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一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究

一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究
一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究

第25卷2006年第5期5月机械科学与技术

M EC HAN ICAL S C IENCE AND TEC HNOLOGY V o.l 25M ay N o .52006

收稿日期:20050707

作者简介:冯 坤(1982-),男(汉),山东,硕士研究生

E-m ai:l Fengkunooa @163.co m

冯 坤

文章编号:1003-8728(2006)05-0545-04

一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究

冯 坤,江志农,高金吉

(北京化工大学设备诊断与故障自愈工程中心,北京 100029)

摘 要:快速准确获得振动信号的相位、幅值二特征量具有重要工程意义。本文提出了一种无需整周期采样、无需锁相环和复杂电路硬件的相位检测算法。该算法基于互功率谱估计,具有算法复杂度低、精确度高、适用频率范围

广等优点。在该算法基础上又提出了一种相位补偿滤波算法,使信号经滤波后相位保持不变。该方法的运算量低,适于在线实时滤波;相位补偿准确度高,误差在1 以内。综合上述两算法构成的信号特征量检测方法,可以准确、快速地提取振动信号的相位及幅值。最后本文将上述方法应用于旋转机械自动平衡,结果表明两算法可以在线、准确地实现,并且能够达到较好的平衡效果。

关 键 词:互功率谱;相位检测;相位补偿滤波;自动平衡中图分类号:TB52;TN 911;TP206 文献标识码:A

St udy of a N ovelA pproach t o Signa lCharacteristic Quantit y

D etection and its Application i n Aut om atic Balance

Feng Kun ,Jiang Zhinong ,Gao Jinji

(D iagnosis Sel-f recover y Eng i n eering Center ,Beiji n g U niversity o f Che m ica lTechno logy ,Beiji n g 100029)

Abstract :Qu ickly acqu iring characteristic quantities such as the exact phase and a m plitude o f v i b ration si g na l is sign ificant i n eng i n eering .A novel phase detecti o n algorithm that does not need co mp lete period sa mp li n g ,phase -locked loops or co m p lex electr oc ircu it har dw are w as presented i n th is paper .B ased on t h e cross -po w er spectrum esti m ation ,the a l g orit h m has the advantages of l o w er co m plex ity and better pre -c i s ion over w ide frequency band .W ith this a l g orithm,a ne w phase co m pensati o n filter a l g orithm i s deve-l oped for realizi n g zero phase shif.t W it h less operati o n burden and good phase co m pensation accuracy (er -ror less t h an one degree),it is suitab le for rea-l ti m e onli n e filtering .W hen the afore m entioned t w o algo -rith m s are co m bined ,a novel appr oach to detecti n g si g nal character i s tic quan tity ,w hereby t h e phase and a m plitude of v i b ration si g na ls can be extracted exactl y and qu ickly ,w ill co m e i n to being .The approach is used in t h e au to m atic ba lance of r o tationalm ach i n es .The resu lt sho w s that it can realize on li n e accuracy and perfect au to m atic ba lance .Key w ords :cross -po w er spectrum ;phase detection ;phase co m pensati o n filteri n g ;auto m atic balance

在故障诊断领域,相位、频率、幅值是振动信号检测的3要素;对高速转子的自动平衡,精确快速地进行相位检测就显得更为重要。目前传统的相位检测手段分为软件、硬件两种,现有软件相位检测算法复杂度高(无法用到嵌入式系统中)、速度较慢(在P4的计算机上达到5%的相位检测精度需要5s~10s 时间);至今为止,软件法难以满足高速自

动平衡等故障自愈手段的推广应用;硬件相位检测法一般

难以保证高相位检测精度,而欲实现高速、高精度相位检测就需依赖价格昂贵的复杂硬件系统(现有国外产品价格约在10万元~100万元,使用寿命约10年)。本文提出基于信号互谱的相位检测算法及相位补偿滤波算法,综合应用两算法进行幅值相位提取,可取代昂贵的复杂硬件系统;该综合方法的相位检测时间小于0.5s ,误差在0.2%范围之内;并且两算法可以在嵌入式系统中实现上述指标,为自动平衡系统在工业领域推广应用提供参考。

机械科学与技术第25卷

1 相位补偿滤波

在旋转机械的状态监测或者故障诊断中,为获得信号

的准确特征、消除干扰和随机噪声,滤波是必不可少的[1]。由于信号的相位是重要参数,一般希望带通滤波器具有零相位偏移或者线性相位特性。

1.1 现有线性相位或零相位偏移滤波方法

F I R 数字滤波器虽然易于实现线性相位,但要达到良好幅频响应所要求阶次较高,不利于数字实现[2];故选用IIR 数字滤波器,而IIR 滤波器的非线性相位响应给滤波后的信号相位准确检测带来困难。目前国内外已有多种方法来实现II R 滤波器的零相位偏移或线性相位响应,这些方法大致分两类:第一类是将IIR 滤波器与一个全通滤波器级联,利用后者的相位响应校正前者[2,3];其精度较差和运算量较大。另外一类方法即著名的双通滤波技术,该类滤波方法具有较好的零相位响应[4,5];但该方法实际上需要对信号序列进行两次滤波,运算量几乎加倍;并且由于 反转 对较长信号序列才能进行,输入与输出不同步,这使得滤波不易于实时实现;因此该方法较适于信号离线分析或低频、非实时滤波的场合。而对运算时间要求苛刻的在线实时滤波,必需采取低运算量的方法。1.2 低运算量的相位补偿滤波方法

运算量的加大会对算法的实时实现造成障碍,因此本文研究低运算量的零相位偏移数字IIR 滤波器。本文策略是通过研究相位偏移规律,基于统计方法得到简洁的相位偏移量补偿公式,从而可以保证滤波器运算量较低,以利于滤波运算实时实现。1.2.1 相位补偿原理

定义带通II R 滤波器的两个关键参数 中心频率f 0(欲提取其特征的频率,例如旋转机械的基频)、通带宽度 f 。将频率为f 0、相位为 的标准正弦信号x (t)=si n(2 f 0t + )作为滤波器输入,滤波器输出信号相位理论值为 F 。在带通II R 滤波器通带宽度 f 、通带波纹、阻带衰减、阶次等其它参数

一定时滤波器频率响应函数H (e j w )随之确定,则上述正弦信号经滤波器输出后信号的相位

F = + H (e j2 f 0)

(1)

即相位偏移

= F - = H (e j 2 f 0)= (f 0)

f

2

f s 2(2)

