噪声实验装置

噪声实验装置 约翰逊噪声，&ldquo 布朗运动&rdquo 的电子检测和量化演绎玻尔兹曼常数，K 乙，从约翰逊噪声对温度的依赖性观察散粒噪声和量化，以衡量基本电荷ê ' 用于多种测量的前端低一级的电路配置调查的功率谱密度和电压噪声密度信号，他们的V / Hz和V /&radic Hz为单位应用傅立叶噪声密度噪声信号转换成数字化处理的方法探索放大，滤波的频率，平方和平均时间培养技能适用于整个测量科学的广度噪音基本装置是一组工具，先进的和中间的实验室教学和学习有关电子噪声。在所有的电子信号中存在的噪声限制了许多测量的灵敏度。这，本身将是足够的理由来激励学习如何可以量化噪声。但是，电子噪音可以远远超过滋扰，或限制-兰道尔的一句名言，有时噪音的信号&ldquo 。事实上，至少有两种情况，即噪声的测量可以得到的基本常数。通过集中处理和约翰逊噪声和散粒噪声测量，TeachSpin的噪声基础，让学生以确定双方玻尔兹曼常数，K B ，电子电荷的幅度，' E ' 。约翰逊噪声的波动电动势在任何绝对温度Ţ 0 电阻油然而生。Nyquist的预测是，这个电动势的均方服从 V 2（t）的 = 4 K B TR D F ，D F 噪声测量带宽。此结果使要测量的玻尔兹曼常数 k 乙。散粒噪声是衡量观察到的波动一定的电流，由于量化地对它们所加的粒度。在这种情况下，肖特的预测是一个直流电流我直流服从另一均方有关的波动会伴随着，[&delta 我（吨）] 2 = 2 ë 键 我直流 D F。此结果使要测量的基本电荷ë 键的大小。从这些来源之一，还有更多的噪音，可以观察到，因为模块化，用户可配置的，我们的电子安排。本装置的信号流的透明布局使得它很清楚如何在实践中量化噪声，由于过程的放大，滤波的频率，平方和平均的时间，可以单独和详细理解。其结果是量化噪声的方法，和噪声密度，学生其实可以理解。这会产生一个便携式的一套适用于整个测量科学的广度技能。 噪声测量在物理学的许多领域中有一个非常当前的应用程序。 IntroductionDetect and quantify Johnson noise, the &lsquo Brownian motion&rsquo of electronsDeduce Boltzmann&rsquo s constant, kB, from the temperature dependence of Johnson NoiseObserve and quantify shot noise in order to measure the fundamental charge &lsquo e&rsquo Configure front-end low-level electronics for a variety of measurementsInvestigate &lsquo power spectral density&rsquo and &lsquo voltage noise density&rsquo of signals, and their V2/Hz and V/&radic Hz unitsApply Fourier methods to digitally process noise signals into noise densitiesExplore amplification, filtering-in-frequency, squaring, and averaging-in-timeDevelop skills applicable across the breadth of measurement scienceTeachSpin' s Noise Fundamentals is a set of tools for teaching and learning about electronic noise in the advanced and intermediate laboratory. The noise present in all electronic signals limits the sensitivity of many measurements. That, in itself, would be reason enough to motivate learning how noise can be quantified. But electronic noise can be much more than a nuisance, or a limit -- in the famous phrase of Landauer, sometimes &lsquo noise is the signal&rsquo . In fact, there are at least two cases in which the measurement of noise can give the values of fundamental constants.By concentrating on the processing and measurement of Johnson noise and shot noise, TeachSpin&rsquo s Noise Fundamentals allows students to determine both Boltzmann&rsquo s constant, kB, and the magnitude of the charge on the electron, &lsquo e&rsquo .Johnson noise is the fluctuating emf which arises spontaneously in any resistor at absolute temperature T 0. Nyquist&rsquo s prediction is that the mean square of this emf obeys V2(t) = 4 kB T R Df, where Df is the bandwidth over which noise is measured. This result allows Boltzmann&rsquo s constant kB to be measured.Shot noise is a measure of the fluctuations observed in certain currents, due to the granularity imposed on them by the quantization of charge. In this case, Schott&rsquo s prediction is that a dc current idc will be accompanied by fluctuations obeying another mean-square relation, [&delta i(t)]2 = 2e idc Df. This result allows the magnitude of the fundamental charge e to be measured.Noise from either of these sources, and many more, can be observed because of the modular, and user-configurable, arrangement of our electronics. The transparent signal-flow layout of our apparatus makes it very clear how noise is quantified in practice, since the processes of amplification, filtering-in-frequency, squaring, and averaging-in-time can be understood separately and in detail. The result is a method for quantifying noise, and noise densities, that students can actually understand. This generates a portable set of skills applicable across the breadth of measurement science.

