直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法研究
直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法研究[摘要]直流测速发电机的输出特性Ua=f(n)不是严格地呈线性特性，实际特
性与要求的线性特性之间存在误差。阐述了引起误差的各种原因，并提出了减少误差的方法。
[关键词]直流测速发电机误差分析减少误差
直流测速发电机作为自动控制系统中的校正元件，就其物理本质来说，是一种测量转速的微型直流发电机；从能量转换的角度看，它把机械能转换为电能，输出直流电；从信号转换的角度看，它把转速信号转换成与转速成正比的直流电压信号输出，因而可以用来测量转速。
一、自动控制系统对直流测速发电机的要求
自动控制系统对其元件的要求，主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。据此，直流测速发电机在电气性能方面应满足以下几项要求：
1．输出电压与转速的关系曲线（输出特性）；
2．输出特性的斜率要大；
3．温度变化对输出特性的影响要小；
4．输出电压的纹波要小；
5．正、反转两个方向的输出特性要一致。
二、直流测速发电机的误差及其减小的方法
实际上，测速发电机的输出特性不是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性特性间存在误差。
（一）温度影响。直流测速发电机Ua=f(n)为线性关系的条件之一是励磁磁通Ф为常数。实际上，电机周围环境温度的变化以及电机本身发热（由电机各种损耗引起）都会引起电机绕组电阻的变化。当温度升高时，励磁绕组电阻增大，励磁电流减小，磁通也随之减小，输出电压就降低。反之，当温度下降时，输出电压就升高。
为了减少温度变化对输出特性的影响，采取的措施一为将测速发电机的磁路设计得比较饱和。因为磁路饱和后，励磁电流变化所引起的磁通的变化较小。措施二为在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流；附
直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法
直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法 摘要：直流测速发电机的输出特性Ua=f(n)不是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性特性之间存在误差。阐述了引起误差的各种原因，并提出了减少误差的方法。 关键词：直流测速发电机误差分析减少误差论文毕业论文 直流测速发电机作为自动控制系统中的校正元件，就其物理本质来说，是一种测量转速的微型直流发电机；从能量转换的角度看，它把机械能转换为电能，输出直流电；从信号转换的角度看，它把转速信号转换成与转速成正比的直流电压信号输出，因而可以用来测量转速。 1 自动控制系统对直流测速发电机的要求 自动控制系统对其元件的要求，主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。据此，直流测速发电机在电气性能方面应满足以下几项要求： （1）输出电压与转速的关系曲线（输出特性）RL =∞ 应为线性Ua=K*n，如图1所示。RL1 （2）输出特性的斜率要大； （3）温度变化对输出特性的影响要小； （4）输出电压的纹波要小； （5）正、反转两个方向的输出特性要一致。 可以看出，第（2）项要求是为了提高测速发图1: 不同负载电阻时的电机的灵敏度。因为输出特性斜率大，即△U/△n大，理想输出输出特性这样，测速机的输出对转速的变化很灵敏。负载时输出电压与转速的关系式为：Ua=CeΦ*n/(1+Ra/Rl) 如果式中Ф、Ra和Rl都能保持常数，则Ua与n之间仍呈线性关系，只不过随着负载电阻的减小，输出特性的斜率变小而已，如图1所示。第（1）、（3）、（4）、（5）项的要求是为了提高测速机的精度。因为只有输出电压与转速成线性关系，并且正、反转时特性一致，温度变化对特性的影响越小，输出电压越稳定，输出电压才越能精确地反映转速，才能有利于提高整个系统的精度。 2 直流测速发电机的误差及其减小的方法 实际上，测速发电机的输出特性不是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性
发电机的运行特性
1.为什么发电机在并网后，电压一般会有些降低？ (2) 2.为什么调节无功功率时有功功率不会变，而调节有功功率时无功功率会自动变化？ (2) 3.发电机运行时为什么会发热？ (2) 4.定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？ (2) 5.大修后的发电机为什么要做空载和短路试验？ (2) 6.什么是保护接地与保护接零？ (3) 7.发电机启动前，对碳刷和滑环应进行那些检查？ (3) 8.发电机升压操作时应注意什么？ (3) 9.发电机并解列前为什么必须投入主变中性点地刀？ (3) 10.何谓发动机的调相运行？如何实现？ (4) 11.何谓发动机的进相运行，应注意什么，为什么？ (4) 12.何谓发动机自励磁，一般在什么情况下发生，如何避免？ (4) 13.失磁现象？ (4) 14.转子两点接地的危害表现为： (5) 15.发动机非全相运行的危害？ (5) 16.与发电厂相连的线路在什么情况下可采用零起升压？ (5) 17.定子单相接地时对发电机是否有危险? (5) 18.转子一点接地时发电机是否可以继续运行？ (6) 19.发电机为什么要做直流耐压试验并测泄漏电流? (6) 20.发电机的空载特性试验有什么意义?做发电机空载特性试验应注意哪些事项? (6) 21.发电机产生轴电压的原因是什么？它对发电机的运行有何危害？ (6)