式中:f s 为采样频率。若得到式(2)的表达式,则可获得相位偏移的精确值,从而可以对相位偏移进行精确补偿。然

而一般 H (e j 2 f 0)表达式非常复杂。为此本文提出基于统计学原理的简洁方法,在保证精度的条件下,使上述复杂计算为简单的三次多项式运算所代替。

事实上由式(2)可见 F 与 为线性关系

F =K +b 0 2

(3)

式中:K 值取决于序列长度N 、信号采样频率f s 及中心频率f 0;在N 、f s 一定时K 为f 0的函数K =K (f 0)。b 为相位偏移,滤波器的通带宽度 f 、通带波纹、阻带衰减、阶次等

参数一定时b 也为f 0的函数b =b (f 0);对于实际的数字滤波器K,b 二参数即为其相位偏移特性的度量。由于K (f 0),b (f 0)的解析表达式复杂,转而通过统计方法获得二者足够精度的无偏估计K

(f 0),b

(f 0)也可以达到相位补偿的目的。将前述正弦信号相位 、频率f 0以分别步长 f 改变作为滤波器输入,利用前文所述相位检测算法就得到输出信号相位的统计样本;该统计样本表征了滤波器相位特性,表征精度受样本点密度及检测精度控制。基于该统计样本,通过最小二乘拟合及三次样条插值算法可获得K

(f 0),b

(f 0)的无偏估计b

s p line (f 0)、K s p line

(f 0);最终得到滤

波器相位偏移补偿方程为

= *F -b

spline (f 0)K

spline (f 0)

2 ,

f

2

(4) 值得注意的是,式(4)在滤波器使用之前通过上述诸

步骤就可以得到,滤波器使用时只需要将式(4)的运算附加到滤波运算之后对相位进行相位偏移补偿。附加的运算量仅为式(4)所包含的简单运算。

显然上述方案数值运算总量仅为一次滤波运算加式(4),运算规模无明显增加,非常利于在线实时滤波。1.2.2 相位补偿误差分析

(1)相位检测算法误差 1=| *F

- F |。(2)最小二乘算法误差[6]

2=m in 0 2

K

+b

-( + )

2

(5)

将式(3)代入式(5)并参考 1表达式简单分析推导后可得

2 +2 1

(6)

(3)三次样条逼近误差

由于三次样条逼近的样本值来源于线性最小二乘估计的结果,必需考虑到最小二乘估计造成的误差。对b(f 0)= H (e j2 f 0t )逼近的误差是

3b

c b f 4 + 2

c b f 4 + +2 1

(7)

式中:c b 为一小正数[6]。

同理对K (f 0)的逼近误差

3K

c k f 4 + 2

c k f 4 + +2 1

(8)

可见,本文的相位补偿方法精度较高。式(6)~式

(8)给出的误差上限只有在极端情况才能达到,且误差上限可依据上述各式通过调整 、f 进行控制。2 基于信号互功率谱估计的相位检测算法

相位作为信号的重要信息在众多领域有着重要作用,除自动平衡之外还有电网回波检测、地震信号处理、科氏流量计研制等,因此出现了很多相位测量方法;目前传统的相位检测实现手段分为软件、硬件两种,现有软件相位检测算法复杂度高、速度较慢,至今为止,软件法难以满足高速自

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第5期冯 坤等:一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究动平衡等故障自愈手段的推广应用;硬件相位检测法要实现高速、高精度的相位检测需依赖价格昂贵的复杂硬件系统。目前,基于软件测量方法普遍应用的是基于快速傅立叶变换(FFT )的方法,其原理都是通过FFT 获得信号频谱,然后从频谱中获得信号相位信息;然而由于栅栏效应、旁瓣泄漏,频谱分析会有非常严重的误差;为减小误差一般要求对信号进行整周期采样,再经频谱校正才可较准确地求得信号相位[7,8]。

FFT 方法共同特点是,抗干扰能力差,需要整周期采样;尤其是后者使得对硬件的要求大为提高。本文提出一种具有一定抗干扰能力的、无需整周期采样的相位检测方法;该方法将不仅仅用于滤波器的相位补偿,在涉及信号相位测量的各种领域均可使用。本文利用信号处理中相关运算的消噪能力,建立了基于信号互功率谱的信号相位检测方法,其原理及具体实现步骤如下。

2.1 抗干扰原理

考虑到信号序列相关运算的消除噪声的作用,如果将信号序列与具有某特定频率的同长度信号序列取互相关,则信号的所有成分中该频率成分将得到加强,噪声和其它频率的成分都将得到有效抑制[9]。而互功率谱密度为互相关的傅立叶变换,本文即由此出发提出一种基于互功率谱的抗干扰相位检测方法,其原理如下。2.2 相位检测原理

正弦信号x (t)=A si n(2 1

T

t + )+A sin(2 1T t +

)与正弦信号y (t)=si n(2

1

T

t)的互功率谱密度为P xy ( )= A 2e j 2 T - + A 2e -j 2

T + (9)

式中: (x )=0,x 0

1,x =0。该式表明两同频信号的互功率谱

密度为两条对称的谱线;原始信号的初相位为 =2

T

处谱

线相角

=arg P x y ( )

=2

T

(10)

并且不存在其它频率的谱线,即本频率成分得到加强其它频率信号得到抑制。实际情况下,依据测得信号序列{s (k ),k =0,1,2, ,N -1}及一同长度、同采样频率、标准正弦序列:

y (k )=sin (2 f 0k t), t =1

f s ,k =0,1,2, ,N -1

利用现有谱估计方法易得P

xy ( )[10]

。由于信号取互

相关后只有 =2

T

=2 f 0的成分得到最强的加强,故 取

P

( )幅值最大处所对应的相角得到相位角的最终估计式

*

=a rg P

xy ( 0)

(11)

式中:|P

x y ( 0)|=m ax 0< < f s

(

|P

xy ( )|。

2.3 相位检测算法的优点

(1)本算法精度较高。图1为该算法检测0.1H z~1000H z 的标准正弦信号(采样频率5000H z ,采样点数

2048点)的误差曲线,可见10H z~1000H z 范围精度较高;低频段相位误差主要由于采样频率偏高引起,改为较低采样频率(如128H z)可以将0.1H z~10H z 的精度改图1 相位检测算法误差曲

线(采样频率5000H z)

善到10H z ~1000H z 范围相近的程度。(2)本算法利用了互相关运算的抗干扰、除噪声能力,弥补了已有相位检测算法在强噪声情况下的不足;在叠加白噪声情况下,经10000次仿真检测0.1H z~1000H z 正弦信号相位的平均绝

