电磁感应及其应用精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇电磁感应及其应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：电磁感应加热 温度控制 模糊算法

中图分类号：TQ320.52 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0050-02

1 电磁感应加热技术的应用

现在社会需求的增长，电磁感应加热技术越来越广泛地运用到各行各业中。大致可以归类为以下几个领域：第一，食品、医疗、化工、塑机械加热、木材、建筑等节能改造方面都有用，在这些方面使用电磁感应加热代替了传统的电阻加热；第二，机械行业，电磁感应加热中的高频电磁加热可以应用于金属表面的热处理，也可以用于器件在加工前的透热，这种方法与传统的方法相比有很大的优势；第三，纺织印染方面，印染时的原料需要加热，利用电磁感应加热，加热速度快了，就使得原料的利用率提高了，同时可以适应不同燃料的不同温度要求；第四，轻工行业，在轻工行业用于食品或者塑料产品的封口，这种方式的加热大大加大了生产效率，还可以节省生产空间。

电磁感应加热技术的应用，可以提高生产产品的速度同时也能降低生产成本，也提升了设备制造行业的生产水平，在传统行业中越来越广泛地被接受和使用。

2 电磁感应加热的原理

电磁感应技术就是我们通常所说的IH技术，它建立的基础就是法拉第感应定律。电磁感应的加热原理就是利用高频的交变电流在通过线圈时产生磁场，这种交变的磁场在通过金属工件时产生涡流，产生涡流的条件就是金属工件需要是加热后的件，金属的电阻相对较小，这样较低的电动势就可以产生很强的涡电流，这样就在金属件内部产生了很大的焦耳热，这样金属件的温度自己就升高了，完成了一个自发热的过程，这个自发热的速度非常快。电磁感应加热利用的就是电流的做功，将电能转化为被加热体本身的内能，使被加热件的温度升高，从而达到加热的目的。

3 传统加热与电磁感应加热的对比

3.1 传统的加热

用加热注射剂来举例传统加热存在的弊端，传统的注射剂加热一般采用电阻的方式进行加热，电阻加热存在的缺点如下：第一，工作环境恶劣，传统加热利用的是电阻加热，在加热过程中向环境中散发大量的热量，使得操作环境温度升高，尤其在夏季的加热时，现场的工作环境是非常恶劣的，工人需要降温，降温过程又造成了能源的浪费，加大了成本；第二，加热效率低，加热过程中热损大，电阻加热时都是电阻丝绕制成的电阻，这样的电阻外部也散热，造成了热能的损失，在传导的过程中由于过程繁琐，也损耗掉了很大的热量，经过统计只有25%左右的热能得到了利用，热能的效率很低；第三，电阻的使用时间短，电阻发热Φ缱璧乃鸷暮艽螅绕制的电阻线长时间加热很容易发生断裂，这样增加了工人的工作量，需要定时地对电阻进行检查和维护，维修和更换的费用都很大，加热的产品可能由于没有完成固定温度，报废率也增大了，所以各方面的费用都将增大。

3.2 电磁感应加热

第一，与传统的加热方法相比，电磁感应加热是自发热的现象，不会对环境造成很大的影响，工人的工作环境也得到了很大程度的改善，也减少了为环境降温的费用；第二，电磁感应的热损耗小，节能效果好，电磁感应发热过程感应线圈与被加热的金属件之间是没有直接接触的，能量的传递是通过电磁感应进行传递的，在传导的过程中减少了很多热能的损耗，效率提高很多，可以达到85%左右，比传统的加热提高了很多；第三，金属件温度提升速度快，金属件的电阻小，所以较小的电动势就能产生较强的涡电流，焦耳热产生得也多，热量散失得少，所以金属件升温很快；与传统的电阻加热相比，使用寿命增长了，电磁感应的加热工具是特制的线圈和半导体的器件，线圈在工作时的温度并不像电阻丝产生那么高的温度，使用寿命大大提高了。电磁感应加热的加热效率高，所以产品的产量也高，所以无论从损耗还是生产效率上都得到了提高。

综上所述，电磁感应加热具有的优势是非常明显的，加热速度比其他任何的媒介加热速度都快，而且在加热时损耗较小，加热时间较短，启动方便，热能的损耗较小，不用时，也可以切断供电电源，没有任何多余的损耗，电能的利用率又高，是新时期加热的最好选择。

4 电磁感应加热技术的实现

4.1 电磁感应加热系统的组成

电磁加热系统主要由电磁加热控制板和加热线圈两部分组成。加热输出接触器的输出端经过电磁加热控制板将交流电进行整流、滤波、逆变成高频的交流电，再通过链接线圈加到电磁的加热线圈上，高频的交流电通过保温材料作用于被加热体上，从而达到被加热体的自发热过程。还可以用另外一种方式，将电源直接输入到电磁加热控制板，加热输出接触器直接通过电磁加热控制器的方式直接控制电磁加热控制板的工作状态。

4.2 对输出功率的控制

对于电磁感应加热输出功率的控制有很多种方法，其中感应电源有两种控制方法：即负载串联谐振型和负载并联谐振型，串联谐振感应加热电源较并联的有很多优势，比如：启动时比较迅速、可以使用体积相对较小的电感和整流，可以使用不空整流等。加热过程有特定需要达到的目的，所以感应加热电源需要控制输出功率，使功率保持到一个可调节的范围内。串联谐振电源的调功方式有两大类：直流侧调压调功和逆变侧调功，其中直流侧调压调功中又包括两种方式：是采用晶闸管全控整流；另一种是不控整流后用斩波器进行调压。逆变侧调功的方法就比较多，比如：通过脉冲宽度调节、通过电压调节、通过脉冲频率调节、通过脉冲密度调节、通过移相调节、通过改变功率因素调节以及以上各种方法的综合调节法等。通过这些方法的调节都可以达到调节温度的目的。在加热一个物体，整个过程可能需要不同的温度，所以要求在不同的阶段保证不同的温度。现在用调节脉冲密度调功法调节温度的方法是使用较多的一种，这种方法可以直接完成对输出电源的电流幅值进行控制，通过实验既定的模型，通过建立在某一特定电流幅值的基础上，建立T=f（t）即温度与时间的函数关系，实现温度的分段控制，以达到各时间段不同温度的要求。

4.3 温度控制的算法

目前使用较多的一种算法就是模糊控制算法，这种算法具有大惯性、非线性、有滞后、相邻段有较强偶合等特点，这种算法可以模拟人脑进行思维、判断以及推理的过程，可以将人的经验等用语言的方式表达出来，再通过计算机的处理，完成输入和输出的建模过程，是一个智能化的实现过程。模糊算法的数据库录入的是专家的语言信息，并在使用时将这种语言转化为控制策略，可以解决实际使用过程中的各种问题，有些复杂的数据模型需要建立精确的数学模型，这种算法可以解决这些复杂的建模过程。这种方法很好地完成了推理系统与控制系统间以及模糊数据和精确数据的转化问题。温度的控制就是一个不确定的数据模型，通过电磁感应的输出功率和模糊算法的结合就可以完成温度的精确控制，控制精度可以上下不相差1 ℃。

5 结语

传统的加热方式通常是利用电热圈来加热，通过接触传导，实现被加热体的加热过程。但是这个过程有大量的热量是散发到空气中的，热量的利用率较低，而且工作环境也非常恶劣，加热过程的温度也是没法实时控制的。而电磁感应加热的方式实现了节能、加热效率和升温速度快等各方面传统加热方式满足不了的优点。电磁感应在输出的过程可以通过控制功率的方法同模糊算法相结合实现温度的准确可控性。这也满足了现代社会高效、节能、环保等各方面的要求，所以电磁感应加热方式在各行各业都将替代传统的电阻丝加热方式。

参考文献

[1] 徐强.回转支承滚道无软带感应加热数值模拟及淬火研究[D].合肥工业大学，2015.

[2] 杨伟福，曹广忠，邱洪.电磁感应加热系统负载感应器研究[J].机电工程技术，2015（7）：81-85.

[3] 张雪彪，陈诚，刘玉君.钢板移动式感应加热的多场耦合数值分析[J].哈尔滨工程大学学报，2015（4）：473-478.

[4] 张毅静.预应力钢丝感应加热电磁能量转换研究[D].河北工业大学，2012.

