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毕业论文是学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节,是实现培养目标、培养学生专业工作能力、提高学生综合素质的重要手段。毕业论文成果的质量,是学生毕业及学位资格认定的重要依据,是专业教学质量评价的重要内容,也反映学校培养人才的质量水平。
近几年来,随着招生规模的扩大和高等教育大众化的到来,高校生源质量有所下降。再加上工业工程专业在我国从90年代初才开始创办,师资队伍、管理水平等教学条件的不足,在某种程度上也影响到毕业论文的质量。笔者根据多年从事毕业论文指导的经验以及在师生中的相关调查,对提高工业工程专业本科毕业论文质量进行了研究与思考。
一、工业工程专业本科毕业论文存在的主要问题
1. 学科特点导致毕业论文选题较难。
工业工程具有鲜明的工程属性,国外一般把工业工程划入工程学范畴。但它又不同于一般的工程学科,它不仅要应用自然科学和工程技术,而且要应用社会科学及经济管理知识,具有交叉性、拓展性、目的性、人本性、综合优化性等特点。从多年的实践来看,工业工程专业的学生在选题时绝大多数都选择撰写毕业论文,因为毕业论文主要使用理论性的文章作文献,相对容易取得,而解决实际问题的题目需要进行深入调研,花费的精力多,得到的资料少,导致论文选题难。
2. 水平较低,创新不足。
工业工程专业在我国是一个比较新的专业,很多人对它不了解,导致学生在高考填报志愿时就没有对它太多地关注,只是因为填了“服从”才学习这一专业的,所以相对来说生源的质量差一些,他们一般对指导教师的依赖程度较高。另外,工业工程专业的学生知识面较广但深度不够,往往没有自己的独特观点,对遇到的问题缺乏自己新的想法和思路,创新能力不强,容易造成论文选题缺乏新意、论文内容雷同等现象,往往是总结或重复别人的工作。在做理论性较强的题目时,论述空泛,基本概念含混笼统,甚至结论与论述脱离或与现实矛盾。做实践性较强的题目时,论述停留在表面现象或经验层面,不能深入进去,提出有价值的对策与措施。
二、影响工业工程专业本科毕业论文质量的原因分析
影响工业工程专业本科毕业论文质量的原因主要包括以下三个方面:
1. 学生方面的原因
学生是学习的主体,他们自己不努力,就很难提高毕业论文的质量。从学生这个方面分析,影响毕业论文质量的主要原因有:
(1)主观上努力不够
有的学生比较重视理论学习,对实践教学环节不够重视,存在着“做好做坏都能毕业”的错误思想和突击完成毕业论文的侥幸心理[1];另外,学生在撰写毕业论文时面临毕业,寻找就业机会需要花费时间,找到就业单位还可能会被要求在单位实习也要占用时间;还有的学生为了复习考研需要付出更多的时间和精力,这些都造成了毕业论文实际有效时间的缩短,最终影响毕业论文的质量。
(2)客观上能力不足
有的学生缺乏基本的论文写作能力,分不清主次,缺乏逻辑推理与分析能力,还有的学生文献查找能力不强,外语水平较差,计算机应用不够熟练,造成了论文质量的低下。
2. 教师方面的原因
教师是教学双边工作中的另一主体,学生毕业论文质量的好坏除了靠其自身努力以外,还取决于指导教师的正确指导。从教师这个方面分析,影响毕业论文质量的主要原因有:
(1)主观上重视不够
由于地方高校规模扩大,造成教师资源相对紧缺,出现了教师指导毕业论文人数过多的现象,如果再碰到一些责任心不强又不愿花太多精力的教师,学生的论文质量就可想而知了;另外,工业工程专业是个新办专业,教师很多是半路出家的,所以对这个学科改革前沿的理论和知识,教师本身也许并不太熟悉,因此很难指导出高质量的论文。
(2)客观上评价不准
教师评价体系中的一些重要的量化指标与每位教师指导毕业论文的质量很难关联,教师在指导毕业论文中所体现的敬业精神、学术道德与水平、诚信标准等也是知易行难的问题,很难体现在教师评价体系中,这也影响了教师指导毕业论文工作的时间和精力的投入。
3. 学校管理方面的原因
学校是各种政策的制定者,也是对论文质量最后把关的监管者。监管不力是影响毕业论文质量的重要因素。在现实中,每所高校基本上都制定了毕业论文的检查、考核制度,但往往执行时落实不够,要求不高,特别是近年来受就业率的影响,在毕业论文的成绩评定上会网开一面,这无形中助长了学生对毕业论文的不重视,也加大了指导教师的管理难度。
三、提高工业工程专业本科毕业论文质量的对策
为了解决以上存在的问题,结合工业工程专业自身的特点,笔者认为提高毕业论文质量的对策有:
1. 强化质量意识,提高责任意识。
做任何事最求“认真”二字,有了认真的态度,再加上较强的责任心,毕业论文质量的提高便水到渠成。高等学校要真正牢固树立质量是高等学校生命线的意识,不断提高责任意识。如果把毕业论文不合格(即没有达到合格毕业生要求)的毕业生送向社会,将会造成极大的负面影响,形成恶性循环,影响学校的声誉。高等学校要做好毕业论文写作前的动员工作,使教师和学生明确毕业论文的教学与教育功能以及毕业论文的各项检查、考核制度;使学生充分认识完成毕业论文的重要性[2],强化教师和学生的质量意识、责任意识,以良好的精神状态投入到毕业论文的写作中去。
2. 加强制度建设,形成监控体系。
一项好的制度可以起到约束和示范的作用,所以高等学校要结合对毕业论文工作的领导和管理、选题工作、对指导教师要求、对学生的要求、时间安排、监督与检查、答辩工作、评分与评优、存档等内容制定相关的制度,通过制度来规范教师和学生。当然,制度的制定只是完成了一小步,关键还要能严格遵照执行制度,学校要为执行制度提供便利条件,才能形成监控体系,促进毕业论文质量的提高。
3. 注重全过程管理,把好论文质量关。
要想让学生写出高质量的毕业论文,必须加强全过程管理,具体来说,要从以下几个方面努力:
(1)毕业实习要“沉下去”
俗话说:“良好的开端是成功的一半。”学生在撰写毕业论文时,获得的第一手资料绝大多数是从实习企业带回的。而且,工业工程的学科特点就是要与生产实践相结合,所以要求学生一定要“沉下去”。同时,还要切实做好实习单位的信息反馈工作,对那些能满足实习要求、提供资料翔实并且愿意接受学生实习、实习效果较好的单位,学校要与他们保持长期联系,请他们为学生实习提供便利条件,让学生通过认真的实习形成感性认识,为撰写毕业论好准备。
(2)毕业课题要“选得准”
毕业论文的选题要“准”,要符合人才培养目标的要求,达到综合训练的目的,设计或研究内容应有利于学生巩固、消化所学知识,有利于培养学生分析和解决实际问题的能力。在实践中,应该分三步走:第一,在大四的第一学期就由每位指导教师先确定选题的范围,教师在选题时难度要适中、工作量要饱满;第二,专业系的教师坐下来对题目初审、互相交流和沟通,认真审查选题工作量和深度是否符合学校规定,并保证连续三年时间内的选题不重复;第三,在学生实习之前就让学生根据自己的专长和兴趣在教师规定的范围内选题。这样做的好处是,选题后的学生有充分的时间熟悉课题,并且带着问题去实习,有利于资料的收集。