一、设备概述：走步机静载强度试验装置完全满足中国文教体育用品协会团体标准T/CSSGA 1023—2019 《走步机》中第5.7章节 “静载荷”试验要求。本装置通过圆盘式加载垫从走步表面的前端记起1/3处，并在走步表面宽度的中心，300mm×300mm的区域施加试验载荷；如试验过程走步表面发生滑动，走步表面可以固定。试验保持1min。以此来检查走步机整体和组件是否发生明显的破裂和变形，以考核走步机的负荷强度是否满足标准试验要求。二、设备主要特征：1. 走步机静载强度试验装置具有自动和手动两种测试模式，用户可选择自动和手动两种测试模式，使测试数据更准确，并大大减轻了测试工作量，提高了测试精度；2. 本装置外观设计美观大方，全隐藏式布线，防止操作过程中的漏电及任何电源系统的危险性，大大提高了安全性能且美观大方；3. 本装置采用悬臂机械结构，运用高精密电机、低噪声高精度滚珠丝杆作为传动件，提高了整机机械强度和刚度，增加了使用寿命和检测数据的精确度，有效地降低了运行噪声；并采用了7英寸知名品牌触摸屏作为输入控制，使操作控制更人性化且简洁明了；4. 静负荷加载采用直线滑动轴承自由加载, 因为仅存在直线轴承滚动磨擦(磨擦系数:0.002),所以能保证加载力的准确性.故加载力更接近于标准要求；5．设置I/O监控功能：可随时监控整台设备运行过程中任何问题，蜂鸣报警提示并且跟随文字说明问题原因；6．具有停电自动记忆功能。在测试过程中，如果断电，系统会自动记忆数据，重新接通电源后，系统会自动接着进行测试。三、主要技术参数：1.试验力值量程：0～10000N（10KN）；2.单位切换：Kg、N、Lb（可自由切换）；3.荷重分析度：1/250000；4.系统荷重精度：±0.2%（静态）；6.力量测量显示精度：0.1g；7.位移测量显示精度：0.1mm；8 控制及操作方式：采用PLC智能程序控制，7英寸TFT真彩液晶触摸屏操作；9.加载垫规格：300mm*300mm圆盘或方盘；10. 静载方式：自动（电动）；11.测试走步机高度：1～100mm可调节（调至zui大高度）；12. 试验时间：1～99999min可预设；13.静载速度：0.5～250mm/min无极调速；14.传动系统：采用伺服马达、台湾ZPT滚珠丝杆、电脑软件TM2101；15.安全装置：过载紧急停机装置、上下行程限定装置、自动断点停机功能；16、外形尺寸（LXWXH）：2250mmX1500mmX1850mm；17、电源/功率：AC220V，50/60Hz；功率1150W。

不做燃烧阶梯校准，不根据环境变换计算Kt值的单体燃烧试验装置，就是赤裸裸的欺骗！单体燃烧试验装置简介：整个试验设备包括燃烧试验室、控制室、小推车、排烟管道、数据收集分析装置、燃气供应控制装置。样品是安装在一个小推车上，其内安装有两块相互垂直的不燃板。点火源是一置于小推车上垂直角落里的31kW的丙烷直角沙盒燃烧器（边长为250mm，高为80mm）。试验在高2.4m，面积为3mX3m的燃烧室内进行，房间顶部有连接取样管道的集气罩和排烟管道，小推车下方有空气自然进出的空间。试验过程中样品的燃烧释放热量和燃烧生成物都要从排烟管道中排出。在排烟管道中设置有综合取样区用于放置传感器和取样管。 在取样管道中测量气体温度、燃烧释放化合物浓度、氧浓度、烟气的光衰减、空气和燃烧生成物的总流量。 