。同时还应将催化转化器前和后的测量结果加以比较,以便判断催化转化器的转化效率是否正常。
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酸度计是对溶液中的氢离子活度产生选择性响应的一种电化学传感器。理论上,溶液的酸度可以这样测得:以参比电极、指示电极和溶液组成工作电池,测量出电池的电动势。用已知pH的标准缓冲溶液为基准,比较标准缓冲溶液所组成的电池的电动势,从而得出待测试液的pH值。因此酸度计也叫pH计酸度计由电极和电动势测量装置组成。电极用来与试液组成工作电池;电动势测量部分对电池的电动势产生响应,显示出溶液的pH。多数酸度计还兼有毫伏档,可以直接测电极电位。若配合适的离子选择电极,还可以测定溶液中某离子的活度(浓度)。实验室中广泛使用的pHS-3C型酸度计是一种精密数字显示酸度计。其测量范围宽,重复误差小。PHS-3C型pH计由主机、复合电极组成。
pHS-3C型酸度计主机上有五个按钮,它们分别是:选择、定位、斜率、温度和确定按钮。检查酸度计的接线是否完好。接通电源,按下背面的电源开关,预热30min后方可使用。取下复合电极上的电极套,注意不要将电极套中的饱和KCl溶液撒出或倒掉。用蒸馏水冲洗电极头部,用滤纸吸干残留水份。定位在测量之前,首先对pH计进行校准,我们采用两点定位校准法,打开电源开关,按“pH/mV”按钮,使仪器进入pH测量状态;用温度计测量被测溶液的温度,读数,例如25oC。按“温度”旋钮至测量值25oC,然后按“确认”键,回到pH测量状态。调节斜率旋钮至大值。打开电极套管,用蒸馏水冲洗电极头部,用吸水纸仔细将电极头部吸干。
将复合电极放入pH为6.86的标准缓冲溶液,使溶液淹没电极头部的玻璃球,轻轻摇匀,待读数稳定后,按“定位”键,使显示值为该溶液25oC时标准pH值6.86,然后按“确认”键,回到pH测量状态。将电极取出,洗净、吸干,放入pH为4.01的标准缓冲溶液中,摇匀,待读数稳定后,按“斜率”键,使显示值为该溶液25oC时标准pH值4.01,按“确认”键,回到pH测量状态。取出电极,洗净、吸干。重复校正,直到两标准溶液的测量值与标准pH值基本相符为止。在当日使用中只要仪器旋钮无变动则可不必重复标定。校正过程结束后,进入测量状态。用蒸馏水清洗电极,将复合电极放入盛有待测溶液的烧杯中,轻轻摇动,待读数稳定后,记录读数。
完成测试后,移走溶液,用蒸馏水冲洗电极,吸干,套上套管,关闭电源,结束实验。安装电源的电压与频率必须符合仪器铭牌上所指明的数据,同时必须接地良好,否则在测量时可能指针不稳。仪器配有玻璃电极和甘电极。将玻璃电极的胶木帽夹在电极夹的小夹子上。将甘电极的金属帽夹在电极夹的大夹子上。可利用电极夹上的支头螺丝调节两个电极的高度。玻璃电极在初次使用前,必须在蒸馏水中浸泡24小时以上。平常不用时也应浸泡在蒸馏水中。甘电极在初次使用前,应浸泡在饱和氯化钾溶液内,不要与玻璃电极同泡在蒸馏水中。不使用时也浸泡在饱和氯化钾溶液中或用橡胶帽套住甘电极的下端毛细孔。校整将开关拨到pH位置。打开电源开头指示灯亮,预热30分钟。
信号频谱分析仪的主要数据处理工作就是对待分析信号进行傅立叶变换,然后分析其频谱特性,并显示计算结果。参数设置模块可以设置的参数主要包括设备与通道,缓冲区大小,采样点数,触发控制,扫描率,显示方式。频谱分析模块是由加窗函数模块功率谱转换模块功率谱单位转换模块功率频率峰值检波子模快组成。该模板有两个输入和两个输出端。首先从输入端输入一个时域信号,再进行窗体类型的选择,可根据实际情况选择不加窗汉宁窗汉明窗布莱克曼窗平顶窗等种窗体,后输出一个已加窗的时域信号,这样便可以减少窗口效应带来的栅栏效应和泄漏问题。
该模块有四个端口,分别是时域信号输入端,时域间隔dt输入端,频域信号输出端,频域间隔d瀚出端。该模块的功能是实现信号由时域向频域的转换。该模块有个输入端,个输出端。输入端有频谱类型的选择,可以选择功率谱幅度谱增益。对数/线性的选择类型有线性dBdBm。输出显示单位选择可选择的单位有有效值峰峰值有效值的平方峰峰值的平方等。输出端是输出频谱和输出频谱单位。该模块有个输入端和个输出端。输入端有功率谱输入峰值频率输入频率间隔以峰值频率为中心的频率搜索点数及窗常数。
输出端由频率峰值输出和频率峰值能量输出组成。该模块用来求出频谱的频率峰值及峰值频率点的功率估值。数据读取存储模块的功能是利用中丰富的文件操作函数库,采用数据表文件方式对实验数据进行读写操作。此也可以通过用Web来发布HTML文件的方式使本地或远程计算机浏览到该频谱分析仪的程序面板,从而实现系统的远程监控功能。组建好的各功能模块按照程序的流程加上必要的控件和指示器,就可以形成一个功能完善频谱分析仪系统,图给出了这个虚拟信号频谱分析仪的程序图。
美国一起公司开发的LabVIEW图形化实验室虚拟仪器工程平台,以其强大的功能可为虚拟仪器的开发提供一个理想的平台,本文借助于LabVIEW开发平台设计了适合高校实验教学的虚拟信号频谱分析仪。随着电力电子技术的广泛应用,带来了很大的便利,但同时也带来了不容忽视的电磁干扰EMI)问题,这就要求必须对EMI特性进行准确的测量,这对提高电力电子装置的电磁兼容性EMC)具有重要意义。近几年,在整个电磁兼容测量技术及所属服务领域不断出现许多新的测试仪器和测试方法,基本且有效的测试设备还是频谱分析仪和EMI接收机。
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