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关键词：变频器，电磁干扰，措施

中图分类号：TN773文献标识码： A

引言：随着经济的发展和科学技术的进步，变频器的应用变得越来越广泛，但随之而来的干扰问题一直困扰着电气技术人员。变频器周边的电气设备以及电气线路对变频器产生干扰，同时变频器也对周边设备产生干扰。如果变频器的干扰问题得不到很好的解决，那么就不能保证变频器系统能够可靠、稳定地运行。本文针对变频器抗干扰问题，首先阐述了干扰的来源、传播方式，然后再针对这些干扰提出了不同的措施。

1、干扰的产生

1. 1外部对变频器的干扰

在空间中存在着各种各样的电磁波，例如通信电磁波、线路产生的电磁波，这些电磁波是由于导线中通过的电流产生的，其强弱受电流强度及线路布设方式的影响较大，该电磁波向空中辐射，从而影响变频器的正常运行。 当变频器的供电电源受到电网中大量谐波影响时，变频器就会出现过压、欠压、掉电等现象，从而可能造成变频器的波动甚至损坏，进而影响生产。变频器的整流管有时会受到补偿电容的影响。在补偿电容投入以及切出系统时，由于补偿电容的性质，会在电网中产生很高的峰值电压。如果此峰值电压过大，就有可能击穿变频器整流管，导致变频器损坏。

1. 2变频器对外部的干扰

变频器的整流电路工作时会产生谐波，这些谐波在电网中传播，会对其他的电气设备产生干扰。变频器工作时，其场控开关器件做高速切换，且产生高次谐波。同时，变频器的逆变电路输出电压及电流功率会携带高次谐波，这两种谐波以及开关器件引起的电磁辐射都不容忽视。在电磁干扰的作用下，变频器控制信号线及检测信号线在输出端会产生较大影响，甚至导致系统不能及时准确地检测到信号，还会使控制系统紊乱。谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。

2、干扰的抑制与消除

在实际应用中，为减少电磁辐射的干扰，在变频器应用中一般采用硬件和软件两方面的抗干扰措施。硬件抗干扰主要从硬件出发，对可能引起系统干扰的干扰源及干扰途径进行物理防护及切断。一般涉及变频器系统的工程中，较多采用的是隔离、接地、屏蔽以及滤波等方式进行物理抗干扰。

2. 1合理的安装和布线

工程中，对变频器安装的环境要求都有明确的规定，比如变频器的安装环境温度、湿度等。另外，不同的安装方式或者技术等也会对变频器的使用产生较大的影响。合理的布线以及合适的安装距离及角度等都能在一定程度上改善变频器的工作性能。在安装和布线时应注意以下几点：①变频器一般多安装在密闭配电柜中，并且有排风扇等装置，以保证柜内的空气流通，并且，在变频器所在的室内，一般还应装有空调等降温设备；②变频器安装时应避开电磁干扰比较严重的地方，例如电源、信号线比较集中且杂乱的地方，并且应避开灰尘大以及腐蚀性气体的场合；③应安装在一个牢固、结实且不会经常震动的地方，并且应做好对震动冲击的防护措施；④变频器对所安装的环境温度有一定要求，一般为一20℃一60℃；⑤变频器的输入输出控制及信号线应尽量避开其他设备的电源及信号线，同时其电源线要与信号控制线分开；⑥确保控制柜中的接触器有灭弧功能。

2. 2采用电抗器

在变频器电路中，电抗器可以对窜入电路中的谐波电流进行有效的抑制。在输入电路中串入电抗器可以抑制输入电路中较小的谐波电流，同时可以消除因电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击。在变频器的输出侧串入输出电抗器，可以改善变频器输出电流。此外，负载电抗器可以限流，在一定程度上还可以保护变频器。因此，在变频器中，合理地使用电抗器可以提高变频器系统的可靠性、运行性能和效率。

2. 3使用滤波器

变频器系统的运行会使电网中产生高次谐波，从而可能造成电网波形畸变，使其功率因数降低。滤波器可以对电路中的高次谐波进行抑制或消除。采用无功补偿装置可对电网功率因数降低的情况进行调节，而对于高次谐波，应根据具体情况，在变频器的进线端及输出端加装滤波器，以改善电网波形畸变对变频器及其他设备等产生的影响。为了防止变频器产生的电磁辐射或者谐波等干扰进入电源或者其他设备，在电路中应设置滤波器。在变频器系统中，有些电源对抗干扰的要求较高，所以，在电源输入端并联滤波器可有效抑制变频器产生的电磁辐射及谐波的干扰。在变频器的输入和输出端分别加入输入和输出滤波器，可有效减少电磁干扰、电网电压突变等造成的影响。对于一些对电磁干扰非常敏感的电子电气设备，也应该加入滤波器。这种滤波器应该加在电源线上，称为电源噪声滤波器。

2. 4屏蔽整个变频器

将整个变频器系统进行屏蔽，可减小其对外界的干扰，也能防止外部的干扰对变频器系统造成影响。同时对于干扰源也要进行屏蔽，例如，对于接入变频器的信号控制线，应使用屏蔽线和屏蔽层，并且接在变频器一端的屏蔽应接控制电路的公共端，而不应接在变频器的接地或大地屏蔽层的另一端，这样可有效抑制外部干扰通过信号电缆影响变频器。再者，输出线最好采用专用的屏蔽电缆或用钢管屏蔽，信号线应尽可能短，最好控制在20 m以内，且信号线应采用双芯屏蔽，并且与主电路线及控制电缆分离开，同时还应对周围电子敏感设备线路进行屏蔽。

2. 5正确的接地

在实际的电气系统中，接地技术得到了广泛的应用。接地可以将电路中外部藕合的噪声消除，防止外界电磁干扰的影响，对提高电子电气设备的兼容性能起到至关重要的作用。所以，接地对于外来干扰及自身干扰都有一定的抑制作用。从安全和抑制干扰的角度考虑，变频器的主回路端子PE(E,G)必须接地。在实践中，通常采用多点接地、一点接地及混合接地等接地方式。具体使用哪一种接地，应根据具体情况具体分析。实际应用中，对变频器接地的要求是比较明确的，接地线严禁接在系统的零线上，更不能接在变频器或其他设备的外壳上。当系统中有多台变频器以及其他的电子电气设备时，其接地线不能拧在一起共同接地，应分开单独接地，以防止设备间的相互干扰。变频器接地时，对接地线也有一定的要求。一般接地线应比较粗，可以用较粗的短线一端接到接地端子PE端，另一端与接地极相连。一般要求接地线截面积应不小于2. 5mm2，接地线长度小于20 m,接地电阻不能大于100Ω。

2. 6采取必要的隔离

在实际工程中，一般要把干扰源单独隔离开或者把干扰源与容易受到干扰的设备隔离开。在安装变频器时应单独安装，使变频器与其他电气设备尽量互不干扰。有时尽管不能单独安装，也应注意将变频器与其他易受干扰的设备分开安装，以避免变频器的电磁噪声对其进行干扰。

3、结语

干扰的形式是多种多样的，干扰的分布是随处可见的，因此采取适当的措施来抑制干扰是十分重要的。在采取抗干扰措施时，还要考虑可行性、成本、效果等因素。采用的措施只要能解决问题即可，往往过多的抗干扰措施有可能会产生额外的干扰。随着技术的进步，变频器应用中存在的干扰问题有可能会通过变频器本身的功能来实现消除。我们相信，在不久的将来，变频器的干扰问题一定会得到有效的解决，变频器也会随着技术的进步，应用得越来越轻松、越来越广泛。

参考文献

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关键词:旁路；电流互感器；保护双重化；电流切换

中图分类号:TM433　文献标识码:A　文章编号:1009-2374(2011)24-0113-03

在电力系统中主变压器(以下简称主变)是变电站的核心设备，它的安全稳定运行直接关系到整个变电站甚至电网的正常可靠运行，因而主变保护设备显得尤为重要，对于当今大量采用的主变微机保护应给予高度重视。笔者经过多年来对带旁母主接线情况下主变压器保护技术改造和运行情况的总结，对旁路电流采集方式做一些分析，对存在的问题提出相应的对策，希望能为同类工程的设计和验收工作提供参考。

