關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JJF（蘇）131-2011《金相顯微鏡校準規范》

1.2、環境條件：溫度（20±5）℃

1.3、測量標準：分度值為0.01mm的標準玻璃線紋尺

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的金相顯微鏡的載物臺上，在1mm距離上進行示值校準。

2、數學模型

式中：a--金相顯微鏡的示值，mm

--標準玻璃線紋尺的實測尺寸，mm

--金相顯微鏡相對于起始點的示值誤差，mm

3、方差和靈敏系數

式中：--重復測量引入的不確定度分量；

--標準玻璃線紋尺引入的標準不確定度分量；

4、計算標準不確定度分量

4.1 重復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次重復測量實驗標準差為0.7μm，故

=0.7μm

4.2 標準玻璃線紋尺引入的標準不確定度分量

標準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、合成標準不確定

μm

6 擴展不確定度

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 標準不確定度 靈敏系數

1 A 測量重復性 0.7 1

2 B 標準器誤差 0.5 1

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

我公司2臺75HP三相異步電機就是由于上述原因而損壞。

四、諧波抑制

為了抑制電網中的諧波，減小諧波的危害，在加強科學化、法制化管理的同時，要采取積極有效的技術措施，盡量減少直流調速設備的諧波含量，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，通過整流裝置的結構設計來減少諧波，目前采用的技術有：

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

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

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

4）盡量選用高功率因數的整流器，高功率因數整流器是一種通過對整流器本身進行改造，使其盡量不產生諧波，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變流器（UPFC）。該方法只能在設備設計過程中加以注意，從而得到實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調諧電路，在系統中能夠為諧波提供并聯低阻通路，起到濾波作用；同時，利用電容還能補償無功功率，改善電網的功率因數。由于結構簡單，造價低，運行損耗小以及技術要求不高等特點，PPF成為改善電能質量的最常見設備。但由于結構和原理上的原因，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，如：只能濾除特定次諧波，諧波補償頻帶較窄，過載能力小，對系統阻抗和頻率變化的適應性較差，穩定性較差，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的拓撲類型。它對非線性負載產生的諧波進行采樣、分析、建立頻譜圖，以此頻譜圖為依據向電網側送一個與非線性負載產生的諧波相反的諧波，從而達到諧波抑制的效果。

圖4有源諧波調節器的基本工作原理

APF按與系統的連接方式不同可分為串聯型、并連型和串-并聯混合型。并聯型APF主要適用于感性電流負載的諧波補償，串聯型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載對系統的影響，串-并聯型APF兼有串、并聯APF的功能。

APF濾波特性不受系統阻抗影響，不會與電網阻抗產生串聯和并聯諧振的現象，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性，不僅能補償各次諧波，還可能抑制電壓閃變，補償無功電流，性價比較為合理。另外，APF具有自適應功能，能對幅值和頻率變化的諧波以及變化的無功進行自動跟蹤、實時補償。

我公司采用在4臺直流調速器的前級加裝△/Y整流變壓器的方法，對整流設備和供電網絡進行隔離，從而提高供電電網電能質量，減少對其它設備的影響，致此2臺75HP泠卻風機運行至今一切正常。

日益嚴重的諧波污染已引起各方面的高度重視。隨著對諧波現象的進一步認識，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準。隨著諧波污染綜合治理工作的逐步深入，直流調速技術的推廣和應用必將有更加廣闊的前景。

參考文獻：

[1] 沈鴻，電機工程手冊，機械工業出版社

[2] 黃道蓮，趙芙生，蔣留興，電力電子技術

[3] 呂潤馀，電力系統高次諧波.[M]，中國電力出版社

[4] 陳偉華，電磁兼容實用手冊，機械工業出版社