GPS载波相位观测量的误差源

相位测量方案

制信号控制两片计数器。得到的两路计数值送入单片机进行处理得相位差值。 对以上方案进行比较，方案一在所测频率较高时，受锁相环工作频率等参 数的影响会造成相位差测量的误差，采用方案二由高精度的晶振产生稳定的基 准频率，可以满足系统高精度、高稳定度的要求。 相位测量论证与选择 方案一：利用单片机实现测量相位差，实现框图如图1-1所示。 信号1整形电路方波1测频 键盘 信号2整形电路方波2异或门 测脉宽单片机 显示DFF 图1-1利用单片机实现测量相位差原理图 直接利用单片机的内部时钟以异或门的输出为闸门进行计数。理论上晶振为12M时MCS-51单片机的最窄脉宽为1us，误差即为±1us。当要实现1?的步进时，计数脉宽最少为360us，以正弦波计，最高的频率为 1 360*10-6 ＝2.78KHz。显然，此种方法硬件原理上难以保证测量精度，需在软 件上采用?∑技术来提高精度，增加了软件量。 方案二：采用相差－电压测量法。即通过数字鉴相器，如异或门鉴相电路 输出相差脉冲，经过低通滤波器滤出其中的直流成分（其中含有相位信息），设 计原理框图如图1-2所示。 信号输入1数字 鉴相器滤波器A/D单片机显示信号输入2异或门 图1-2数字鉴相、相位－电压法原理框图 此方案为数字方法与模拟方法相结合，数字鉴相器的设计解决了模拟鉴相器的频带限制，但精度问题依然存在。 方案三：采用相差－时间测量法。设计原理框图如图1-3所示。 信号输入A 信号输入B 数字 鉴相器 周期/脉冲 计数/锁存 单片机显示

?360O ??=n N 其中，n为方波相位差对应时间间隔内的脉冲数，N为方波一个周期内的脉冲数。 上述两种方案从对硬件的要求而言，方案一在FPGA芯片基础上需要一片CD4046和一片AD0809，而方案二则在FPGA芯片基础上只需要一片LM393；从测量性能方面来说，在低频率方面，方案一的相位差总共只能有256个量级，而采用通过FPGA记脉冲数的方法测量的精度将远远高出此量级。因此，选用方案二，采用比较器LM393和FPGA来实 现测相。 相位差测量 方案一：将被测的两路正弦波信号整成方波信号，利用异或门电路进行鉴相处理，将得到的脉冲序列经过RC平滑滤波取出其直流分量，该直流电平的幅值与两路信号的相位 差成正比，将此信号送入A/D转换器由单片机进行运算处理从而计算出相位差值。 方案二：采用脉冲填充计数法，将正弦波信号整成方波信号，其前后沿分别对应于正弦波的正相过零点与负相过零点，对两路方波信号进行异或操作之后输出脉冲序列的脉宽可以反映两列信号的相位差，以输入信号所整成的方波信号作为基频，经锁相环倍频得到的高频脉冲作为闸门电路的计数脉冲，由单片机对获取的计数值进行处理得到两路信号的相位差。 方案三：将两路被测正弦波信号整成方波信号，通过图3-5所示的鉴相器，输出一路具有不同占空比的脉冲波形。由图３-６的仿真波形可知，该脉冲信号的占空比与这两路信号 图3-5鉴相器原理图 图3-6鉴相器的仿真波形 的相位差成正比： 相位差=N1*360°/（N1+N2）(3-5)其中N1是高电平脉宽时间内的计数器，N2是低电平脉宽时间内的计数值。

载波相位差分

载波相位差分原理 由于自身结构及测量中随机噪声误差的限制测距码差分GPS 仅可满足m 级动态定位需要；载波相位测量噪声误差远低于测距码，在静态相对定位中已实现10-6~10-8的精度，但整周未知数求解需进行长时间的静止观测，数据需事后处理，限制了该方法在动态定位中的应用。然而快速逼近整周模糊度技术的出现使利用载波相位差分技术实时求解载体位置成为可能。具有快速高精度定位功能的载波相位差分测量技术，简称RTK （real time Kinematic ）技术。 载波相位差分定位技术是在基准站上安置一台GPS 接收机，对卫星进行连续观测，并通过无线电传输设备实时地将观测数据及测站坐标信息传送给用户站；用户站在接收卫星信号的同时通过无线接收设备接收基准站信息，根据相对定位原理实时处理数据并以cm 级精度给出用户站的三维坐标。载波相位差分定位技术可分为修正法和求差法：前者将载波相位的修正量发送给用户站，对用户站的载波相位进行改正实现定位；后者将基准站的载波相位发送给用户，由用户站将观测值求差进行坐标解算。 星站间的相位差值由三部分组成 ()()j i j i j i j i t t N t N δ?+-+=Φ00 （1） 式中()0t N j i 为起始整周模糊度，()0t t N j i -为从起始时刻至观测时刻的整周变化值，j i δ?为观测相位的小数部分。则星站间距离为载波波长与星站相位差的乘积，即