(3)论文撰写要“钻进去”
经过科学的选题、认真的实习、教师任务书的发放,学生头脑中对论文可能就有了理性的认识,在此基础上学生一定要“钻进去”,通过阅读大量的文献,了解专业研究现状,工业工程专业的论文尤其要结合实习企业运用所学理论对其现状进行分析,填写开题报告。在论文的撰写过程中要注意思路清晰、论点正确、论据充分,及时向指导教师请教、交流,保证学生能按计划有步骤地撰写毕业论文。
(4)论文评价要“严且准”
为了保证毕业论文成绩的客观公正,让学生认识到“一份耕耘,一份收获”,严格而且准确地评价毕业论文是一项重要的工作。论文成绩按毕业论文工作流程可分解成四部分,即平时考核、教师指导、教师评审、论文答辩。要保证论文成绩的客观性、公平性,杜绝人情分,同时,要细化评分项目,设置科学的评分标准,这样有利于形成良性循环,从而保证论文的质量。
4. 做好抽样评估,注意信息反馈。
为加大本科生毕业论文质量监控力度,不断总结经验,找出差距,进一步提高毕业论文质量,高等学校应该建立毕业论文抽样评估制度。抽样评估分二级学院自评和学校评估两阶段进行。各二级学院在毕业答辩结束后要聘请专家在答辩结束后一周内对本院学生的毕业论文进行评估,抽样比例为本学院毕业生人数的15-20%。学校评估抽取比例为毕业生总数的10%左右,学校层面的评估最好是匿名的,可以在校内组织专家评估,也可以送校外同行专家评审,从而保证评价的客观公正。评估结束后,要及时将信息反馈给各二级学院和指导教师,及时奖优罚劣,以巩固这项工作,进一步提高毕业论文质量。
总之,毕业论文是高等学校教学计划的重要组成部分,也是工业工程专业学生提高市场适应能力的主要市场实践渠道。提高毕业论文的质量,对提高工业工程专业学生的综合能力和全面素质,增强该专业学生在就业市场的竞争力等方面均具有重要意义。
参考文献:
中图分类号 G63 文献标识码 B 文章编号 0457-6241(2013)21-0062-06
随着高中课程改革的逐步深入,我国许多地区的历史考试,融入课程改革的新理念,设计了基于材料的历史论文题(或称材料论证写作题)。该题型在测量内容上,强调的是历史课程知识而不是教材知识;在考核目标上,立足历史思维能力而不是史实的简单记忆,希望以测量内容、目标与形式的变化来推动高中历史课程改革的深化。但是,受各种条件的制约,一些题目的考查功能没有得到充分发掘,命题从实践经验到技术理论都需要进一步提升。本文希望通过探讨国外先进地区的试题命制,借鉴命题思想方法,以期焕发我国历史材料论文题的活力,使历史测量题型不断推陈出新。
美国AP(Advanced Placement)课程是大学前置课程,课程的主要对象是一些学有余力的高中学生,他们学习AP课程,并通过AP测试,AP测试的学分可以折抵大学课程的学分。AP世界历史课程内容涵盖各大洲,主要关注五个主题:人类与环境的相互影响;文化的发展与影响;国家的构建、扩张和冲突;经济系统的创建、发展与影响;社会结构的发展与演变。其试卷结构如表1:
从表格和相关资料看,美国AP历史测试中论文写作占有重要地位,其写作题型之一的材料论文题更是颇具特色。论文题基本由情境和写作设问两大部分构成,试题情境可以是文字、图表在内的各种与历史有关的一手或二手资料,也可以是模拟性的视角描述,而论文设问规定了写作的方向、范围和要求,写作的角度基本由情境与考查目标而定。一般地,历史材料论文题的考查目标覆盖记忆、理解、应用三个层次,重心则偏向于考生的历史创造性思维。请看下面一道AP测试的世界历史试题。①
例题:运用材料,分析19世纪80年代到20世纪30年代,日本和印度在棉纺织业工业化进程中的异同。请补充一条材料,并说明该材料对论述棉纺织业工业化这一论题的价值。
材料一:印度棉纱和棉布的产量
――来自英国殖民当局的数据
材料二:日本棉纱产量(包括手工和机器生产)
――来自日本内阁统计部门的数据
材料三:早上,天还没有亮,我们就在亮着灯的工厂里上班直到晚上。下班后,我们几乎没有力气站起来。晚上,我们工作到很晚,她们偶尔会给我们一个甘薯。然后,我们还得清洗,弄好头发等等。那时候大概都11点了。即使在冬天,也没有暖气,为了取暖,我们不得不挤在一起睡觉。第一年我们是没有工资的,第二年我的父母会拿到35日元,接下来会有50日元。
我上班不久,我的妹妹阿希也到这家工厂上班。我想她大概工作2年,就病倒在床。那时候工厂里大约有30个人生病。那些已经确诊为肺病的人立刻被遣送回家。每个人都害怕肺结核,没有人靠近这样的病人。阿希也被送回家了,很快就死了。她才13岁,她当时决心成为一个能拿100日元一年的工人,让我们的妈妈高兴。当她面色苍白地离开工厂时,我永远不能忘记她的眼睛。
――来自两个女工对她们少女时代
在日本纺织厂工作的回忆,约1900年
材料四:一个工厂女工挣的钱常常比一个农民的全年收入都高。对于这些农村家庭来说,女孩是收入的重要来源。这一时期,贫穷的农民要把60%的收成上交给地主。因此,这些穷苦的农民只能把拌着野草的米饭当做食物。他们仅有的救济就靠那些去工厂上班的女孩。
――来自一个日本僧人的叙述,约1900年
材料五:那些低廉的工人从哪里来?他们全都来自农村,来自于那些耕种自己的或者租种的土地但有剩余劳动力的家庭。他们来到城市,来到工业区成为工厂工人。农田上的收入提供家庭所需,维持父母兄弟姐妹的生计。那些受雇于工厂的人与家庭没有多少联系,他所要做的就是挣足够的钱养活自己。那就是为什么工人的工资很低。这说明农业对我们国家商业和工业的发展是一支多么重要的力量。
――来自日本实业家鹤见俊辅,约1900年
材料六:在过去的几十年里,由于机器生产的竞争,整个国家手工织布工业迅速下降。尽管许多人仍然穿着用手纺机织出的布做成的衣服,但很多手工织布者已经丢弃了他们的手纺机。
当地纺织业把它们的存在、发展、成长归因于那些有进取精神的本国银行家和投资者,作为股东、投资者、金融家,他们向纺织业投入了大量的资本。
――来自印度经济学家拉达卡玛・慕克吉
《印度经济学基础》,1916年
材料七:女性纺织工人百分比
――来自论文“日本的工业化与妇女状况”
1973年
材料八:日本日贸棉纺织厂图片(图片略)
――来自20世纪20年代的一部官方公司历史
材料九:大部分棉纺织厂工人来自于小农、村庄的农业工人和失业的手纺织工。他们居住在租来的小屋里,一个工人通常会在一个工厂里工作不到两年。工资很低,在过去的几十年里没有明显改变。
――来自印度英国皇家劳工委员会的报告
加尔各答,1935年
材料十:印度纺织厂图片(图片略)
