Field-induced phase transitions in chiral smectic liquid crystals studied by the constant current method

In ferroelectric liquid crystals, phase transitions can be induced by an electric field. The current constant method allows these transition to be quickly localized and thus the（E, T） phase diagram of the studied product can be obtained.In this work, we make a slight modification to the measurement principles based on this method. This modification allows the characteristic parameters of ferroelectric liquid crystal to be quantitatively measured. The use of a current square signal highlights a phenomenon of ferroelectric hysteresis with remnant polarization at null field, which points out an effect of memory in this compound.

管道电流测绘交流恒流源双环控制策略研究

为解决埋地输油管道阻容性负载对恒流源的影响,结合交流恒流源模型,针对传统电压电流双闭环控制在应对阻容性负载时,出现的输出波形失真问题展开研究,提出一种管道电流测绘交流恒流源双环控制策略。在内环控制方面,采用电感电流瞬时反馈和负载电流前馈的PI控制策略;对于外环控制,采用负载电压反馈的PI控制策略。为进一步完善系统性能,运用极点配置法对控制器参数进行设计,以实现更加精准的控制,并通过Matlab进行频域特性分析和Simulink仿真验证。结果表明:经过优化的控制策略能够有效抑制阻容性负载条件下的电压波形畸变,同时在阻性负载和阻容性负载条件下的输出电流均显示出良好的正弦性,总谐波失真率分别为2.26%和3.19%,具备良好的动态性能和鲁棒性,可为埋地输油管道输油系统的检测提供坚实的技术基础。

基于动网格6DOF模型的框架式流速仪水力特性数值模拟与明渠测流速率常数预测

为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对水冲击流速仪旋桨使之被动旋转过程进行了仿真,分析了流速仪在不同位置对流速仪倍常数K和摩阻系数C的影响规律。结果表明:采用动网格6DOF模型可以较好地模拟框架式流速仪在明渠的流动状态,仿真结果可靠性较高;通过对不同时刻转速与流速拟合曲线分析可知,流速仪位置不同会影响流速仪摩阻系数C,对流速仪倍常数K影响不大。研究结果可为进一步研究框架式流速仪优化和不同含沙水流条件下对流速仪的磨损提供参考。

光电效应法测量普朗克常数

在光电效应测量普朗克常数实验中,采用零电流法探究光源预热时间不同、光源与光电管距离不同、电压调节方向不同的情况对普朗克常数的影响。利用Origin软件对入射光频率v与截止电压Us的关系进行线性拟合,进而计算出普朗克常数。分析得到:光源预热25 min,光源与光电管距离为0.22 m,电压正向调节时为测量普朗克常数的最佳实验条件。

超级电容器恒流充放电热行为分析

从混合动力汽车到电力系统等领域,超级电容器作为储能器件被应用在储能单元中。为了研究超级电容器性能受温度影响的现象,提出了一种超级电容器的三维热模型,并首先用有限元分析法仿真了常温条件下超级电容器恒流充放电过程中的热行为,然后用热电阻实际测量超级电容器充放电过程中内部温度的变化情况,结果表明该模型在中小电流充放电条件下能准确地模拟超级电容器的发热情况,其仿真结果与实验结果较符合。从而可知,在常温下,用中小电流对超级电容器充放电,超级电容器温升≤15°C,其性能是可靠的。

基于四线测量法的智能微电阻测试仪设计

针对低电阻精确测量的应用需求，设计了一种基于四线测量法的智能高精度微电阻测试仪。系统采用模块化设计方式，包括供电电源、恒流源、A／D转换、显示与按键等单元。测试仪采用四线测量法，将电流流入回路和电压测量回路分开接线，并通过在电压提取端设计电压跟随器，使电压测量引线上的电流为零，可避免引线电阻和接触电阻对微小电阻测量的影响，大大提高系统的测量精度。实验测试结果表明：该仪器可以实现1μΩ-2MΩ范围内电阻值的高精度自动测量，同时还具有电阻分选功能，可与自动化生产线相连，完成电阻参数的分选工作。

熔盐法制备λ-MnO_2及其超级电容性能

在600℃的m(NaC l)∶m(L iC l)=1∶3的熔盐体系中,将KMnO4反应5 h制备了MnO2。X射线衍射分析其结构表明,所制样品为λ-MnO2;扫描电镜对其形貌研究表明,样品为微米级片状结构。按m(MnO2)∶m(石墨)∶m(乙炔黑)∶m(羧甲基纤维素)∶m(聚四氟乙烯)=75∶10∶10∶3∶2制备电极材料,在电解液为c〔(NH4)2SO4〕=2mol/L的三电极体系中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对其超级电容性能进行了考察。不同扫速循环伏安曲线表明,该材料具有典型的超级电容特性;交流阻抗测试结果表明,溶液电阻RL为0.69Ω,电极电阻RE为2.5Ω;用恒流充放电测得在1 mA恒流充放电条件下,放电比容量可达306.92 F.g-1。经5 mA恒电流循环100次,充放电效率接近100%。