1.为什么发电机在并网后，电压一般会有些降低？ 对于发电机来说，一般都是迟相运行，他的负载也一般是阻性和感性负载。当发电机升压并网后，定子绕组流过电流，此电流是感性的，感性电流在发电机内部的电枢反应作用比较大，他对转子磁场起削弱作用，从而引起端电压下降。当流过的只是有功电流时，也有相同的作用，只是影响比较小。这是因为定子绕组流过电流时产生磁场，这个磁场的一半对转子磁场起助磁作用，而另一半起去磁作用，由于转子磁场的饱和性，助磁一方总是弱于去磁的一方。因此，磁场会有所减弱，导致端电压有所下降。 2.为什么调节无功功率时有功功率不会变，而调节有功功率时无功功率会自动变化？ 调无功功率时，因为励磁电流的变化引起功角的变化，从式看出，当发电机电动势增加，SIN￥值减小时，有功基本不变。 调有功功率时，对无功功率输出的影响就较大。发电机能不能送无功功率与电压差有关这个电压差指的是发电机电动势和端电压（系统电压）的同相部分的电压差，只有这个电压差才产生无功电流。当发电机送出有功功率，电动势就与系统电压错开一个角度，这样无功电压变小了。当有功变化越大，差角就越大，无功电压更小，因此无功自动减小，反之，当差角减小，无功会自动增加。 3.发电机运行时为什么会发热？ 任何机器运转都会产生损耗，发电机也不例外，运行时他的内部损耗也很多。大致分四类： 铜损是指定子绕组的导线流过电流后在电阻上产生的损耗，即I2R而且定子槽内的导线产生的集肤效应额外引起损耗。 铁损是指铁芯齿部和轭部所产生的损耗，他有两种形式，一种是涡流损耗，另一种是磁滞损耗。涡流损耗是由于交变磁场产生感应电动势，在铁芯中引起涡流导致发热；磁滞损耗是由于交变磁场而使铁磁性材料克服交变阻力导致发热。 励磁损耗是转子绕组的电阻损耗。 另外，机械损耗就容易理解了。 这四种损耗都将使绕组、铁芯或其他部件发热，因此发电机在运行中会发热，这是不可避免的。 4.定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？ 发电机的中性点是绝缘的，如果一相接地，乍看构不成回路，但是由于带电体与处于地电位的铁芯间有电容存在，发生一相接地，接地点有会有电容电流流过。单相接地电流的大小，与接地线匝的份额a成正比。当机端发生金属性接地，接地电流最大，而接地点越靠近中性点，接地电流愈小，故障点有电流流过，就可能产生电弧，当接地电流大于5A时，就会有烧坏铁芯的危险。 5.大修后的发电机为什么要做空载和短路试验？ 这两个试验都属于发电机的特性和参数试验，他与预防性试验的目的不同。这类试验是为了了解发电机的运行性能、基本量之间的关系的特性曲线以及被电机结构确定了的参数。做这些试验可以反映电机的某些问题。 空载试验是指电机以额定转速空载运行时，其定子电压与励磁电流之间的关系。他的用途很多，利用特性曲线，可以断定转子线圈有无匝间短路，也可判断定子铁芯有无局部短路如有短路，该处的涡流去磁作用也将使励磁电流因升至额定电
直流、交流测速发电机的工作原理
直流、交流测速发电机的工作原理 来源：机械专家网发布时间：2010-03-20 机械专家网 一、直流测速发电机： 1、直流测速发电机的工作原理：在空载时，直流测速发电机的输出电压就是电枢感应电动势。显然输出电压与转速成正比。 2. 误差分析 直流测速发电机的输出电压与转速要严格保持正比关系在实际中是难以做到的，其实际的输出特性为图中实线，造成这种非线性误差的原因主要有以下三个方面： （1）电枢反应 直流测速发电机负载时电枢电流会产生电枢反应，电枢反应的去磁作用使气隙磁通Φ0减小，使输出电压减小。从输出特性看，斜率将减小，而且电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越显著，输出特性斜率减小越明显，输出特性直线变为曲线。 （2）温度的影响 如果直流测速发电机长期使用，其励磁绕组会发热，其绕组阻值随温度的升高而增大，励磁电流因此而减小，从而引起气隙磁通减小，输出电压减小，特性斜率减小。温度升得越高，斜率减小越明显，使特性向下弯曲。 可在励磁回路中串接一个阻值较大而温度系数较小的锰铜或康铜电阻，以减小由于温度的变化而引起的电阻变化，从而减小因温度而产生的线性误差。 （3）接触电阻 如果电枢电路总电阻包括电刷与换向器的接触电阻，那么输出电压受接触电阻压降影响总是随负载电流变化而变化，当输入的转速较低时，接触电阻较大，使此时本来就不大的输出电压变得更小，造成的线性误差很大；当电流较大的，接触电阻较小而且基本上趋于稳定的数值，线性误差相对而言小得多。 另外，直流测速发电机输出的是一个脉动电压，其交变分量对速度反馈控制系统、高精度的解算装置有较明显的影响。 二、交流测速发电机： 交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。在实际应用中异步测速发电机使用较广泛。 交流异步测速发电机工作原理 交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。 ·空心杯转子异步测速发电机原理： 当定子励磁绕组外接频率为 f的恒压交流电源 u，励磁绕组中有电流 i流过，在直轴（即轴）上产生以频率 f脉振的磁通。 在转子不动时，脉振磁通在空心杯转子中感应出变压器电势（空心杯转子可以看成有无数根导条的笼式转子，相当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器的一次绕组），产生的磁场与励磁电源同频率的脉振磁场，在转子转动时，转子切割直轴磁通，在杯型转子中感应产生旋转电势，其大小正比于转子转速，并以励磁磁场的脉振频率交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势在杯型转子中产生交流短路电流，若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么此短路电流所产生的脉振磁通在空间位置上与输出绕组的轴线一致，因此转子脉振磁场与输出绕组相交链而产生感应电势。输出绕组感应产生的电势实际就是交流异步测速发电机输出的空载电压，其大小正比于转速，其频率为励磁电源的频率。
直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法研究
