工业测量论文范文

2022-05-14

今天小编为大家精心挑选了关于《工业测量论文范文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!从技术层面上,总结了目前基于非接触式三维人体测量技术的服装工业技术数字化研究的方法和成果,以期为服装产业结构升级提供参考和技术支持。

第一篇:工业测量论文范文

现代电子测量中最佳测量方案的选择

【摘要】科学技术的发展对电子测量的要求面越来越宽,电子测量仪器随着高科技的发展种类越来越多越来越先进,电子测量方法也日趋多?样化。在实际测量中怎样选择出最佳侧量方案呢?主要从五个方面着手考虑:测量方法、综合误差、经济条件、测量过程是否简便易行以及干扰与共地的影响。

【关键词】电子测量;方案;选择

电子测量是以电子技术理论为依据、以电子测量设备为手段、对各种电量和非电量所进行的测量。随着科学技术的迅速发展,在工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域都广泛应用着电子技术,而电子测量又是电子技术中进行信息检测的主要手段,它是一门发展快、应用面宽、实践性强的重要应用学科,在现代科学技术中占有举足轻重的作用和地位。在我国实现四个现代化的伟大事业中,科学技术的现代化是关键,科学实验手段的现代化是实现科学技术现代化的必要条件,而电子测量正是各个学科领域科学实验手段现代化的重要标志。

科学技术的发展对电子测量的需求面越来越宽,促进了电子测量的应用范围更广泛,电子测量仪器种类更多,准确度和灵敏度更高,测量方法更加多样化。在实际测量中该如何从众多的测量方案中选择出最佳方案呢?应从以下几个方面来综合考虑,从而选择出最佳测量方案。

1.测量方法要合理

电子测量方法有很多种,按测量手续分类,分为直接测量法(万用表测电阻)、间接测量法(伏安法测电阻)和组合测量(电阻器电阻温度系数的测量);按测量方式分类,分为偏压式测量法(使用万用表测量电压电流)、零位式测量法(利用惠斯登电桥测量电阻)和微差式测量法)偏差式与零位式相结合的方法);按被测量的性质分类,分为时域测量(用示波器观察脉冲信号的上升沿、下降沿等)、频域测量(用频谱分析仪分析信号的频谱)、数据域测量(用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状态进行测量)和随机测量(对各类噪声信号进行动态测量和统计分析);另外,按照对测量精度的要求分为精密测量和工程测量;按照测量者对测量过程的干预程度分为自动测量和非自动测量;按照传感器与被测对象是否接触分为接触式测量和非接触式测量;按照被测量的属性分为电量和非电量测量等等。

在众多的测量方法中,到底哪一种是我们选择的最佳方案呢?对于测量方法的选择要综合考虑以下几个方面内容:①被测量本身的属性;②所要求的测量精确度;③测量环境;④现有的测量设备等。例如,要测量正在工作的白炽灯的电阻,万用表再方便、电桥再精确,在直接测量时二者也无能为力,而间接测量法中的“伏安法”是最佳选择方案;如果要获得某一电信号随时间变化规律的波形,用示波器测量将是我们选择的最佳方案;例如,要测量一小段导线的电阻,由于阻值非常小,精确度再高的万用表也派不上用场,而双臂电桥法就是最佳测量方案[1]。

2.综合误差要最小

在实际测量中,由于人们对客观规律认识的局限性、测量仪器本身的局限性、测量手段的不完善、测量时外界条件的变化、检测人员的疏忽大意及测量经验等多种因素的影响,都会造成被测量的测量结果与其真实值之间存在一定的误差,测量误差的来源包括仪器系统误差、使用误差、人身误差及影响误差等。虽然产生误差的原因多种多样,但按误差基本性质和特点,误差可分为三种:即系统误差、随机误差和粗大误差[2]。当测量误差超过一定限度时,测量工作和测量结果就会变得毫无意义,甚至会带来负面影响,导致人们会根据这个不正确的测量结果做出错误地分析、判断,从而大大阻碍了工作的顺利进行,严重的会造成巨大经济损失。