对误差约为2.94 。

(3)本算法运算量不大,主要运算为较低运算量的谱估计运算和一次最大值搜索运算(仅需在f 0附近搜索,运算规模很小)。

(4)检测相位的同时,依据式(9)可以获得信号的精确幅值,幅值检测不再需要额外的运算。

(5)无需对原始信号进行整周期采样即能保证很好的精度,在实际应用时可以摆脱锁相电路等硬件设备。3 自动平衡应用实验

为验证本文提出的整套算法,本文将算法应用于转子的自动平衡;由于自动平衡对转子振动信号相位及幅值精度要求较高,所以可利用自动平衡效果考核算法的性能。转子振动信号采集处理及特征量检测经下述几个步骤:

(1)对采集的双转子实验台转子振动信号以工频为中心频率进行相位补偿滤波;

(2)将滤波后信号与计算机仿真获得的正弦信号进行互功率谱估计。该正弦信号初相位为零,频率为工频;

(3)使用相位检测算法求得工频振动信号的相位以及幅值。

例如转速升至2800r /m i n 时一个转子的振动信号经滤波后的时域波形以及与之进行互谱估计的标准正弦信号波形如图2所示;两信号的互谱图如图3所示,相位检测算法从互功率谱数据中计算得到幅值及相位。

检测得到信号特征量后即进行双面动平衡,图4、图5分别为自动平衡前后转子升速阶段波德图。

实验过程中,每升速60转即基频每提高1H z 进行一次振动信号采集,实时进行相位补偿滤波、相位检测运算并绘图。如图所示,波德图准确指示了实验台转子过临界转速的现象以及自动平衡后的良好效果。实验结果证明,本文所述算法完全可以准确、实时地实现旋转机械的振动信号相位和幅值的检测。总之,本文的相位检测算法及相位补偿滤波算法简捷、成本低、准确度高,可以以在线方式用于转子的自动平衡。

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机械科学与技术第25

图2

转子振动信号与同频正弦信号波形图

图3

互功率谱图

图4

自动平衡前转子升速阶段波德图

图5 自动平衡后转子升速阶段波德图

4 结论

本文提出了一种基于互功率谱的相位检测算法;该算法具有无需整周期采样、无需锁相电路等额外硬件、实现成本低、精确度较高、速度较快的等诸多优点。由于相位

测量在地震信号处理、超声波测距、旋转机械故障诊断、自动平衡等诸多领域有很重要的地位,因此该方法有着广泛的应用前景。另外,本文基于相位检测算法提出了相位补偿滤波算法,该算法可以精确地补偿滤波造成的相位偏移,且运算量较低,利于实时在线实现。相位补偿滤波在信号特征实时提取的场合,例如旋转机械起停车阶段信号分析等有其特殊优势,因此该方法也有广泛应用前景。自动平衡实验表明,综合上述两种算法能精确、在线提取振动信号相位及幅值,并且使用上述算法能够达到较好的自动平衡效果。

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化学平衡状态

考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。 考点一可逆反应与化学平衡建立 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。 ②一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2.化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立

(3)平衡特点 深度思考 1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)2H2O电解 2H2↑+O2↑为可逆反应( ) 点燃 (2)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化( ) (3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等( ) (4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( ) 2SO3(g) ΔH=2.向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)+O2(g)催化剂 加热 -Q kJ·mol-1(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量 2 mol(填“<”、“>”或“=”,下同),SO2的物质的量 0 mol,转化率 100%,反应放出的热量Q kJ。 题组一极端假设,界定范围,突破判断 1.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为mol·L-1、mol·L-1、mol·L-1,

微弱信号检测技术 练习思考题

《微弱信号检测技术》练习题 1、证明下列式子: (1)R xx(τ)=R xx(-τ) (2)∣ R xx(τ)∣≤R xx(0) (3)R xy(-τ)=R yx(τ) (4)| R xy(τ)|≤[R xx(0)R yy(0)] 2、设x(t)是雷达的发射信号,遇目标后返回接收机的微弱信号是αx(t-τo),其中α?1,τo是信号返回的时间。但实际接收机接收的全信号为y(t)= αx(t-τo)+n(t)。 (1)若x(t)和y(t)是联合平稳随机过程,求Rxy(τ); (2)在(1)条件下,假设噪声分量n(t)的均值为零且与x(t)独立,求Rxy(τ)。 3、已知某一放大器的噪声模型如图所示,工作频率f o=10KHz,其中E n=1μV,I n=2nA,γ=0,源通过电容C与之耦合。请问:(1)作为低噪声放大器,对源有何要求?(2)为达到低噪声目的,C为多少? 4、如图所示,其中F1=2dB,K p1=12dB,F2=6dB,K p2=10dB,且K p1、K p2与频率无关,B=3KHz,工作在To=290K,求总噪声系数和总输出噪声功率。 5、已知某一LIA的FS=10nV,满刻度指示为1V,每小时的直流输出电平漂移为5?10-4FS;对白噪声信号和不相干信号的过载电平分别为100FS和1000FS。若不考虑前置BPF的作用,分别求在对上述两种信号情况下的Ds、Do和Di。 6、下图是差分放大器的噪声等效模型,试分析总的输出噪声功率。

7、下图是结型场效应管的噪声等效电路,试分析它的En-In模型。 8、R1和R2为导线电阻,R s为信号源内阻,R G为地线电阻,R i为放大器输入电阻,试分析干扰电压u G在放大器的输入端产生的噪声。 9、如图所示窄带测试系统,工作频率f o=10KHz,放大器噪声模型中的E n=μV,I n=2nA,γ=0,源阻抗中R s=50Ω,C s=5μF。请设法进行噪声匹配。(有多种答案) 10、如图所示为电子开关形式的PSD,当后接RC低通滤波器时,构成了锁定放大器的相关器。K为电子开关,由参考通道输出Vr的方波脉冲控制:若Vr正半周时,K接向A;若Vr 负半周时,K接向B。请说明其相敏检波的工作原理,并画出下列图(b)、(c)和(d)所示的已知Vs和Vr波形条件下的Vo和V d的波形图。

