關(guān)于金相顯微鏡不確定度研究報告

張斌

江陰市計量測試檢定所 江蘇省江陰市 214434

1、概述

1.1、測量方法：依據(jù)JJF（蘇）131-2011《金相顯微鏡校準(zhǔn)規(guī)范》

1.2、環(huán)境條件：溫度（20±5）℃

1.3、測量標(biāo)準(zhǔn)：分度值為0.01mm的標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺

1.4、測量對象：目鏡為10倍，物鏡為10倍的帶有圖像傳感器接收系統(tǒng)的金相顯微鏡。

1.5、測量過程

采用分度值為0.01mm的玻璃線紋尺放置在目鏡為10倍，物鏡為10倍的帶有圖像傳感器接收系統(tǒng)的金相顯微鏡的載物臺上，在1mm距離上進(jìn)行示值校準(zhǔn)。

2、數(shù)學(xué)模型

式中：a--金相顯微鏡的示值，mm

--標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的實(shí)測尺寸，mm

--金相顯微鏡相對于起始點(diǎn)的示值誤差，mm

3、方差和靈敏系數(shù)

式中：--重復(fù)測量引入的不確定度分量；

--標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；

4、計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.1 重復(fù)測量引入的不確定分量

（單位：μm）

1.5 -0.5 0.8 1.0 1.8 0.5 0.8 1.2 1.5 1.8

10次重復(fù)測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為0.7μm，故

=0.7μm

4.2 標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的刻線間距證書給定的不確定度U=1μm，k=2，則、

=1/2=0.5μm

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定

μm

6 擴(kuò)展不確定度

U=0.86×2=1.72≈1.7μm，k=2

不確定度分布一覽表

序號 類別 影響分量 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 靈敏系數(shù)

1 A 測量重復(fù)性 0.7 1

2 B 標(biāo)準(zhǔn)器誤差 0.5 1

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6）影響電子設(shè)備的正常工作，如：使某些電氣測量議表受諧波的影響而造成誤差，導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動裝置誤動作，對鄰近的通信系統(tǒng)造成干擾。

我公司2臺75HP三相異步電機(jī)就是由于上述原因而損壞。

四、諧波抑制

為了抑制電網(wǎng)中的諧波，減小諧波的危害，在加強(qiáng)科學(xué)化、法制化管理的同時，要采取積極有效的技術(shù)措施，盡量減少直流調(diào)速設(shè)備的諧波含量，安裝有效的濾波裝置。

1.減少諧波含量主要是從整流裝置本身出發(fā)，通過整流裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計來減少諧波，目前采用的技術(shù)有：

1）整流裝置的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立，或在整流裝置和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝整流變壓器，切斷諧波電流，減少高次諧波注入電網(wǎng)。

2）多脈波變流技術(shù) 對于大功率整流裝置，常將原來6脈波的變流器設(shè)計成12脈波或24脈波變流器，以減少交流側(cè)的諧波電流含量。

3）整流變壓器采用Y/△ 或 △/Y接線，諧波源產(chǎn)生的3n（n是正整數(shù)）次諧波激磁電流在接線繞組內(nèi)形成環(huán)流，不致使諧波注入公共電網(wǎng)，該方法可抑制3的倍數(shù)次的高次諧波。該方法也多用于大容量的整流裝置負(fù)載。

4）盡量選用高功率因數(shù)的整流器，高功率因數(shù)整流器是一種通過對整流器本身進(jìn)行改造，使其盡量不產(chǎn)生諧波，其電流和電壓同相位的組合裝置，這種整流器可以被稱為單位功率因數(shù)變流器（UPFC）。該方法只能在設(shè)備設(shè)計過程中加以注意，從而得到實(shí)踐中的諧波抑制效果。

2.安裝電力濾波器，提高濾波性能

1）無源電力濾波器

無源電力濾波器（PPF）即利用電容和電抗器組成LC調(diào)諧電路，在系統(tǒng)中能夠?yàn)橹C波提供并聯(lián)低阻通路，起到濾波作用；同時，利用電容還能補(bǔ)償無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。由于結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運(yùn)行損耗小以及技術(shù)要求不高等特點(diǎn)，PPF成為改善電能質(zhì)量的最常見設(shè)備。但由于結(jié)構(gòu)和原理上的原因，使用無源濾波裝置來解決諧波問題也存在一些難以克服的缺點(diǎn)，如：只能濾除特定次諧波，諧波補(bǔ)償頻帶較窄，過載能力小，對系統(tǒng)阻抗和頻率變化的適應(yīng)性較差，穩(wěn)定性較差，體積大，損耗大等。

2）有源電力濾波

有源電力濾波器克服了以往濾波器僅固定在某些諧波頻段，它采用如附圖4的拓?fù)漕愋?。它對非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波進(jìn)行采樣、分析、建立頻譜圖，以此頻譜圖為依據(jù)向電網(wǎng)側(cè)送一個與非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波相反的諧波，從而達(dá)到諧波抑制的效果。

圖4有源諧波調(diào)節(jié)器的基本工作原理

APF按與系統(tǒng)的連接方式不同可分為串聯(lián)型、并連型和串-并聯(lián)混合型。并聯(lián)型APF主要適用于感性電流負(fù)載的諧波補(bǔ)償，串聯(lián)型APF主要用于消除帶電容的二極管整流電路等電壓型諧波源負(fù)載對系統(tǒng)的影響，串-并聯(lián)型APF兼有串、并聯(lián)APF的功能。

APF濾波特性不受系統(tǒng)阻抗影響，不會與電網(wǎng)阻抗產(chǎn)生串聯(lián)和并聯(lián)諧振的現(xiàn)象，且對外電路的諧振具有阻尼的作用。此外，APF具有高度可控性和快速響應(yīng)性，不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可能抑制電壓閃變，補(bǔ)償無功電流，性價比較為合理。另外，APF具有自適應(yīng)功能，能對幅值和頻率變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行自動跟蹤、實(shí)時補(bǔ)償。

我公司采用在4臺直流調(diào)速器的前級加裝△/Y整流變壓器的方法，對整流設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，從而提高供電電網(wǎng)電能質(zhì)量，減少對其它設(shè)備的影響，致此2臺75HP泠卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行至今一切正常。

日益嚴(yán)重的諧波污染已引起各方面的高度重視。隨著對諧波現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識，將會找到更加有效的方法抑制和消除諧波，同時也有助于制定更加合理的諧波管理標(biāo)準(zhǔn)。隨著諧波污染綜合治理工作的逐步深入，直流調(diào)速技術(shù)的推廣和應(yīng)用必將有更加廣闊的前景。

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