因此,从误差的角度来看,最佳的测量方案应做到各方面因素造成的综合误差越小越好,也就是说使每一项测量误差都达到最小。由于每项误差使受一些客观因素限定的,所以要依据测量的要求、现有的仪器、测量环境及工作人员的素质等具体条件来综合比较各种可行方案,分析各项误差可能达到的最小数值,选择合成误差最小者作为现有条件下的最佳方案。

在最佳方案中要针对下列不同误差类型尽可能减小相应的误差:针对系统误差,要尽可能选择用精度较高的仪器仪表进行测量;针对环境误差要尽可能控制测量的环境;针对人身误差要尽可能采用数字仪器并采取多次测量求其平均的方式减小偶然误差;针对方法与理论误差要选取某些特殊方法来减小理论误差[3]。

3.测量花销要经济实惠

仪表的准确度是指仪表的真实值与被测量真实值的一致程度,反映了测量的各类误差的综合。综合误差越小,精确度越高,仪表灵敏度描述了对被测量的反应能力,即仪表所能测量的最小被测量。精确度和灵敏度都是仪表的重要技术指标。但是在我们进行仪表的选择时,不能一味地追求灵敏度而不考虑自身的经济条件,况且高精确度高灵敏度的仪表也不一定时我们工程或者应用的最佳选择,我们要从我们的要求实际出发,来选择相对经济实惠又可以完成相关测量的方案来完成我们的测量。例如,在一般电阻测量中,我们用普通万用表就可以满足测量要求,而不需要买一个较为昂贵的精密电桥进行测量。

因此,在选取我们的测量方案的时候要考虑到一定的经济利益,我们的测量才能在工程实践中得到广泛应用,才会更有价值。

4.测量方法要简便易行

在科学技术飞速发展的今天,快节奏高效益也要求我们迅速获得被测量的测量结果,因此我们要追求测量简便易行。所谓简便易行,是指测量仪表或测量方法操作简单、测量步骤少、读取结果时间短,这样的测量过程时间短、速度快,因操作造成失误的几率小。然而对不同的操作者,要求也有所不同。比如要测量一个电阻阻值,有五种方案:用电阻箱测量、用万用表测量、用电压电流表测量、用直流电桥测量、用自动LCR测量仪测量。对于操作者,如果只会熟练使用其中一种方法,那么这种方案就是我们要选取的最佳方案;如果五种都会熟练使用,那么最简便易行的就是万用表测量了。对于测量人员,在满足测量要求的情况下,要在众多测量方案中选取最为简便易行的方案,以适应生产和科研发展的要求。

在实际的测量中,对于最佳测量方案的选取不能只从某一个方面来考虑,一切以满足实际测量需要为宗旨,以适应科研要求和工程生产为目的,在此前提下,综合考虑各方面因素,尽量减小测量误差,权衡利弊,在各种方案中选择最佳方案,挑选出最合理的测量方案,来达到我们的测量目的[4]。

5.要考虑干扰与共地的影响

在考虑了上述因素的情况下,测量时还需要根据测量信号的频率特性等考虑干扰与共地对测量结果的影响。电子设备是在一定环境下工作的,在实际环境中不可能存在理想的环境状况,而必然存在着自然的或者人为因素产生的电磁能量,这些电磁能量通过一定途径进入工作电路,从而产生正常工作所不需要的信号。这些信号有些是瞬间或偶然出现,有些是伴随着电子设备的使用而长期存在,影响电子电路的正常工作。因此,在生产中,电子仪器、仪表或分散控制系统工作时,或者对参数测量时,电子回路都需要有一个公共电位参考点,这个参考点我们通常称为工作接地点。合理设计电路或者回路中的接地点可以有效地防止干扰[5]。

在某些电路测量中,当用浮地的、相互独立的仪器进行测量,测量结果是正确的,但如果测量仪器共地,由于负极接地的电子仪器的接入,测量仪表的负极所接的被测点就被强制接地,原本电位不为零的点的电位强制变为零,改变了电路结构,这时出现测量结果不正确甚至电路和仪器损坏。因此在实际电路进行测量前,一定要注意首先弄清楚仪器负极是否共地,电路能否用共地的仪器进行测量,一定要认真分析,千万不能盲目接电路,造成不必要的错误和损坏[6]。