――来自纺织业主协会国际联盟英国官员
阿尔诺・皮尔斯的关于“印度纺织业报告”
1935年
这道试题让我们感受到AP历史材料论文题所给的材料丰富,阅读量非常大。例题中呈现了数据表格、图片、回忆录、调查报告等多种形式的材料,这些材料阅读上并无太大障碍,但要把材料中的有效信息提取出来并合理地运用到论文写作中,并非易事。此外,材料论文题考查的结论大都是开放的,考生很难从教材和提供的材料中找到现成的答案,这导致材料论文题“与普遍流行的材料解析题的设问不同,这种将材料解析与撰写小文章结合起来的设计尝试,有助于鼓励学生自选角度来分析历史,利于考查学生的综合素质。”①
AP历史考试的材料论文题,不仅有利于命题者抓住重点内容,考查学生的理解、应用能力,而且有利于评估题目的难度和区分度,弥补其他题型在考查功能上的不足。结合上述例题和相关资料,我们对历史材料论文题的测量功能,可以得出以下五点认识:
1.考查知识学习的深度
从测量和教育理论上看,材料论文题考查历史知识学习的深度,既是指兼顾命题评价的可操作性、史学方法及考生的思维开放与心理水平,提高考查记忆水平的效度;又是指考生建构知识的发散性思维和创造能力,考查较高层次的理解和应用能力,使题目的难度、区分度以及考生能力呈现收到良好的测评效果。从美国AP试题中,我们可以发现,材料论文题考查知识学习的深度主要表现在三个方面:一是所选取的材料丰富、来源广泛,为考生对论题进行深入分析提供了有效平台。二是所学知识和所给材料在答题中不仅是被引用、转述、复述的对象,而是用来理解并说明问题的;考生要对一些材料要进行批判性的阅读,关注材料所反映的问题、作者的观点与立场,揭示材料是否存在“价值偏见”。也就是说,考生只有在客观、深刻地理解材料的基础上,方能为写作奠定基础。三是围绕所给材料确定一个合适的论题,而不是漫天撒网的泛泛而谈。写作应该紧扣所确定的主题,充分挖掘材料中的有用信息,进行全方位、多视角、深层次的分析论证,从而达到对论述主题的深度理解和认识。正如建构主义所认为的那样,当考生对当前学习内容所反映的事物的内在结构(如性质、规律)及该事物的外部结构(即与其它事物之间的内在联系)达到较深刻的理解时,考生才能真正掌握学习材料的内涵,从而把握历史知识的实质。
2.考查历史认知的过程
传统的历史考试题型主要考查历史知识的固定结论,学生自然也死记教材的结论。历史材料论文题的考查要求则不同,它要求考生由浅入深地理解材料(获取有效信息),提炼材料中所隐含的历史主题,运用基本的阐释、说明、反驳等史学方法作出较为完整的论证。这种考查要求再现了知识的认知过程,凸显了“过程与方法”。为了引导考生展现历史知识的认知过程,论文往往以某一线索或主题为线轴,形成材料背景,提供开放性的论题,要求考生观点明确,史论结合地论证问题,并得出自己的个性理解和思考,其考查目标集中于考生对已学知识的理解、论证与再创造。在这一认知过程中,融入了探究性学习的思维,即:从已知信息中发现问题――拟定议题――提出解决问题的思路――在已有知识材料中收集查证――论述结论。该思维过程完整地再现了考生认知历史的心路,展现了“过程与方法”考核特色。
3.测量凸显人本的复杂思考
人本主义认为,学习过程“应是学生获得相应学习方法、促进其健全人格形成的过程。”②从美国AP历史题看,考生在作答时,提炼论题、组合材料、理解和运用材料中的观点进行论证,展现了考生对试题的思考过程,这种思考过程以论文形式呈现,真实地再现了考生的思维品质,自然渗入了人本精神。美国AP测试历史材料论文题,往往从人类物质文明、制度文明和精神文明等视角出发,选取有史学意义和教育价值的主题,挖掘人本主义的内涵,对历史知识进行重新整合,试题蕴含的人本精神主要有:关注社会发展中的热点及历史学界争论的话题,以命题反映热点,让考生分析争论性“话题”,从不同的角度考察各种情况,倡导多角度、多视角论述问题,审视人本精神的价值,思考当时人们是如何去应对历史难题的;命题还不断引进新鲜的史学观念,倡导考生“同情”地理解问题,关注普通大众的感受和个体体验,而不是高高在上地排斥生活。在这一过程中,试题设计者补充并挑战传统的史学观念,修正旧有的历史观念,重新审视“发展”的定义;此外,陶冶学生道德情操,养成以热爱生命为核心的生活精神,对人类文明发展具有责任感和使命感,也是其命题创新追求之一。
4.测量注重学科思维能力的考量
AP历史材料论文题注重历史学科的思维测量,尤其是高层次的思维能力,主要表现在两个方面:一是试题提供的材料丰富,考查了考生多层次、多角度综合分析历史问题的能力。从上述试题材料来源看,有来自英国殖民者和日本官方的统计数据,也有来自民间普通女工的真实回忆和日本僧人的所见所闻;有来自学者、经济学家的研究成果,也有实业家自身的见解;不仅如此,试题还要求考生额外补充一条材料,以充分论证主题。这些材料开阔了考生的视野,使考生洞察历史人物在决策时所面临的复杂环境,全面认识历史事件产生的复杂背景和历史事件中不同群体的真切感受。
二是从AP历史材料论文题的写作要求看,其测量目标归纳起来有三点:(1)正确理解和合理使用材料;(2)有效整合和分析材料;(3)依据材料进行合理的论证、评价和创作。这些考核目标体现了历史学科的高层次思维能力测量。AP历史材料论文题,在理解材料观点的基础上,既着力于求证思维的考查,对历史教材知识和史学观念、基本方法进行整合,然后分析、说明或驳斥一定材料下的某种历史观点;又不断突破求证思维的框架,考查考生发散型思维,在相对开放的条件下,要求考生提出自己对历史文明的个性理解。因此,材料论文题可以真实地展现考生甄别史料、理解和运用、分析和评价等高层次历史思维能力。此外,历史材料论文题要求考生领会与主题有关的文字、图表等史料,以通顺的文字、条理清晰的层次、合乎逻辑的结构,灵活运用历史知识、史学观念和历史研究方法来评价、论证问题。这种呈现方式也是测量高层次思维能力的有效途径之一,反映了考生的学科素养和水平。
5.测量关注评分规则的调控策略
材料论文题能否测量出考生的真实学业水平,除试题本身的影响外,评分标准也是一个关键因素,科学合理的评分标准可以客观地考量出考生的思维能力水平,不仅如此,评分标准还直接影响到考试成绩, 进而影响评价试题的难度、区分度、效度等各项测量指标。
美国AP历史材料论文题的评分标准是基于历史基本技能的核心要素评分,主要样式参见表2:
从AP测试历史科材料论文题试题结构和测量功能看,历史材料论文题的评分标准,主要由论题、材料讨论、材料理解、材料运用和语言组织等多方面要素构成,这些评分要素是考生需要展现的基本历史技能。评分标准中有两大类:基本分和附加分,以此来区分考生的历史技能水平。透过AP测试,材料论文题的评分标准可以从论题、观点、史实、结构、文字等方面去规划,并分层次评价判分。结合表2信息,可以设计出如表3的评分构想。