()()()j i j i j i j i t t N t N δ?λρ+-+=00~ （2） 若在基准站利用已知坐标和卫星星历可求得星站间的真实距离j i ρ，星站间伪距观测值则可表示为 ()i i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-?+=δδδδδρρ~ （3） 公式中i M δ为多路径效应，i V 为GPS 接收机噪声。在基准站可求出伪距改正数 ()i i j i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-?=-=δδδδδρρδρ~ （4） 用此改正数对用户站伪距观测值进行修正，有 ()()() ()() i k i k j i j k j i j k i k j k j i j k V V M M T T I I t t c -+-+-+-+-?+=-δδδδδδδδρδρρ~ （5） 当基准站和用户站之间的距离小于30km ，可认为j i j k I I δδ=，j i j k T T δδ=，则 ()()()()()() δρ δδδδρδρρ?+-+-+-= -+-+-?+=-2 2 2 ~k j k j k j i k i k i k j k j i j k Z Z Y Y X X V V M M t t c （6） 式中()()()i k i k i k V V M M t t c -+-+-?=?δδδδδρ。 将载波相位伪距观测值（2）代入上式，则可得 ()()()()()()( ) ()()() δρ δ?δ?λλλρρρρδρρ?+-+-+-= -+---+-+=+-=-2 2 2 000~~~k j k j k j j i j k j i j k j i j k j i j i j i j k j i j k Z Z Y Y X X t t N t t N t N t N （7） 上式中令)()()(000t N t N t N j i j k j -=为起始整周数之差，在观测过程中若卫星跟踪不失锁，)(0t N j 即为常数，令载波相位测量差值 ()()()() j i j k j i j k t t N t t N δ?δ?λλ?-+---=?00 （7）式可表示为

三坐标测量位置度的方法及注意事项

摘要：位置度检测是机动车零部件检测中经常进行的一项常规检验。所谓“位置度”是指对被评价要素的实际位置对理想位置变动量的指标进行限制。在进行位置度检测时首先要很好地理解和消化图纸的要求，在理解的基础上选择合适的基准。位置度的检测就是相对于这些基准，它的定位尺寸为理论尺寸。 关键词：三坐标;位置度;方法 一、位置度的三坐标测量方法 1.1 计算被测要素的理论位置 ①根据不同零部件的功能要求，位置度公差分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向三种，可以根据基准体系及确定被测要素的理论正确位置的两个理论正确尺寸的方向选择适当的投影面，如XY平面、XZ平面、YZ平面。②根据投影面和图纸要求正确计算被测要素在适当投影面的理论位置。 1.2 根据零部件建立合适的坐标系。在PC-DMIS软件中，可以把基准用于建立零件坐标系，也可以使用合适的测量元素建立零件坐标系，建立坐标的元素和基准元素可以分开。 1.3 测量被测元素和基准元素。在被测元素和基准元素取点拟合时，最好使用自动程序进行，以减少手动检测的误差。 1.4 位置度的评价。①在PC-DMIS软件中，位置度的评价可以直接点击位置度图标。②在位置度评价对话框中包含两个页面，特征控制框和高级，首先根据图纸要求设置相应的基准元素，在基准元素编辑窗口中只会出现在编辑当前光标位置以上的基准特征，如图1所示。 ③基准元素设置完成，回到特征控制框选择被测元素，设置基准，输入位置度公差。④在位置度评价的对话框中选择高级，在此对话框中可以设置特征控制框尺寸的信息输出方式和分析选项。如图2的对话框，在标称值一栏中手动键入被测要素的理论位置值，点击评价。 1.5 在报告文本中刷新就可以看到所评价的位置度结果。 二、三坐标测量位置度的注意事项

相位差检测

目录 一、题目要求 ........................................................ 错误!未定义书签。 二、方案设计与论证 ............................................ 错误!未定义书签。 移相电路 ......................... 错误!未定义书签。 检测电路 ......................... 错误!未定义书签。 显示电路 ......................... 错误!未定义书签。 三、结构框图等设计步骤................. 错误!未定义书签。 设计流程图........................ 错误!未定义书签。 电路图 ........................... 错误!未定义书签。 移相电路图................... 错误!未定义书签。 检测电路图................... 错误!未定义书签。 显示电路图................... 错误!未定义书签。 四、仿真结果及相关分析................. 错误!未定义书签。 移相效果 ......................... 错误!未定义书签。 相位差波形........................ 错误!未定义书签。 相位差度数........................ 错误!未定义书签。 五、误差分析........................... 错误!未定义书签。 误差分析 ......................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会......................... 错误!未定义书签。 七、参考文献........................... 错误!未定义书签。 八、附录............................... 错误!未定义书签。 元器件清单........................ 错误!未定义书签。

全相位FFT相位测量方法

全相位FFT 相位测量方法 1.基本原理 全相位数据来源为()()(),11x n N n N --≤≤-，可以认为对于时间序列中的一点()0x ，存在且只存在N 个包含该点的N 维向量： ()()()()()()()()()0110,1,,11,0,,21,2,,0T T T N x x x x N x x x x N x x N x N x -=-???? =--????=-+-+???? (1) 将(1)式中每个向量进行圆周移位把样本点()0x 移到首位，则得到另外的N 个N 维向量 ()()()()()()()()()0 1 10,1,,10,1,,10,1,,1T T T N x x x x N x x x x x x x N x -'=-???? '=-????'=-+-???? (2) 对准()0x 相加得到全相位数据向量 ()()()()()()()1 0,111,,111T AP x Nx N x x N x N N x N = -+-+-+--???? (3) 根据DFT 的移位性质，式(2)中i x '的傅里叶变换()i X k '和式(1)的i x 的离散傅里叶变换()i X k 之间有很明确的关系 ()()[]2,0,1ki j N i i X k X k e i N π'=∈- (4) 当输入序列为 ()()2/,11j mn N x n e N n N πθ+=-+≤≤- (5) 其中，s f m f N =，s f 为采样频率。式(3)对i 求和的平均即为全相位FFT 的输出，