化学平衡状态标志的判断方法及习题

化学平衡状态判断方法及其习题 最新考纲:化学平衡状态的判断及比较? 化学平衡状态 1.研究的对象: 2.化学平衡状态:在一定条件下可逆反应中相等,反应混合物中各组分的质量分数的状态。 3.化学平衡的特征: 动——动态平衡;等——正逆反应速率相等; 定——各物质含量保持不变;变——条件改变,平衡移动。 4.平衡状态的标志: (1)速率关系(本质特征): ①同一种物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质:速率之比等于方程式中各物质的计量数之比,但必须是不同方向的速率。(等价反向) (2)各成分含量保持不变(宏观标志): ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 ③若反应前后的物质都是气体,且总体积不等,则气体的总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)均保持不变。 ④反应物的转化率、产物的产率保持不变。 p

【升华】“变”到“不变”。“变”就是到达平衡过程中量“变”,而到达平衡后“不变”,一定平衡? 【巩固练习】 1.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO (g )+O 2(g )2NO 2 (g );ΔΗ<0,不能说明已达到平衡状态的是 A .正反应生成NO 2的速率和逆反应生成O 2的速率相等 B .反应器中压强不随时间变化而变化 C .混合气体颜色深浅保持不变 D .混合气体平均分子量保持不变 2.在一定温度下,反应A 2(g )+ B 2(g )2AB (g )达到平衡的标志是 A .单位时间生成的n mol 的A 2同时生成n mol 的A B B .容器内的总压强不随时间变化 C .单位时间生成2n mol 的AB 同时生成n mol 的B 2 D .单位时间生成n mol 的A 2同时生成n mol 的B 2 3.下列叙述表示可逆反应N 2 + 3H 2 2NH 3一定处于平衡状态的是 A .N 2、H 2、NH 3的百分含量相等 B .单位时间,消耗a mol N 2的同时消耗3a mol H 2 C .单位时间,消耗a molN 2的同时生成3a mol H 2 D .反应若在定容的密器中进行,温度一定时,压强不随时间改变 4.对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应可以说明 A(g) + B (g ) C (g )+D (g )在恒温下已达到平衡的是 A .反应容器的压强不随时间而变化 B .A 气体和B 气体的生成速率相等 C .A 、B 、C 三种气体的生成速率相等 D .反应混合气体的密度不随时间而变化 5.下列说法中,可以表明反应N 2+3H 22NH 3已达到平衡状态的是 A .1molN≡N 键断裂的同时,有3molH —H 键形成 B .1molN≡N 键断裂的同时,有3molH —H 键断裂 C .1molN≡N 键断裂的同时,有6molN —H 键形成 D .1molN≡N 键断裂的同时,有6molN —H 键断裂 6.可逆反应N 2+3H 22NH 3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 A.3v 正(N 2)=v 正(H 2) B.v 正(N 2)=v 逆(NH 3) C.2v 正(H 2)=3v 逆(NH 3) D.v 正(N 2)=3v 逆(H 2) 7.在2NO 2(红棕色)N 2O 4(无色)的可逆反应中,下列状态说明达到平衡标志的是

动平衡机校验操作指导书

动平衡机校验操作指导书 (IATF16949-2016/ISO9001-2015) 一、目的与范围 动平衡机是用来对机械旋转部件进行动平衡测试,以求得动平衡量产生的位置和大小,通过增加和去重量的方法,使机械的旋转部件的动不平衡量减少到最小,不至于引起机械设备的振动。因此,应对动平衡机进行定期校验,以保证动平衡机的精度要求。 本规程适用于硬支撑动平衡机的校验。 二、校验项目和环境条件 1.校验项目:动平衡机的测试正确性和测试准确度。 2.环境条件:校验时环境要求为25±15℃。 三、校验要求和校验方法 1.校验要求 1.1在动平衡机左右校正面上施加的不平衡质量的位置应和电测箱显示器显示的相位值对应,位置应不超过±3°。 1.2在动平衡机左右校正面上施加的不平衡质量应和电测箱显示器显示的质量值相对应,误差应不超过2%。 2.校验方法 2.1操作前做好清洁工作,特别是转子轴径、滚轮、万向联轴节和连接处的清洁工作。 2.2调整两支持架距离使其适应标准转子两端轴承间的距离。把万向节的行程

调节的紧固螺钉固紧后,将标准转子放置在动平衡机的两支撑架上,与万向联轴节联接并紧固,以避免标准转子轴向窜动。 2.3接通动平衡机总电源后,再接通电测箱电源,电测箱接通后将显示其本身的型号和版本号,接着电测箱自动依照程序进入自检过程,自检结束后将显示“TESTE”字符。若电测箱内部功能正常以及部件间连接完好,则电测箱进入测量过程,否则显示停留在“TEsTE”。 2.4初始状态,显示器将显示存贮单元的内容:A:B:c的数值,R1、R2的数值,校正方法,加重、去重,文件号。若标准转子的数据已存入内存文件,则调出文件并按测量键进入测量过程,若标准转子的数据未存入内存文件,则需输入标准转子数据,再进入测量过程,并选择“加重”测量方式。 2.5以上各项调整完毕,按下“启动”按钮,转子旋转,电测箱将显示转子的时机转速,执行存贮器内连续测量数次后,自动保存测量结果,且可重复测量、记录测量结果。其显示的不平衡量和相位应符合1.1及1.2所要求。 2.6在左校正面上分别施加一个2.5g、5g、10g的不平衡质量,测量并观察 电测箱显示器的显示值与实际加重质量的相位和质量是否相对应,并作相应的记录。 2.7在右校正面上分别施加一个2.5g、5g、10g的不平衡质量,测量并观察电测箱显示器的显示值与实际加重质量的相位和质量是否相对应,并作相应的记录。 四、校验结果的处理和校验周期 1.经校验符合本规范要求的动平衡机应填发“合格”标识,不符合本规范 要求的动平衡机应填发“禁用”标识。