从表3看,考生能够利用试题提供材料以外的知识来完成论文写作,算是其特长的发挥,应该判给附加分。上述评分量规的要素,是根据分析材料所必须考虑的历史技能来设计的。这一评分方法的一个显著特点是,没有具体的知识点来呈现试题的答案,而是以写作题需要的历史技能作为评价的要素。这显然与在评卷中经常使用的采分点给分不同。论文题的评分基本理念,应该是没有唯一的正确答案。因此,评卷教师可以根据特定的评分量规,弹性地评估考生的答题。
随着学生主体性教育理念的凸显,关于学生怎样学习的研究取得了重大进展,围绕怎样运用测量评价尽可能多地抓住学生的学习表现,已成为当前国内外教育测量领域的研究热点和难点问题。从国外历史考试测量的经验看,我国历史考试的论文题研制可结合下列三个方面进行理性思考:
1.测量目标切实可行,写作设问注重开放
论文题测量目标的具体明确、易于操作,体现了评价目标的层次性和序列化原则。新课程提倡的三维目标落实到具体的试题研制中,究竟应该如何合理地、有层次地进行分解,为测量提供切实可行的指引,这是我国考试命题首要回答的问题。从国外经验看,测量目标的层次化可以用图表来示意,具体内容见表4。
从表4信息看,历史测量目标是依据课程目标而确定的,由课标而来的测量目标具有抽象的概念性和高度的概括性,必须进行定量性转化表述,并界定具体行为,形成历史笔试考查的可操作目标与要求。所以,清晰化的测量目标是历史考试必备的。有了明确、清晰的测量目标,考生作为被测量对象,其价值的追求与实现,在很大程度上要依赖于试题的开发。一旦论文题以单一的、统一的价值标准去要求考生,考生就会“不合时宜”地顺应要求。所以,论文题评价主要体现在测量价值观的开放、试题内容的开放和答题过程的开放。当论文题营造出体现价值尊重的考查氛围中时,考生才会乐于参与评价的过程,受益于考试评价的结果,进而不断促进自己的进步。
2.命题路径科学合理,价值诉求渗透对话
在论文题的研制中,设问的谋划、问题的制定,并不是一项简单的工作。国内外的经验表明,命题必须符合科学要求的基本程序和条件,建立在一定条件的材料之上,才有助于考生展现测量目标所要求的各项能力。材料论文题不仅要具备设计的具体条件,还要在考查价值上追求“理解与对话”,试题考查考生的知识与能力的同时,还要渗透对科学素养的考查,激发考生学习历史的兴趣,培养实事求是的科学态度,形成正确的价值观,促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维目标的实现。
由此,命题路径与条件的逻辑关系形成了“命题指导思想”“历史学科能力”与“历史知识内容”的一个三维体系。这种逻辑关系中渗入了“理解与对话”。“命题指导思想”是指对理论联系实际的对话;“学科能力”是对高校选拔人才的理解;“知识内容”是对历史在生产、生活等方面应用的反映。理解与对话的根本目的,是为了能够更好地促进考生综合表现的改进与发展。考生作为测量活动的主要利益相关者,可参与到试题解密后的评估中,对“理解”的表达与分享,是需要通过“答题”来实现的。论文题变革的过程,需要有“理解”的彰显,以此作为研究的起点,测评主体、客体双方的心理要求。
3.测量理论联系实践,技术创新海纳百川
传统的历史试题认为只要行为目标规范化,情境创设得当,就可以通过设问操作来再现考生的能力。这样的命题实践往往会把考生看做是“给予”的对象,考查过程也就是一个静态且线性的过程。但是,新课程改革下的考生成长历程,是动态且非线性的,命题者应该能动地使测量过程动态化,不仅要关注考生的知识素养,随着设问的深入,还要重视对考生公民素养、学习能力、表现能力等的诊断。对于国外新的测量理念和考查方式,要不断地学习、引进,以促成当前国内测量研究的欣欣向荣景象。中国未来的历史考试测量研究,理所应当对相关研究进行“何以可能、何以必须”等问题进行论证,对国外测量的研究逻辑应进行定位和思考。结合已有的命题经验与教训,来自各方的有效反馈,改进试题研制的思路,及时寻找到行之有效的发展策略。
关键词:全站仪;三角高程;精度
中图分类号:O353文献标识码: A
引言
近几年全站仪在工程施工测量中的广泛应用,以及随着生产力和科学技术的发展,国民经济各部门和各学科对工程测量提出了新的要求。索佳NET05全站仪属于精密仪器中的代表,是一种集激光、计算机、微子通讯、精密机械加工等高精尖技术于一体的先进量仪器,自动化程度高、功能多、精度好。 高程测量方法主要有几何水准测量、三角高程测量、物理测量、GPS高程测量方法。三角高程测量方法是一种间接测量方法,通过观测的距离和角度,根据三角函数原理计算出两点之间的高差[1]。
本论文主要是利用索佳NET05全站仪,采用三角高程测量方法把矿区工业广场楼顶的水准原点,采用符合水准路线推算出地面点的高程。利用地面点的高程进行矿区周围采空区的地表岩层移动,通过分析得出地表变化规律明显,符合规程要求。
1 三角高程测量
1.1 三角高程测量原理
常见的三角高程测量方法有单向观测法、中间法和对向观测法[1,2]。下面具体来看一下三角高程测量原理。(如图1)
图1三角高程测量原理
(1)测定地面A、B两点间高差h,首先在A点安置仪器,在B点竖立标尺,量取仪器望远镜旋转轴中心I至地面点A的仪器高i,用望远镜十字丝的横丝照准B点标尺上的一点M,M至B点的垂直高度称为目标高v,测出倾斜视线与水平线间所夹的竖直角a,测出A、B两点间的水平距离为D,由图可得两点间的高差h为:
(1)
若A点的高程已知为,则B点高程为:
(2)
(2)若在A点安置全站仪,在B点安置棱镜,并分别量取仪器高和棱镜高,测得两点间斜距S与竖直角以计算两点间的高差,称光电测距三角高程测量,A、B两点间的高差可按下式计算:
(3)1.2 精度分析
(1)地球曲率对高差的影响
水准测量中地球曲率的影响可以在观测中使用前后视距相等来抵消。三角高程测量在一般情况下也可以将仪器设在两点等距离处进行观测,或在两点上分别安置仪器进行对向观测并计算各自所测得的高差取其平均值 [3,4]。高差计算公式如下:
(4)
式中:表示两点之间的高差
表示垂直角
表示大气遮光系数
表示地球曲率半径
(2)距离归算
实测距离与参考椭球面上边长s的关[5.6]
(5)
因式中项的数值很小,故未顾及与s之间的差异。
(3)精度分析
(6)
查阅相关文献可以得出,在不同的时间段进行单向高差观测,,,经过分析可以看出单向观测三角高程测量误差在短距离内,只与竖直角和距离有关系[7]。
2.工程案例分析
2.1水准路线布设及数据采集
本工程主要是在山东省枣庄某矿工业广场内部进行地表岩移观测,根据实际地形要求布设附合水准路线,A点在办公楼三楼的东侧楼顶,F点在工业广场配电室的楼顶,其他点在工业广成内部,具体如下图所示。在观测时记录下当时的温度和气压,观测时采用三角高程单向测法,用索佳NET05全站仪进行观测。(见图2附合水准路线布设图,表1为外业观测数据)