()()()()()()()()()()()()21 1 0221100 2211 222/2/2 21 11111111sin 1sin /ki N N j N ap i i i i kn ki N N j j N N i n m k i m k n N N j j j N N i n j m k j m k j j m k N j m k N j X k X k X k e N N x n i e e N e e e N e e e N e e m k e N m k N πππππθππθππθππ--==---==-----==------'= ==-=--=---????=-???? ∑∑∑∑∑∑ (6) 由(6)式可知，全相位FFT 谱的相位值为θ，即为中心样点()0x 的理论相位值，该值与频率偏离值m-k 无关。当输入序列为 ()()()()() 2/2/cos 2/,11 1 2 j mn N j mn N x n mn N N n N e e πθπθπθ+-+=+-+≤≤-=+ (7) 根据(6)式得到其全相位FFT 为 ()()()()()22 22sin sin 112sin /2sin /j j ap m k m k X k e e N m k N N m k N θθππππ----????????=+---???????? (8) 在峰值谱线k m =处，(8)式等号右侧前项远大于后项，因此k m =处的相位即为输入序列初相θ。因此，基于全相位FFT 的相位测量流程如下图所示 图1 基于全相位FFT 的相位测量流程 2.测相性能 对()0cos 260s n x n f f π??=?+? ???，()()11N n N --≤≤- 。 （1）使用apFFT 估计相位的条件 使用apFFT 进行相位测量，需要满足条件02s f f >。 （2）数据长度与相位测量准确程度的关系 当03,12s f Hz f Hz ==，得到相位估计值与N 的关系如图

位置度测量方法

1.基准﹔ 2.理論位置值﹔ 3.位置度公差 三、位置度公差帶 位置度公差帶是一以理論位置為中心對稱的區域。

四、位置度的標注與測量方法

3﹑以中心线左边第二根端子为例﹐测出实际尺寸D1(0.82)﹑D2(1.02)﹐根据位置定义﹐ DE=abs(Da-Dt) =abs{(D1+D2)/2-Dt)} =abs[(0.85+1.00)/2-0.90}] =0.025<0.05 其中﹐DE表示实际偏差 abs表示绝对值 Da表示实际位置尺寸 Dt表示理论位置尺寸﹐对于不同的端子﹐它们的理论位置尺寸是不测量时测量者须自行计算 DE=abs(Da-Dt) =abs{(D1+D2)/2-Dt)} =abs{[(d1+Dt)+(Dt-d2)]/2-Dt)} =abs[(d1-d2)/2]

(二)﹑IDE44P垂直位置度的标注与测量 如图﹐IDE44P端子在垂直方向上具有以下特点﹕排数少（只有两排）﹐每排端多（达22PIN）﹐长度值为端子材厚值﹐对于不同的端子﹐其值差异极小﹐因此我们排端子和下排端子分别看成两个整体。下面以下排端子为例介绍其测量方法。 一、测出角柱垂直方向上Φ1.70的实际尺寸﹐然后置中归零﹔ 二、往下偏移2.00﹐然后归零﹔ 三、

为基准﹐用于控制端子锡脚与与PCB板的配合﹐现其位置度公差0.18﹔另一个是端子域的位置度﹐此位置度以KEY为基准﹐用于控制端子接触区域与对插件的配合﹐现其度公差0.3。对于第一个位置度﹐其标注方式已统一﹔对于第二个位置度﹐有如下两种式﹕

以上两种标注方式中﹐第一种直接对124根端子接触区域一一测量其位置度﹐由接触区域是包在主体内部﹐若采用这种方式﹐测量繁琐困难﹔对于第二种测量方式﹐子是下料成型﹐且插在主体插槽中﹐插槽控制了端子的平面度﹐因此只须控制KEY相POST的位置度与端子锡脚相对POST的位置度﹐相应地也就控制了端子接触区域相对 水平位置度Th和垂直位置度Tv后﹐須再驗証其是否滿足公式Th2+Tv2≦0.152。

《GPS测量原理与应用》知识点

《GPS测量原理与应用》复习 第1章GPS政策及卫星导航定位系统概况 1.美国政府SA政策和AS政策。P7 2.GPS现代化政策。P9 3.全球四大导航定位系统。P9 4.北斗卫星系统的工作原理及作业流程。P14 5.北斗卫星导航定位系统具有其他GNSS系统没有的独特功能，通信。P15 6.北斗卫星导航定位系统建设三个时期。P15 第2章GPS测量中所涉及的时间系统和坐标系统 1.时间间隔和时刻。P17 2.时间基准的条件。P17 3.常用的比较精确的时间基准。P18 4.时钟的主要技术指标。P18 5.概念：恒星时、真太阳时、平太阳时、世界时、区时、原子时、国际原 子时、协调世界时。P20—P22 6.GPS时概念，起点，与原子时关系。P24 7.儒略日、简化儒略日、年积日。P29、P30 8.岁差、章动、极移。P31/P34/P36 9.瞬时地心天球赤道坐标系、平地心天球赤道坐标系、协议地心天球赤道 坐标系。P35 10.瞬时地球坐标系、协议地球坐标系。P37 第3章全球定位系统的组成及信号结构 1.全球定位系统的组成，主要功能。P42 2.GPS卫星星座。P45 3.地面监控部分的组成，主要功能。P45、P46 4.GPS接收机。P47 5.用户部分的组成。P47 6.GPS接收单元构成。P48 7.GPS接收通道。P48 8.GPS卫星信号组成。P49 9.载波，卫星钟基准频率，GPS载波的频率、波长、多载波的目的。P50 10.测距码，生成方式。P50 11.伪随机码两种表示方法。P50 12.模二相加和矩形波相乘运算规则。P50 13.m序列，线性反馈移位寄存器生成m序列。P51 14.GPS测距码类型，严格保密的是哪几个。P51-P57

