第一篇：車速里程表的工作原理及速比的計算方法論文

車速里程表與水溫表一起,成為汽車用組合儀表上最重要的兩個儀表。車速里程表有機械式和電子式兩種，右圖所示為磁感應式車速里程表的結(jié)構(gòu)簡圖，它由車速表和里程表兩部份組成。

一、車速里程表的結(jié)構(gòu)及工作原理

（一）機械式車速里程表

車速表主要由與主動軸固定在一起的U形永久磁鐵、帶有轉(zhuǎn)軸與指針6的鋁罩、罩殼、固定在車速里程表外殼上的刻度盤5等組成。主動軸由變速器或分動器傳動蝸桿經(jīng)軟軸驅(qū)動。

不工作時，盤形彈簧4使指針6處于刻度盤的零位。當汽車行駛時，變速箱上蝸輪組件中的蝸桿帶動里程表軟軸旋轉(zhuǎn)，再由軟軸帶動主動軸旋轉(zhuǎn)，從而使主動軸上的永久磁鐵1跟著旋轉(zhuǎn)。由于蝸桿與軟軸及車速里程表主動軸緊密連接在一起，它們的轉(zhuǎn)速相同。永久磁鐵的磁力線在鋁罩上產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場與旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使鋁罩克服盤形彈簧的彈力向永久磁鐵1旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)，直至與盤形彈簧彈力相平衡。車速越高，永久磁鐵1旋轉(zhuǎn)越快，轉(zhuǎn)矩越大，使鋁罩2帶動指針6偏轉(zhuǎn)的角度越大，車速的指示值越高。

里程表由蝸輪蝸桿機構(gòu)和數(shù)字輪組成。汽車行駛時，主動軸經(jīng)3對蝸輪蝸桿驅(qū)動里程表最右邊的第一數(shù)字輪，使第一數(shù)字輪上和數(shù)字顯示1/10Km。從第一數(shù)字輪向左，每兩個相鄰的數(shù)字輪之間,又通過本身的內(nèi)齒和進位數(shù)字輪傳動齒輪，形成1：10的傳動比。當?shù)谝粩?shù)字輪轉(zhuǎn)動一周，由9轉(zhuǎn)到0時，由內(nèi)傳動齒拔動左側(cè)第二個數(shù)字輪轉(zhuǎn)動1/10圈，形成1Km數(shù)遞增；當?shù)诙?shù)字輪轉(zhuǎn)動一周，由9轉(zhuǎn)到0時，其左側(cè)第三個數(shù)字輪轉(zhuǎn)動1/10，以10Km數(shù)遞增。其余數(shù)字輪由低位到高位的顯示，計數(shù)方式均依次類推，即可顯示汽車行駛里程數(shù)。

（二）電子式車速里程表

車速表由車速傳感器（安裝在車輪上變速箱蝸輪組件的蝸桿上，有光電耦合式和磁電式）、微機處理系統(tǒng)和顯示器組成。由傳感器傳來的光電脈沖或磁電脈沖信號，經(jīng)儀表內(nèi)部的微機處理后，可在顯示屏上顯示車速。里程表則根據(jù)車速以及累計運行時間，由微機處理計算并顯示里程。

二、組合儀表速比的計算方法

（一）速比的定義

對機械式或傳感器安裝在變速器上的蝸輪組件的車速表來說，所指示車速與變速器蝸桿的轉(zhuǎn)速之比即為速比。例如，車速表上的讀數(shù)為60Km/h之時,變速器蝸桿的轉(zhuǎn)速為36000r/h，則儀表速比為60：3600=1：600。也就是說，當車速表上的讀數(shù)顯示為1Km/h之時，變速箱蝸桿的轉(zhuǎn)速必須為600r/h。

（二）求組合儀表的理論速比

理想狀態(tài)下，即車速表上顯示的讀數(shù)與實測速度相等的情況下，所計算出來的速比稱為理論速比，其計算公式為K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K為理論速比，k1為后橋主減速比，k2為變速箱蝸輪組件的傳動比，R為輪胎的滾動半徑。以下舉一個例子來說明如何計算組合儀表的理論速比：