一、变压器微机保护双重化电流回路配置现状

为避免主变保护异常及修改定值等工作造成主变保护被迫退出运行，导致有故障发生不能及时切除，造成事故扩大。根据《二十五项反措》要求，220kV以上的主变压器的微机保护需双重化；同时随着继电保护技术的发展，不少厂家相继推出主后备保护一体化，两套保护完全独立的配置方案(非电量保护除外)。保护实现双重化后，两套保护的电流回路均应独立接到对应的电流互感器上，当主变开关代路时，原则上必须在两套保护的电流回路均要独立，但实际应用中由于旁路开关的电流互感器二次绕组不足，难以实现(特别是在一些老变电站的主变微机保护技术改造工程中)。总结现场接线方式，可归纳为以下几种:

(一)无旁路电流互感器电流接入主变压器保护

如图1所示(以变高侧为例，下同)。

高压侧和中压侧旁路开关问隔均无多余电流互感器二次绕组情况，正常运行接线，A屏微机保护接到对应的开关电流互感器，B屏微机保护接到对应的套管电流互感器，当主变开关代路时A屏微机保护退出，B屏微机保护继续运行。显然此接线方式不符合保护实现双重化要求。

(二)套管电流互感器与开关电流互感器二次电流切换

如图2所示，高压侧和中压侧旁路开关间隔均无多余电流互感器二次绕组。正常运行接线:A屏微机保护接入对应的开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接入对应侧的套管电流互感器二次电流。供电企业在厂家定货时要求A屏微机保护变高侧和变中侧均设置有旁路电流互感器切换连接片，又由于在技术改造中原来的常规保护进行微机化后，变高侧和变中侧套管电流互感器二次绕组有剩余，现场将变高侧和变中侧剩余其中一组保护级的二次绕组均接到A屏微机保护(旁路电流互感器切换连接片对应的端子排处)，当主变开关代路时将A屏微机保护套管电流互感器切换连接片切换到旁路保护侧，A屏微机保护投入运行，B屏微机保护继续运行不变。虽然此接线方式符合保护实现双重化要求，但旁路到主变的导线无主保护。

(三)旁路电流互感器电流与开关电流互感器电流切换同样如图3所示:

变高侧和变中侧旁路开关间隔均有电流互感器二次绕组，正常运行接线:A屏微机保护接入对应侧开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接入对应侧的套管电流互感器二次电流。供电企业在向厂家定货时同样要求A屏微机保护变高侧和变中侧均设置有旁路电流互感器切换连接片，在变高侧和变中侧旁路开关间隔均有电流互感器二次电流接入A屏微机保护(旁路电流互感器切换连接片对应的端子排处)，当主变开关代路时将A屏微机保护电流互感器切换连接片切换到旁路保护侧，A屏微机保护投入运行，B屏微机保护继续运行不变。虽然此接线方式符合保护实现双重化要求，但接线较复杂，如果采取独立配置方式，本站有多少台主变就需要在旁路电流互感器处配置多少组电流互感器二次绕组，可能增加旁路电流器的二次绕组负担；如果采取在旁路端子箱处切换方式，增加运行人员操作工作量，并存在电流互感器二次开路的风险等。

上述三种接线方法比较:第一种接线方法在主变开关代路时，A屏微机保护退出运行，B屏微机保护接到对应开关的套管电流互感器，保护范围缩小，不满足双重化要求。第二种接线方法，A屏微机保护接有对应侧的套管电流互感器，当主变开关代路时可以进行电流切换后投入保护，虽然这种方式满足了双重化，但对应的旁路开关到主变套管电流互感器这段引线无快速保护(即无差动保护)，造成保护范围缩小。第三种接线方法在主变开关代路时满足双重化要求，保护范围也满足要求，是三种方法较合理接线方式，但现场实现最困难，如果采取独立配置方式，本站有多少台主变就需要在旁路电流互感器处配置多少组电流互感器二次绕组，增加旁路电流器的二次绕组负担；如果采取在旁路端子箱处切换方式，增加运行人员操作工作量，一组电流互感器二次绕组需要对应几台主变保护，切换时容易切换错误，并存在电流互感器二次开路的风险等。

根据现场大多变电站的实际情况，采用第二种接线方式满足了双重化，虽然旁路到主变的导线无主保护，多年来现场运行经验表明，此段导线距离较短，运行的时间也较短(代路时才运行)，发生故障的机率相对低，并且后备保护还存在，比较适宜现场应用的配置。

二、主变断路器代路时电流切换常出现的问题及对策

(一)电流互感器二次开路问题及对策

从历年来事故通报学习中发现，在主变断路器代路时由于电流切换过程中操作不当，安全措施考虑不全，电流切换过程中电流互感器二次开路触电伤人的事故时有发生。在进行电流互感器二次线连接片进行切换操作时务必小心、谨慎，防止电流互感器二次开路触电伤人。

采用旁路电流回路的保护，代路时均要进行切换，不论是否进行带电切换操作，必须按带电方式进行切换，按“先连通、再短接、后打开”原则进行电流切换操作，应站在绝缘垫上，穿长袖工作服，戴好绝缘手套，手腕上不得佩带手表、手链等金属饰物，身体不得接触保护屏，先将电流互感器二次线连接片切至运行位置，再将其他连片逐一切至短接位置，最后打开短接位置至中问位置的连接片(注:此类连接片为双层)。见图4所示:

(二)连接片切换问题及对策

历年事故通报中，在主变断路器代路时由于电流切换的操作不当，安全措施考虑不全，电流切换前未将主变差动保护暂时退出造成事故层出不穷。旁路开关合环后，将形成差动电流互感器的电流分流，造成差动保护误动，所以在切换电流互感器二次线连接片前应临时退出主变差动保护，操作时由工作经验丰富的值班员进行。次序如下:(1)退出主变差动保护；(2)合上旁路断路器；(3)将旁路电流互感器二次线连接片切至运行位；(4)断开主变断路器；(5)将主变电流互感器二次线连接片切至短接位。

总之，在操作前将主变差动保护暂时退出，操作结束后将保护的所有信号复归，检查保护无异常，再投入保护。

此外，用旁路断路器代主变断路器的操作时，应明确与旁路断路器代线路断路器是不同的。此时还是采用主变的保护装置，不仅需要将保护出口压板由跳本侧断路器切至跳旁路断路器，同时需要将主变差动保护用电流互感器二次线切换连接片进行切换。

上述过程不但需要保护出口压板由跳本侧断路器切至跳旁路断路器，如有启动失灵保护也要将其切至跳旁路断路器侧；不但要切换电流互感器二次线连接片，电压也要由“本线”切换至“旁路”；特别注意旁路断路器代主变断路器的操作中，需投入非电量保护跳旁路断路器连接片，待代路任务完成再将上述所有的连接片切至正常运行位置。

(三)保护定值问题及对策

在现场多次发现A屏微机保护定值出错问题，原因是如在第二种接线方式中，A屏微机保护接入对应的开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接到对应侧的套管电流互感器二次电流，在两套保护新投产或进行技术改造后定值整定部门按现场电流互感器变比进行定值整定为A屏和B屏两份定值单。但A屏微机保护接到对应的开关电流互感器和B屏微机保护接到对应侧的套管电流互感器变比不一定相同(如开关为1200/5；套管为1000/5)，又由于A屏内电流接入保护的通道是唯一的，当进行代路时只是进行外部切换。如误将套管为1000/5电流互感器二次电流切换到1200/5保护的通道上而未改定值，在负荷小时不易发现，当负荷增加后保护就容易误动。

对于此类问题在进行定值整定前要查清现场电流互感器变比(含旁路)等参数，如果现场确实存在电流互感器变比不同的情况，定值整定部门进行说明；还可以将A屏微机保护多开一定值区将套管为1000/5的对应定值进行整定，备代路时切换用，现场工作人员必须将整定情况在保护屏上标识清楚，同时要在记录本进行记录。

三、结语

本文详尽分析了旁路电流互感器电流在变压器微机保护中的应用等问题，力求为同类变电站旁路电流互感器在变压器微机保护中的应用提供参考。运行中的变电站进行主变保护双重化是一项涉及回路范围广、技术复杂，危险点多的工作，在技术改造和应用中更需深究保护装置采集电流模拟量的方式。注重细节，严控危险点，才能为电网安全稳定运行保驾护航。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].中国电力出版社，1999.