单体燃烧试验装置技术参数：1. 单体燃烧试验设备包括小推车、固定框架、集气罩、收集器、J型排烟管道、离心风机、风速控制装置、综合测量段、气体分析柜、数据采集系统等；2. 小推车，可安装两个相互垂直的样品试件，在垂直角的底部有一砂盒燃烧器，采用表面点火方式，确保点火迅速，点火成功率100%，同时配备紫外火焰检测系统，作为熄火保护装置。3. 固定框架，小推车被推入其中进行试验并支撑集气罩，框架上固定有辅助燃烧器，采用表面点火方式，确保点火迅速，点火成功率100%，同时配备紫外火焰检测系统，作为熄火保护装置。4. 矩形屏蔽板，宽度为(370±5)mm、高度为(550±5)mm，由硅酸钙板制成(其规格与背板规格相同)，用以保护试样免受辅助燃烧器火焰辐射热的影响。5. SUS304不锈钢集气罩，位于固定框架顶部，用以收集燃烧产生的气体，内衬不燃材料。6. 不锈钢收集器，位于集气罩的顶部，带有节气板和连接排烟管道的水平出口。7. SUS304不锈钢J型排烟管道，内径为(315±5)mm的隔热圆管，用50mm厚的耐高温矿物棉保温，并配有下列部件：1）与收集器相连的接头；2）长度为500mm的管道，内置三支热电偶，且热电偶安装位置距收集器至少400mm；3）长度为1000mm的管道；4）两个90°的弯头(轴的曲率半径为400mm)；5）1625mm的管道，该管道带一叶片导流器和节流孔板。导流器距弯头末端50mm，长度为630mm，紧接导流器后是一厚度为(2.0±0.5)mm的节流孔板，该节流孔板的内开口直径为265mm、外开口直径为314mm；8. 当标准条件温度为298K时，排烟系统应能以0.50m3/s-0.65 m3/s的速度持续抽排烟气。 9. 不锈钢离心风机，可耐温300度，可满足阶梯校准高温要求。10. 提供风速变频调节装置，可调节风速满足标准测试要求。11. 进口质量流量控制器，量程为0g/s-2.5g/s，读数精度不低于1.5%。12. 供气开关，用以向其中一个燃烧器供应丙烧气体.该开关应防止丙烧气体同时被供给两个燃烧器，燃烧器切换响应时间不应超过12s。13. 通过质量流速控制器调节丙烷流量，应能自动控制燃烧器的燃气供应，燃气质量流速为647 mg/s和2000 mg/s，燃气控制系统能保证试验过程中引燃火焰的燃气供应速度变化不应超过5mg/s 保证输出热量30.7±2kW。14. 烟气采样系统由烟灰过滤器、冷阱、干燥柱、泵和废液调节器，保证有效地采集烟气样品并排除废液。15. 隔膜泵，流量率:33L/min，真空度: 700 ㎜Hg，压力: 2.5 bar。16. 进口烟尘过滤器滤头为固体PTFE组成，内部为0.5um过滤材料。17. 水分过滤器滤头为固体PTFE组成，内部安装水冷过滤材料。18. 压缩机式冷凝器，冷却容量320KJ/h，露点稳定度0.1度，露点静态变化0.1K，保护等级IP20。19. 进口转子流量计，量程为0-5L/min，调节分析仪进气流量。20. 提供英国仕富梅4100氧气分析仪，顺磁型且至少能测量出浓度为16%-21%(V/V)的02，氧气分析仪的响应时间应不超过12s，30min内，分析仪的漂移和噪声均不超过100×10-6。分析仪对数据采集系统的输出应有100×10-6的最大分辨率。21. 英国仕富梅4100二氧化碳分析仪应为IR型并至少能测量出浓度为0%-10%的CO2，分析仪的线性度至少应为满量程的1%。