图2 附合水准路线布设
表1索佳NET05全站仪三角高程附合路线观测数据
2.2 计算过程
利用前面的三角高程测量理论,对索佳NET05全站仪所观测的数据将进行数据处理,得到各点的高程(见表2)
表2 索佳NET05全站仪计算各点的高程
此段附合水准路线高差闭合差为-0.0138m。三等水准测量允许的高差闭合差为:,该次水准测量的=19.6mm,而实测高差闭合差为-13.8mm,显然此次索佳NET05全站仪三角高程测量达到了三等水准测量要求。
3 岩移观测
监测线的起点高程根据以上计算得出,根据煤矿测量规程布设走向线自南向北,具体沉降变化趋势(见图3、4)
图3 走向线1沉降变化趋势图
图4 走向线1沉降累计柱形图
由于监测线1布设监测点的方向是自南向北的,走向线的沉降变化量在前半部分是逐渐增大的,在7号点达到最大值,之后是逐渐减小的。从下沉速度分析,可以看出最大期沉降速度出现在11期,从第十四期开始沉降速度出现了减小的趋势,说明下沉量比前几期小了,通过分析后面几期可以得出地表变化趋于稳定,具体的变化趋势符合采空区变化规律。
4.结论
(1)索佳NET05全站仪数据自动记录,可以消除了读数误差,角度观测值可以精确到0.5″;观测距离可以增加到了500m,节约了施工时间。
(2)本论文通过利用索佳NET05全站仪进行三角高程测量以及水准仪进行三等水准测量,对观测结果进行分析可以得出,索佳NET05仪器进行的三角高程测量可以满足三等水准测量的要求。
(3)通过工业广场周围的地表岩移观测分析,可以得出工业广场周围的采空区沉降规律明显,地表变化趋于稳定,符合采空区变化规律。
参考文献
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关键词:凌河流域;DO;COD;水质监测
前言
溶解氧(DO)是水体的资本,是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值,藻类繁殖旺盛时,溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低,对于水产养殖业来说,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响,当溶解氧低于4mg/L时,就会引起鱼类窒息死亡,对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时,溶解氧的含量可趋近于0,此时厌氧菌得以繁殖,使水体恶化,所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染,特别是有机物污染的程度,它是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标。因此,水体溶解氧含量的测量,对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。目前国际上发展的主流是基于荧光淬灭原理的光纤溶解氧仪。
在水质监测中,化学需氧量(COD)是评价水体受有机物污染程度的重要指标。他是指在一定条件下用强氧化剂处理废水,水中还原性物质所消耗的强氧化剂的量,其结果折算成氧的含量(以mg/L计)。
凌河:凌河区位于锦州市区东半部,是锦州市的政治、经济、文化中心,是辽西沿海经济区中心城市的核心城区。辖区面积41平方公里,占主城区面积的58.41%,人口37.5万人,气候条件:降水集中、季风明显、风力较大。
目前大、小凌河流域湿地水质状况:根据1997年至1999年大凌河流域主要河流断面水质监测数据,分枯水期和丰水期两个特征水文期,对大凌河河流水质进行了详细评价,评价总河长498km.分析结果表明,辽西沿海河流总体水质状况较差,污染严重,干、支流河段水质多为Ⅳ类或更差,且丰水期水质劣于枯水期.
小凌河评价河长105公里,代表河段两个。丰水期:缸窑口段为Ⅲ类水质符合地面水环境质量标准;锦州段为Ⅴ类水质。枯水期:锦州段为超Ⅴ类水质。在日益发达的工业发展进程中,小凌河也面临着极大地威胁。与此同时,我市也采取一系列措施来治理小凌河污染。
通过对DO和COD进行监测和评价,及时了解水环境质量现状和趋势,为水环境管理提供科学依据。
材料与方法
实验材料:GPS导航仪、多参数水质分析仪、采样器、棕色瓶、哇哈哈矿泉水、黑色记号笔、标签、笔记本等。
实验方法:根据排污口、源头、入海口、湿地等设断面进行采样点布设。
采样时间:2013年5月29-31日
实验方法:先用采样器进行水样的采集,装到棕色瓶当中然后用塑料袋包好,回到实验室测量DO、COD的含量。测量之前先用试剂调解零浓度,在进行测量。每测量完一个水样都要用纯净水清洗一次。记录数据。
结果与讨论
通过室内实验,得出研究结果,得到数据:
凌河流域DO含量上游比其他断面要少,水体自净能力较弱,而其他部分DO含量差不多,水体自净能力较强。COD的含量上游要比其他断面要多,受有机物污染较重,中游下游以及入海口COD的含量较多受有机物污染程度轻。导致这种情况
是因为凌河流域包括大凌河、小凌河及其支流,内有7条主要支流,目前仅有1条支流为四类水质,其他6条支流均为劣五类水质。解决这个问题通过污水处理设施建设、污水处理设施截污干管、湿地处理、河道清污、工业点源治理、畜禽养殖治理等工程,集中治理水污染,从根本上改善凌河流域水质,全面实现凌河流域干流及其主要支流达到四类水质的目标。
结论
凌河流域上游部分污染比较严重,下游部分污染较轻。经过湿地处理等使流域得到了改善。
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论文关键词:PH检测及控制系统的发展
PH工业在线检测及控制系统应用非常广泛,如食品、制药、化工、表面处理、水处理行业等,由于系统的检测实时性、网络稳定性及其操控性能都非常优良,所以已被越来越多的行业所采用。萃取生产现场的PH检测及控制有许多实际操作上的难点,诸如现场采集点比较多,操作及检测不方便造成检测失准及寿命缩短等等。
选择合适的电极,是整个系统中较为关键的因素,因为一般的PH电极的探头都是一种玻璃类膜状物质制成的,里面注入有参比溶液,工作时参比液从玻璃膜中渗出,有机酯类会堵塞探头造成电极的损坏。
特征
萃取工艺目前PH检测探现场采集点比较多,PH检测不准,操作复杂科技论文格式,其运行不稳定。笔者通过长期的实践,将PH自动控制系统不断的改进为:系统结构简单,操作简便,检测质量高,控制反应快的一套系统。这里将我个人的一些方案和体会同大家一起分享一下,请大家多多指教。