直流测速发电机测速误差分析及减小误差的方法研究[摘要]直流测速发电机的输出特性Ua=f(n)不是严格地呈线性特性，实际特 性与要求的线性特性之间存在误差。阐述了引起误差的各种原因，并提出了减少误差的方法。 [关键词]直流测速发电机误差分析减少误差 直流测速发电机作为自动控制系统中的校正元件，就其物理本质来说，是一种测量转速的微型直流发电机；从能量转换的角度看，它把机械能转换为电能，输出直流电；从信号转换的角度看，它把转速信号转换成与转速成正比的直流电压信号输出，因而可以用来测量转速。 一、自动控制系统对直流测速发电机的要求 自动控制系统对其元件的要求，主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。据此，直流测速发电机在电气性能方面应满足以下几项要求： 1．输出电压与转速的关系曲线（输出特性）； 2．输出特性的斜率要大； 3．温度变化对输出特性的影响要小； 4．输出电压的纹波要小； 5．正、反转两个方向的输出特性要一致。 二、直流测速发电机的误差及其减小的方法 实际上，测速发电机的输出特性不是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性特性间存在误差。 （一）温度影响。直流测速发电机Ua=f(n)为线性关系的条件之一是励磁磁通Ф为常数。实际上，电机周围环境温度的变化以及电机本身发热（由电机各种损耗引起）都会引起电机绕组电阻的变化。当温度升高时，励磁绕组电阻增大，励磁电流减小，磁通也随之减小，输出电压就降低。反之，当温度下降时，输出电压就升高。 为了减少温度变化对输出特性的影响，采取的措施一为将测速发电机的磁路设计得比较饱和。因为磁路饱和后，励磁电流变化所引起的磁通的变化较小。措施二为在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流；附
多普勒雷达测速
多普勒雷达测速 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
多普勒雷达多普勒雷达测速是一种直接测量速度和距离的方法。在列车上安装多普勒雷达，始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，根据多普勒频移效应原理，在发射波和反射波之间产生频移，通过测量频移就可以计算出列车的运行速度，进一步计算出列车运行的距离。克服了车轮磨损、空转或滑行等造成的误差，可以连续测速、测向和定位。 多普勒效应 当发射源(或接收者)相对介质运动时，接收者接收到的电磁波的频率和发射源的频率不同，这种现象被称为多普勒效应。 物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移)。 在运动的波源后面，产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移)。 波源的速度越高，所产生的效应越大。根据光波红／蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。 多普勒效应 ，介质中波速为c则 假设原有波源的波长为λ，频率为f (1)当波源静止不动Vs=0，观察者以V0相对波源移动(向波源方向) (2)当观察者静止不动V0=0，波源以Vs相对观察者移动(向观察者方向) (3)当波源移动速度为Vs，观察者移动速度为V0，相对运动，此时介质中的波长和观察者接收到的波的个数都有变化 多普勒雷达的测速原理 多普勒雷达法利用多普勒效应测量列车运行速度。在车头位置安装多普勒雷达，雷达向地面发送一定频率的信号，并检测反射回来的信号。由于列车的运动会产生多普勒效应，所
以检测到的信号其频率与发送的信号频率是不完全相同的。如果列车在前进状态，反射的信号频率高于发射信号频率；反之，则低于发射信号频率。而且，列车运行速度越快，两个信号之间的频率差越大。通过测量两个信号之间的频率差就可以获取列车的运行方向和即时运行速度，对列车的速度进行积分就可得到列车的运行距离。 多普勒雷达的测速原理 雷达发射电磁波的频率为F，在介质中的传播速度为c，发射角为a1，当雷达以速度V平行于反射面运动(反射面静止)，则在反射面接收到的波频率为f1 而此时反射面把波反射回去，相当于波源(静止)，雷达接收反射回来的波，相当于观察者(平行反射面速度为V)，由于雷达的运动，入射角为a2，则雷达接收到的波频率为f2 多普勒雷达的测速原理 发射波与接收波的频移为 由于雷达运动的速度V远远小于电磁波的速度c，可以近似认为入射角a2=a1，则频移将上式展为泰勒级数，并舍去高次项，可得 也就是说，发射波与入射波之间的频移fr与雷达的速度V沿发射波方向的分量的大小成正比。如果发射角a1固定，则频移fr就是与雷达速度V成正比，只要测量出频移fr的值，就可以计算出雷达的运动速度V 误差来源 ?为了简化计算，减少处理难度，一般都会取简化后的公式来计算，然而，由于简化公式是通过舍入的方法进行简化得，简化公式与原公式之间存在一定误差，这样在使用简化公式之前就要先考虑这个误差对计算的影响。 ?列车运行的过程中，由于轨面不平整或其他原因，列车会产生振动，但列车的振动基本上都是车体的高频上下小幅度运动
1永磁式直流测速发电机