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【关键词】PLC控制系统干扰源分析处理措施

随着PLC控制系统及变频器等工业生产自动化系统的应用越来越普及和广泛，人们对控制系统及设备的安全性、可靠性要求越来越高，控制系统的稳定运行能力成为安全生产的核心。自动化控制系统中的关键设备PLC控制器、变频器，主要是用在生产现场，生产现场的电气设备和线路形成了复杂的电磁干扰信号。要提高自动化控制系统的稳定运行能力，必须解决各种电磁干扰的影响，才能有效保证系统可靠运行。

一、电磁干扰信号分析

1、主要的电磁干扰信号可以分为共模干扰信号和差模干扰信号。共模干扰主要是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰，由地电位差及电磁辐射在信号线上感应的同方向共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输送的共模电压普遍较高，有的可高达上百伏，直接影响测控信号，造成元器件损坏。

差模干扰是存在于相线与相线，以及相线与中线之间的干扰。两路输入的干扰信号，大小不相等，或方向不相同。有的通过安装隔离变压器能解决问题。

2、现场实践证明，因电源的干扰产生干扰信号造成PLC控制系统故障的情况占据了相当大的比例，例如在一次安装矿用绞车信号设备时，出现了绞车信号打点时，皮带信号同时也响；皮带信号打点时，绞车信号也响的故障现象。由于打点信号互相影响，直接影响现场的安全生产，通过现场分析实验，发现由于绞车信号和皮带信号接在同一台综保开关上，使用同一路电源相互影响干扰造成。

3、部分控制系统的信号传输回路，为了避免干扰，信号部分和接收设备的公共线都要接地，应尽量使用隔离器将两个接地隔离开。例如一些温度流量的测量调节系统，设备在现场和控制室都需要接地；由于地电位差的存在，如果出现一个以上的接地点就会形成地回路，使仪表引入干扰，因此同一信号回路、同一屏蔽层或排扰线最好有一个接地点，避免有多个接地点，除了既定接地以外，其他部位应与一切金属部分隔离。信号回路的接地位置根据仪表类型决定。温度流量传感器等应在现场接地。避免影响信号精确度和在输入、输出设备中的传输效果。消除感应及外部输入信号形成的干扰。

二、消除自动控制系统干扰源的措施

1、完善可靠的接地措施。其中电源电缆两端接地，电机接地端接在电源段接地排上，最终汇入动力柜汇流排。信号线缆中模拟信号大多单端接地，消除双端接地时地电势不同引起的地电流干扰信号。而对于数字信号大多采用双端接地。带屏蔽单端接地是在电缆一端将金属屏蔽层接地，而另一端不直接接地。在单端接地的情况下，没有接地的一端屏蔽层对地之间有感应电压存在，其电压与电缆长度成正比，但是不会形成电流环流，屏蔽层一端接地利用压制电势电位差消除电磁干扰。在电缆长度不超过一定距离的情况下，效果较好。信号电缆屏蔽层双端接地时，屏蔽层金属端没有感应电压存在，但是有可能感应出电流环流，所以要消除周围干扰信号影响。

如果系统单独设置接地线，接地线必须符合标准，微机系统接地电阻应小于四欧姆。应与周围柜体、设备外壳连接一致，增大接地体的物理面积，使控制系统与周围电器、设备、控制柜等物体之间消除电位差，避免形成干扰信号。

2、利用信号隔离器解决干扰问题。将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。在控制系统的输入端和输出端中间安装信号隔离器后，可以有效预防干扰信号。

3、为了避免电磁辐射引起的干扰，在控制系统中采用隔离性能较好电源，如果条件允许接入电抗器。接地线尽量靠近变频器，远离电源线，变频器所用的接地线必须与其他设备接地线分开接地，绝对避免把所有设备接地线连在一起后再接地，同时变频器的接地端子不可与零线相接。

4、正确敷设、选用系统电缆线路，避免感应耦合引起的干扰。控制电路采用屏蔽线，当控制线和变频器相接时，屏蔽层可不用接地，而只需将其中一端接至变频器信号公共端即可，注意屏蔽层不论接公共端还是接地，只能在一端进行，且不可两端都接。其中控制线尽量远离输入输出线。控制线在空间上应尽量和输入输出线交叉，最好是垂直交叉，而不要平行。两根控制线相邻是可以相绞。以减少电磁干扰。

三、变频器对控制系统干扰分析

1、通过现场实践证明，变频器对现场控制系统干扰最大的是高次谐波干扰。

变频器的工作过程就是一个在控制系统处理下不断的整流、逆变输出的过程。在工作过程中，必然产生各类高次谐波干扰。变频器产生的谐波使电力电容器产生额外的损耗，同时谐波使电压波形畸变产生尖峰电压，损害电容器的绝缘。如果变频器谐波频率与电容器和系统的其他部分构成的串联或并联谐振回路的谐振频率相等或相接近时就会出现谐振，影响电容设备正常运行。还对附近的电子仪表设备产生各种干扰，影响设备正常检测、计量和控制。

2、降低变频器干扰的方法

根据干扰频段的不同，可以在变频器输入端安设滤波器；可以选择降低变频器载波频率，或者在变频器的电源出入线采取增加电抗器、接线采用屏蔽线并且要求二端良好接地，也可对线路增加金属管护套。对变频器本身采取良好可靠接地措施，缩短接线。如果条件允许，可以将变频率器单独装设在专用金属电器柜内，把变频器输出端与电机之间的联线，换成铠装电缆。

PLC控制系统及变频器等工业生产自动化系统是现代生产系统的核心控制部分，只有采取必要的抗干扰措施，消除或减少干扰源，才能保证生产系统可靠、稳定的运行。

篇5

[关键词]物理教学电磁学电磁场电路

物理教材中所阐述的内容主要是经典物理学的基础知识，这些理论是建立在牛顿时空观的基础上，以力学、电磁学为重点。本文就电磁学部分的教学谈谈自己的观点。

一、电磁学的知识体系

电磁运动是物质的一种基本运动形式。电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用，其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象、电磁辐射和电磁场等。为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此，应从以下三个方面来认真分析教材。

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行。只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力。

场是物质的相互作用的特殊方式。电磁学部分完全可用场的概念统一起来，静电场、恒定电场、静磁场、恒定磁场、电磁场等，组成一个关于场的体系。

“路”是“场”的一种特殊情况。物理教材以“路”为线的框架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。

“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的，“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法。

2.认识物理规律

规律体现在一系列物理基本概念、定律、原理以及它们的相互联系中。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较，找出它们相互之间存在的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的。

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系，电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体。

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。

3.通过电磁场所表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明，在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用，运动电荷的周围除了电场外还存在着磁场。磁体的周围也存在着磁场，磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。科学实验证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态。

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用，所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。转从场的观点来阐述路。电荷的定向运动形成电流，产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷，当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止。

二、以知识体系贯穿始终，使理论学习与技能训练相融合

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场部分是学好电磁学的基础和关键。电场强度、电势、磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线、磁感应线是形象地描述场分布的一种手段。

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功，说明场具有能量。通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了。

篇6

Electromagnetism

Maxwell Equations， Wave Propagation and Emission

2012，560p

Hardcover

ISBN9781848213555

T. Bécherrawy著

本书是一部关于电磁学理论及其应用的高年级本科生教材，除了介绍经典的电磁理论外，作者还增加了4个方面的高等内容：波导、相对论电磁学、电磁场中的粒子和电磁辐射。

在18世纪以前，电学和磁学是两门独立的学科，直到1819年奥斯特发现电流产生磁场和1831年法拉第发现变化磁场感应出电流之后，人们意识到电学和磁学之间具有非常紧密的联系。1873年，麦克斯韦通过一组简洁的方程组统一了电学和磁学，称之为电磁学。该理论的一个重要预言是，电磁波存在并且以光速传播。这个预言在1887年被赫兹的实验所证明。电磁感应现象的发现使得人类可以大规模发电，在19世纪中后期开启了第二次工业革命。电磁波的发现和电子学的发展，在20世纪引导了真正的电子通信革命，对经济、社会、文化和政治等方面都产生了深刻的影响。

全书共分为4部分15章：第1部分 静态电磁学，含第1-7章：1.序言；2.真空中的静电学；3.导体和电流；4.电介质；5.一些特殊技巧和近似的方法；6.真空中的磁场；7.物质中的磁学。第2部分 时变电磁学，含第8-10章：8.电磁感应；9.麦克斯韦方程组；10.电磁波。第3部分 传播效应，含第11-12章：11.反射，干涉，衍射和弥散；12.波导。第4部分 相对论、粒子和辐射，含第13-15章：13.狭义相对论和电动力学；14.带电粒子在电磁场中的运动；15.辐射； 附录：A.数学知识回顾；B.物理单位；C.物理常数。