方案
笔者通过不断的摸索发现通过下述技术方案可以得以很大的改进:
萃取工艺现场在线PH检测及控制系统,萃取工艺现场在线PH检测及控制系统,包括至少一个PH检测器,以及与PH检测器连接的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括主机、以及与主机连接有至少一个PH控制器。PH检测器用以检测待测物的PH离子浓度,测量变送器将信号转化、传递回控制系统。PH控制器控制模拟量输出,以此输出模拟量控制PH值调节。
所述的PH检测器包括测量变送器,且测量变送器与控制系统连接。
所述测量变送器连接有PH测量探头,测量变送器通过测量电缆与PH测量探头连接,PH测量探头设置有PH电极。所述的PH电极为E+H电极。
所述的主机为PC机或者PLC控制器。
所述PC主机,PC主机连接有RS232主线, RS232主线连接有RS232转RS485转换模块,RS232转RS485转换模块连接到RS485主线。
PLC控制器直接与RS485主线连接。
所述的PH控制器主要包含模拟量控制模块,模拟量控制模块主要由CPU、以及模拟量输出单元、以及扩展I/O单元组成。模拟量输出单元包括连接单元、设置输出量程、模拟量输出接线、以及梯形编程架构的CPU。模拟量控制模块通过RS485主线连接与主机连接。
模拟量控制模块连接有电控球阀。
所述的电控球阀并联有手动球阀,且所述的电控球阀与反应釜连接。
测量原理:PH值测量的PH值,用于度量单位的酸度或碱度的液体介质,玻璃PH电极提供具有电化学的潜力,这种潜力取决于介质的PH值论文格式。而这种潜力将生成的H 正离子通过外层膜的离子选择性渗透。在一点形成一个具有潜力的电化学边界层。以一个集成的Ag或AgCl参考系统作为参比电极。PH检测器将相应的PH值转换为能斯特方程测量的电压。
将PH测量探头探伸到反应釜中,PH电极将选择性的渗透外层膜的离子,从而形成电化学边界层,采用集成的Ag或AgCl参考系统作为参比电极。PH检测器应用能斯特方程测量出电压科技论文格式,从而将电压转换为电压数字信号。该电压数字信号将被传输到控制系统进行处理与应用。
模拟量控制模块内置有根据能斯特方程编写的编码程序、以及模拟量输出单元。编码程序将存放于梯形编程架构CPU中,模拟量输出单元将输入的数字量转换为模拟量,模拟信号的输出范围如下所述,其中横轴为十六进制数;纵轴为模拟量。
如图5所示,模拟量为:–10 到10 V 。
十六进制数F448到0BB8对应–10到10 V的电压范围,完整的输出范围是–11到11V。使用补码来指示负电压。
如图6所示,模拟量为:0 到 10 V 。
十六进制数0000到1770对应0到10 V的电压范围,完整的输出范围是–0.5到10.5V。使用补码来指示负电压。
如图7所示,模拟量为:1到 5 V 。
十六进制数0000到1770对应1到5 V的电压范围,完整的输出范围是0.8到5.2V。
如图8所示,模拟量为:0 到20 mA 。
十六进制数0000到1770对应0到20mA的电流范围,完整的输出范围是0到21mA。
如图9所示,模拟量为:4到20 mA 。
十六进制数0000到1770对应4到20mA的电流范围,完整的输出范围是3.2到20.8mA。
控制系统将根据电压数字信号做出对应的模拟量控制信号。模拟量控制信号通过模拟量控制模块的输出端输出信号,输出端输出信号为预先设置好的配置参数,该输出信号被传递到电控球阀,如果某站PH值偏离了设定点,则通过控制加药的流量来调整PH值。流量通过控制加药管路中电控球阀的开闭程度来进行控制,可以使球阀开闭在任意位置。通过模拟量控制模块来控制待测溶液的入料溶液的流量,以调整溶液的PH值。一般采用DA041作为模拟量控制模块。
基于现场采集点多而分散的情况,系统采用分站采集,集中检测与控制的方法,以利于现场管理与系统维护。
采集点向用户提供工业控制中通用的RS485通讯接口。通讯协议采用MODBUS标准通讯协议,每个采集点的PH控制器可以作为从机与具有相同通讯接口并采用相同通讯协议的上位机,如PLC控制器、PC机通讯,实现对现场PH值的集中监控,另外用户也可以通过RS485主线连接数台PH控制器作为从机。以实现PH控制器的多机联动。通过该通讯口可以连接远程控制键盘。可实现用户对PH控制器的远程操作。
改进后系统的MODBUS通讯协议支持两种传送方式:RTU方式和ASCII方式,用户可以根据情况选择其中的一种方式通讯。
笔者发现如果做如上改进以后与现有技术相比科技论文格式,具有如下的优点和有益效果:系统结构简单,操作简便,检测质量高,控制反应快。
附图说明
图1为本发明控制系统示意图。
图2为本发明PH检测多级连接示意图。
图3为本发明PH检测单级连接示意图。
图4为本发明的PH检测器示意图。
附图中标记及相应的零部件名称:1、PH检测器;2、反应釜;3、有机相;4、水相;5、搅拌器;6、电控球阀;7、手动球阀;8、水相出路;9、有机相进路10测量变送器;11、测量电缆;12、PH电极;13、PH测量探头;14、药剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
如图1、2、3、4所示,萃取工艺现场在线PH检测及控制系统,包括至少一个PH检测器1,以及与PH检测器1连接的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括主机、以及与主机的至少一个PH控制器。
所述的PH检测器1包括测量变送器10,且测量变送器10与控制系统连接。
测量变送器10通过测量电缆11与PH测量探头13连接,PH测量探头13设置有PH电极12论文格式。
PH电极12为E+H电极。
如图1所示,当主机为PC机时,PC机连接的RS232主线, RS232主线连接RS232转RS485转换模块, RS232转RS485转换模块连接RS485主线。
PH控制器与连接RS485主线。
主机PC机与RS232主线连接后,信号通过RS232转RS485转换模块联通到RS485主线,其做出的应答反应传递到PH控制器。PH控制器内包含模拟量控制模块,模拟量控制模块内置有相应的根据能斯特方程写的编码程序,其通讯方式为:RTU方式和ASCII方式,用户可以根据情况选择其中的一种方式通讯。
当主机为PLC控制器时,主机直接连接到RS485主线进行通信,以实现控制器的多机联动。
如图2所示,PH检测多级连接,反应釜2中的有机相3与前一反应釜2中的有机相3联通,反应釜2中的水相4与前一反应釜2中的水相4联通。