1永磁式直流测速发电机 一、实验任务 1 直流测速发电机空载输出特性 2 直流测速发电机负载输出特性 二、实验原理 测速发电机是一种测量转速信号的元件，它将输入的机械转速变换为电压信号输出，且输出电压与转速成正比。在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件，用以测量转速或调节和稳定转速。 测速发电机有交直流两大类，交流测速发电机有异步和同步之分，直流测速发电机根据励磁方式不同，又可分为永磁式和他励磁式之分。本处使用的是永磁式直流测速发电机。三、实验方法 2、屏上挂件排列顺序 D51 3、按图7-1接线。图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，R f1选用R1上900Ω阻值分压接法，R1选用R2上180Ω阻值，R Z选用MET01上10K/8W功率电阻，并把R1、R Z调至最大，电流表A1、A2选用MET01上对应的仪表，开关S断开。 图7-1 直流测速发电机接线图 4、先接通励磁电源，调节电阻R f1使励磁电流达到最大的位置，接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小。调节电阻R f1、R1转速达2400r/min，然后逐渐使电机减速（电阻R1调至最大位置以后可降低电枢电源的输出电压来降低转速）。记录对应的转速和输出电压。共测取8~9组数据记录于表7-1中。 5、合上开关S，重复上面步骤，记录8-9组数据于表7-2中。
四、实验报告 1、作出空载时的U=f(n)曲线。 2、作出负载时的U=f(n)曲线。 三、思考题 1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？ 2、在自动控制系统中主要起什么作用？ 2控制式自整角机 一、实验目的 1、通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数 2、掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性 二、预习要点 1、控制式自整角机的工作原理和运行特性 2、控制式自整角机的主要技术指标 三、实验项目 1、测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ） 2、测定比电压Uθ和零位电压U0 四、实验方法 1、测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ） （1）按图7-8接线。发送机加额定电压，旋转发送机刻度盘至0o位置并固紧。 （2）用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，接在L1′、L2′两端的数字电压表就有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。 （3）然后，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，在指针每转过10 o时测量一次自整角变压器的输出电压U2。测取各点U2及θ值并记录于表7-16中。 表7-16
三相同步发电机的运行特性完整版
三相同步发电机的运行特性 、实验目的 1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2、由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。 二、预习要点 1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=n N、I=0 的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f) 。 3、三相短路实验：在n=n N、U=0 的条件下，测取三相短路特性曲线I K =f(I f)。 4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈的0条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5、外特性：在n=n N、I f=常数、cos φ =1和cos φ =0.8滞(后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I) 。 6、调节特性：在n=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I) 。 四、实验方法 1 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、测定电枢绕组实际冷态直流电阻被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1 中。
源 电 磁 励 2 5 ＋D ＋D 图 5-1 三相同步发电机实验接线 图 4、空载实验 (1) 按图 5-1 接线， 校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发 电机Ｇ Ｓ旋转， ＧＳ的定子绕组为 Y 形接法 (U N =220V) 。R f2用 R4 组件上的 90Ω与 90Ω 串联加 R6 上 90Ω 与 90Ω并联共 225Ω 阻值， R st 用 R2 上的 180Ω 电阻值， R f1用 R1 上的 1800Ω电阻值。开关 S 1， S 2 选用 D51 挂箱。 (2) 调节 D52 上的 24V 励磁电源串接的 R f2 至最大位置。调节 MG 的电枢串联电阻 R st 至最大值， MG 的励磁调节电阻 R f1 至最小值。开关 S 1、S 2 均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋 转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在 “关 ”断的位置，作 好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关， 按下 “启动 ”按钮,接通励磁电源开关， 看到电流表 A 2有励磁电 流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关 ,起动 MG 。MG 起动运行正常后 , 把 R st 调至最小，调节 R f1使 MG 转速达到同步发电机的额定转速 1500 r/min 并保持恒定。 (4) 接通 GS 励磁电源，调节 GS 励磁电流 (必须单方向调节 )，使 I f 单方向递增至 GS 输出电压 U 0≈ 1.3U N 为止。 (5) 单方向减小 GS 励磁电流，使 I f 单方向减至零值为止，读取励磁电流 I f 和相应的空载电压 U 0。 (6) 共取数据 7～9 组并记录于表 5-2 中。 表 5-2 n=n N =1500r/min I=0 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I(mA) 48.1 26.7 33.8 33.8 26.7 40.8 26.7 33.5 47.1 U(V) 0.76 0.42 0.53 0.53 0.42 0.64 0.42 0.53 0.74 R(Ω) 63.3 63.6 63.8 63.8 63.6 63.8 63.6 63.2 63.6 COSФ R L S 1 R L A R L I C R f2 ＋ x A MG X ＋ y B V 1 C 同步电机 励磁绕组 同步电机 电枢绕组 TG R t s 源 电 磁 励 GS 3~ 励磁绕组
气垫导轨实验中的误差分析与计算
气垫导轨实验中摩擦阻力的修正 胡晓琳 050715 1 引言 普通物理力学实验中气垫导轨上滑块运动的各种实验,对理工科的教学来说,是最基本的实践环节。传统的实验方法是手工测量物体运动的距离、时间等,然后再通过必要的计算得到速度、加速度等物理量。这种手工操作会带来测量误差,而且学生也不能及时、直观地观察实验结果。如果能通过检测环节自动完成测量,并将实验数据用计算机进行处理,以图表的形式实时地显示出来,则会大大提高实验效果。气垫导轨(简称气轨)是近代在我国出现并逐渐普及的一种新兴低摩擦实验装置，它利用从导轨表面的小孔中喷出的压缩空气，使导轨表面和滑块之间形成一层很薄的气膜——气垫，将滑块浮在导轨上，由于气垫的漂浮作用，使在力学实验中难以处理的滑动摩擦力转化为气层间的粘滞性内摩擦力，使该因素引起的误差减小到近可忽略的地位;提高了实验精度。其次在计时方法上又采用了光电计时手段，使 ,,34时间的测量精度达到的量级。基于以上两方面的优点，近年来利用气垫导轨开设10~10 了许多实验，收到了良好的教学效果(但也存在一些不足，即由于所采用的实验测量方法不恰当或对实验过程中应予考虑的系统误差未作修正，使实验结果的误差比预期大得多，影响了这一新型教学仪器的作用发挥。因而，如何采用合理的实验方法，深入分析气垫导轨实验的误差来源和修正就成了实验中急待解决的问题(本文就这一问题作分析讨论。 气垫导轨实验中误差的来源是多方面的，有系统误差也有偶然误差(本文着重于对气垫导轨实验中的系统误差进行分析，至于偶然误差的原因和其它力学实验中的偶然误差并无特殊的区别，这里不作讨论。如何调整气轨的水平状态，是减小系
一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法
一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法 本文介绍了一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法。根据飞行数据样本计算出补偿因子，将补偿因子折算到雷达天线波束指向角中，通过修正天线波束指向角完成对雷达前向测速误差的修正。 标签：多普勒雷达，前向测速误差，天线波束指向角; 1 引言 多普勒测速雷达主要测量飞机或导弹等载体坐标系下的三轴向速度，供惯导系统实现惯性/多普勒组合导航功能。现有多普勒雷达多用于飞机上，对雷达测速精度要求不是很高，随着技术的发展和改进，多普勒雷达开始应用于弹用领域，对其体积、重量、特别是精度的要求更高，其精度指标要高于飞机上一倍左右。 弹用多普勒雷达的测速误差，包括内部和外部两种因素。内部因素主要有发射机的频率稳定度、频率跟踪器的跟踪精度、有限波束宽度引起的误差、天线轴线精度。内部因素是在雷达设计制造过程中产生的误差，在雷达设计时可对这些误差进行估计和控制。频率跟踪器的跟踪精度除了设计中元器件产生的误差还有在调试中人为的因素，因此在调试中需要控制每部产品频率跟踪器的跟踪误差，保证将每部产品频率跟踪器的跟踪误差降到最小，这样可以确保每部产品的一致性。外部因素主要有天线波束指向角测量误差、不同地貌散射引起的误差，外部因素在设计时无法对其进行准确估计。 弹用多普勒雷达安装在载体底部，采用“X”形配置四波束分时收发方式，每个波束有两个波束指向角α和λ，天线测试时需要分别测量这两个波束指向角，根据多普勒雷达速度公式，天线波束指向角参与雷达速度计算，因此天线波束指向角的测量精度直接影响着雷达的测速精度。雷达天线的测量采用平面近场测量技术，天线波束指向角的测量误差有场地校准误差，扫描架Z向位置误差，电缆相位误差，方向图峰值位置，探头安装准直，多次反射，扫描架热变形，其中场地校准误差可以计算出来，其余误差随机性较大，无法准确修正。 雷达的电磁波照射在各种不同地貌之间，照射的地表散射系数存在很大的变化。地貌偏差引起的速度误差量级公式如下： 通过公式〈1〉可以看出，速度误差量级公式与波束宽度、反射系数及载体速度有关，波束宽度在雷达设计时已固定，因此不同的地貌反射系数与载体速度会产生速度误差，弹用多普勒雷达在飞行中侧向速度很小，引起的误差可以忽略不计，但前向速度很大，其速度约是飞机上的数倍，因此较小的地貌偏差都會引起量级的误差，如果不进行修正则会引起弹用多普勒雷达的前向测速误差增大。由于地貌特性及种类比较复杂，很难选取一个合适因子来适应各种地貌。因此可
直流发电机的工作特性实验报告范本
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ 直流发电机的工作特性实验报 告
编号：FS-DY-20379 直流发电机的工作特性实验报告 篇一：直流发电机实验报告 一、实验目的 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二、预习要点 1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？ 3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？ 三、实验项目
