关于金相显微镜不确定度研究报告

张斌

江阴市计量测试检定所 江苏省江阴市 214434

1、概述

1.1、测量方法：依据JJF（苏）131-2011《金相显微镜校准规范》

1.2、环境条件：温度（20±5）℃

1.3、测量标准：分度值为0.01mm的标准玻璃线纹尺

1.4、测量对象：目镜为10倍，物镜为10倍的带有图像传感器接收系统的金相显微镜。

1.5、测量过程

采用分度值为0.01mm的玻璃线纹尺放置在目镜为10倍，物镜为10倍的带有图像传感器接收系统的金相显微镜的载物台上，在1mm距离上进行示值校准。

2、数学模型

式中：a--金相显微镜的示值，mm

--标准玻璃线纹尺的实测尺寸，mm

--金相显微镜相对于起始点的示值误差，mm

3、方差和灵敏系数

式中：--重复测量引入的不确定度分量；

--标准玻璃线纹尺引入的标准不确定度分量；

4、计算标准不确定度分量

4.1 重复测量引入的不确定分量

（单位：μm）

1.5 -0.5 0.8 1.0 1.8 0.5 0.8 1.2 1.5 1.8

10次重复测量实验标准差为0.7μm，故

=0.7μm

4.2 标准玻璃线纹尺引入的标准不确定度分量

标准玻璃线纹尺的刻线间距证书给定的不确定度U=1μm，k=2，则、

=1/2=0.5μm

5、合成标准不确定

μm

6 扩展不确定度

U=0.86×2=1.72≈1.7μm，k=2

不确定度分布一览表

序号 类别 影响分量 标准不确定度 灵敏系数

1 A 测量重复性 0.7 1

2 B 标准器误差 0.5 1

上接第620页

6）影響电子设备的正常工作，如：使某些电气测量议表受谐波的影响而造成误差，导致继电保护和自动装置误动作，对邻近的通信系统造成干扰。

我公司2台75HP三相异步电机就是由于上述原因而损坏。

四、谐波抑制

为了抑制电网中的谐波，减小谐波的危害，在加强科学化、法制化管理的同时，要采取积极有效的技术措施，尽量减少直流调速设备的谐波含量，安装有效的滤波装置。

1.减少谐波含量主要是从整流装置本身出发，通过整流装置的结构设计来减少谐波，目前采用的技术有：

1）整流装置的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在整流装置和其他用电设备的输入侧安装整流变压器，切断谐波电流，减少高次谐波注入电网。

2）多脉波变流技术 对于大功率整流装置，常将原来6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器，以减少交流侧的谐波电流含量。

3）整流变压器采用Y/△ 或 △/Y接线，谐波源产生的3n（n是正整数）次谐波激磁电流在接线绕组内形成环流，不致使谐波注入公共电网，该方法可抑制3的倍数次的高次谐波。该方法也多用于大容量的整流装置负载。

4）尽量选用高功率因数的整流器，高功率因数整流器是一种通过对整流器本身进行改造，使其尽量不产生谐波，其电流和电压同相位的组合装置，这种整流器可以被称为单位功率因数变流器（UPFC）。该方法只能在设备设计过程中加以注意，从而得到实践中的谐波抑制效果。

2.安装电力滤波器，提高滤波性能

1）无源电力滤波器

无源电力滤波器（PPF）即利用电容和电抗器组成LC调谐电路，在系统中能够为谐波提供并联低阻通路，起到滤波作用；同时，利用电容还能补偿无功功率，改善电网的功率因数。由于结构简单，造价低，运行损耗小以及技术要求不高等特点，PPF成为改善电能质量的最常见设备。但由于结构和原理上的原因，使用无源滤波装置来解决谐波问题也存在一些难以克服的缺点，如：只能滤除特定次谐波，谐波补偿频带较窄，过载能力小，对系统阻抗和频率变化的适应性较差，稳定性较差，体积大，损耗大等。

2）有源电力滤波

有源电力滤波器克服了以往滤波器仅固定在某些谐波频段，它采用如附图4的拓扑类型。它对非线性负载产生的谐波进行采样、分析、建立频谱图，以此频谱图为依据向电网侧送一个与非线性负载产生的谐波相反的谐波，从而达到谐波抑制的效果。

图4有源谐波调节器的基本工作原理

APF按与系统的连接方式不同可分为串联型、并连型和串-并联混合型。并联型APF主要适用于感性电流负载的谐波补偿，串联型APF主要用于消除带电容的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响，串-并联型APF兼有串、并联APF的功能。

APF滤波特性不受系统阻抗影响，不会与电网阻抗产生串联和并联谐振的现象，且对外电路的谐振具有阻尼的作用。此外，APF具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可能抑制电压闪变，补偿无功电流，性价比较为合理。另外，APF具有自适应功能，能对幅值和频率变化的谐波以及变化的无功进行自动跟踪、实时补偿。

我公司采用在4台直流调速器的前级加装△/Y整流变压器的方法，对整流设备和供电网络进行隔离，从而提高供电电网电能质量，减少对其它设备的影响，致此2台75HP泠却风机运行至今一切正常。

日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。随着对谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。随着谐波污染综合治理工作的逐步深入，直流调速技术的推广和应用必将有更加广阔的前景。

参考文献：

[1] 沈鸿，电机工程手册，机械工业出版社

[2] 黄道莲，赵芙生，蒋留兴，电力电子技术

[3] 吕润馀，电力系统高次谐波.[M]，中国电力出版社

[4] 陈伟华，电磁兼容实用手册，机械工业出版社