时间和频率测量技术论文

21世纪中国电子仪器发展战略研讨会 2004年9月

时间频率测量技术的发展与应用

陈洪卿

(中国科学院国家授时中心)

1时间频率精密测量的目的和意义

信息化时代的到来，高精度时问频率已经成为一个国家科技、经济、政治、军事和社会生活中至关重要的一个参量。时间的应用范围已经渗透到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、地震监测、计量测试等)，以及关系到国计民生的国家诸多重要部门和领域(交通运输、金融证券、邮电通信等)的各个方面，

几乎无所不及。

中国科协副主席、时间工作专家叶叔华院士认为“生活离不开时间频率，它是高新技术的基础”。

“863”高科技计划倡导者陈芳允院士认为“时间频率在工业、交通、电信等方面的应用十分广泛。计时、工业控制、定位导航、现代数字化技术和计算机都离不开时频技术和时频测量”。它“在科技发展和社会进步中占有特殊重要的地位。”[1]2003年全国时间频率学术会议上，王义道教授作特邀报告“建设我国独立自主时间频率系统的思考”[2]指出：时间频率系统是维护国家安全和独立自主的命脉；现代化战争中原子钟比原子弹更重要；精密时间频率广泛应用于现代通信、导航、制导

21世纪中国电子仪器发展战略研讨会 2004年9月

时间频率测量技术的发展与应用

陈洪卿

(中国科学院国家授时中心)

1时间频率精密测量的目的和意义

信息化时代的到来，高精度时问频率已经成为一个国家科技、经济、政治、军事和社会生活中至关重要的一个参量。时间的应用范围已经渗透到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、地震监测、计量测试等)，以及关系到国计民生的国家诸多重要部门和领域(交通运输、金融证券、邮电通信等)的各个方面，

几乎无所不及。

中国科协副主席、时间工作专家叶叔华院士认为“生活离不开时间频率，它是高新技术的基础”。

“863”高科技计划倡导者陈芳允院士认为“时间频率在工业、交通、电信等方面的应用十分广泛。计时、工业控制、定位导航、现代数字化技术和计算机都离不开时频技术和时频测量”。它“在科技发展和社会进步中占有特殊重要的地位。”[1]2003年全国时间频率学术会议上，王义道教授作特邀报告“建设我国独立自主时间频率系统的思考”[2]指出：时间频率系统是维护国家安全和独立自主的命脉；现代化战争中原子钟比原子弹更重要；精密时间频率广泛应用于现代通信、导航、制导

学习

5 计数、频率测量和脉冲宽度调制

5.1

概述

5.1.1 操作模式

计数 频率测量

脉冲宽度调制（指令代码程序以外）

5.1.2

属性概述

- - -

CPU 312C：2个通道

CPU 313C，CPU 313C-2 DP/PtP：3个通道 CPU 314C-2 DP/PtP：4个通道 通道数量

注意

只有当使用定位功能时，才能使用两个的计数通道（通道2和通道3）。

计数频率 - - -

CPU 312C = 10 kHz

CPU 313C，CPU 313C-2 DP/PtP = 30 kHz CPU 314C-2 DP/PtP = 60 kHz

带有两个机架、相移90o的24伏增量式编码器（回转式变送器）。 带有方向信号的24V脉冲编码器 24V接近开关（例如BERO或光障）

哪些信号CPU计数 - - -

项目设计 -

通过参数赋值屏面格式

CPU 31xC 技术功能 5-1 A5E00105484-01

学习

计数

计数模式

- 连续计数 - 单个计数 - 定期计数

门控功能

启动、停止和中断计数功能。

锁存功能

你可以使用该功能，保存数字输入中脉冲正边沿

亚美微波YAMEI MICROWAVE

实验二 频率测量

一、实验的目的和要求

应用所学过的微波技术有关理论知识，理解和掌握微波频率的测量方法，了解晶体检波器的工作原理，掌握晶体检波器在微波测量中的应用。

二、实验内容

1．掌握微波频率计（PX16）和晶体检波器（BD20-4）的工作原理和使用方法。 2．了解定向耦合器（BD20-5）、H面弯波导（BD20-14）等微波元器件的结构、原理和使用方法。