垂直度误差、位置度误差的测量教程文件

任务五垂直度误差、位置度误差的测量 【课题名称】 平面零件的误差测量 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解线、面垂直度误差和面对称度误差的检测工具及测量方法。 二、能力目标 能够正确使用百分表进行测量，并准确计算误差值。 三、素质目标 熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。 四、教学要求 能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确的测量。 【教学重点】 百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【难点分析】 百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【分析学生】 该内容的难度较大，比较难理解，需要多做解释，学生才能够掌握。 【教学设计思路】

本次课内容较多，且内容难懂，建议分成2学时，以保证有更多的练习机会，由于实训条件所限，可以分组进行测量，对于垂直度的检测也应先讲测量原理和方法，再让学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。 【教学安排】 2学时 先讲后练，以练为主，加强巡视指导。 【教学过程】 一. 复习旧课 在形状和位置误差中，直线度、平面度的误差在平面零件中出现比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢？ 二、导入新课 需要应用什么测量工具来检测零件的垂直度和对称度呢？对于测量出来的数值又需要进行怎么样的处理才能得出正确的误差值？这是本次课程的主要内容。 三、讲授新课 垂直度和对称度误差的测量应用百分表或千分表作为量具，用标准平扳为基准面，借助于表座、方箱或直角尺座工具，将被测工件安放在基准面上进行检测。 线与面和面与面之间垂直度的检测方法相同，后者需要多测量几次。 1．测量平面之间的垂直度，需要借助于方箱或直角尺座，将被

时间和相位的测量

第二章 频率、时间和相位的测量 2.1 频率的测量 2.1.1 频率的模拟测量 一、直读法 1．平衡电桥法 图2-1-1 电桥平衡条件：4 3221 1)1 )( 1(R R c j R c j R x x =++ ωω 实部相等 4 3 2121R R C C R R = +， 虚部相等 01 1221=- x x C R C R ωω ，即 2 1211c c R R x = ω 取 C C C R R R ====2121 则须 432R R =，Rc f x π21 = 在432R R =条件下，R 调节旋纽按频率刻度，可从刻度上直接读得被测信号频率fx 。 2．谐振法 图2-1-2 LC f x π21= 变电感——改变频段（频率粗调） 调电容——频率细调（电容旋纽按频率刻度） 3．频率电压转换法 图2-1-3 x m x m B f U T U u U ??=?= =ττ 0 电压表接频率刻度 二、比较法 1、 拍频法 2、 差频法 三、示波法 1、测被测信号周期——被测信号加Y 通道，扫描信号加X 通道 2、观察李沙育图形：被测信号加Y 通道、标准信号加X 通道 2.1.2 频率（周期）的数字测量 x x T f 1= 一、计数法测量的基本原理 图2-1-4，图2-1-5 21t t NT T A ?-?+==][2 1A A T t t N T ?-?+ ][N N T A ?+=

A T t t N 2 1?-?= ? A A T t T t ≤?≤≤?≤2100 当21t t ?=?时，0=?N 当A T t =?1，02=?t 时，1=?N 当01=?t ，A T t =?2时，1-=?N 脉冲计数最大绝对误差（量化误差）1=?N 脉冲计数最大相对误差 T T N N N A ±=±=?1 二、通用计数器的基本组成及工作方式 1、基本组成 图2-1-6 B mT T = 所以 B A A B A f f m T T m T T N === m ——分频系数 三、频率（周期）的测量误差与测量范围 1．“测频”方式 m Nf f c x = 所以c c x x f f N N f f ?+?=? c c f f ?——标准频率准确度 ①最大相对误差：|)|(|)|1 ()( max c c x c c c x x f f mf f f f N f f ?+±=?+±=? ②测量范围max min ~x x f f 1°上限max x f 受计数器容量和速度限制 （a ） max N f mf N c x ≤= c x f m N f m a x ≤∴

GPS载波相位测量

GPS 载波相位测量 2.1 综述 GPS 测姿定向技术就是利用GPS 接收机对载体（GPS 天线的负载平台）的姿态进行测量。其原理是通过GPS 天线接收机GPS 卫星信号，测量不同天线的相对位置在当地水平坐标系中的表示，并结合天线在载体坐标系中的已知安装关系，确定出载体坐标系相对当地水平坐标系的姿态。 GPS 测量技术一般来讲包括以下三类：伪距测量技术、载波相位测量技术和多普勒测量技术。由于GPS 载波频率高（其两种载波频率分别为1 1575.42L f MHz =、2 1227.6L f MHz =） 、波长短（1 19.05L cm λ=、2 24.45L cm λ=） ，相对于伪距测量而言，载波相位测量具有很高的距离测量精度（毫米级），并且具有很高的相对定位精度，因而GPS 测姿通常采用载波相位测量技术。 载波相位观测量是测定GPS 接收机所接收的卫星载波信号与接收机振荡器产生的参考载波信号之间的相位差。载波相位观测量理论上是GPS 信号在接收时刻的瞬时载波相位值。但实际上是无法直接测量出任何信号的瞬时载波相位值，测量接收到的是具有多普勒频移的载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。GPS 信号被接收机接收后，首先进行伪随机码的延时锁定，即实现对卫星信号的跟踪。一旦跟踪成功，接收机的本地伪随机码就与卫星的伪随机码严格对齐，给出伪距观测量。之后利用锁相环实现相位的锁定，锁相后接收机本地信号相位与GPS 载波信号相位相同，此时接收机本地信