土壤介电频变特性对接地极冲击散流的影响

为研究土壤介电常数频变特性对接地极暂态电阻的影响规律,在典型土壤介电谱测量结果的基础上,对冲击电流作用下的动态电磁过程进行了理论分析。提出了从电磁场角度出发的、考虑土壤频变特性的接地极冲击特性数值计算方法,分析了土壤介电常数的频变特性对接地装置冲击散流特性的影响。结果表明:考虑土壤介电常数频变特性的接地极暂态接地电阻与假定介电常数恒定时相比有显著差异;暂态电阻值受到施加的冲击电流波形和幅值的影响,波前时间越长,局部峰值越大;同种冲击波形下,电流幅值越大,波前时间内接地极暂态接地电阻局部峰值越小。

基于β射线吸收法的PM2.5测量技术的研究

针对空气中粒径小于或等于2.5μm的可入肺颗粒物对人体的严重危害,设计了基于β射线吸收法实时监测PM2.5浓度值的监测仪器。利用粉尘粒子吸收β射线的量与粉尘粒子的质量成正比关系的原理,通过测量β射线通过干净滤纸和含有粉尘滤纸前后强度的变化,测量出PM2.5的浓度值。通过与标准过滤称重法的对比校准,验证了测量仪器的准确性。

阀控铅酸蓄电池分段恒流充电特性的研究

通过对电动自行车用阀控铅酸(VRLA)蓄电池特性的分析,研究了一种新的充电方法——分段恒流充电法。对首段充电电流及充电电流段数进行了研究,结果表明:采用首段0.5 C充电,4段或5段恒流充电法,可使充电时间缩短到小于150 min,同时电池的循环寿命达到大于250次,与恒压限流充电方式比较,分段恒流充电方式不仅充电时间短,而且电池温升低、失水少、循环寿命提高1倍以上。此外,采用恒流充电法还可以消除由于充电方法不当造成的电池极板硫化,使电池恢复容量。对电池性能衰减机理的研究表明:多段恒流充电能抑制VRLA电池正极板活性物质的软化和负极板活性物质的硫酸盐化。

基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法的研究

提出一种基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法,该方法通过任意波形恒流技术产生剩余电流,并记录被测剩余电流保护器的动作时间、动作电流。文中使用直接数字频率合成技术产生任意波形数字信号,并经过数模转换和功率放大电路输出为任意波形剩余电流,采用电流闭环控制策略和数字控制方法,通过电流反馈回路实现恒流输出和参数采集,输出精度可达0. 2%。该方法解决了B型剩余电流保护器动作特性试验中需要复杂剩余电流波形进行测试的问题,并且具有体积小、造价低的优点,为新型剩余电流保护器软硬件研发奠定了基础。

低温熔盐法制备MnO_2及其电容性能研究

采用低温熔盐法在150℃的KCl-AlCl3体系中制备了MnO2,并对其结构和形貌进行表征,XRD结果表明所制样品主相为α-MnO2,SEM结果表明样品为微米级片状结构。以所制备的MnO2作为电极活性物质,在2mol/L的(NH4)2SO4电解液中对其电化学性质进行测试和研究。循环伏安结果表明该材料具有良好的电容性能,用恒流充放电测得在1mA条件下,放电比电容可达290.72F.g-1。经5mA恒电流循环100次后电极性能趋于稳定,充放电效率接近100%,表现出优异的循环性能。

光电效应实验分析

分析了光电效应实验中用反向遏止电压法测量普朗克常量的实验原理 。

全光纤电流互感器温度特性建模分析与实验研究

建立了全光纤电流互感器（fiber-optical current transformer,FOCT）温度特性的数学模型。该模型充分考虑传感光纤的弯曲特性,结合光纤线性双折射的分布参数模型从本质上解释了温度对线性双折射的影响机理：由于传感环的弯曲性,温度变化会导致光纤横截面上的受力不对称,进而引起线性双折射;单位长度光纤的线性双折射相位差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比。并结合光纤Verdet常数的温度特性综合量化了温度对FOCT的影响。采用COMSOL有限元分析方法实现光场、磁场、温度场、应力场的耦合并分析求解。仿真结果表明：双折射效应会使光波旋转角变小;光纤横截面上的应力差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比;温度波动将引起线性双折射,进而使光波旋转角减小;结合Verdet常数得到了温度波动时FOCT的综合误差,与理论分析结果吻合。最后设计并搭建FOCT实验平台,进行线性度测试和温度循环测试。测试结果表明：实验误差与理论误差变化趋势基本一致;温度波动越大,FOCT误差漂移越严重,必须采取补偿措施,故提出一系列改善FOCT温度稳定性的方法。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