1、他励发电机实验 （1）测空载特性保持n=nN使IL=0，测取U0=f（If）。 （2）测外特性保持n=nN使If=IfN ，测取U=f（IL）。 （3）测调节特性保持n=nN使U=UN，测取If=f（IL）。 2、并励发电机实验 （1）观察自励过程 （2）测外特性保持n=nN使Rf2=常数，测取U=f（IL）。 3、复励发电机实验 积复励发电机外特性保持n=nN使Rf2＝常数，测取U ＝f（IL）。 四、实验设备及挂件排列顺序 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序D31、D44、D31、D42、D51 五、实验方法1、他励直流发电机 励磁电源图2－3直流他励发电机接线图 按图2-3接线。图中直流发电机G选用DJ13，其额定值PN＝100W，UN＝200V，IN＝0.5A，nN＝1600r/min。校正直流测功机MG作为G的原动机（按他励电动机接线）。MG与
浅析车辆GPS测速原理及误差来源
浅析车辆GPS测速原理及误差来源 摘要：随着GPS技术的发展，不仅为各个运动载体进行定位，还可以测出其速度，本文基于GPS给出了车辆测速的基本原理以及误差来源，为进一步精确测速做了进一步的研究。 关键词：GPS测速，车辆，误差源 1.车GPS导航系统的概念 GPS是全球卫星导航系统，主要由三部分组成：空间段、地面控制段、用户接受收段。空间段：在距地面二万公里的轨道上分布有24颗卫星，这些卫星覆盖了全球各个角落，保证了卫星的可见性，可以在全球的任何地方，任何时间都至少能看到4颗卫星【1】。因此，能在全球范围内全天候提供高精度的三维位置（经度、纬度、高度）、速度和精确时间的数据信息。地面控制部分：主要任务是保证卫星导航数据的质量，验证卫星是否正常收到更新的导航卫星信号并由微机进行数据处理，得到定位数据。无线电通信系统主要是将GPS获得的定位信号实时发送给监控中心站，可选择150MHZ、230MHZ、450MHZ、800MHZ短波等频段的专用移动通信网或集群调度系统通信网。用户接收部分：它是由许多移动目标站组成。监控中心站将接收由GPS移动目标站发出的定位报警信号，经计算机自理后，移动目标就在地图上显示，从而迅速得到反映出现场的各种信息，做到实时跟踪、调度、处置。 2.GPS测速原理 根据测速原理和方法的不同，GPS测速方法大致有以下四种：一是利用GPS 的定位功能，通过位置差分法计算出速度；二是利用多普勒频移来获取速度；三是利用载波相位动态时差法进行速度测量；四是单点测速方法，是目前最先进的GPS测速技术。 2.1.位置差测速 根据历元和的位置向量和，求历元的载体速度： （2-1） 其中为GPS 采样间隔。式（2-1）中确定的速度为载体在时间的平均速度，如果采样间隔趋近于0，则该平均速度即为瞬时速度。 2.2.多普勒频移测速 卫星的多普勒频移观测值方程为：
测速发电机
3-1何为测速发电机？ 答：测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置。它能把机械转速变换成电压信号输出，其输出电压与输入的转速成正比关系。 3-2．何为直流测速发电机的输出特性？在什么条件下是线性特性？产生误差的原因有哪些? 答：输出电压与转速之间的关系称为直流测速发电机的输出特性；当不考虑电枢反应，且认为Φ、a R 及L R 都不变时，输出电压 a U 与转速成线性关系，即直流测速发电机的输出特性是线性特性。产生误差的原因：电枢反应的影响、电刷接触电阻的影响、电刷位置的影响、温度的影响、文波影响。 3-3为什么直流测速发电机在使用时转速不宜超过规定的最高转速?而负载电阻不能小于规定值? 答：因为电枢反应和延迟换向的去磁效应使线性误差随着转速的增高或负载电阻的减少而增大。因此，在使用时必须注意发电机的转速不能超过规定的最高转速，负载电阻不能小于规定的最小电阻值。 3-4．若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否—样?为什么? 答：当直流测速发电机带负载运行时，若电刷没有严格地位于几何中性线上，会造成测速发电机正反转时输出电压不对称，即在相同的转速下，测速发电机正反向旋转时，输出电压不完全相等。 因为，当电机正转时，电刷顺转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起去磁作用，使气隙磁通减小，电枢绕组的感应电动势减少，输出电压也随之减少；当电机反转时，电刷逆转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起增磁作用，使气隙磁通增加，电枢绕组的感应电动势增大，输出电压也随之增大；所以此时电机正、反转时的输出特性是不一样的。 3-5．为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构？ 答：根据结构特点笼形转子异步测速发电机输出斜率大，但线性度差，相位误差大，剩余电压高。而空心杯形转子异步测速发电机的精度较高，转子转动惯量也小，性能稳定好。因此，异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构。 3-6．异步测速发电机转子不转时，为什么没有电压输出？转动时为什么输出电压与转速成正比？ 答：因为，转子不转时，励磁电流产生的脉动磁通d Φ 在 变压器电动势和电流，由于输出绕组与励磁绕组在空间相差900电角度，d Φ 不 能在输出绕组中感应电动势，因此，输出绕组没有电压输出；转子转动时，由于转子绕组切割直轴磁场d Φ ，产生感应电动势（切割电动势）?r E ，此电动势产生同频率的转子电流，忽略电抗的影响，可以认为感应电动势（切割）和转子电流同相位，转子电流产生频率为f1的交轴脉动磁通?Φq 与输出绕组的轴线方向
多普勒测速雷达速度转换的误差分析