号相位与初始相位的差即为载波相位观测量。 2.2 载波相位测量定位 图2-1 载波相位测量示意图 Figure 2-1 sketch map of carrier phase measuring 如图2-1所示，某一卫星s 在时刻t 发出相位为s φ的载波信号，经过一段传输距离ρ被接收机u 接收，此时载波相位为u φ，在由卫星s 至接收机u 传输距离上的相位变化为()s u φφ-。()s u φφ-包括载波相位的整周数和不足一周的小数部分。测定()s u φφ-之后，则卫星s 到接收机u 的距离ρ可以表示为： ()()0s u N ρλφφλφ=?-=?-? 其中：λ为GPS 载波信号的波长；0N 为载波相位的整周数；φ?为载波相位中不足一周的小数部分。 实际测量中，卫星s 发出的载波相位s φ是无法测量的，因此接收机振荡器便产生一个与卫星载波信号完全相同的参考信号，该参考信号相位等于载波信号的相位。GPS 接收机得到的载波相位实际上就是接收机接收到的载波信号与本振参考信号的相位差（如图2-2所示）。

三坐标测量位置度的方法及注意事项

三坐标测量位置度的方法及注意事项 位置度检测是机动车零部件检测中经常进行的一项常规检验。所谓“位置度”是指对被评价要素的实际位置对理想位置变动量的指标进行限制。在进行位置度检测时首先要很好地理解和消化图纸的要求，在理解的基础上选择合适的基准。位置度的检测就是相对于这些基准，它的定位尺寸为理论尺寸。 标签：三坐标；位置度 1 位置度的三坐标测量方法 1.1 计算被测要素的理论位置 ①根据不同零部件的功能要求，位置度公差分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向三种，可以根据基准体系及确定被测要素的理论正确位置的两个理论正确尺寸的方向选择适当的投影面，如XY平面、XZ平面、YZ平面。②根据投影面和图纸要求正确计算被测要素在适当投影面的理论位置。 1.2 根据零部件建立合适的坐标系。在PC-DMIS软件中，可以把基准用于建立零件坐标系，也可以使用合适的测量元素建立零件坐标系，建立坐标的元素和基準元素可以分开。 1.3 测量被测元素和基准元素。在被测元素和基准元素取点拟合时，最好使用自动程序进行，以减少手动检测的误差。 1.4 位置度的评价。①在PC-DMIS软件中，位置度的评价可以直接点击位置度图标。②在位置度评价对话框中包含两个页面，特征控制框和高级，首先根据图纸要求设置相应的基准元素，在基准元素编辑窗口中只会出现在编辑当前光标位置以上的基准特征，如图1所示。③基准元素设置完成，回到特征控制框选择被测元素，设置基准，输入位置度公差。④在位置度评价的对话框中选择高级，在此对话框中可以设置特征控制框尺寸的信息输出方式和分析选项。如图2的对话框，在标称值一栏中手动键入被测要素的理论位置值，点击评价。 1.5 在报告文本中刷新就可以看到所评价的位置度结果。 2 三坐标测量位置度的注意事项 2.1 评价位置度的基准元素选择和建立坐标系的元素选择有相似之处，都要用平面或轴线作为A基准，用投影于第一个坐标平面的线作为B基准，用坐标系原点作为C基准。如果这些元素不存在，可以用构造功能套用、生成这些元素。 2.2 对位置度公差的理解。如位置度公差值t前加注φ，表示公差带是直径

实验二 相位差测量

实验二相位差测量 一、实验目的 1、掌握将相位差转换为电压的原理。 2、掌握脉冲电压的脉宽与电压平均值成正比的原理。 3、掌握磁电系仪表的基本读数是电流（电压）的平均值。 4、了解硬件电路的设计方法和基本的硬件调试方法。 二、实验类型 综合型 三、实验仪器 四、实验原理 1、原理图

Y 图1 相位表原理图 2、 电路原理 此电路可以检测-180--+180的相位差。两路输入信号Y1、Y2经整形后成为两路与原信号同频率同相位的方波。方波送入异或门CD4070，CD4070的输出是电压脉冲，脉冲宽度与输入信号的相位差绝对值成正比。用磁电式仪表测CD4070的输出电压（根据磁电系仪表的原理，测量值为电压的平均值），测量值Uo 与脉冲宽度成线性关系。因此可得Uo 与输入信号的相位差绝对值成正比。输入信号的超前、滞后由LED 显示，当Y1超前Y2时，LED1亮；当Y1滞后Y2时，LED2亮。 3、 相位差与时间差的关系 360?=T Δt φ 4、 脉冲电压的平均值与脉宽成正比 T U a dt U T dt u T U H a H T av ===??0 011 其中：a ——脉宽。T ——脉冲电压周期。U H ——脉冲电压高电平。 5、 磁电系电压表的读数是电压的平均值。 五、实验内容和要求 1、内容和要求

搭出相位差测量电路，并在具体电路上验证，调系数。具体要求：掌握基本的硬件插接技术，布线必须正确、接触良好，其次要求布线合理、清晰、美观。 2、测量数据 构造如图2所示的电路，信号发生器产生频率为100Hz 的正弦波，调节RC 参数可以改变Y1（电源电压）与Y2（电阻电压，与回路电流同相位）之间的相位差，记为0j 。Y1和Y2作为相位表的输入信号，用磁电系电压表（或万用表测量）测量相位表的输出电压，当输出电压测出后，脉宽a 就可以算出来，a 算出来后，相位差也就可以算出来，记为1j ，比较0j 和1j 。记录发光二极管（LED ）的状态，用以确定两路正弦信号的相位关系（超前/滞后）。 表1 阻抗角测量记录表格 Vcc 图2 用相位表测量阻抗角 3、硬件调试方法 制作硬件时，若输出电压值或LED 的状态不正确，需调试硬件电路，找出错误并改正。建议采用以下方法调试硬件： （1）用电压表测量各点电压，或者用示波器观察各点波形。