PH检测器1的PH测量探头13置于反应釜2中,PH测量探头13检测反应釜2中的离子粒度,将PH检测信号通过测量电缆11以及测量变送器10发回控制系统。控制系统根据PH检测信号做出相应的应答控制信号。应答控制信号通过线路传输到PH控制器科技论文格式,PH控制器的模拟量控制模块根据编码程序做出应答反应。应答反应信号被传递到与模拟量控制模块连接的电控球阀6,电控球阀6的开闭程度来进行控制待测溶液的入料溶液的流量,以调整溶液的PH值。当电控球阀6不启用时,可以启用手动球阀7。测溶液的入料溶液入口可为图2中所示的有机相进路9,反应釜2中内置有有机相3和水相4以及搅拌器5,水相4联通水相4出路8。
如图3所示,PH检测单级连接,反应釜2单独设置,之间不联通。PH检测器1的PH测量探头13置于反应釜2中,PH测量探头13检测反应釜2中的离子粒度,将PH检测信号通过测量电缆11以及测量变送器10发回控制系统。控制系统根据PH检测信号做出相应的应答控制信号。应答控制信号通过线路传输到PH控制器,PH控制器的模拟量控制模块根据编码程序做出应答反应。应答反应信号被传递到与模拟量控制模块连接的电控球阀6,电控球阀6的开闭程度来进行控制待测溶液的入料溶液的流量,以调整溶液的PH值。当电控球阀6不启用时,可以启用手动球阀7。测溶液的入料溶液可为药剂14。
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【关键词】投影;自动跟踪;精度检测
0.引言
传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。因此太阳能光伏发电系统是一个重要的发展方向;但对于某一个固定地点的太阳能光伏光热系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,阳光日照角度时刻都在变化,如果光伏组件能够时刻正对太阳,效率才会达到最佳状态,所以需要太阳能电站自动跟踪式控制系统来完成。
太阳能自动跟踪电站精度的测试是繁琐的,如何高效、简便的测试太阳能自动跟踪电站精度,是每个太阳能自动跟踪电站使用者正在探索的。而本文论述的一种太阳能自动跟踪电站精度测试仪设计,则解决了这个问题,从而简便、准确的测试电站跟踪精度。
1.太阳能自动跟踪电站精度测试仪的工作原理
图1
太阳能自动跟踪电站精度测试仪是根据投影原理工作的,如图1,上下小孔的直径大小是一直的,根据上下间距H的距离,当上孔的投影D与下孔边缘相切时,就可以推算出偏差角度α的数值。这种方法简单方便,对于精度一目了然,增加了太阳能工作站精度测量的操作性和实用性,提高了跟踪精度测量的工作效率。
2.太阳能自动跟踪电站精度测试仪的结构设计
图2
如图2,太阳能自动跟踪电站精度测试仪具有上透光板,下投影板,四个支柱。上透光板设有大小不等的20个透光孔,下投影板设有与上透光板中透光孔位置相同大小相等的一一对应的20个透光孔。将精度测试仪垂直安装在跟踪电站表面,根据太阳光投影原理特性,依据上透光板、下投影板之间的距离,当光通过上透光板一个光孔透过时,会在上透光板产生投影。当上透光板对应的下投影板光孔周围没有投影,说明太阳光垂直从上透光板与下投影板穿过,此时太阳能自动跟踪电站跟踪精度为0度,如果上透光板0.1度光孔的投影与下投影板0.1度光孔相切,说明此时太阳能自动跟踪电站跟踪偏差角度为0.1度。依次类推,其他精度的测量只要跟据相应上透光板光孔与下投影板光孔的投影情况,便可准确读出。
假设上透光板,下投影板距离为200mm,透光孔直径与测量偏差角度对应如下:
3.结论
按此方法设计的太阳能自动跟踪电站精度测试仪,与昂贵的CDD光检测设备比较,不但价格低廉,不需要复杂的调试,操作简单,一目了然,测量准确,适合大范围使用。
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关键词:弹体直径 激光扫描法 误差分析
中图分类号:TG83 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)10-0091-02
1、引言
检测技术是保证产品质量的重要手段,其水平高低已成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一。产品的竞争实质上是质量的竞争,而产品质量的提高,除设计与加工精度的提高外,往往更有赖于检测精度的提高。生产自动化程度的发展,产品数量的增长,在一定程度上也受到检测效率的制约。对于军事工业而言,弹药弹体检测技术是关系弹体生产质量的重大关键性技术,随着新型武器的研制与科学技术的迅速发展,对检测的精度和效率提出了越来越高的要求。因此,提高检测精度和检测效率是检测技术的主要发展方向。传统的弹药弹体尺寸检测是采用手工测量方法,即将游标卡尺卡在弹体尺寸需要检测的位置,通过人工读数来判断弹体尺寸是否合格。这种手工测量方法,不仅费时费力,并且精度不高,满足不了现代生产自动化的需要。
长期以来,国内外学者对弹体直径测量进行了大量的研究,但是在大直径尺寸测量方面一直没有理想的方法和仪器出现,尤其在机械加工行业中,大直径尺寸的精密测量尚未得到很好解决。用现有的或大型千分尺进行测量既费时又达不到精度要求。所以,进行精确的大直径工件几何尺寸测量研究的意义十分重大。
2、硬件条件限制分析
当被测弹药直径尺寸跨度较大时,无论怎样改进系统结构,光学系统中的镜片尺寸都会很大,其结果是:不仅镜片加工困难,而且像差很大,因此测量误差很大,无法保证测量精度。
根据误差分析和光学设计经验,f-θ透镜尺寸≤80mm的情况下的像差较易保证。因此,针对待测炮弹外径测量范围,作出以下分级:
(a)小尺寸直径
(b)大尺寸直径>60mm。
两个尺寸段无法用一台设备兼容,因此,我们需要对上述小尺寸直径测量系统进行改进,以满足对大尺寸弹丸直径的测量
3、小尺寸弹丸直径测量系统
测量系统由激光器、扫描多面棱镜、扫描透镜、接收透镜、光电接收器等组成。
3.1 测量原理
图1是激光扫描测量系统测量原理图。激光器发出的激光束照射到扫描棱镜上,扫描棱镜由扫描电机带动以恒定角速度高速旋转,扫描光束经过f-θ透镜后形成与光轴平行并以恒定线速度扫描的扫描光束。
扫描电机和扫描棱镜是关键器件,它决定了测量区域扫描光束线速度v的稳定性、光束的平行性和准直性,从而决定了仪器的测量精度。f-θ透镜的作用是将匀角速度扫描的光束变换为与光轴平行的像方匀线速度扫描的平行光束。f-θ透镜的精度不仅影响扫描线速度v随垂直位置变化的特性,决定了仪器的线性指标,而且还影响扫描光束的平行性和准直性,决定了仪器的测量精度与测量的重复性。扫描电机的速度稳定性、轴向和径向跳动,以及扫描多面棱镜的形位误差等影响光束的线速度v的稳定性和扫描光束入射的准确性,决定了仪器的重复性和稳定性。扫描激光光强的稳定性、光电信号边缘检测的准确性、光学系统的安装误差等对的检测精度起到至关重要的影响作用。