微弱信号检测技术概述

1213225 王聪 微弱信号检测技术概述 在自然现象和规律的科学研究和工程实践中, 经常会遇到需要检测毫微伏量级信号的问题, 比如测定地震的波形和波速、材料分析时测量荧光光强、卫星信号的接收、红外探测以及电信号测量等, 这些问题都归结为噪声中微弱信号的检测。在物理、化学、生物医学、遥感和材料学等领域有广泛应用。微弱信号检测技术是采用电子学、信息论、计算机和物理学的方法, 分析噪声产生的原因和规律, 研究被测信号的特点和相关性, 检测被噪声淹没的微弱有用信号。微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用信号, 任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术, 从而将其应用于各个学科领域当中。微弱信号检测的不同方法 ( 1) 生物芯片扫描微弱信号检测方法 微弱信号检测是生物芯片扫描仪的重要组成部分, 也是生物芯片技术前进过程中面临的主要困难之一, 特别是在高精度快速扫描中, 其检测灵敏度及响应速度对整个扫描仪的性能将产生重大影响。 随着生物芯片制造技术的蓬勃发展, 与之相应的信号检测方法也迅速发展起来。根据生物芯片相对激光器及探测器是否移动来对生物芯片进行扫读, 有扫描检测和固定检测之分。扫描检测法是将激光器及共聚焦显微镜固定, 生物芯片置于承片台上并随着承片台在X 方向正反线扫描和r 方向步进向前运动, 通过光电倍增管检测激发荧光并收集数据对芯片进行分析。激光共聚焦生物芯片扫描仪就是这种检测方法的典型应用, 这种检测方法灵敏度高, 缺点是扫描时间较长。 固定检测法是将激光器及探测器固定, 激光束从生物芯片侧向照射, 以此解决固定检测系统的荧光激发问题, 激发所有电泳荧光染料通道, 由CCD捕获荧光信号并成像, 从而完成对生物芯片的扫读。CCD 生物芯片扫描仪即由此原理制成。这种方法制成的扫描仪由于其可移动, 部件少, 可大大减少仪器生产中的失误, 使仪器坚固耐用; 但缺点是分辨率及灵敏度较低。根据生物芯片所使用的标记物不同, 相应的信号检测方法有放射性同位素标记法、生物素标记法、荧光染料标记法等。其中放射性同位素由于会损害研究者身体, 所以这种方法基本已被淘汰; 生物素标记样品分子则多用在尼龙膜作载体的生物芯片上, 因为在尼龙膜上荧光标记信号的信噪比较低, 用生物素标记可提高杂交信号的信噪比。目前使用最多的是荧光标记物, 相应的检测方法也最多、最成熟, 主要有激光共聚焦显微镜、CCD 相机、激光扫描荧光显微镜及光纤传感器等。 ( 2) 锁相放大器微弱信号检测 常规的微弱信号检测方法根据信号本身的特点不同, 一般有三条途径: 一是降低传感器与放大器的固有噪声, 尽量提高其信噪比; 二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件( 如锁相放大器) ;三是利用微弱信号检测技术, 通过各种手段提取信号, 锁相放大器由于具有中心频率稳定, 通频带窄,品质因数高等优点得到广泛应用。常用的模拟锁相放大器虽然速度快, 但是参数稳定性和灵活性差, 而且在与微处理器通信时需要转换电路; 传统数字锁相放大器一般使用高速APDC 对信号进行高速采样, 然后使用比较复杂的算法进行锁相运算, 这对微处理器的速度要求很高。现在提出的新型锁相检测电路是模拟和数字处理方法的有机结合, 这种电路将待测信号和参考信号相乘的结果通过高精度型APDC 采样,

高中化学可逆反应达到平衡状态的标志及判断

高中化学可逆反应达到平衡状态的标志及判断 在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态,叫化学平衡 状态。其特点有: (1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。 (2)“等”:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即: v(正)=v(逆)。 (3)“动”:v(正)=v(逆)≠0 (4)“定”:平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数 保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。 (5)“变”:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。 (6)“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种 途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状 态是相同的,即同一平衡状态。 可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下: 以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例: 一、直接标志: ①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与 A的生成速率相等,A消耗速率与C的消耗速率之比等于m:p; ②反应体系中各物质的百分含量保持不变。 二、间接标志: ①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m+n≠p+q);

②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变; ③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。 对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否达到平衡还可以归纳如下表: 【例题1】可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部 解析:①单位时间内生成nmolO2必消耗2nmolNO2,而生成 2nmolNO2时,必消耗nmolO2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色的气体颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V≠0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的量不变,该反应△V≠0,能说明该反应达到平衡。 答案:A

基于PWM调制的微弱信号检测的毕设论文 (本科).

学校代码: 11059 学号: Hefei University 毕业设计(论文)BACH ELOR DISSERTATION 论文题目:基于PWM调制的微弱信号检测 学位类别:工学学士 年级专业: 作者姓名:孙悟空 导师姓名: 完成时间: 2015年5月8号

中文摘要 工程设计领域中在强噪声环境下对微弱信号的检测始终是个技术难点。因此,全面地去研究、分析微弱信号在时域、频域等方面的特点,以及微弱信号的检测技术,都非常重要且有意义的。 本文首先介绍了在电子设备中元器件内部因为载流粒子的运动及外部因素导致系统噪声产生的原理。阐述了在分析研究微弱信号的方法中,时域分析法是目前应用范围最为广泛的分析方法,比如短时Fourier、小波变换。在此基础上,本文从工程设计的角度重点分析了PWM技术检测微弱信号的原理及实现的方法。PWM检测技术是利用PWM脉冲对微弱信号的调制, 从而达到进行频谱搬移。最后,对于调制后的信号,本文中采用带通、全波整形以及低通等三种方式实现了对待调制信号的解调,并在解调端得到最终的解调信号。 在电路仿真方面本文给出了基于Multisim软件的系统电路仿真图。通过搭建各个模块然后利用仿真电路给出了系统调制解调的各个过程及波形图。利用示波器对系统调制、解调等模块的波形检测可以发现各个模块的信号波形与理论波形基本吻合,系统的设计满足对微弱信号检测的要求。 关键词:微弱信号检测;频谱搬移;PWM调制

Abstract The detection of weak signal in the field of engineering design is always a technical difficulty.. Therefore, it is very important and meaningful to study and analyze the characteristics of weak signal in time domain and frequency domain and the detection technology of weak signal.. In this paper, we first introduce the in Zhongyuan electronic equipment device for load flow particle's motion and external factors lead to system noise principle. In the research of weak signal analysis, time-domain analysis is the most widely used method, such as short time Fourier and wavelet transform.. On this basis, the paper analyzes the principle and the method of the weak signal detection from the angle of the engineering design from the point of view of the engineering design.. PWM detection technology is the use of PWM pulse modulation of the weak signal, so as to achieve the frequency shift. Finally, for modulated signals, this paper by band-pass, full wave shaping and low pass in three ways the treated signal modulation and demodulation, and the final demodulation signal at the end of the demodulation. In the circuit simulation, the paper presents the simulation chart of the system circuit based on Multisim.. By building each module and using the simulation circuit, the process and the waveform of the system modulation and demodulation are given.. Using the oscilloscope system modulation and demodulation module of waveform detection can be found that each module of signal waveform and theoretical waveforms are basically consistent, the design of the system meet the requirements of weak signal detection. .Keyword:Weak signal detection ;Frequency shift ;PWM detection