本书作者T.Bécherrawy教授从巴黎大学和纽约Rochester大学获得理论物理学博士学位，在黎巴嫩大学、法国的Savoy大学、IUFM、Nancy大学等院校教授物理学，曾担任黎巴嫩大学物理系主任，在高能粒子物理学领域发表了多篇文章。

本书适合作为高年级本科生学习电磁场理论的教材，也给电磁场理论教学提供有益的帮助。一些带星号（*）的章节属于较有难度的内容，可以跳过而不影响内容阅读的连贯性，每章都附有丰富的习题和参考答案。

陈涛，博士生

（中国传媒大学理学院）

篇7

一、学生情况分析

这学期所教班级都是高三复读班级，此次所带筑梦30班学生的基础相对较好，另外一个普通班筑梦33班.目前从整体上课的情况来看，学生普遍听得懂，学生学习的积极性也很高，课堂气氛活跃，遇到不懂的就会问，作业也按时有效完成。整体还是不错的。

二、教材与教辅分析

本学期主要工作是第一轮复习，理解的内容较多，知识体系讲究总体性。高三物理的教学任务是完成系统复习并针对专题进行深入强化练习。目前的参考资料《衡中学案》这本书以章节复习的形式。突出了新课程的四个特点：注重基础。1、 强调从生活走进物理， 从物理走向社会， 注重保护探索兴趣， 学习欲望； 2、强调知识的构建过程，注重培养物理实验、科学探究能力； 3、强调知识的迁移和适当拔高，注重物理学核心概念的建立。第一轮复习的重要不容小觑。

三、本学期应达到的教学目标

本学期的主要任务是认真学习《高中物理教学大纲》，深刻领会大纲的基本精神，以全面实施素质教育为基本出发点，使每一个学生在高中阶段都能得到良好的发展和进步，是每一个教师的基本职责，也是搞好高中物理教学的基本前提。带领学生在高一打下良好基础，为进一步学好高二和高考作好辅垫。学生能够在活跃的教学气氛下，积极主动地学习，能够掌握好基础知识和把握好重点。并在学好基础之上，有意识让学生接触到往年的高考题，拓展他们的思维，提高学生的解题能力。并在平时注重养成学生良好的解题习惯，规范解题的格式和步骤。坚持小测并保证质量，加强学生对知识点的记忆和巩固。为此，具体要求如下：单元考、月考中力争平均分、及格率、优秀率相对别的平行班级稳步提高。

四、改进教学的措施及教学中应注意的问题

加强实验课的教学和探索，特别是分组实验，要保证学生都能独立地完成，培养学生的动手实验能力和用实验解决物理问题的能力，努力渗透物理研究问题方法的培养。重视课外活动，进行物理课外兴趣小组活动的指导，进行研究性学习，给学生以充分的课外研究探索的舞台，使学生的课外物理活动丰富多彩，真正成为培养兴趣、发展能力的阵地。 在教学中可以理论联系生活，让学生体验到学习物理的有用。从而取得较好的物理成绩。

五、进度安排：

复习时间安排表

暑假：第一章 力、物体平衡第二章 直线运动

九月份：第三章 牛顿运动定律第四章 曲线运动和万有引力第五章 机械能

十月份：第六章 动量 第七章机械振和机械波第八章分子运动、能量守恒、气体

十一月份：第九章 电场 第十章 恒定电流

十二月份：第十一章 磁场 第十二章 电磁感应

元月份：第十三章交变电流、电子磁场、电磁波 第十四光学

2—3月份上旬：第十五章原子物理

高三物理第一轮复习计划

周别及时间

内容及活动

课时

第一周

第三单元牛顿运动定律

13

第一节 牛顿运动定律月考

3

第二周

评卷

2

第二节整体法和隔离法

2

第三节牛顿运动定律的应用、超重和失重

3

第四节动力学解题方法

1

第三周

习题课

2

单元测验卷

2

第四单元曲线运动、万有引力

13

第一节运动的合成与分解、平抛运动

3

第四周

第二节匀速圆周运动

3

第三节万有引力定律及其应用

3

第四节实验——研究平抛运动

1

习题课

1

第五周

单元测验及评卷

2

第五单元机械能

12

第一节功、功率

2

第二节动能定理

3

第六周

月假月考

第三节机械能守恒定律

2

第七周

习题课

2

第四节实验——验证机械能守恒定律

1

单元测验及评卷

2

第六单元 动量

13

第一节动量、冲量、动量定理

3

第八周

第二节动量定恒定律

3

第三节动量、功能关系综合应用

4

第四节实验——验证动量守恒定律

1

第九周

单元测验及评卷

2

第七单元振动和波

10

第一节机械振动

3

第二节机械波

3

第十周

月假

期中考试

周别及时间

内容及活动

课时

第十一周

习题课

1

第三节实验——用单摆测重力加速度

1

单元测验及评卷

2

第八单元 热学

9

第一节 分子动理论

2

第二节 热和功、气本状态参量

2

第十二周

习题课

2

第三节实验——油膜法测分子直径

1

单元测验及评卷

2

第九单元 电场

14

第一节 电场力的性质

3

第十三周

第二节 电场能的性质

3

第三节 静电屏蔽

2

第四节 带电粒子在电场中的运动

3

第十四周

第五节 描迹法测等势线

1

单元测验及评卷

2

第十单元 恒定电流

14

第一节欧姆定律、电功和电功率

2

月假

第十五周

月考

第二节 闭合电路欧姆定律

2

第三节 电路中的能量

2

第十六周

第四节电学实验基础

2

第五节 描绘小灯泡伏安特性曲线、测金属丝电阻率、电表改装

2

第六节测定电源电动势和内阻、探测电学黑箱传感器

2

单元测验及评卷

2

第十七周

第十一单元 磁场

12

第一节磁感强度和安培力

3

第二节磁场对运动电荷的作用

3

习题课

2

第十八周

第三节带电粒子在复合场中的运动

2

单元测验及评卷

2

第十二单元 电磁感应

9

第一节 电磁感应、楞次定律

3

第二节 法拉第电磁感应定律

2

第十九周

月假、月考

第三节 电磁感应定律的综合应用

2

第二十周

单元测验及评卷

2

第十三单元 交流电

11

第一节 交变电流

3

第二十一周

第二节 变压器

3

第三节 电磁场、电磁波

2

第四节 示波器

1

单元测验及评卷

2

第二十二周

第十四单元 光学

7

第一节 直线传播、反射

2

第二节 光的折射、全反射，第三节 光的波动性

3

第四节 光学实验

2

第二十三周

习题处理，月考，月假

第十五单元 原子物理

10

第一节量子论初步

2

第二节原子和原子核

3

第三节核反应、核能

3

篇8

“形同质异”与“形异质同”

带电体的电势及场强求解方法

几个易混的条件模型辨析

静电场中的“像电荷”及其应用

让“互联网+”走进物理课堂教学

奇妙的“水上升”趣味实验探究

巧用临界态判断连接体运动性质

高考题中的板块模型欣赏

一道电路动态分析题的三种解法

2015年高考试题中的叠加电场例析

关于电磁感应中金属棒运动位移题析

介绍一种指针平移磁电式电流表

初中物理中“短路”教学探讨

有关传送带问题的创新题型赏析

类比法在物理教学中的功能初探

初中物理校本课程的开发初探

略论高中物理习题教学的策略

浅析平行板电容器的动态变化问题

从“圆锥摆”到“瓦特速度调节器”

传送带模型中摩擦力的突变问题探讨

关于热机模拟实验的探究和改进

利用DIS测量声音在空气中的传播速度

例谈定值电阻在电学实验中的应用

灵活构建物理图像巧妙解决力学问题

提高学生物理解题能力的教学策略研究

命制电磁感应习题应注意题设条件的自洽性

PCK观照下的高中物理校本教研模式初探

比较法在“变压器”教学中应用初探

江苏物理高考实验试题研究及教学建议

运用“一题多解”训练学生的思维

从几道中考物理题谈实验探究题教学

探究“微视频”在高中物理教学中的作用

高中物理学案教学中存在的问题与解决策略

例谈利用微型物理实验提高学生的科学素养

生活问题导学在初中物理复习教学中的应用

培养学生解决物理问题的良好思维习惯初探

提高初中物理教师教学行为有效性的策略研究

基于“微探究”的《电场线》课堂教学案例分析

初中物理教学中培养学生思维能力策略初探

以地球为参考系下太阳系各行星运动轨迹的探讨

用活动引导学生发展的课堂教学设计策略初探

实验和理论相结合探究串联电路总电阻特点

亲历发现感悟科学探究——“探究平面镜成像特点”