载波相位测量原理

GPS 精密定位 载波相位测量原理 由于载波的波长远小于码的波长，所以在分辨率相同的情况下，载波相位的观测精度远较码相位的观测精度为高。例如，对载波L1而言，其波长为19cm ，所以相应的距离观测误差约为2mm ；而对载波L2的相应误差约为2．5mm 。载波相位观测是目前最精确最高的观测方法，它对精密定位上作具有极为重要的意义。但载波信号是一种周期性的正弦信号，而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分，因而存在着整周不确定性问题，使解算过程比较复杂。 由于GPS 信号已用相位调制的方法在载波上调制了测距码和导航电文，所以收到的载波的相位已不再连续(凡是调制信号从0变1或从1变0时，载波的相位均要变化1800)。所以在进行载波相位测量以前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取或波。这一工作称为重建载波。 一、 重建载波 恢复载波一般可采用两种方法：码相关法和平方法。采用码相关法恢复载波信号时用户还可同时提取测距信号和卫星电文。但采用这种方法时用户必须知道测距码的结构(即接收机必须能产生结构完全相同的测距码)。采用平方法，用户无需掌握测距码的码结构，但在自乘的过程中只能获得载波信号(严格地说是载波的二次谐波，其频率比原载波频率增加了一倍)，而无法获得测距码和卫星电文。码相关法和平方法的具体做法及其原理在接收机工作原理中曾介绍过。 二、 相位测量原理 若卫星S 发出一载波信号，该信号向各处传播。设某一瞬间，该信号在接收机R 处的相位为φR ，在卫星S 处的相位为φS ，φR 、φS 为从某一起点开始计算的包括整周数在内的载波相位，为方便计算，均以周数为单位。若载波的波长为λ，则卫星S 至接收机R 间的距离为ρ=λ（φS —φR ），但我们无法测量出卫星上的相位φS 。如果接收机的振荡器能产生一个频率与初相和卫星载波信号完全相同的基准信号，问题便迎刃而解，因为任何一个瞬间在接收机处的基准信号的相位就等于卫星处载波信号的相位。因此（φS —φR ）就等于接收机产生的基准信号的相位φK (T K )和接收到的来自卫星的载波信号相位φK j (T K )之差： )()()(k k k j k k j k T T T ??-=Φ 某一瞬间的载波相位测量值（观测量）就是该瞬间接收机所产生的基准信号的相位φK (T K )和接收到的来自卫星的载波信号的相位φK j (T K )之差。因此根据某一瞬间的载波相位测量值就可求出该瞬间从卫星到接收机的距离。 但接收机只能测得一周内的相位差，代表卫星到测站 距离的相位差还应包括传播已经完成的整周数N K j ： )()()(k k k j k j k k j k T T N T ??-+=Φ 假如在初始时刻t0观测得出载波相位观测量为： )()()(000t t N t k j k j k k j k ??-+=Φ N K j 为第一次观测时相位差的整周数，也叫整周模糊 度。 从此接收机开始由一计数器连续记录从t0时刻开始

三坐标测量位置度的方法及注意事项

三坐标测量位置度的方法及注意事项 三坐标测量位置度的方法及注意事项 摘要：位置度检测是机动车零部件检测中经常进行的一项常规检验。所谓"位置度";是指对被评价要素的实际位置对理想位置变动量的指标进行限制。在进行位置度检测时首先要很好地理解和消化图纸的要求，在理解的基础上选择合适的基准。位置度的检测就是相对于这些基准，它的定位尺寸为理论尺寸。 关键词：三坐标;位置度;方法 一、位置度的三坐标测量方法 1.1 计算被测要素的理论位置 ①根据不同零部件的功能要求，位置度公差分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向三种，可以根据基准体系及确定被测要素的理论正确位置的两个理论正确尺寸的方向选择适当的投影面，如XY平面、XZ平面、YZ平面。②根据投影面和图纸要求正确计算被测要素在适当投影面的理论位置。 1.2 根据零部件建立合适的坐标系。在PC-DMIS软件中，可以把基准用于建立零件坐标系，也可以使用合适的测量元素建立零件坐标系，建立坐标的元素和基准元素可以分开。 1.3 测量被测元素和基准元素。在被测元素和基准元素取点拟合时，最好使用自动程序进行，以减少手动检测的误差。