微弱信号检测

微弱信号检测电路实验报告 课程名称:微弱信号检测电路 专业名称:电子与通信工程___年级:_______ 学生姓名:______ 学号:_____ 任课教师:_______

微弱信号检测装置 摘要:本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置,用来检测在强噪声背景下,识别出已知频率的微弱正弦波信号,并将其放大。该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路组成。其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号,微弱信号检测电路完成微小信号的检测。本系统是以相敏检波器为核心,将参考信号经过移相器后,接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4066,最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号。经最终的测试,本系统能较好地完成微小信号的检测。 关键词:微弱信号检测锁相放大器相敏检测强噪声

1系统设计 1.1设计要求 设计并制作一套微弱信号检测装置,用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值。整个系统的示意图如图1所示。正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。噪声源采用给定的标准噪声(wav文件)来产生,通过PC 机的音频播放器或MP3播放噪声文件,从音频输出端口获得噪声源,噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点。 图1 微弱信号检测装置示意 (1)基本要求 ①噪声源输出V N的均方根电压值固定为1V±0.1V;加法器的输出V C =V S+V N,带宽大于1MHz;纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。 ②微弱信号检测电路的输入阻抗R i≥1 MΩ。 ③当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内时,检测并显示正弦波信号的幅度值,要求误差不超过5%。 (2)发挥部分 ①当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时,检测并显示正弦波信号的幅度值,要求误差不超过5%。 ②扩展被测信号V S的频率范围,当信号的频率在500Hz ~ 2kHz范围内,检测并显示正弦波信号的幅度值,要求误差不超过5%。 ③进一步提高检测精度,使检测误差不超过2%。 ④其它(例如,进一步降低V S 的幅度等)。

机械动平衡

机械动平衡 一、实验目的 1.了解转子不平衡的危害。 2.巩固转子动平衡的理论知识。 3.掌握动平衡机的基本工作原理及动平衡机进行刚性转子动平衡的方法。 二、实验设备 实验设备为DPH-I型智能动平衡机,如图6-1所示,测试系统由计算机、数据采集器、高灵敏度有源压电力传感器和光电相位传感器等组成。当被测转子在部件上被拖动旋转后,由于转子的中心惯性主轴与其旋转轴线存在偏移而产生不平衡离心力,迫使支承做强迫震动,安装在左右两个硬支撑机架上的两个有源压电力传感器感受此力而发生机电换能,产生两路包含有不平衡信息的电信号输出到数据采集装置的两个信号输入端;与此同时,安装在转子上方的光电相位传感器产生与转子旋转同频同相的参考信号,通过数据采集器输入到计算机。 图 6-1 DPH-I型智能动平衡机结构简图 计算机通过采集器采集此三路信号,由虚拟仪器进行前置处理,跟踪滤波,幅度调整,相关处理,FFT变换,校正面之间的分离解算,最小二乘加权处理等。最终算出左右两面的不平衡量(g),校正角(°),以及实测转速(r/min)。 DPH-I型智能动平衡机有关内容简介见附录Ⅲ。 三、实验原理 由于转子结构不对称、材质不均匀或制造和安装不准确等原因,有可能会造成转子的质心偏离回转轴线。当其转动时,会产生离心惯性力。惯性力将在构件运动副中引起附加动压力,使机械效率、工作精度和可靠性下降,加速零件的损坏。当惯性力的大小和方向呈周期性变化时,机械将产生振动和噪音。因此,在高速、重载、精密机械中,为了消除或减少惯性力的不良影响,必须对转子进行平衡。 转子平衡问题可分为静平衡和动平衡两类。 对于轴向尺寸b 与径向尺寸D 的比值b/D ≤ 0.2,即轴向尺寸相对很小的回转构件(如砂轮、叶轮、飞轮等),常常可以认为不平衡质量近似的分布在同一回转平面内。因此只要在这个一回转面内加上或减去一定的质量,便可使转子达到静平衡。 当转子的b/D≥0.2(如电机转子、机床主轴等),或工作转速超过1000 r/min时,应考虑

最新化学平衡状态的特征及判断2

化学平衡状态的特征 及判断2

化学平衡状态的特征及判断 2011/12/14 1、(2011天津)向绝热恒容密闭容器中通入SO 2和NO 2,在一定条件下使反应SO 2(g)+NO 2(g)SO 3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是 A.反应在c 点达到平衡状态 B.反应物浓度:a 点小于b 点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.△t 1=△t 2时,SO 2的转化率:a ~b 段小于b ~c 段 2、(2010安徽卷)10.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为: 2NH 2(g )+NO (g )+NH 2(g )150???→℃催化剂 2H 3(g )+3H 2O (g ) ?H <0 在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是 A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大 B.平衡时,其他条件不变,增加NH 3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小 C.单位时间内消耗NO 和N 2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡 D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大 3、(2010上海卷)25.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行: 2232()()2()190SO g O g SO g KJ ??→++←??

1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。 2)该热化学反应方程式的意义是 . a . 23()2SO v o v 正逆() b .容器中气体的平均分子量不随时间而变化 c .容器中气体的密度不随时间而变化 d .容器中气体的分子总数不随时间而变化 4)在一个固定容积为5L 的密闭容器中充入0.20 mol SO 2和0.10molSO 2,半分钟 后达到平衡,测得容器中含SO 30.18mol ,则2()v o = mol.L -1.min -1:若继续通入0.20mol SO 2和0.10mol O 2,则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向 逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后, mol

化学平衡状态标志的判断

化学课外辅导专题四 ——化学平衡状态 一、知识提要 1、化学平衡状态可用五个字概括: 2、填写下表: 二、能力提高练习题 1、如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图,下列叙述与示意图不.相符合... 的是( ) 反应速率 A .反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等 B .该反应达到平衡态I 后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II C .该反应达到平衡态I 后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II