基于“过程与方法目标”的初中物理命题初探

“翻转课堂”模式在高中物理实验教学中的应用

浅谈“翻转课堂”在初中物理有效教学中的运用

半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析

篇9

关键词：汽车转速；传感器故障；诊断方法

当代汽车控制技术整体水平的持续提升，在这一过程中导致了用来监控各个系统运动状态的转速类传感器的种类也不断增加。随之而来的就是故障种类的增加和故障诊断难度的提升。在这一前提下工作人员只有了解各类汽车转速传感器常见故障后，才能够在此基础上确保故障诊断整体效率的持续提升。

1 汽车转速传感器常见故障

汽车转速传感器常见故障有很多，以下从磁感应式传感器故障、霍尔效应式传感器故障、磁阻效应式传感器故障、控制模块信息故障等方面出发，对于汽车转速传感器常见故障进行了分析。

1.1 磁感应式传感器故障

磁感应式传感器故障是较为场景的故障种类之一。通常来说磁感应式转速传感器的主要原理在于对电磁感应原理的合理利用，既在这一过程中当信号转子转动时，则会导致信号转子的凸齿与铁芯的空气隙发生变化，并且在此基础上使通过传感线圈的磁通发生变化。其次，磁感应式传感器故障多体现在信号处理电路和A/D转换的故障上。与此同时，因为磁感应式传感器会在信号处理之后计算出磁感应式转速传感器无需外供电源，因此计算时的故障也会导致其整体运作效率的降低。[1]

1.2 霍尔效应式传感器故障

霍尔效应式传感器故障带来的影响是全局性的。霍尔效应式转速传感器是根据霍尔效应原理制成的。众所周知因为霍尔效应本身产生的电压值很小，这导致了其无法直接进行应用，因此在这一前提下通过将霍尔元件与放大器电路和温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，从而能够在此基础上切实的构成一个霍尔传感器。其次，霍尔效应式传感器故障的故障还多体现在对于对移、侧移、旋转和遮断五显著影响，并且四会触发叶片。与此同时，当汽车的发动机运转时触发叶片会随之旋转，并且不断地在霍尔集成电路片与永久磁铁之间穿过，因此在这一前提下如果个别车轮速的信号不断跳动，就可以判定出现了霍尔效应式传感器故障。[2]

1.3 磁阻效应式传感器故障

磁阻效应式传感器故障通常较难发现。磁阻效应式传感器作为一种新兴的转速传感器有着广泛的应用与市场。但是在这一过程中需要注意的是，因为这种传感器本身是利用磁阻效应的原理制成的，因此这意味着当外加的磁场发生变化时则磁阻元件的阻值也会随之变化的现象，在这一过程中极为容易出现故障。其次，磁阻效应式传感器故障的故障还多体现在固定不动的磁阻元件所处空间的磁场发生周期性变化，在这一过程中周期性变化的不均匀也会导致故障的出现，使其无法转化为数字信号并输出，严重的影响到了传感器的正常运作。[3]

1.4 控制模块信息故障

控制模块信息故障会对于汽车的重要部件带来直接的影响。由于转速传感器属于汽车电动控制的关键部件之一。因此这意味着当转速传感器出现故障时会出现相应的存储故障信息。在这一前提下工作人员只有通过先读取相关的故障信息并且要调取与转速传感器有关的数据流进行观察和分析，才能够在此基础上控制好相应的信息故障发生概率。与此同时，控制模块信息故障还多表现为本身和线路检测无法顺利进行，从而导致无法在此基础上正确的找出传感器在车辆上的位置通常，造成了严重的使用障碍。[4]

2 汽车转速传感器故障及其诊断方法

汽车转速传感器故障及其诊断方法有很多，以下从转速传感器检测、传感器线路诊断、合理应用万用表、做好波形测试工作等方面出发，对于汽车转速传感器故障及其诊断方法进行了分析。

2.1 转速传感器检测

汽车转速传感器故障诊断的第一步是转速传感器的检测。工作人员在转速传感器检测的过程中首先应当将不同类型转速传感器的工作原理作为诊断的依据。在这一过程中因为检测转速传感器最简单，因此在这一前提下工作人员能够选择最直观的方法就是利用专用诊断仪器观察与传感器转速相关的数据流。其次，工作人员在转速传感器检测的过程中还应当通过与车辆实际运行情况的比较，来在此基础上切实的判断转速传感器的输出信号是否正常。

2.2 传感器线路诊断

汽车转速传感器故障诊断需要着眼于传感器线路的诊断。工作人员在传感器线路诊断的过程中首先应当在不具备利用专用检测仪器进行故障诊断的条件下，合理的对于所怀疑的转速传感器进行自身和线路的测试，从而能够在此基础上明确的判定出需要检测的传感器属于哪种类型。其次，工作人员在传感器线路诊断的过程中还应当合理的利用汽车电气维修手册可以有效确认转速传感器的类型。并且还可以从电路图中找出确认传感器类型的几个关键特征，在这一过程中假如元件图形未能表达出其所属类型的特征则需要对其进行进一步的检测。

2.3 合理应用万用表

汽车转速传感器故障诊断离不开对于万用表的合理应用。工作人员在合理应用万用表的过程中首先应当通过利用万用表对传感器及其线路进行测试来确定。其次，工作人员在合理应用万用表的过程中还应当将万用表调到Ω（欧姆）挡，并且通过断开传感器的线束插头并直接用万用表的两个表笔分别与每个端子相连，在这一过程中如果阻值稳定在几百或几千欧姆则代表着传感器为磁脉冲式，并且可以在此基础上确保基传感器本身的良好\作。与此同时，工作人员在合理应用万用表的过程中如果发现阻值远远大于几千欧姆，则基本可以确定该传感器为霍尔式的故障。

3 结束语

汽车转速传感器常见的故障基本上都有着与之相对应的其诊断方法，故工作人员应当分清汽车故障的症状表现，从而能够在此基础上通过应用合理的诊断、检测措施来为后续的故障处理奠定坚实的基础。

参考文献

[1]徐支华.汽车电脑常见故障及其诊断方法[J].设备管理与维修，2015，2（06）：60-62.

[2]张丽莉，储江伟，强添刚，等.现代汽车故障诊断方法及其应用研究[J].机械研究与应用，2015，01（39）：95-97.

篇10

【关键词】中学物理 电磁学部分 教学 看法

中学物理教材阐述的内容主要是经典物理学的基础知识，这些理论是建立在牛顿时空观的基础上，以力学、电磁学为重点。本文就电磁学部分的教学谈点自己的看法。

1.电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象，电磁辐射和电磁场等。为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此，应从以下三个方面来认真分析教材。

1.1 电磁学的两种研究方式。

整个电磁学的研究可分为以"场"和"路"两个途径进行，这两种方式均在高中教材里体现出来。只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力。

场的方法是研究电磁学的一般方法。场是物质，是物质的相互作用的特殊方式。中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等，组成一个关于场的系统，该系统包括中学物理电学部分的各章内容。

"路"是"场"的一种特殊情况。中学教材以"路"为线的大骨架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。

"场"和"路"之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以"场"为基础的，"场"是电磁运动的实质，因此可以说"场"是实质，"路"是方法。

1.2 物理知识规律物。

物理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律，以及它们的相互联系。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的。但是，物理定律并不是绝对准确的，在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性，因此其适用范围有一定的局限性。

第二册第一章"电场"重要的物理规律是库仑定律。库仑定律的实验是在空气中做的，其结果跟在真空中相差很小。其适用范围只适用于点电荷，即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况。

"恒定电流"一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系。电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体。

"磁场"这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。

"电磁感应"这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

"电磁振荡和电磁波"一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。

1.3 通过电磁场在各方面表现的物质属性，使学生建立"世界是物质的"的观点。

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用。运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种场——磁场。磁体的周围也存在着磁场。磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。现在，科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点，并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态。

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用。所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。

从场的观点来阐述路，电荷的定向运动形成电流。产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷。当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止。

2.以"学科体系的系统性"贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体

2.1 场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。第一章"电场"是学好电磁学的基础和关键，电场强度、电势、磁场磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念，电场线，磁感线是形象地描述场分布的一种手段，要进行比较，找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解。