6.总结

现代电子测量是一门发展迅速、应用广泛、对现代科学技术发展起着巨大推动作用的测量分支,现在几乎找不到没有运用电子测量技术的科技领域。同时电子测量也是一门对科技成就十分敏感的学科,它与科技同步发展,这使得电子测量技术知识不断更新,这也就要求测量人员不断吸取新的科技知识,时时寻求测量最佳方案,力求测量方案更加规范化、科学化、现代化,跟上电子测量的时代步伐。

参考文献

[1]张永瑞,刘振起,杨林耀,等.电子测量技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009.

[2]邹其洪,黄智伟,高嵩,等.电工电子实验与计算机仿真[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]谢海霞.电子测量误差的分析与减小方法[J].琼州大学学报,2004,11(5):26-28.

[4]蒋焕文,孙续.电子测量(第三版)[M].北京:中国计量出版社,2009.

[5]魏宗宪,张秉海.干扰与接地[J].石油化工自动化,2002, 4:106.

[6]周宦银,刘家华,李莉.电子设备共地长出现的错误研究[J].中国现代教育装备,2006,9:55.

作者简介:

武怀玉(1972—),男,工程师,陕西广电网络传媒股份有限公司安塞县支公司副经理,从事广播电视管理和有线电视网络建设工作。

赵富宝(1982—),男,工程师,陕西广电网络传媒股份有限公司安塞县支公司部长,从事广播电视管理和有线电视网络建设工作。

杨延宁(1969—),男,博士,教授,延安大学电子研究所副所长,从事广播电视、电子测量技术等方面的教学与研究工作。

作者:武怀玉 赵富宝 杨延宁

第二篇:基于三维人体测量的服装工业技术数字化研究

从技术层面上,总结了目前基于非接触式三维人体测量技术的服装工业技术数字化研究的方法和成果,以期为服装产业结构升级提供参考和技术支持。

This paper summarized the current research methods and achievements of the digital garment techniques based on the non-contact 3D body scanning measurement technology, with a view to optimize the structure and to provide technical supports for the domestic garment industry.

三维人体自动测量为现代图像测量技术的一个分支, 是以现代光学为基础,融光电子学、计算机图像学、信息处理和计算机视觉等科学技术为一体的测量技术,具有扫描迅速、非接触、重现尺寸准确等优点。

1基于三维人体测量技术的服装工业技术数字化研究

目前,服装行业基于三维人体测量技术的研究方向主要有以下几个方面。

1.1服装号型的修订和完善

当前批量生产的服装的适体性及合体性差的重要原因,就是所使用的号型标准不能精确反映目标客户人群的体型特征,这主要是由测量方法和目标人群的体型特征发展变化等原因造成的。现有的号型标准已无法更好地满足服装制造业的需要,亟需修订和完善。

非接触式三维人体扫描技术应用于服装人体测量领域,有其显著的优势:可在数秒内产生人体的几十个线性和非线性测量数据;比传统的身体测量更精确;能产生数字化的结果,易于集成到服装CAD系统中;可建立人体数据库,追踪研究客体群组的整体变化情况,为服装号型的更新、修订及人体体型细分提供理论依据。

目前我国已认识到修改和完善服装号型标准的重要性,并开展了相关研究。广州大学纺织服装学院的赛博服装科研中心开展的“中国三维人体数据库”项目,成为国内规模较大、设备先进、专业技术水平较高的服装研究实体。东华大学、西安工程大学等相继建立起人体数据库的研究,开展了服装人体测量和号型标准修订的相关工作。苏州大学纺织与服装工程学院已连续多年进行了“基于人体体表角度的人体体型分类研究”工作。北京服装学院爱慕人体工学研究所自2003年开始,进行了人体数据库建立及相关项目的持续研究。这些研究工作正在和必将为我国服装号型的修订和完善工作做出巨大的贡献。