多普勒测速雷达速度转换的误差分析 发表时间：2019-10-17T11:56:06.213Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：彭俊玮[导读] 摘要：针对高稳频率源如何影响雷达测速精度问题，构建基于频率源分析雷达测速精度的理论模型，利用同步校频和互备双锁相环（PLL）改进方案实现了高稳高可靠频率源，然后通过静态模拟试验和动目标跟踪试验，分析频率源幅度、准确度、稳定度及同步校频、锁相环等模块对多普勒和测速精度的影响。 通号城市轨道交通技术有限公司北京市 100070 摘要：针对高稳频率源如何影响雷达测速精度问题，构建基于频率源分析雷达测速精度的理论模型，利用同步校频和互备双锁相环（PLL）改进方案实现了高稳高可靠频率源，然后通过静态模拟试验和动目标跟踪试验，分析频率源幅度、准确度、稳定度及同步校频、锁相环等模块对多普勒和测速精度的影响。结果表明，锁相环能够提升频率源短稳，降低雷达测速随机误差，同步校频能够减小本地铷钟与外部基准的频差，减小雷达测速系统误差，通过双源和双锁相环的设计，频率源切换或锁相环路切换时，也能够保证测速雷达系统正常工作。 关键词：多普勒测速雷达；速度转换；误差 引言 激光多普勒测速雷达具有响应速度快、测量精度高、测量动态范围宽、可测多维矢量速度等优点，被广泛应用于科研教育、工业测量、海洋测风和深空探测等领域。本文首先介绍激光多普勒测速雷达的系统框图及关键技术，着重分析了激光多普勒测速雷达的信号处理算法。 1、多普勒效应及测速原理 当无线电波在传播的过程中碰到物体时会反弹，而且反弹回来的电波频率以及振幅会随着碰撞物体的运动情况而变化。具体表现为：如果物体远离电磁波源运动时，接收到的频率较波源的实际频率降低：如果物体是向着电波发射的方向传播，此时碰撞后所反弹回来的电波频率会被压缩，即频率会增加。频率降低或者升高的变化频率叫做多普勒频率。这种由于相对运动引起的频率变化，称为“多普勒效应”。 多普勒频率一般用户表示，按照简单的运动学理论进行推导即可得到以下表达式： 上式中，c为光速，价为运动目标的速度，f。为发射波频率。由上式可见，工作波长越小，速度的分辨率就越高。所以毫米波多普勒效应获得了广泛应用。系统中关键的参量为发射频率（信号源频率），距离，运动速度，发射信号的功率，天线增益性能和物体的反射特性等。而其中射频系统中的性能指标决定了雷达的测速精度。 2、速度转换公式 物体切向速度v描述了物体在水平坐标系中的运动特性.雷达测量的径向速度vr必须经几何变换才能得到切向速度v.图1为测速雷达的参数几何关系. 图1 测速雷达参数几何关系 在图1中，A为雷达天线相位中心至物体运动路由中心线的距离，B为上述距离的垂足至最大可能拐点距离，U为最大可能拐点至物体的距离，R为雷达至物体的距离.从图1几何关系可知：R2=A2+（U+B）2，将等式求导得： 式（3）为多普勒测速雷达速度转换公式.式中距离R由径向速度vr数字积分获得。 3、试验分析 3.1 多普勒分析 用信号源模拟下行信号，信号源连接基准源，测试同源情况下测速精度情况，如果信号源不连接基准频率源，测试非同源情况下测速精度，输出点频信号fＲ，雷达接收电平设置为－120dBW，每10分钟记录一组数据，观察分析多普勒记录数据。 3.1.1 频率源幅度和频率偏移对多普勒影响 首先测试10MHz基准频率源信号幅度对测速雷达的影响，10MHz基准频率源幅度指标为450mV，改变信号源输出10MHz信号的幅度，从500mV逐渐变到60mV后，时频锁相环失锁，报故障状态，说明10MHz信号幅度在60mV以上时，测速雷达可以正常工作。反之，从60mV增大至最大1000mV，雷达系统均能正常工作。信号源用内部的基准，外部频率源输出10MHz信号，测试外10MHz信号频偏1Hz，0．5Hz，0．2Hz，0．1Hz和0．05Hz情况下多普勒变化情况，图2为同步校频模块原理图。
三相同步发电机的运行特性报告
三相同步发电机的运行特性 一、实验目的 1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2、由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。 二、预习要点 1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=n N、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f)。 3、三相短路实验：在n=n N、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线I K=f(I f)。 4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5、外特性：在n=n N、I f=常数、cosφ=1和cosφ=0.8(滞后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I)。 6、调节特性：在n=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I)。 四、实验方法 1、实验设备 序号型号名称数量 1MET01电源控制屏1台 2DD03不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件 3DJ23校正直流测功机1台 4DJ18三相凸极式同步电机1台 5D34-2智能型功率、功率因数表1件 6D51波形测试及开关板1件 7D52旋转灯、并网开关、同步机励磁电源1件 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、测定电枢绕组实际冷态直流电阻 被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1中。 表5－1 室温20℃ 绕组Ⅰ绕组Ⅱ绕组Ⅲ