2.2 电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等等。场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功，说明场具有能量。通常说"电荷的电势能"是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了。

2.3 认真做好演示实验和学生实验，使"潮抽象的概念形象化，通过演示实验是非常重要的措施。把各种实验做好，不仅使学生易于接受知识和掌握知识，也是基本技能的培养和训练。安排学生自己动手做实验，加强对实验现象的分析，引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力，从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看，应着力培养学生的独立实验能力和自学能力，使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上。

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一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式．电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用．其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象，电磁辐射和电磁场等．为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的．透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学．对此，应从以下三个方面来认真分析教材．

1．电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行，这两种方式均在高中教材里体现出来．只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力．

场的方法是研究电磁学的一般方法．场是物质，是物质的相互作用的特殊方式．中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等，组成一个关于场的系统，该系统包括中学物理电学部分的各章内容．

“路”是“场”的一种特殊情况．中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等．

“场”和“路”之间存在着内在的联系．麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的．“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法．

2．物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律，以及它们的相互联系．

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来．物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的．但是，物理定律并不是绝对准确的，在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性，因此其适用范围有一定的局限性．

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律．库仑定律的实验是在空气中做的，其结果跟在真空中相差很小．其适用范围只适用于点电荷，即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况．

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律．欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的．欧姆定律的运用有对应关系．电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体．

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念．

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律．在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线．本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础．电磁感应的重点和核心是感应电动势．运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步．麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步．

3．通过电磁场在各方面表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的．大量实验证明在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着．电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用．运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场．磁体的周围也存在着磁场．磁场也是一种客观存在的物质．磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用．现在，科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点，并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态．

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用．所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的．麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场．按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场．电磁场由近及远的传播就形成电磁波．

从场的观点来阐述路．电荷的定向运动形成电流．产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场．导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处．导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷．当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止．

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体

1．场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题．第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键．电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念．电场线，磁感线是形象地描述场分布的一种手段．要进行比较，找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解．

2．电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用．在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等．场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度．在电场中用电场力做功，说明场具有能量．通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了．

3．认真做好演示实验和学生实验，使“潮抽象的概念形象化，通过演示实验是非常重要的措施．把各种实验做好，不仅使学生易于接受知识和掌握知识，也是基本技能的培养和训练．安排学生自己动手做实验，加强对实验现象的分析，引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力．从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看，应着力培养学生的独立实验能力和自学能力，使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上．

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一、抓住主干知识及主干知识之间的综合应用

在第二轮复习中,我们不可能再面面俱到,眉毛胡子一把抓,而且时间也不可能充许这样做。概括起来高中物理的主干知识有以下方面的内容:(1)力学部分:物体的平衡;牛顿运动定律与运动规律的综合应用;动量守恒定律的应用;机械能守恒定律及能的转化和守恒定律。(2)电磁学部分:带电粒子在电、磁场中的运动;有关电路的分析和计算;电磁感应现象及其应用。(3)光学部分:光的反射和折射及其应用。

在各部分的综合应用中,主要以下面几种方式的综合较多(在高考中突出学科内的综合已成为高考物理试题的一个显著特点):(1)牛顿三定律与匀变速直线运动的综合(主要体现在力学、带电粒子在匀强电场中运动、通电导体在磁场中运动,电磁感应过程中导体的运动等形式)。(2)动量和能量的综合这是解决物理问题中一个基本的观念,一定要加强这方面的训练,也是每年必考内容之一;(3)以带电粒子在电场、磁场中为模型的电学与力学的综合,主要有三种具体的综合形式:一是利用牛顿定律与匀变速直线运动的规律解决带电粒子在匀强电场中的运动;二是利用牛顿定律与圆周运动向心力公式解决带电粒子在磁场中的运动;三是用能量观点解决带电粒子在电场中的运动。(4)电磁感应现象与闭合电路欧姆定律的综合,用力学和能量观点解决导体在匀强磁场中的运动问题;(5)串、并联电路规律与实验的综合, 主要表现为三个方面,一是通过粗略的计算选择实验器材和电表的量程;二是确定滑动变阻器的连接方法;三是确定电流表的内外接法。对以上知识一定要特别重视,尽可能做到每个内容都能过关,绝不能掉以轻心。

二、选题要精,讲评要细,做题注意精细结合

选题要精,主要体现在新颖性、梯度性、适度性、针对性和创新性,在第二轮的复习中,可谓是模拟试题满天飞,如何样采用这些资料呢?首先对手中的资料要仔细的分析,在此基础上可在针对性地选取一些好题,采用拼盘的方式组织起来让学生练;(尽量不要用成套的原卷)。讲评要细,即重思路、善引导、做示范、细纠正。每次在讲评时,必须先对各题的得分情况进行具体的分析与总结(具体到每个同学的每个题的得分情况,及失分的原因),然后才能做到有的放矢,同时,要重视个别的指导,对问题较大或问题比较明显的单独进行点评。

三、量力而行,量体裁衣

在后阶段中的模拟题练习时,一般会遇到三种类型:一是有十足的把握能完成的;二是难啃的题,即有时反复看题都看不懂,很难进入物理情景的生题、难题,有时甚至通过老师的讲解都不明白的题;三是心中无底的题,即解答过程中能找得到一些头绪,好像能做得出,但心中又不能完全理解,不一定能得出正确的解答。对于以上三种题型,分别应以三种不同的对策应付。对第一类型:可以采取做过且过,主要目的在于复习、巩固,加深印象。 对于第二类题:只好舍痛割爱,得过且过,因为这类题可能已超出了你的能力水平范围,(在有些时候不得不承认自己的差距),否则会得不偿失,毕竟高考中这类题是极少数的,大部分仍是基础题,其中80%以上为中、易题,可谓退一步,海阔天空,而不会使自己钻死胡同,浪费大好时光。对第三类题的解决要作为重点对象,做到坚决不放过。往往这类题大都是隐蔽性强、有一定的情景迁移性,只要能正确把握问题的切入点,找到突破口,你就会恍然大悟,顿感柳暗花明又一村,原来也只是一些概念、规律的基本、直观的应用,(在信息题中这种类型占绝大多数)。一般在做完这样的题以后,更要反思,回味一番,分析自己是在哪些方面存在着欠缺,使自己能通过解答这一道题在知识上澄清了哪些概念的内涵和规律的外延,在分析、解决问题的能力和方法方面有哪些方面的体会和收获。这样才能使你的解题能力得到进一步的提高,做到会一题而懂一片,起到事半功倍的效果,这也是每个高三学生都希望达到的目标。

四、强化实验,注重实验设计、观察、操作和思维能力,提高实验技能

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（苏州经贸职业技术学院，苏州 215009）

（Suzhou Institute of Trade & Commerce，Suzhou 215009，China）

摘要： 在日常生活中，为了检测埋在墙里面的照明线路的布置情况，设计了本探测仪。该照明线路探测仪以电磁感应理论和单片机技术为基础，采用STC89C52单片机为核心控制芯片，采用高精度低噪声差动放大器以及三态缓冲电路，经过多次耦合和放大后，输入到LM324比较器，经过比较后把该电信号输入到单片机进行处理，最终确定是照明线路的位置。

Abstract: In daily life, in order to detect the arrangement of the illuminating line buried in the wall, this detecting instrument is designed. This detecting instrument of the illuminating line is based on the electromagnetic coupling principle and single chip microcomputer technology. It uses STC89C52 single chip microcomputer as the core control chip and uses the high-precision and low-noise differential amplifier and tristate snubber circuit. After a lot of coupling and enlarged, the electric signal is put into the LM324 comparator. After comparing, the electric signal is put into the single chip microcomputer for processing, and finally the location of the illuminating line can be determined.