1.4 位置度的评价。①在PC-DMIS软件中，位置度的评价可以直接点击位置度图标。 ②在位置度评价对话框中包含两个页面，特征控制框和高级，首先根据图纸要求设置相应的基准元素，在基准元素编辑窗口中只会出现在编辑当前光标位置以上的基准特征，如图1所示。③基准元素设置完成，回到特征控制框选择被测元素，设置基准，输入位置度公差。 ④在位置度评价的对话框中选择高级，在此对话框中可以设置特征控制框尺寸的信息输出方式和分析选项。如图2的对话框，在标称值一栏中手动键入被测要素的理论位置值，点击评价。 1.5 在报告文本中刷新就可以看到所评价的位置度结果。 二、三坐标测量位置度的注意事项 2.1 评价位置度的基准元素选择和建立坐标系的元素选择有相似之处，都要用平面或轴线作为A基准，用投影于第一个坐标平面的线作为B基准，用坐标系原点作为C基准。如果这些元素不存在，可以用构造功能套用、生成这些元素。 2.2 对位置度公差的理解。如位置度公差值t前加注φ，表示公差带是直径为t的圆内的区域，圆心的位置由相对于基准A和B的理论值确定。(如图3) 如位置度公差值前加注Sφ，表示公差带是直径为t的球内的区域，球心的位置由相对于基准A、B和C的理论值确定。(如图4) 2.3 对于深度小于5mm的孔，可以直接计算测量其位置度。对于深度大于5mm的孔，必须采用先测量圆柱，然后与上、下端面求相交，再对交点求位置度的方法来控制测量误差，上、下端面一般是指整个孔的两端面。或者尽量取靠近两端面孔的截面位置，如果仅测量一个截面，求其位置度是不能保证此孔在整个长度范围上所有截面的位置度都合格的。因为交点是圆柱轴线与两端平面相交得到，不管轴线方向往哪个方向倾斜，如果两端交点位置度合格，中间各截面的位置度也应该是合格的。 2.4 对于有延伸公差带要求的，评价时要包含延伸的长度。 2.5 在位置度公差设置时，有时会出现[M] [L] 图标，它们的含义各不相同，其主要目的是为了尺寸公差和形状、位置度公差之间的相互补偿。 ①孔的最小实体位置度公差。

测量相位差的主要方法

一二测量相位差的方法主要有哪些？ 测量相位差可以用示波器测量，也可以把相位差转换为时间间隔，先测量出时间间隔，再换算为相位差，可以把相位差转换为电压，先测量出电压，再换算为相位差，还可以与标准移相器进行比较的比较法(零示法)等方法。 怎么用示波器来测量相位差? 应用示波器测量两个同频正弦电压之间的相位差的方法很多，本节介绍具有实用意义的直接比较法。将u1、u2分别接到双踪示波器的Y1通道和Y2通道，适当调节扫描旋钮和Y增益旋钮，使荧光屏显示出如图2.42所示的上、下对称的波形。 比较法测量相位差 设u1过零点分别为A、C点，对应的时间为t A、t C；u2过零点分别为B、D点，对应的时间为t B、t D。正弦信号变化一周是360°，u1过零点A比u2过零点B提前t B-t A出现，所以u1超前u2的相位。 u1超前u2的相位，即u1与u2的相位差为 (2.56) T为两同频正弦波的周期; ΔT为两正弦波过零点的时间差。 数字式相位计的结构与工作原理是什么?

三数字相位计框图 将待测信号u1(t)和u2(t)经脉冲形成电路变换为尖脉冲信号，去控制双稳态触发电路产生宽度等于ΔT的闸门信号以控制时间闸门的启、闭。晶振产生的频率为fc的正弦信号，经脉冲形成电路变换成频率为fc的窄脉冲。 在时间闸门开启时通过闸门加到计数器， 得计数值n，再经译码，显示出被测两信号的相位差。这种相位计可以测量两个信号的“瞬时”相位差，测量迅速，读数直观、清晰。 数字式相位计称做“瞬时”相位计，它可以测量两个同频正弦信号的瞬时相位，即它可以测出两同频正弦信号每一周期的相位差。 基于相位差转换为电压方法的模拟电表指示的相位计的测量原理是什么? 如图2.44所示，利用非线性器件把被测信号的相位差转换为电压或电流的增量，在电压表或电流表表盘上刻上相位刻度，由电表指示可直读被测信号的相位差。转换电路常称做检相器或鉴相器。常用的鉴相器有差接式相位检波电路和平衡式相位检波电路两种。 数字相位计框 图

最新垂直度误差、位置度误差的测量

垂直度误差、位置度误差的测量

任务五垂直度误差、位置度误差的测量 【课题名称】 平面零件的误差测量 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解线、面垂直度误差和面对称度误差的检测工具及测量方法。 二、能力目标 能够正确使用百分表进行测量，并准确计算误差值。 三、素质目标 熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。 四、教学要求 能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确的测量。 【教学重点】 百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【难点分析】 百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【分析学生】 该内容的难度较大，比较难理解，需要多做解释，学生才能够掌握。

【教学设计思路】 本次课内容较多，且内容难懂，建议分成2学时，以保证有更多的练习机会，由于实训条件所限，可以分组进行测量，对于垂直度的检测也应先讲测量原理和方法，再让学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。 【教学安排】 2学时 先讲后练，以练为主，加强巡视指导。 【教学过程】 一. 复习旧课 在形状和位置误差中，直线度、平面度的误差在平面零件中出现比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢？ 二、导入新课 需要应用什么测量工具来检测零件的垂直度和对称度呢？对于测量出来的数值又需要进行怎么样的处理才能得出正确的误差值？这是本次课程的主要内容。 三、讲授新课 垂直度和对称度误差的测量应用百分表或千分表作为量具，用标准平扳为基准面，借助于表座、方箱或直角尺座工具，将被测工件安放在基准面上进行检测。 线与面和面与面之间垂直度的检测方法相同，后者需要多测量几次。