1.2虚拟三维人台

为满足消费者的个性化需求和定制服装的发展,虚拟三维人台成为热点研究方向。其中,人体体型分类是基础问题。目前,研究思路主要有以下几方面。

1.2.1将人体按照体型特征分类

目前国内外体型分类指标大体上可分以下 5 类。

(1)围度差。人体围度的差值,可用作划分体型的依据。例如国标以胸腰差为划分依据,ISO标准以臀胸差为标准,日本和德国先定出标准臀围,与之相差一定数值的为其他体型。

(2)人体尺寸的比指数。例如体重与身高的比、某种围度与身高的比、不同围度的比等。

(3)前、后腰节差。前、后腰节差最能表示出正常人与挺胸或驼背等体型的差别。

(4)关键值。直接以身高、体重、胸围、年龄等条件来划分,如美国女子体型分类标准。

(5)聚类分析。挑选出相应指标进行配组分析。

1.2.2将人体划分为不同截面,通过截面上各点坐标变化来描述人体特征

根据人体对服装外观质量影响的主要因素,提取主要特征截面和特征点进行分析成为目前服装人体研究的主流。国内外代表性的研究如下。

(1)瑞士日内瓦大学MIRA实验室的Seo等采用三维扫描获取人体三维数据,并建立人体骨骼、皮肤可调模型。他选择了颈围、胸围、下胸围、腰围、臀围、身高、会阴到脚踝高、臂长等 8 个测量值作为特征量进行主成分析,给出各个特征量权系数,通过调节三维扫描数据调节人体骨骼,然后细化为人台模型。

(2)香港中文大学Charlie C.L. Wang可调模型的思路是利用多个模型加权获得新模型。Wang采用主成分分析方法给出 n 个模型权系数,对这 n 个模型进行加权得到目标模型。

(3)韩国汉城国立大学TAE J Kang与Sung Min Kim认为在某一截面,前、后、横向分别有一定的增长比例,其他方向的增长比例将是这些方向的矢量叠加,可以通过插值求得。他们利用滑动量规测得一系列的人体横截面图像,根据截面尺寸重建可视人体模型。

(4)天津工业大学和西安工程大学在三维截面参数拟合方面都做了相当多的工作。其中天津工业大学采用滑动量规测量截面高度及绘制截面形状,根据截面上各点坐标拟合三维曲线;西安工程大学采用三维扫描数据,并根据各截面特性对各截面取一定数量特征点,通过这些点参数拟合截面曲线。

1.3虚拟三维服装设计与服装样板自动生成

虚拟服装三维设计是采用三维人体扫描仪所得到的人体数据,先生成经过优化的人体模型,再利用相应的设计软件,在人模上勾勒出服装外形(即结构线)来完成服装的三维设计。

与三维服装设计紧密相连的是服装样板的自动生成,即三维服装到二维衣片的自动转化。该领域是一个研究的热点, 现有方法主要包括几何展开法、网格平面法和物理模型法等。

1.3.1几何展开法

该方法将人体特定的区域抽象成基本几何模型,然后利用几何造型原理,将其分步骤、近似地展开成平面。大连轻工业学院的杨继新等、浙江理工大学的李旭等采用该类方法进行了研究。

1.3.2网格平面法

该方法将服装曲面划成四边形网格面,将每一个单元用相应的四边形来代替,并考虑面料的弹性和压缩性能等,由省道线开始逐一向外扩展,直至形成衣片平面网格映射图,再用样条函数方法拟合出衣片边界。这类方法的优点是简洁、直观,缺点是定义切割线缺少依据,具有一定的随意性,随着曲面形状复杂性的增加,形状变形加剧将使展开结果变得不合理。

1.3.3物理模型法

主要是能量模型。樊劲提出的基于弹簧质点变形模型,能较好地解决计算机辅助服装设计中二维三维映射问题。香港中文大学Wang等采用三角片模型来表达一个曲面,然后建立一个基于能量的模型将三维曲面展开为二维衣片。东华大学陆永良等利用基于能量模型的曲面展开算法,研究了服装曲面上省道的添加方法,解决曲面的展开问题。