三、实验原理

在微波测量中，测量频率的方法很多，本实验所采用的是利用圆柱形谐振腔通过耦合吸收传输波导中的能量而使传输波导能量减少的方法。

本实验的微波测量系统的组成如图一所示 下面叙述有关部分的功能和工作原理 1． 定向耦合器（BD20-5）

定向耦合器的外形成十字形，它的耦合元件是主副波导相对宽边之间的一对十字槽，能量通过这一对十字槽耦合到副波导中。当主波导的能量沿正方向传输时，副波导耦合所得能量在它的传输方向是迭加，而与此相反的方向则互相抵消。副波导中的这一端装有一匹配负载，以吸收未抵消尽的能量。

本实验是利用副线中传输的能量进行频率测量。

2． H面弯波导（BD20-14）

H面弯波导采用平缓弧形转弯，改变波导宽边的轴线。由

不能凭感觉判断测一测，测量需要统一标准 1960年，国际上通过了一套统一的测量标准，叫 国际单位制，简称SI制。 在国际单位制中，长度的基本单位是米(m),时 间的基本单位是秒(s) 你知道比米大的单位有哪些？比米小的单位有哪些？

比米大m的单位15 ×有千米、光年光年：光在一年时间里走的距离

S=3x108x365x24x3600m=9.46×1015 m

比米大的单位有千米(km)、光年比米小的单位有 分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米 (μ m)和纳米(nm)。

1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m 1mm=10-3m 1μm=10-6m 1nm=10-9m巩固练习：

1μ m= 0.001 mm 18km= 1.8×104 m 130nm= 1.3×10-7 m 10dm= 1000 mm 2×102cm= 2×106 μm 78mm=0.078 m

你知道比“秒”大的时间单位有哪些？比“秒”小 的单位有哪些？ 比“秒”大的时间单位有“分钟”(min)、 “小时”(h),比“秒”小的时间单位有“毫秒” (ms)、“微秒”(μ m) 这些时间单位与基本单位“

实验B1 微波测量系统调试与频率测量

【实验目的】

1．了解微波测量系统的基本组成，学会一般的调试方法。

2．了解反射速调管微波信号源原理及特性，掌握调整参数使微波源实现最佳工作状态的方法。 3．了解微波谐振腔的基本特性，掌握测量谐振腔的谐振频率和品质因数的基本方法。 4．学会用谐振腔波长表测量微波频率。

【实验原理】

一．微波测量系统

微波测量系统通常由等效电源、测量装置、指示仪器三部分组成。微波等效电源部分即微波发送器，包括微波信号源、工作状态（频率、功率等）监视单元、隔离器等。测量装置部分也称测量电路，包括测量线、调配元件、待测元件、辅助器件（如短路器、匹配负载等）以及电磁能量检测器（如晶体检波架、功率插头等）。测量指示仪器是显示测量信号特性的仪表，如直流电流表、测量放大器、选频放大器、功率计、示波器、数字频率计等。

二．反射速调管微波信号源

微波信号源有许多类型，本实验中使用的是反射式速调管信号源

1．反射速调管的工作原理

反射式速调管有阴极、阳极（谐振腔）、反射极三个电

极，结构原理如图2所示。阴极发射电子；阳极利用耦合环和同轴线输出微波功率；反射极用以反射电子。由阴极发出电子束，受直流电场加速后，进入谐振腔。电子以不同的速度从谐

篇一：长度的测量教学反思

长度的测量教学反思

讲完《长度测量》这节课，认为本课有不少成功之处和值得吸取之处，为了能很好的指导今后的教学工作，将本课内容作一反思。本课成功之处：

1、能很好的调动学生积极性

本节课我以常见的长度单位导入。我问同学们知道有哪些常用的长度单位吗？同学们没等我的问题说完就开始议论纷纷了。然后我让一位学生回答以前数学课上遇到过的长度单位。以学过的旧知识引入现在要介绍的新长度单位——微米和纳米，使他们的学习兴趣调动起来。上课时，他们都很认真的听课，对问题都会积极参与。