压控精密恒流源驱动的高精度热敏电阻测温系统

针对野外水工环地质调查低功耗、快速、高精度测温的要求,研制了一种采用压控恒流源驱动的精密热敏电阻测温系统。系统以MSP430F5438处理器为主控芯片,通过单片机片上12位高精度模数转换模块,对经由低功耗单电源压控精密恒流源驱动的热敏电阻进行采集转换,并辅以最小二乘法对热敏电阻进行非线性校正,实现温度的高精度测量。试验结果表明:在-10~50℃,系统测量精度达到±0.02℃,并且具备低功耗、集成度高和可靠性强等优点。

重型数控立车工作台静压计算

采用预载恒流静压导轨的重型数控立车的工作台由于承载大,静压计算时必须考虑结构变形对油膜厚度的影响,因此该计算问题为静压-结构耦合问题,通常采用迭代方法求解。工作台主轴z向自由情况下,用有限元法求解工作台变形时,如何处理工作台主轴孔处的z向约束是静压求解的关键,目前有关文献对此问题的处理方法存在问题。为解决此问题,提出一种计算刚性位移的方法;即认为油腔的油膜厚度为工作台的刚性位移与工作台导轨在该油腔封油边处的z向平均变形的代数和,该刚性位移值可通过包含油腔静压力的z向受力平衡条件求出。对直接采用不动点迭代方法求解此耦合问题的发散特点进行分析,提出新的校正改进法,用于静压迭代计算,无论工作台主轴z向有无约束均可使用,还可考虑包括切削力在内的外载。采用新方法进行3个工况的静压求解迭代计算,均稳定收敛到指定的精度,验证了新方法的有效性和稳定性。

恒流放电法测量超级电容器静电容量的影响因素分析与不确定度评定

静电容量是超级电容器的主要电气参数之一,相关标准中均推荐采用恒流放电法对超级电容器静电容量进行测量。介绍了恒流放电法的测量原理和测量电路,通过实验分析了放电电流、充电电流、初始电压对测量结果的影响,并对静电容量测量不确定度进行了评定。结果表明:放电电流对测量结果有较大影响,静电容量随放电电流的增大而减小;充电电流和初始电压对测量结果的影响影响较小;恒流放电法测量静电容量的相对扩展不确定度为2.2%(k=2)。

铅酸蓄电池内阻检测仪设计

铅酸蓄电池的SOH(State of Health)反映蓄电池的劣化程度,与蓄电池内阻是对应变化的关系。文中设计一种铅酸蓄电池内阻检测仪,基于交流阻抗法实现铅酸蓄电池内阻快速检测。交流恒流源产生正弦交流信号并注入到蓄电池;引入精密采样电阻,与蓄电池组成串联回路,将蓄电池及精密电阻两端产生的微弱响应信号经处理后送入单片机进行A/D转换,根据响应电压比值计算出蓄电池的内阻,并实时显示。为了验证此检测仪的性能,进行了实验验证,实验结果表明该仪器可有效检测铅酸蓄电池的内阻,反映蓄电池的SOH,区分新旧电池,检测结果稳定精确,具有一定的实际应用价值。

基于DSP的高精度自动电阻测量仪设计

以TMS320F2812处理器为核心,采用恒流与恒压相结合的方法针对100Ω、1KΩ、10KΩ和10MΩ共4种量程内的电阻进行测量,并详细介绍系统硬件电路、软件设计以及ADC采样校正算法研究;经过实验证明,该系统各量程内的电阻测量精度均达到0.3%,具有量程手动或自动转换档位、电阻自动筛选、语音提示、LCD显示等功能;该测量仪功能齐全、测量精度高、性能稳定,具有一定的实用价值。

恒流源驱动感性负载电路优化设计与试验研究

激发极化法是目前在金属探矿、地质普查等地质勘探工作中广泛采用的探测方法。探测的首要工作是保证激励源的供电性能。直流恒流源在多点供电输出时,以其恒流特性成为首选。直流恒流源在驱动阻性和容性负载时,供电电流能精确上升到设定值;但是驱动感性负载时,实际电流值低于设定电流值。测量供电回路中各点的电压并分析,发现电路中出现了交流分量。通过在反馈回路增设补偿电容改善了恒流源性能,解决了由于引入感性负载导致供电电流偏小的问题。试验结果表明,经过优化设计的恒流源供电电流能够达到设定值,满足地质勘探中对供电电流的要求,减小了采集误差。