某轎車相關(guān)參數(shù)為：后橋主減速比5.125，變速箱蝸輪組件的傳動比（即蝸輪轉(zhuǎn)速與蝸桿轉(zhuǎn)速之間的比值）14/3，輪胎型號為165/70R13LT8PR90/88Q，查《汽車標準匯編第五卷轉(zhuǎn)向車輪其它》中的《GB/T2978-1997轎車輪胎系列》得輪胎滾動半徑為273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6,該速比即為所求的理論速比。

（三）求組合儀表的實際速比

如果按照理論速比來設(shè)計組合儀表，車速表往往會出現(xiàn)速度超差的現(xiàn)象，導致實測速度V2大于車速表讀數(shù)V1，這是安全法規(guī)所不允許的。根據(jù)《GB7258-20004機動車安全運行技術(shù)條件》中的4.12條，車速表指示車速V1（單位：Km/h）與實測車速V2（單位：Km/h）之間應符合下列關(guān)系式：0≤V1-V2≤(V2/10)+4，由此公式可得符合條件的實測速度值如下表所示：

為了安全起見，必須選定一個實際速比，使V2＜V1，且符合《GB7258-20004機動車安全運行技術(shù)條件》。此處，選定一個速比K1，使儀表讀數(shù)為100Km/h之時，實測速度為95Km/h。由V1/V2=K1/K得，K1=K（V1/V2）=（1/640.6）(100/95)≈1:609，當儀表讀數(shù)V1=40Km/h,實測車速V2=V1K/K1=40×（1/640.6）/(1/609)≈38(Km/h)，同理可算出當儀表讀數(shù)V1分別為60Km/h，80Km/h，120Km/h，實測速度V2分別為57Km/h，76.1Km/h,114.1Km/h。可見所選實際速比K1符合法規(guī)要求,可作為該款轎車的組合儀表的速比。當然，也可選其它速比，但根據(jù)所選速比計算出的實測車速要在上表的范圍之內(nèi)。

參考文獻

[1]蔡興旺主編．汽車構(gòu)造與原理（下冊）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.

第二篇：基因工程論文：基因工程原理及進展

基因工程原理及進展

【摘要】

基因工程技術(shù)是一項正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，它將給人類社會帶來一場深刻的變革，我們有必要了解基因工程的概念、原理、技術(shù)程序，以及基因工程在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等方面的應用和進展情況。

[關(guān)鍵詞]

基因工程 原理 技術(shù)程序 應用進展

人類之所以不同于其他動物，是因為人類可以改造自然，使人類與大自然和諧相處。生物工程是運用現(xiàn)代生物科學的理論和方法，按照人類的需要改造和設(shè)計生物的結(jié)構(gòu)和功能，以便更經(jīng)濟、更有效、更大規(guī)模地生產(chǎn)人類所需要的物質(zhì)和產(chǎn)品的技術(shù)，它包括基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、酶和發(fā)酵工程。其中基因工程是在遺傳物質(zhì)的分子水平上改造和設(shè)計生物的結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)，是一項正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，它將給人類社會帶來一場深刻的變革。

首先，讓我們來了解一下基因工程的基本原理及技術(shù)程序。基因工程的基本原理是在體外將不同來源的DNA進行剪切和重組，形成鑲嵌DNA分子，然后將之導入宿主細胞，使其擴增表達，從而使宿主細胞獲得新的遺傳特性，形成新的基因產(chǎn)物。它有3個基本的步驟：①從合適材料分離或制備目的基因或DNA片段。②目的基因或DNA片段與載體連接作成重組DNA分子。③重組DNA分子引入宿主細胞，在其中擴增和表達。不同種類生物的生物學特性不同，其基因工程在操作上和具體技術(shù)上必然有所差異，但技術(shù)核心都是DNA的重組，即利用一系列的DNA限制性內(nèi)切酶、連接酶等分子手術(shù)工具，在某種生物DNA鏈上切下某個目標基因或特殊的DNA片段，然后根據(jù)設(shè)計要求，將其接合到受體生物DNA鏈上。一個完整的用于生產(chǎn)生產(chǎn)目的的基因工程技術(shù)程序包括的基本內(nèi)容有：①外源目標基因的分離、克隆以及目標基因的結(jié)構(gòu)與功能研究。②適合轉(zhuǎn)移、表達載體的構(gòu)建或目標基因的表達調(diào)控結(jié)構(gòu)重組。③外源基因的導入。④外源基因在宿主基因組上的整合、表達及檢測與轉(zhuǎn)基因生物的篩選。⑤外源基因表達產(chǎn)物的生理功能的檢定。⑥轉(zhuǎn)基因新品系的選育和建立以及轉(zhuǎn)基因新品系的效益分析。⑦生態(tài)與進化安全保障機制的建立。⑧消費安全評價。