D.同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等 2、在一定的温度下,固定容器中发生可逆反应A(g)+ 3B(g)2C(g)达到平衡的标志是() A、C的生成速率与C的分解速率相等 B.、单位时间生成n molA,同时生成3n molB C、A、B、C的物质的量浓度保持不变 D、A、B、C的分子数之比为1 :3 :2 3、X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生 如下反应:X+2Y2Z ,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y的转化率最接近于() A、33% B、40% C、50% D、65% 4、在酸性条件下,高锰酸钾溶液可以氧化草酸溶液,用于酸化的酸可用 (硫酸、硝酸、盐酸)。判断该反应快慢的现象是。 1)该反应的离子方程式为:。 2)若反应中用4ml 0.01mol/L的KMnO4溶液与2ml 0.2mol/L的草酸溶液反应,褪色用时45S,用草酸表示的反应速率是。该反应转移的电子数目是。 3)在上反应滴加几滴MnSO4溶液,反应速率明显加快,分析原因是: 5、硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸,现象是。写出化学方程式,用双 线桥法表示电子转移方向和数为: 在该反应中,每转移1mol电子,反应的硫代硫酸钠质量为。 6、在一定条件下,2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是() A.单位时间生成2n mol A,同时生成n mol D B.容器的压强不随时间而变化 C.单位时间生成n mol B,同时消耗1.5n mol C D.容器混合气体密度不随时间而变化 E、容器的温度不再发生变化 F、v(A)=2/3 v(C) G、A的转化率不再发生变化 7、在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应: A(固)+2B(气) C(气)+D(气)已达平衡的是() A、混合气体的压强 B、混合气体的密度 C、B的物质的量浓度 D、气体总物质的量 8、在一定温度下,容器中加入CO和水蒸气各1mol,发生反应生成CO2和H2,达到平衡后 生成0.7mol,若其它条件不变,一开始充入4mol水蒸气,则达平衡时可能生成CO2的为 A、0.6 mol B、0.95 mol C、1 mol D、1.5 mol

动平衡机校验规程

动平衡机校验规程 本规程适用于硬支撑动平衡机的校验。 一、概述 动平衡机是用来对机械旋转部件进行动平衡测试,以求得动平衡量产生的位置和大小,通过增加和去重量的方法,使机械的旋转部件的动不平衡量减少到最小,不至于引起机械设备的振动。因此,应对动平衡机进行定期校验,以保证动平衡机的精度要求。 二、校验项目和环境条件 1.校验项目:动平衡机的测试正确性和测试准确度。 2.环境条件:校验时环境要求为25±15℃。 三、校验要求和校验方法 1.校验要求 1.1在动平衡机左右校正面上施加的不平衡质量的位置应和电测箱显示器显示的相位值对应,位置应不超过±3° 1.2在动平衡机左右校正面上施加的不平衡质量应和电测箱显示器显示的质量值相对应,误差应不超过2%。 2.校验方法 2.1操作前做好清洁工作,特别是转子轴径、滚轮、万向联轴节和连接处的清洁工作。 2.2调整两支持架距离使其适应标准转子两端轴承间的距离。把万向节的行程调节的紧固螺钉固紧后,将标准转子放置在动平衡机的两支撑架上,

与万向联轴节联接并紧固,以避免标准转子轴向窜动。 2.3接通动平衡机总电源后,再接通电测箱电源,电测箱接通后将显示其本身的型号和版本号,接着电测箱自动依照程序进入自检过程,自检结束后将显示“TESTE”字符。若电测箱内部功能正常以及部件间连接完好,则电测箱进入测量过程,否则显示停留在“TEsTE”。 2.4 初始状态,显示器将显示存贮单元的内容:A:B:c的数值,R1、R2的数值,校正方法,加重、去重,文件号。若标准转子的数据已存入内存文件,则调出文件并按测量键进入测量过程,若标准转子的数据未存入内存文件,则需输入标准转子数据,再进入测量过程,并选择“加重”测量方式。 2.5 以上各项调整完毕,按下“启动”按钮,转子旋转,电测箱将显示转子的时机转速,执行存贮器内连续测量数次后,自动保存测量结果,且可重复测量、记录测量结果。其显示的不平衡量和相位应符合1.1及1.2所要求。 2.6 在左校正面上分别施加一个2.5g、5g、10g的不平衡质量,测量并观察 电测箱显示器的显示值与实际加重质量的相位和质量是否相对应,并作相应的记录。 2.7 在右校正面上分别施加一个2.5g、5g、10g的不平衡质量,测量并观察电测箱显示器的显示值与实际加重质量的相位和质量是否相对应,并作相应的记录。 四、校验结果的处理和校验周期 1.经校验符合本规范要求的动平衡机应填发“合格”标识,不符合本规范

化学平衡的标志和判断总结

化学平衡的标志和判断 1.判断可逆反应达到平衡状态方法: (1) 第一特征:V正=V逆: ①同一物质生成速率等于消耗速率; ②在方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于方程式系数之比 或消耗速率与生成速率之比,前后比较项必须相反; ③方程式不同一边的不同物质生成速率与生成速率之比等于方程式系数之比 或消耗速率与消耗速率之比,前后比较项必须相同; ④反应放出的热量与吸收的热量相等,体系温度不变。 (2) 第二特征:各组成成分百分含量保持不变 ①各组分的质量分数不变; ②各气体组分的体积分数不变; ③各组分的物质的量分数不变; ④各组分的分子数之比不变; ⑤各组分的物质的量浓度不变时一定平衡(变化时不一定); ⑥各组分的转化率或产率不变; ⑦若某组分有色,体系的颜色不再改变时一定平衡(变化时不一定)。 2.反应类型 (1)对于反应:mA2(气)+nB2(气) pC(气)+Q,下述特征标志表示可逆反应达到平衡状态:

①生成A2的速率与消耗A2的速率相等;生成B2的速率与消耗B2的速率相等; 生成C的速率与分解C的速率相等;生成C的分子数与分解C的分子数相等; 生成A2的速率:消耗B2的速率= m:n;消耗A2的速率:生成B2的速率=m:n 消耗A2的速率:消耗C的速率=m:p;消耗B2的速率:消耗C的速率=n:p 生成A2的速率:生成C的速率=m:p;生成B2的速率:生成C的速率=n:p 单位时间内,每生成pmolC的同时生成了mmolA2和n molB2;每消耗pmolC的同时消耗了mmolA2和n molB2 ②A2、B2、C的 (质量、体积、物质的量)百分组成、分子数之比不变; ③A2、B2、C的物质的量浓度不变; ④A2、B2的转化率不变; ⑤C的产率不变; ⑥气体的颜色不变; ⑦隔热条件下,体系温度不变; (2)当反应前后气体的体积相等时,即m+n = p时: ①A2、B2、C物质的量浓度不变或物质的量浓度之比不变,也标志反应达到了平衡状态; 但物质的量浓度大小、气体颜色深浅因外界压强改变而改变,平衡不移动,平衡状态不变。这两项发生改变时,不能作为判断反应是否达到了平衡状态或平衡是否发生了移动标志。 ②气体的总物质的量、总压强、总体积、单位体积内分子总数、气体密度、平均分子量大小因反应前后始终不变,有的随外加压强改变而变化但平衡不移动。不能判断反应是否达到了平衡状态或平衡是否发生了移动,通常不作为平衡标志。 (3)当反应前后气体的体积不相等时,即m+n≠p时,下列各项也可作为判断反应达到了平衡状态或平衡不再发生移动的标志: A2、B2、C的物质的量不变时;单位体积内分子总数不变时;恒容下体系压强不变时;恒压下体系的总体积不变时; 平均分子量不变时;混合物的密度不变时。