I(mA) 48.126.733.833.826.740.826.733.547.1U(V) 0.760.420.530.530.420.640.420.530.74R(Ω) 63.363.663.863.863.663.863.663.263.6 图5-1 三相同步发电机实验接线图 4、空载实验 (1) 按图5-1接线，校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机ＧＳ旋转，ＧＳ的定子绕组为Y 形接法(U N =220V)。R f2用R4组件上的90Ω与90Ω串联加R6上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值，R st 用R2上的180Ω电阻值，R f1用R1上的1800Ω电阻值。开关S 1，S 2选用D51挂箱。 (2) 调节D52上的24V 励磁电源串接的R f2至最大位置。调节MG 的电枢串联电阻R st 至最大值，MG 的励磁调节电阻R f1至最小值。开关S 1、S 2均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关，按下“启动”按钮,接通励磁电源开关，看到电流表A 2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关,起动MG 。MG 起动运行正常后, 把R st 调至最小，调节R f1使MG 转速达到同步发电机的额定转速1500 r/min 并保持恒定。 (4) 接通GS 励磁电源，调节GS 励磁电流(必须单方向调节)，使I f 单方向递增至GS 输出电压U 0≈1.3U N 为止。 (5) 单方向减小GS 励磁电流，使I f 单方向减至零值为止，读取励磁电流I f 和相应的空载电压U 0。 (6) 共取数据7～9组并记录于表5-2中。表5-2 n=n N =1500r/min I=0序 号1234567891011 z
直流发电机的工作特性实验报告标准范本
报告编号：LX-FS-A76899 直流发电机的工作特性实验报告标 准范本 The Stage T asks Completed According T o The Plan Reflect The Basic Situation In The Work And The Lessons Learned In The Work, So As T o Obtain Further Guidance From The Superior. 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
直流发电机的工作特性实验报告标 准范本 使用说明：本报告资料适用于按计划完成的阶段任务而进行的，反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想的汇报，以取得上级的进一步指导作用。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 篇一：直流发电机实验报告 一、实验目的 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二、预习要点 1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理
量应测取。 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？ 3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？ 三、实验项目 1、他励发电机实验 （1）测空载特性保持n=nN使IL=0，测取U0=f（If）。 （2）测外特性保持n=nN使If=IfN ，测取U=f（IL）。 （3）测调节特性保持n=nN使U=UN，测取If=f（IL）。 2、并励发电机实验
实验二十四 气垫导轨实验中系统误差的分析与补正
实验二十四 气垫导轨实验中系统误差的分析与补正 实验目的 学习分析发现并对系统误差进行修正的方法。 实验器材 气垫导轨、滑块，条形及U 型挡光片，光电门，数字毫秒计或多用数字测定仪，垫块若干，米尺，游标卡尺及固定游标卡尺的支座（游标卡尺设有游标的微动螺丝）。 实验原理 实验中，由于系统误差的存在，必然影响测量结果的精确性，特别是当随机误差较小时，系统误差就成为影响测量精确度的主要因素。历史上，一些物理常量精确度的提高，往往得益于系统误差的发现和补正。因此，制订实验方案时， 如何发现和消除系统误差就特别重要。但系统误差的处理不像随机误差那样有完整的理论和方法，需要根据具体情况采取不同的处理方法。在某种意义上说，有赖于实验者的实验素质，实际经验的积累和巧妙的实验技巧。本实验通过对存在于气垫导轨实验中的系统误差的分析处理实例，学习分析发现并对系统误差进行修正的方法。 气垫导轨是目前力学实验中一种较精密的仪器，在气垫导轨实验中，由于气垫对滑块产生的漂浮作用，避免了容易引起实验误差的滑动摩擦力的影响；另一方面，在计时上又采用了光电计时的方法，使时间测量达到很高的精度。照例，气垫实验理应得到更高的精确度。但事实上，如果实验方法不合理，或者没有对实验过程中的系统误差作适当的补正，则这些系统误差也将在气垫导轨这种灵敏的仪器上反映出来，造成实验结果不理想。因此，深入分析气垫导轨实验中系统误差的来源和修正的方法成为气垫导轨实验中十分重要的问题。下面分别讨论气垫导轨实验中常见的几种系统误差及修正方法。 1、粘性内摩擦阻力所引起的系统误差 滑块在导轨上运动时，虽然没有滑动摩擦阻力，但要受到粘性内摩擦阻力的作用，从而对滑块的运动产生一定的影响，造成附加的速度损失。可以证明，当滑块的速度不是很大时，单纯在粘性内摩擦阻力作用下，其相应的速度损失△u 为 △u = -s m b （24-1） 式中，b 为粘性阻尼常量，可按实验A-5提供的方法测量，m 为滑块的质量，s 为滑块运动所经过的距离。 在一般的气垫导轨实验中，粘性内摩擦力所引起的速度损失造成的系统误差对结果的影响和具体实验参数的选择有关，举例说明如下： 设导轨的阻尼常量b=3.0g/s ，滑块的质量m=235.0g ，则当滑块运动的距离分别为10.0cm 和100.0cm 时，速度损失分别为