3.2 测量过程
激光器发出的激光以恒速对被测弹体进行扫描,经聚光透镜到达光电接收器,根据光电接收器接受光强的变化阈值(参看图2)确定扫描时间t。若扫描速度为ν,对工件扫描时间为t,则被测工件直径D:
3.3 误差分析
影响扫描法测量弹径误差的因素包括多个方面。如扫描速度不是常值而是扫描棱镜转角Φ的函数,此时可以用平均扫描速度来求激光扫描尺寸检测系统的误差。其中平均扫描速度(为有效扫描口径的半径角),测量的三个基本参数为电机的转速、光学系统的焦距、时钟脉冲的频率,这些误差对测量精度的影响关系式为:
由式(1-3):若激光脉冲频率,;设计焦距为,;电机转速为,,
被测弹径,则:
4、大尺寸弹丸直径测量系统
由扫描测量头(两台)、光栅尺、直线滚珠导轨、滚珠丝杠、控制电机、计算机系统等组成。
4.1 测量原理
大尺寸直径的弹丸测量依然采用激光扫描法测量原理。和小尺寸直径弹丸测量不同的是,大尺寸弹径测量要用两个扫描头,而且在测量前要对扫描头之间的距离进行标定。
测量前,将两台扫描头移出被测区域,并用标准尺标定出两个扫描头的距离(设为L)。
4.2 测量过程
测量时,在电机的驱动下,两个扫描头同时向被测弹丸待测部位靠近,如图3所示,当两个扫描头发出的激光束与被测弹丸的外径相切时,经过光电转换,光电接收器的输出电压分别出现两个下降沿,在通过实验确定阈值后,阈值处就分别对应一个触发脉冲,该触发脉冲便是两个光栅尺的计数指令,此时两个扫描头相向运动的距离分别为和,则被测弹径(D)为:
(1-4)
4.3 误差分析
(1)基础距离L标定误差:
此项误差为系统误差,可通过测量标准件等方式予以消除。
(2)扫描头移动距离测量引起的误差:
(a)由光栅尺引起误差:
光栅尺测量精度为0.005,则由此引入的测量误差为0.001。
(b)由于边缘阈值判断引起的误差:
采用像元间距为7的CCD相机,经光学系统后,分辨率可达0.003mm,由此引起的误差为0.001mm。
(3)测量总误差为:
由于采用两侧扫描方法进行测量,实际引起的误差为左右两个扫描系统误差和,按最大极限误差累计,可得:
5、结语
本文较详细的介绍了使用改进后的激光扫描法测量弹丸直径的方法。对其关键原理进行了论述,检测效率和精度都达到了预期目标,证明了该测量方法的可行性。此设计方案可普遍适用于一般弹丸弹体的检测。
参考文献
[1]于海蓉.特种弹药弹体尺寸自动检测系统测量方法和软件设计研究.[硕士学位论文]国防科技大学,2003.
[2]“弹药静态参数测试系统研制方案”.长春理工大学,2005.09.
[3]张明明.弹箭静态参数综合测试系统.[硕士学位论文]南京理工大学,2005.
[4]宋涛.曲臂花键轴跳动误差非接触检测技术研究.[硕士学位论文]长春理工大学,2003.
[5]阎荫棠.几何量精度设计与检测.北京:机械工业出版社,1996.08.
[6]孙长库.叶声华编著.激光测量技术.天津:天津大学出版社,2001.07.
关键词:煤层气测井,测井参数选择,含气量估算
一:煤层气测井的目的
煤矿瓦斯气(煤层气)是威胁矿井安全生产的主要因素。同时煤层气作为一种洁净,高效能源已被社会广泛认识。科技论文。煤层气的勘探开发已被政府和企业广泛重视。煤层气测井已经成为煤层气勘探开发中的重要组成部分。
煤是一种固体矿产资源,形成于沉积岩系地层。煤层受地质构造,地层压力,地层温度的影响,形成的煤层气可分为游离气,溶解气,和以分子状态存在的吸附气。游离气,溶解气在煤层气中的含量很小,吸附气占煤层气的主要成份。是煤层气勘探开发的主体。
煤层作为煤层气的源岩,又是煤层气的储集层。煤层气勘探测井的主要目的就是评价其储集层煤层气含量的多少。储集层的评价参数主要是:源岩煤层的工业参数,储集层的孔隙度,渗透率,和气体吸附特性参数。以及煤层的埋深,厚度,温度,压力等其他参数。
二:煤层气测井方法的选择
1:煤层气测井的主要地质任务
a: 划分钻井剖面岩性,确定煤层的深度,厚度和结构。
b: 测量钻井的倾斜角和方位角,校正煤岩层的真厚。
c: 测量井温,井压,了解储集层的温度和压力。
d: 进行煤质分析,确定煤层的含碳量,灰份,水份级挥发份。对储集层进行含水性,渗透性分析,计算储集层的含气量。科技论文。
2:煤层气测井方法的选择
结合石油测井的规范和标准,中联煤层气有限责任公司提出了行业企业标准Q/CUCBM0401-2002 <煤层气测井作业规程>。该规程中提出的煤层气测井项目如下。
a: 双侧向视电阻率 (DLL)单位:Ω.M
b: 微球形聚焦电阻率 (MSFL)单位:Ω.M
c: 自然伽玛 (GR)单位:API
d: 自然电位(SP)单位:mv
e:双井径 (CAL1,CAL2)单位:cm
f: 补偿密度 (DEN)单位:g/㎝³
g: 补偿声波 (AC)单位:us/m
h: 补偿中子 (CNL)单位:PU
i: 井温(TEMP)单位:℃
j: 井斜倾角和方位角测量
三:煤质评价与含气量的估算
1: 煤质评价
利用测井方法计算煤层煤质指标和储集层含气量到目前为止还没有成熟的理论方法。目前在国内外煤层气测井解释中大多采用煤岩层体积密度与煤质指标的数理统计分析方法。建立测井煤层体积密度响应值与煤质指标的含碳量、灰份含量、水分含量统计关系。如图1、图2、分别是某地区煤层的含碳量、灰分和煤的体积密度交会图。从图上可以看出测井的体积密度和煤岩的成份具有较好的线性关系。科技论文。
应用此方法在对某井田数据经回归得出如下关系式:
体积密度与固定碳含量的关系:
Vc=-76.3616*DEN+189.461
体积密度与灰分含量的关系:
Vsh=71.9*DEN+98.337
体积密度与挥发份含量的关系:
Vv=-103.062*DEN+167.503
体积密度与水分的关系:
Vw=1-Vc-Vsh-Vv
2:储集层含气量的估算
经对煤层气研究发现,某井田的煤层含气量和煤的体积密度具有线性关系。图3是某井田煤的体积密度和煤层的含气量的交会图。
经回归得出如下公式:
Hg=-45.3229*DEN+80.458
3:结论:
煤层气测井方法的选择,电阻率法只作为划分地层岩性剖面的一种重要参数,密度测井是划分煤层,评价煤质及计算煤层含气量的最佳测井方法。
在用密度测井计算煤岩成份及煤层含气量时,其回归公式都是区域性的。随地区、煤阶、煤质及地质构造不同,煤层中气体含量也不尽相同。因此,回归公式应分地区回归,以减少计算误差。
参考文献:
(1)周尚忠.煤层气地球物理测井系列选择.中国煤层气,3(2):25-27
(2)潘和平.煤层气储层测井评价(J).中国煤田地质,2003,15(4):54-57