关键词 ： STC89C52；LM324；工频

Key words: STC89C52；LM324；power frequency

中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0060-02

作者简介：（1982-），男，江苏常熟人，讲师，研究方向为汽车电子。

0 引言

要探测照明线路的位置，就要利用照明线路附近产生的工频磁场这一种弱磁信号，利用传感器把这一弱磁信号转换成电信号供单片机来计算判断。磁场探测是一种基本的探物的方法之一。目前国内的磁场探测仪存在着进度不高，稳定性差等弱点，本文采用高性能的传感器可以识别毫斯级别的弱磁信号。

1 弱磁信号的检测

测量微弱的磁场无法直接测量，需将微弱的磁场信号转换成电信号输送给单片机，由单片机来自动处理。测量磁场的方法主要有以下三种测量方法。

1.1 感应线圈 利用电磁感应现象。其感应电压的大小与线圈匝数、穿过线圈的磁通量变化率及线圈切割磁力线的速度呈线性关系。在照明电路通电的情况下，附近会产生磁场，而感应线圈可以测量照明电路附近的磁场的相对变化量，并把该信号输送到单片机。但感应线圈测量的灵敏度、测量的空间分辨力受到线圈缠绕的几何尺寸和形状影响较大。对工频率磁场信号不是很敏感。故线圈在测量工频信号不是很好。

1.2 霍尔元件 霍尔元件基于霍尔效应原理工作，测量绝对磁场大小。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。且随着集成电路技术的发展，霍尔元件也有高度集成的发展趋势，且具有测量精度高和范广的特点，因此，应用也越来越广泛。

1.3 磁敏电阻 磁敏电阻传感器利用薄膜化的磁电阻敏感元件将与磁场变化转化为电信号输出。但磁阻传感器需在有效范围内才能感知磁性物体的存在或者磁性强度。本系统中的照明电路的磁场附近有比较多的干扰信号。

综合以上三个测量方案，本设计根据实验室现有的条件及现有的知识结构，选择用霍尔元件作为探测元件来探测照明线路的位置。

2 采集系统的软硬件设计

本系统以ST公司生产的STC89C52作为控制核心,其硬件电路可以分为以下两个部分，一部分为线圈振荡电路；另一部分为控制电路。其中线圈振荡电路包括多谐振荡电路、放大电路和探测元件。如图1所示。

在硬件设计中最为核心的就是信号采集电路，本文采用的是LM324比较器来判断磁场的强弱。为了把采集到的照明线路的频率信号变成单片机能识别的数字信号，本设计采用LM324做比较器，得到ADC0信号，该信号再次分成两路输入到LM324的两个比较器，通过和环境噪声的比较，判断出是照明线路的位置。其硬件电路图如图2所示。

在无照明电路的情况下，假设霍尔元件输出电压为μ0，该电压信号μ0属毫伏级信号，必须要加以放大电路放大，从而得到0V~5V的输出电压U0，并通过ADC0809模数转换器转换输入到单片机储存起来作为基准电压，并与采集到的电压信号进行比较判断。

当霍尔元件靠近照明线路时，由于电磁感应现象，磁场会发生变化，霍尔元件可以感应到该磁场的变化，并将其线性地转变成电压信号μX，该信号同样是比较微弱的信号，经变放大电路放大得到对应的0V~5V的输出电压UX，经A/D转换后输入到单片机，由单片机来判断比较UX与基准电压U0两个电压，得到一个差值，此差值与预设的灵敏度?驻U再做比较。若此差值大于?驻U，本系统就确定为探测到照明电路，单片机就通过输出口对外输出，系统进行声光报警，使用者能够第一时间得知照明电路的位置，并通过液晶屏显示该位置。

根据上面的设计思路，本文的软件设计的总体流程如图3所示。

3 实验结果与分析

本文用11W的节能灯和60W的白炽灯的照明线路任意布置，并用5mm的五合板盖住，然后在五盒板上平均划分了49个方格，依次编上阿拉伯数字1-49。将制作的检测仪从第1个方格移动到第49个方格。如果该方格下面有电线，就声光报警并在液晶评上显示对应的阿拉比数字。获得的数据如表1所示。

4 结果分析

从表1中的数据可以看出，测量时间都在2分钟内，测量位置的准确性还是比较高的。针对测量过程，对每组数据进行多次测量求其平均值，用来作为最终的测量数据，在此基础上进行系统分析。这样处理数据也可以排除一些系统误差和随机误差，使得到的数据更具有科学性。从表中数据可以看出，本设计的绝对误差都比较小，也比较稳定。本设计基本符合设计要求。

参考文献：

[1]高晋占.微弱信号检测[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]李斌，陈建辉，陈维，等.基于CPLD及C语言的等精度频率计设计[J].电测与仪表，2006（7）：42- 45.

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例1（2013年福州市）2012年11月，我国自行研制的舰载多用途歼-15战斗机，首次成功起降在中国第一艘航空母舰“辽宁舰”上，如图1所示.

（1）“辽宁舰”的排水量为6.7×104 t，其满载并静止在海面上时，受到的浮力是N，排开海水的体积为m3.（ρ海水=1.03×103 kg/m3）

（2）歼-15在航母上起飞时相对于，它是运动的，当它飞离舰时，航母受到的浮力将，在起飞上升过程中，歼-15的重力势能将.（后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）

（3）歼-15降落着舰后，虽受阻拦索作用并关闭发动机，但飞机仍会向前滑行一段距离，这是因为歼-15具有.

考点阿基米德原理；参照物及其选择；漂浮条件的应用；影响重力势能大小的因素；惯性.

答案6.7×108，6.5×104；航母甲板，变小，变大；惯性.

点评本题以我国第一艘航母“辽宁舰”为内容，从知识、能力层面考查了阿基米德原理的应用、运动和静止的相对性、漂浮条件的应用、惯性的相关知识，具有一定的综合性，是中考的热点题型.同时更突出了新课标的基本理念，要让学生关心科学技术的新进展，关注科技发展给社会进步带来的影响，树立正确的世界观，有振兴中华的使命感和责任感，激发学生强烈的民族自豪感和爱国主义的情感.包括今年中考其他省市考查的我国“蛟龙号”潜水器、“嫦娥三号”月球探测器等新颖热点题型，不但激发了学生学习物理的强烈兴趣，而且在考查学生知识与能力的同时，还很好的落实了热爱科学、热爱祖国、振兴中华这一情感目标.

例2（2013年扬州市）如图2甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成.

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、（可再生/不可再生）能源.

（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机机翼，若叶片位置和风向如图2乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向（上/下）的力使风叶旋转.

（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理.实现机械能转化为电能.

（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图2丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些

A.只要有风，机组就能产生电能

B.风速过大，机组不会产生电能

C.风速越大，机组产生的电功率一定越大

D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s） 5 10 15 201 s内获得的能量（×104 J） 1 8 27 64①对表格进行分析，你发现该风机1 s内获得的能量与风速的定量关系是（用文字叙述）；

②当风速为5 m/s时， 这台风机工作1 s所产生的电能可供1只“220 V 100 W”电灯正常工作10 s，求风机发电的效率.

考点流体压强与流速的关系；电磁感应；电功率、机械效率；能源的分类；图像分析.

答案（1）可再生；（2）大，上；（3）电磁感应；（4）B、D；（5）①风机获得的能量与风速的三次方成正比；②10%.

点评本题考查了可再生能源、电功率、流体压强和流速关系、电磁感应，其它内容都是从给定的材料中分析问题，考查学生对新事物的分析、判断能力、应用数学知识解决物理问题的能力，最近几年中考中出现的频率较高，并且有一定的难度.本题还很好地体现了新课程注意学科渗透，关心科技发展的基本理念，在考查学生综合能力的同时，很好的落实了学生要关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响，有保护环境和可持续发展的意识，有将科学服务于人类的意识的这一情感目标.

例3（2013年成都市）小李同学爱学习，爱家乡，立志为祖国的强盛贡献自己的力量.最近，他向全班同学推荐了两则新闻：

新华网2013年3月19日报道，浙江大学的科学家们研制出了一种超轻材料，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为0.16毫克每立方厘米，刷新了世界纪录.如图3所示，用该材料制成的体积为8立方厘米的“碳海绵”放置在鲜花上.

成都全搜索新闻网2013年5月2日报道，5月2日下午，成都开展了“二环路改造工程主线高架桥标准段结构极限承载能力模型试验研究”.根据测试结果，桥墩所受总荷载达到了2800吨，约为正常设计的4.3倍.

小李同学根据上述两则新闻，编制了下面的计算题，请大家一起来完成.（1）求8立方厘米“全碳气凝胶”的质量为多少克？（2）如果将质量为2800吨的物体放在水平地面上，物体与地面的接触面积为28平方米，求物体对地面的压强（g取10 N/kg）？

考点密度公式的应用；压强公式的应用.

答案（1）m=ρV=0.16×10-3 g/cm3×8 cm3

=1.28×10-3 g.

（2）p=F S=mg S=2800×103 kg×10 N/kg 28 m2=1×106 Pa.