2、教学内容难度适中

在教学中就要把握好题目的难度，考虑学生的接受能力。刚开始难度不能太高，太难了他们听不懂的话，上课就会失去激情，不认真听课，会让他们对自己失去了信心，让他们以为自己不行，比不上人家，没办法学好，所以教学时一定要选一些难度适中的题目。待时机成熟题目可以难一点，这样反而激起他们的好胜心，攻克难题他们会觉得具有挑战性，他们心里会有一种不服输的念头，所以听课就会更加认真。

3、积极提问，贯穿课堂始终

要想学生45分钟内都会专心听课那是不可能的，这时采用提问的方式的话，就会使学生的精神一下子紧张起来，并且去思考你所提出的问题，提问时，所设置的问题要有梯度，灵活多变

工程测量技术应用论文

摘 要：根据对工程测量测绘技术的详细分析和阐述，并且对其主要的应用技术：数字化的测图技术、全球卫星定位技术以及航空摄影了技术的详细研究，可以对其实际的操作和使用情况有着详细的了解和掌握，帮助在工程建设当中可以更好的发挥其作用和效果，为相关技术的进步和发展作出积极的推动贡献。

引言

测绘工程的建设，在实际的工作当中应用数字化的技术手段，通过计算机模拟出的数据信号，在大屏幕等设备之上进行直观并且生动的表达，进而为相关的工程建设作出积极的贡献，使测量的成果以及数据的维护、更新等具有更加快捷和方便的特性，可以随时的保持相关产品信息具有较好的实效性。现如今，随着用户需求的不断增加、工程建设对于质量以及测绘工作有着更加高标准的要求，相应的测量技术也在不断的发展当中，这也就使测量工作质量大大提升，实现了高度的规范化和自动化。文章将就测绘工作当中的相关测量技术，进行深入细致的研究和分析，将其主要的新型数字化技术，如数字化测图技术、航空摄影测量技术以及全球卫星定位技术等，进行详细的阐述，力求更好的推动相关技术的发展和进步，为测绘工作作出积极的贡献。

测绘工程相关测量技术的发展概述

工程测量技术经历了一个较长的发展阶段。其最初，是传统的人工

《长度和时间的测量》课堂练习

一. 国际单位制，长度的单位：

1、要测量长度，首先要定出长度的单位。在国际单位制(SI).中，长度的基本单位是：_____，符号是：______. 此外还规定了一些其他单位：千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米（nm）等。

2、记住课本的换算关系。完成： 1千米米， 10分米13厘米米，23毫米=_____米，45微米=_____米，76纳米

3、完成下列单位换算，学会用科学记数法表示物理结果：

（1）8cm= µm （2）4.2nm= cm (3)6.7dm= km （4）0.18km = m (5)1.7dm= cm= mm nm µm (6)20min= h (7)0.5h= min= s

二. 正确使用刻度尺：

1. 测量长度的基本工具是—_______.具体有，直尺和卷尺两种，较精密的还有游标卡尺和螺旋测微器器。学生常用的有直尺和三角尺。

2. 使用刻度尺测量长度时，首先应仔细观察刻度尺，找出

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 实验B1 微波测量系统调试与频率测量

【实验目的】

1．了解微波测量系统的基本组成，学会调试测量系统的基本方法。

2．了解反射式速调管微波信号源的工作原理及工作特性，掌握正确调整微波源实现最佳工作状态的基本方法。

3．了解微波谐振腔的基本特性，掌握测量谐振腔的谐振频率和品质因数的基本方法。 4．学会用谐振腔波长表测量微波频率。

【实验原理】

一、反射式速调管微波信号源

1．反射式速调管的工作原理

反射式速调管有阴极、阳极（谐振腔）、反射极三个电极，结构原理如图B1-2所示。阴极发射电子；阳极利用耦合环和同轴线输出微波功率；反射极用以反射电子。

由阴极发出的电子束，受直流电场加速后，以一定速度进入谐振腔，并在其中激起感应电流脉冲，从而在谐振腔内建立衰减振荡，这些振荡在谐振腔的两个栅网之间产生交变电场。由于受到谐振腔栅

图B1-2 反射式速调管的结构原理

极的高频电场调剂，电子以不同的速度从谐振腔飞出来而进入反射极空间。反射极的电压一般比谐振腔低很多；因此，在谐振腔和反射极之间，形成了一个很强的直流排斥电场，使电子未飞到反射极就被迫停下来，又反射回谐振腔