1.4虚拟服装展示

虚拟服装展示分为静态模拟与动态模拟两种,前者将设计好的二维衣片,在三维人台上进行自动缝合、面料填充并展示三维成衣穿着效果。后者在前者的基础上,进行虚拟的、动态的时装表演。

在虚拟服装展示过程中衣片的物理模型建立、二维衣片的缝合以及碰撞检测技术是虚拟服装展示的关键点。目前,服装模拟研究中的建模方法主要有几何建模、物理建模和混合建模 3 个大类。

1.4.1几何建模

几何建模就是在己建立的人体模型上,按一定的规律在人体表面上进行经纬线划分,在某一纬度上截取平面,得到该截面各造型点的三维数据。根据其服装与人体间的空隙度的大小,由几何方法求得服装表面各造型点的数据,再利用曲面造型方法即可得到服装模型,达到几何建模的目的。

1.4.2物理建模

物理建模对服装进行三角、网格或粒子划分,进行能量、受力分析,能较真实地模拟柔性物体的特性,不足之处是运算速度较慢。 但是随着计算机硬件的发展和织物模型中算法的改进,物理建模前景广阔。

1.4.3混合建模法

混合建模法吸取了上述几何法和物理法的优点,通常先用几何方法获得大致的轮廓,再用物理约束对局部结构进行细化,从而获得逼真、快速的模拟结果。在实际应用中,这种建模是目前较好的选择。

2结语

综上所述,基于非接触式三维人体扫描技术的服装工业技术数字化研究可以为服装行业的产业结构升级提供技术支持,对广大服装企业产生有益的帮助。

作者:苏军强 刘国联 袁卫娟

第三篇:数字化测量技术在矿山测量的应用

摘要:数字化测量技术依托于互联网发展,在当前社会环境下,为各行各业的生产模式,都带来了显著变化。聚焦于矿山测量工作,数字化测量技术不仅有助于减轻工作压力,提高工作效率,而且可以实现测量技术的现代化转型。本文将结合矿山测量数字化测量技术应用优势,讨论主要应用的几类技术,希望有所帮助。

关键词:数字化测量技术;矿山测量;应用优势

1 矿山测量数字化测量技术简述

矿山测量数字化测量技术,针对技术模块而言,主要分成核心、包装、采集、功能和调度等几大系统。具体而言,核心系统可基于数字技术优势,统一管理在测量过程中产生的各项数据,并建立数据模型,对数据进行分析。包装系统可结合在结合用户需求基础上,利用有关建模工具,筛选并组合各类数据。采集系统可针对性采集各类测量数据,为后续数字化处理数据做准备。功能系统可通过各类功能模块,实现数据各项功能。调度模块可以提供用户数据查询、分析等功能[1]。

当前社会环境下,随着信息技术的发展,矿山资源采集的数字化和精细化要求,已经逐渐被各家企业所重视,这就要求在前期矿山测量工作上,提高工作要求,采用先进的技术,保证精确的测量结果,为工作效率和工作安全性带来双重保障。

2 数字化测量技术在矿山测量中的应用优势

2.1 提高信息采集精确水平

矿山各项基础数据的采集,是保障后续矿山开采质量的重要工作。鉴于矿山地形地貌整体较为复杂,因此若依照传统模式开展测量工作,可能会存在较大难度,浪费较多人力、物力成本的同时,也有可能影响到最终的数据准确性,为后续开采工作埋下较大安全隐患。相比之下,数字化测量技术可提高测量信息的准确性,帮助测量人员第一时间获取相关信息,同时综合分析地形地貌等情况,最大程度减少无效信息的干扰,保证数据信息分析的精确性[2]。

2.2 提高工作效率

数字化技术可高度监测信息数据的准确性,为后续相关工作打下基础。在测量人员前期落实测量工作时,会依照有关测量要求进行,并结合数据情况形成有关的设计图纸。在应用数字化技术的同时,可保证图纸设计符合相关标准,包括全站仪、扫描仪、机载雷达等在内的多项技术,能够最大程度缓解测量人员工作压力,在数据出现错误时能够自动识别,可避免影响数据信息的准确性。