分析仪的响应时间应不超过12s。分析仪对数据采集系统的输出应有100×10-6的最大分辨率。22. 综合测量区长度为2155mm的管道，配有压力探头、三支热电偶、气体取样探头和白光系统等装置；23. 三支OMEGA热电偶，均为直径为0.5mm且符合GB/T16839.1要求的铠装绝缘K型热电偶。其触点均位于距轴线半径为(87±5)mm的圆弧上，其夹角为120 °。24. 双向探头，与量程至少为(0-100)Pa且精度为±2Pa的进口压力传感器相连。压力传感器90%输出的响应时间最多为1s。25. 气体取样探头，与气体调节装置和O2、CO2进口气体分析仪相连。26. 光衰减系统，为白炽光型，采用柔性接头安装于排烟管的侧管上，并包含以下装置：27. 灯为白炽灯并在(2900±100)K的色温下使用。电源为稳定的直流电，且电流的波动范围在±0.5%以内(包括温度、短期及长期稳定性)。28. 透镜系统，用以将光聚成一直径至少为20mm的平行光束。光电管的发光孔应位于其前面的透镜的焦点上，且其直径(d)应视透镜的焦距(f)而定以使d/f小于0.04。29. 探测器及进口硅光二极管探头，光电探测室具备0.1%的线性稳定度，10位测量范围，硅光二极管其光谱分布响应度与CIE(光照曲线)相吻合，标准函数V(γ)能达到至少±5%精确度。30. 光衰减系统的90%响应时间不应超过3s,31. 侧管内导入空气以使光学器件保持符合光衰减漂移要求的洁净度，可使用压缩空气来完成。单体燃烧试验装置符合标准：EN 13823、GB/T 20284SBI单体燃烧试验装置技术参数：对试样的燃烧性能的评估采用以下参数：a)、在取样管道中测量氧气的损耗，进而推导得出的燃烧增长指数FIGRA和热释放量THR；b)、在取样管道中测量烟气的光衰减，进而推导得出的烟气生成指数SMOGRA和总产烟量TSP；c)、观察得到的横向火焰传播LFS，如火焰传播达到1.5m×1.0m的试样长翼边缘的所需时间；d)、熔化滴落物和颗粒SBI单体燃烧试验装置技术要求：数据采集和分析系统，确保数据采集准确可靠，并保证每3s自动记录要求的数据，1、软件数据计算正确，结果有效。并能提供以下校准和操作界面：a) O2/CO2 分析仪校准：O2/CO2输出的噪声和漂移校准；及结果输出表单b) 光系统校准：烟气测量系统的噪声和漂移校准；及结果输出表单c) 光系统校准：滤光片校准；及结果输出表单d) 风量校准：风量控制范围校准；及结果输出表单e) 阶梯校准及结果输出表单f) 庚烷校准及结果输出表单g) 试验程序及结果输出表单2、燃烧器热输出阶梯校准结果满足以下要求：a) O2/CO2 分析仪的滞后时间均不超过30s；b) O2/CO2 分析仪的响应时间均不超过12s；c) 燃烧器切换的响应时间不超过12s；d) 温度响应时间不超过6s；e) 在执行步骤2、3、4 和5 后的40s 和160s 之间的间隔期内，比值q 气体30s（t）/HRR30s（t),(t)应该连续在（100±5）%之内；f) HRR 步骤2 平均值和HRR 步骤3 平均值的差不超过0.5kW.3、庚烷校准结果：a) 单位质量庚烷的热值THR/m应为（4456±222.8）MJ/kg；b) 单位质量庚烷的总产烟量TSP/m应为（125±25）㎡/kg。