[拼音]:celiang yu huanjing

[英文]:measurement and environment

廣義的測量系統包括測量者(人員)、測量物件、狹義的測量系統(儀器系統)和測量環境。測量環境是指測量過程中人員、物件和儀器系統所處空間的一切物理和化學(某些場合中還包括生物)條件的總合。它包括溫度、溼度、力場(氣壓、液壓、機械作用力、衝擊、振動、爆炸加速度和引力等)、電磁場(包括寄生電磁耦合、噪聲和干擾等)、輻射(光照、 紅外線、 紫外線、宇宙射線和核輻射等)、化學氣霧和塵屑(鹽霧、灰塵以及各種化學劑的氣霧或塵粉),黴菌以及有關電磁量(工作電壓、電流、源阻抗和負載阻抗、地磁場等)的精值、範圍及其變化。忽視測量環境,常會導致測量誤差過大,甚至產生差錯,有時也可能對人員、測量物件或儀器系統造成損傷或破壞。

環境的影響

環境對測量的影響包括以下3個方面。

(1)環境對被測物件的影響:被測物件客體一般是指電子器件或系統,其效能特性對環境變化較為敏感或非常敏感。因此,原則上測量應在被測物件的正常或額定工作條件下進行。例如,測量電解電容器的電容量時,應在指定的直流偏壓、交流電壓和頻率下進行;測量有鐵芯的電感線圈時,必須在指定的直流偏流、交流電流和頻率下進行並注意電磁遮蔽;對高穩定度頻率源的測量要在規定的溫度下進行,不僅要求有良好的電、磁場遮蔽,還要防止機械振動的影響(包括空氣振動,因而有時還需要聲遮蔽)。

(2)環境對儀器系統的影響:環境對儀器系統的影響是以影響量的形式構成測量誤差的(見測量與計量、測量誤差和測量儀器)。

(3)環境對測量人員的影響:高溫、 寒冷、 潮溼、悶氣、嘈雜、照明過度或不足等不良工作環境,會對測量人員的身心產生不良影響,從而引起不同程度的人身誤差乃至差錯。

減少環境影響的措施

對測量環境應予以重視,必要時須採取適當的控制措施,以保證人身、裝置和被測物件的安全,並且還要考慮減小測量誤差。

在保安方面,除了按規範要求採取接地等措施外,還要特別注意微功率微電子電路器件的安全,如抗靜電措施(包括人身和工具的放電接地等)和防電源突變措施(避免使用大電感和大電容,甚至考慮採用獨立供電電源)等。在減少誤差方面,除採取恆溫、恆溼、穩壓和防震等常規措施外,還要有抗干擾和防噪聲等措施(如接地、遮蔽、隔離以及濾波等)。

儀器的設計應能儘量適應惡劣環境和大範圍變化。這往往要花很大的代價,對於精密儀器尤為困難,有時還不如控制環境容易實現。從經濟的觀點來看,常須採取折衷措施,控制區域性小環境(如小型恆溫槽)往往是可行的辦法。被測件應在其正常工作環境下進行測量。野外工作的被測件,最好是放在相當於野外的條件下進行測量。有時為模擬實測情況,也可使儀器處於受控的良好大環境之內(恆溫實驗室),而被測件置於受控的、人為使之惡劣的小環境中(如在烘箱或水箱中,或在振動臺上等)進行測量。根據需要可建立各種人工測量環境,如消聲室、電磁遮蔽室、微波暗室、除塵室、抗磁室等。

電子儀器一般可按不同組別的環境條件來設計。以工作環境條件的不同要求可依次分為以下幾類:

(1)計量室環境是把影響量控制在很小範圍內的環境,以便進行最精密的測量;

(2)實驗室環境;

(3)輕工業環境;

(4)重工業環境;

(5)野外工作環境;

(6)稱動工作環境,如車載、船載、空載等情況;除了影響量變化範圍大之外,震動常是重要問題;

(7)極端惡劣環境,如高溫、高壓(如內燃機氣缸內)、深層地殼內,深海和深空等場合。實驗室儀器在野外使用,精確度會大大惡化,甚至不能工作乃至損壞。供野外使用的儀器,放在計量室環境中時效能特性可能有所改善,但也可能不變。一般情況下,儀器應在規定的環境下工作。在受控環境中,在多臺儀器裝置同時使用時,還須考慮各種儀器與裝置之間的電磁輻射、竄漏等電磁相容問題的影響。不論是在受控環境中或是自然環境中,選擇適當的測量技術,也能削弱環境對測量結果的影響。在儀器裝置更新換代時,應特別重視測量儀器裝置對測量環境的新要求並提出相應的措施。