数字式相位差测量仪说明书

目录 绪论 (1) 摘要 (2) 1 结构设计与方案选择 (3) 1.1 基于过零检测法的数字式相位差测量仪方法概述 (4) 1.1.1 相位－电压法 (4) 1.1.2 相位－时间法 (5) 1.2 方案的比较与选择 (6) 2 相位－时间法单元电路的原理分析与实现方法 (6) 2.1 前置电路设计与分析 (6) 2.1.1 放大整形电路的分析与实现 (6) 2.1.2 锁相倍频电路的分析与实现 (7) 2.2 计数器及数显部分的设计与分析 (9) 2.2.1 计数器部分的分析与实现 (9) 2.2.2 译码显示部分的分析与实现 (10) 3 结论 (12) 4 参考文献 (13) 附录1：元器件名细表 (14) 附录2：相位时间法总体电路原理图 (15) 附录3：相位时间法总体电路PCB板 (16) 附录4：相位时间法总体电路PCB板3D视图 (17)

随着科学技术突飞猛进的发展，电子技术广泛的应用于工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域中，而电子测量技术又是电子技术中进行信息检测的重要手段，在现代科学技术中占有举足轻重的作用和地位。数字相位差测试仪在工业领域中是经常用到的一般测量工具，比如在电力系统中电网并网合闸时，需要两电网的电信号相同，这就需要精确的测量两工频信号之间的相位差。更有测量两列同频信号的相位差在研究网络、系统的频率特性中具备重要意义。相位测量的方法很多，典型的传统方法是通过显示器观测，这种方法误差较大，读数不方便。为此，我们设计了一种数字相位差测量仪，实现了两列信号相位差的自动测量及数显。近年来，随着科学技术的迅速发展，很多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展，这使得仪器的使用比较简单，功能越来越多。 本低频数字相位测量仪主要是测量电压和电流的相位差，由整形放大电路、基本门电路、锁相倍频、计数译码等集成电路构成。测量的分辨率可达到0.1°，可测信号的频率范围为0Hz～250Hz，幅度为0.5Ⅴ，由于74HC4046的性能比较好，使得所制得的仪器精度相对较高，达到了任务书中所规定的要求。

位置度测量方法

位置度∮t：(每个)被测轴线必须位于直径为公差值∮t，由以对于基准的理论正确尺寸所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。 例法兰螺钉孔位置度： (1)用V型铁支承距离最远两端主轴颈（A-B），将螺纹检轴紧密旋入螺纹孔中，曲轴销孔中心旋转至X（水平）方向，用带有杠杆百分表的高度游标卡尺，将基准中心调整至等高（同时，将位置度检具某一平面调整水平后，固定）。分别测量各螺纹检轴中心线与基准中心线在X(水平)方向的误差值即：Fx。曲轴销孔中心旋转至Y(垂直)方向（同时位置度检具原垂直面为水平），此时测量各螺纹检轴中心线与基准中心线在Y方向的误差值即：Fy。位置度误差为：ΔF=2(Fx2+ fy2)1/2。 (2)用V型铁支承距离最远两端主轴颈（A-B），将螺纹检轴紧密旋入螺纹孔中，曲轴连杆轴颈基准(C)旋转至X（水平）方向，用带有杠杆百分表的高度游标卡尺，将基准中心调整至等高（同时，将位置度检具某一平面调整水平后，固定）。分别测量各螺纹检轴中心线与基准中心线在X(水平)方向的误差值即：Fx；曲轴连杆轴颈基准(C)旋转至Y (垂直)方向（使位置度检具原垂直面为水平），此时测量各螺纹检轴中心线与基准中心线在Y(垂直)方向的误差值即：Fy。螺纹孔位置度误差为：ΔF =2(Fx2+ Fy2)1/2。 取各螺纹检轴位置度误差最大值，作为评定的依据。 例定位销孔位置度 1、大柴：(1)销孔对基准平面的位置度(水平方向): 用V型铁支承距离最远的两个主轴颈（A-B）且调至等高，把检轴紧密插入销孔，慢慢调整曲轴，用带有杠杆百分表的高度游标卡尺将基准轴线调至等高后（同时，将位置度检具水平方向平面调整等高后，固定）。测量销孔中心与基准轴线高度差的二倍，即为销孔位置度误差。 (2) 销孔轴线对主轴颈轴线的位置度(垂直方向)：用V型铁支承距离最远的两个主轴颈（A-B）且调至等高，把检轴紧密插入销孔，慢慢调整曲轴，连杆轴颈基准(C)调整至 Y (垂直)方向（即位置度检具原垂直面为水平），并用带有杠杆百分表的高度游标卡尺，测量销孔中心线到基准轴线的数值与理论正确尺寸之差的二倍。即为销孔位置度误差。 2、上柴：(1)用V型铁支承距离最远两端主轴颈（A-B），将连杆轴颈基准(C)旋转至X（水平）方向，用带有杠杆百分表的高度游标卡尺将基准调整至等高（同时，将位置度检具水平方向平面调整等高后，固定）。分别测量销孔中心线与基准轴线在X(水平)方向的误差值即：Fx。曲轴连杆轴颈基准(C)旋转至Y(垂直)方向（即位置度检具原垂直面为水平），此时测量Y方向销孔中心线与基准的误差值即：Fy。销孔位置度误差为：f=2 。 3、潍柴用V型铁支承距离最远两端主轴颈（A-B）且等高，将连杆轴颈基准(C)旋转至X（水平）方向，用带有杠杆百分表的高度游标卡尺将基准调整至等高（同时，将位置度检具水平方向平面调整等高后，固定）。分别测量销孔中心线与基准轴线在X(水平)方向的误差值即：Fx。曲轴连杆轴颈基准(C)旋转至Y(垂直)方向（即位置度检具原垂直面为水平），此时测量Y方向销孔中心线与基准的误差值即：Fy。销孔位置度误差为：f=2 。 答案补充 比如 " 位置度￠0.3 A B C" 中位置度公式"△X的平方＋△Y的平方,再开根号.之后乘以2"