2.3 保障人员测量安全性

一些矿山因其复杂的地质条件,可能为测量人员带来潜在安全风险,令测量人员承受高空坠落、受伤、迷路等风险,威胁测量人员人身安全。数字化测量技术可以避免测量人员在野外环境逗留时间过长,减少人员行走距离,将发生风险的概率降至最低,为测量人员安全带来较大保障。

3 矿山测量中数字化技术具体应用

3.1 空间信息技术

空间信息技术主要为3S技术,也即GPS、GIS和RS技术。具体而言,GPS技术精确性较高,而且可打破时间和空间的限制,主要包含GPS卫星、地面接收机等构件,可以对矿山实际地质条件进行测量,在矿山测量中同样有较大应用潜力。GIS技术可对矿山地理情况进行实时监测,可收集地理信息,并结合相关数据进行分析,为后续工作带来数据保障。RS技术是遥感技术的建成,可以通过扫描、摄影等方式达到管理信息的目的,进而识别地表信息[3]。针对矿山测量工作,可全面监控矿山环境,保证矿山监控工作精确性的提升。另外,技术具备较强实效性和经济性,不会产生较大成本投入的同时,可提高复杂地形地貌测量的精确水平。

3.2 三维可视化技术

各项数据通过技术进行表达,形成数据模型,方便工作人员分析数据,即时三维可视化技术的内涵。三维可视化技术能够定量化表达信息,显示矿山复杂的地势和地形信息,从而达到更准确分析矿山空间信息的目的。测量人员前期需要实地测量矿山,获得各项数据,在数据采集软件中输入数据,建立对应数据模型,通过数字化技术进行分析,就可获得三维可视化矿山视图。处理技术通常以Maya技术以及3Dsmax技术为主,在认真核对输入数据和矿山实际数据相对应的前提下,即可保证整体真实性。

3.3 数字化绘图技术

矿山测量人员通常需要通过图纸形式,将测量得到的各项数据做真实反映,因此需要完成大比例尺框图的绘制。实际测量工作开展阶段,开采区域附近地表情况可能相对复杂,在开采的过程中,复杂的地质条件也可能会进一步改变,例如在开采区域扩大的同时,矿体厚度可能会缩小等。此时测量工作的重点应适当加以调整,通过数字化测量技术提高开采的精确性,基于相关数据,完成图纸的绘制。若采用传统工作模式,则只在实地测量和后期绘图的过程中,投入的人力、物力成本便会更大,同时难以保证后期图纸在依照比例尺放大之后,能达到较高精确水平,令矿井开采符合实际需求。这就为后续实际开采阶段工作的落实,带来了较大难度[4]。数字化绘图技术可以将绘图任务交给信息技术软件,可有效减少工作人员在绘图中消耗的时间,减轻工作压力,同时一些复杂的地质条件,也可通过软件进行定量化深入分析,掌握矿体厚度等一系列信息,可为后续工作提供数据支撑。此外,若图纸绘制内容有误,也可快速针对图纸进行修改,极大减少了工作不便。

结束语:

综上所述,数字化测量技术为矿山测量工作带来的积极影响是肉眼可见的,相关单位一定要结合实际测量工作的需求,重视相关技术的应用和开发,从而推进矿山测量工作进一步发展。

参考文献:

[1]周瑜.数字化测量信息技术在矿山测量中的應用分析[J].中国资源综合利用,2019,37(10):194-196.

[2]党东丞,同晓军.新形势下GIS技术在矿山地质测量中的应用之我见[J].城市建设理论研究:电子版,2019,0(4):81-81.

[3]刘永富,皮廷亮,张朝军.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].世界有色金属,2020(3):38-39.

[4]焦雷江.现代测量技术在煤矿测量中的应用及发展分析[J].科学大众:科技创新,2020(6):93-93.

作者:胡丙清

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