化学平衡状态的判断

1化学平衡状态的判断 1.可逆反应:在密闭容器反应,达到平衡状态的标志是 单位时间内生成的同时生成单位时间内生成的同时,生成2n mol NO 用、NO、的物质的量浓度变化表示反应速率的比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态. A. B. C. D. 2.时,将置于1L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色: 下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是 的消耗速率与的生成速率之比为1:2生成速率与消耗速率相等 烧瓶内气体的压强不再变化烧瓶内气体的质量不再变化 的物质的量浓度不再改变烧瓶内气体的颜色不再加深 烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化烧瓶内气体的密度不再变化. B. C. 只有 D. 只有 A. 3.对于可逆反应,下列叙述正确的是 A. 和化学反应速率关系是 B. 达到化学平衡时, C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大 D. 若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗,则反应达到平衡状态 4.对可逆反应,下列叙述正确的是 A. 达到化学平衡时, B. 若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol ,则反应达到平衡状态

C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大 D. 化学反应速率关系是: 5.一定条件下,容积为1L的密闭容器中发生反应: 下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是 A. B. HF的体积分数不再变化C. 容器内气体压强不再变化D. 容器内气体的总质量不再变化 6.下列方法中一定能证明已达平衡状态的是 A. 一个键断裂的同时有一个键断裂 B. 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化 C. 温度和体积一定时,容器内压强不再变化 D. 温度和压强一定时混合气体密度不再变化

化学平衡的标志和判断

化学平衡的标志和判断 长乐高级中学 黄炳生 化学平衡状态的判断:具体表现为“一等六定”: 一等:正逆反应速率相等; 六定:① 物质的量一定,② 平衡浓度一定,③ 百分含量保持一定,④ 反应的转化率一定,⑤ 产物的产率一定,⑥ 正反应和逆反应速率一定。 除了上述的“一等六定”外,还可考虑以下几点: ①同一物质单位时间内的消耗量与生成量相等。 ②不同物质间消耗物质的量与生成物质的量之比符合化学方程式中各物质的化学计量数比。 ③在一定的条件下,反应物的转化率最大,或产物的产率最大。 ④对于有颜色变化的可逆反应,颜色不再改变时。 对于反应前后气体总体积变的可逆反应,还可考虑以下几点: ①反应混合物的平均相对分子量不再改变。 ②反应混合物的密度不再改变。 ③反应混合物的压强不再改变。 还可以从化学键的生成和断裂的关系去判断是否处于化学平衡状态。 1、等速标志: 指反应体系中用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。 即 V (正)= V (逆) 2、各组分浓度不变标志: 因为V (正)= V (逆)≠0,所以在同一瞬间、同一物质的生成量等于消耗量。总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度;各成分的体积分数、质量分数;转化率等不随时间变化而改变。 3.有气体参与的可逆反应: (1)从反应混合气体的平均相对分子质量(M )考虑:M=m(总)/n(总) ①若各物质均为气体: 当气体△n(g)≠0时,若M 一定时,则标志达平衡。如2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g) 当气体△n(g)=0时,若M 为恒值,无法判断是否平衡。如H 2(g)+I 2(g) 2HI(g) ②若有非气体参加:无论△n(g)≠0或△n(g)=0时,当若M 一定时,则标志 达平衡。 如C(s)+O 2(g) CO 2(g)、CO 2(g)+ C(s) 2CO(g)

动平衡检测方法

动平衡机检测方法(—) —、动平衡术语及关系 1、R1、R2------去重(或加重)半径,单位:毫米(mm)。 2、M-----工件重量,单位:千克(kg)。 3、e-------工件许用偏心量,单位:微米(μm)。 4、U e-----工件允许剩余不平衡量,单位:克毫米(g mm) 5、Ue=M e/2单位:克毫米(g mm) 6、m e1m e2-----工件左右面允许剩余不平衡量,单位克。 8、m e2 =U e/R2= M e /2R 说明:e或Ue是工件的设计要求, m e1 m e2为动平衡操作者所用动平衡合格值, 应由技术人员准确计算给定。工件左右加重 半径不同时,左、右面的允许剩余不平衡量m e1 m e2不同。 二、日常性检测方法 1、计算出左侧许用不平衡量m e1和右侧许用不平衡量m e2。 2、按正常的动平衡方法,将工件平衡到合格,既不平衡量小于许用不平衡量,并记录最后一次测量的不平衡量的重量和角度(加重状态)。 3、用天平精确称取试重2 m e1,2 m e2,并根据上步测量结果加在动平衡的轻点上。 4、开机测量动平衡量,并记录结果。 5、如果两侧的测量角度都发生了约180度(160度~200度)翻转则 证明最后测量结果可靠,转子达到了合格的标准。

动平衡检测记录表(一) 操作员:检定员:校核员:检定日期:年月日

动平衡检测记录表(一)实例 操作员:检定员:校核员:检定日期:年月日

动平衡机检测方法(二) 一、动平衡术语及关系 1、m o初始测试的不平衡量,单位:克(g) 2、m1一次平衡校正后的剩余不平衡量,单位:克(g) 3、U RR不平衡量减少率,单位:%百分比 4、U RR=100(m o- m1)/ m o(%) 5、m4最后剩余不平衡量,单位:克(g) 6、R加(去)重半径,单位:克(g) 7、M工件重量,单位:千克(kg) 8、e动平衡精度(偏心距),单位:微米(μm) 9、e=2m4 R/M 二、动平衡机性能指标U RR和e的测试 1、选择一中等型号的工件做试件,允许工件的存在初始不平衡 量; 2、重新对工件进行标定。 3、测量工件的不平衡量并且进行记录;停机后用天平准确秤取配 重,并加于测量的轻点角度。反复进行四次测量和加重,结果填入表格。 4、利用初始测试结果和第一次加重后测试结果,依公式计算不平 衡量减少率U RR; 5、利用第四次加重后测试结果计算动平衡精度(偏心距)e. 见下表。

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