一、外源目標基因的分離、克隆及功能結(jié)構(gòu)分析

獲得合乎人類某種需要的目標基因是開展一項基因工程的前提和全部工作的核心，基因工程的第一步就是獲得目標基因。目前人們已經(jīng)能夠通過多種途徑和方法來獲取目標基因，比如從構(gòu)建的基因文庫中調(diào)取和篩選目標基因，通過化學方法合成已知核苷酸序列的目標基因，以及通過逆轉(zhuǎn)錄酶用mRNA為模板合成目標基因等。

二、構(gòu)建能在受體生物細胞中表達的重組目標基因

要使一個外源目標基因能整合到受體細胞的基因組中并能在整合后在受體基因組的調(diào)控下有效地轉(zhuǎn)錄和翻譯，就必須事先對目標基因的功能結(jié)構(gòu)用DNA重組技術(shù)進行適當?shù)男揎棧簿褪菍⒛繕嘶蚺c一種特別的DNA分子重組，這種特別的DNA分子稱為基因載體，目前所用的載體主要有以下幾類：質(zhì)粒、λ噬菌體、柯斯質(zhì)粒、病毒載體、YAC載體等，各類載體具有獨特的生物學特性，可用于不同的目標基因。

三、外源重組目標基因的導入

將重組的外源目標基因轉(zhuǎn)入到宿主細胞中的過程稱為基因?qū)牖蚧蜣D(zhuǎn)移。接受外源基因的細胞稱為受體細胞。由于受體生物學特征的不同以及基因工程目的不同，外源基因?qū)氲姆椒ㄒ膊煌械氖怯幂d體導入，有的是直接用物理的方法導入。目前使用的有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、電穿孔導入法、基因槍射入法、顯微注射法、脂質(zhì)體介導法等，向細菌等微生物中導入外源目標基因常用質(zhì)粒轉(zhuǎn)化和噬菌體轉(zhuǎn)染方法；向植物細胞中導入外源基因常用基因槍注入法和Ti質(zhì)粒導入法；能由原生質(zhì)體再生出植株的植物細胞還可以用電穿孔導入法及脂質(zhì)體融合法；動物的受精卵一般通過人工顯微鏡注射法導入外源基因；動物的體細胞可用電穿孔法和病毒轉(zhuǎn)染法導入外源基因，但對用于生產(chǎn)目的的基因工程常常避免用病毒轉(zhuǎn)染法。

四、轉(zhuǎn)基因細胞或個體的鑒別和篩選

在對宿主的細胞進行了外源目標基因?qū)胩幚硪院螅行┘毎赡懿]有外源基因的進入，另有一些細胞可能在外源基因進入后因各種原因而不能使外源基因表達，因此必須對被進行了基因轉(zhuǎn)移處理的細胞或個體進行鑒別，以篩選出導入外源目標基因的轉(zhuǎn)基因細胞或個體。鑒別和篩選轉(zhuǎn)基因生物一般在兩個層面上進行：一是檢測目標基因是否表達，二是檢測目標基因是否整合到了宿主的染色體上和能否穩(wěn)定傳代。表達檢測的方法主要有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的印跡雜交法、免疫印跡檢測法、免疫組織化學檢測法等。整合檢測可通過DNA分子雜交來確定。

五、轉(zhuǎn)基因品系的效益分析。

一個生產(chǎn)性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)基因品系，首要的條件是目標基因的表達產(chǎn)物必須有正常的生理功能，另一個必要標志是其目標基因必須有適度的高效表達特性和可持續(xù)生產(chǎn)能力。

六、生態(tài)與進化安全保障

由于轉(zhuǎn)基因生物與其他生物一樣具有可遺傳、易擴散及自主的特性，而且人類對生命、生態(tài)系統(tǒng)、生物的演化實際上還知之甚少，對不同物種間基因的人工組合，外源基因?qū)κ荏w生物進化的可能影響，轉(zhuǎn)基因生物對生態(tài)系統(tǒng)的長期影響等都無法進行評估，因此如果人們不事先采取控制措施，轉(zhuǎn)基因生物一旦進入到自然環(huán)境中就可能打破生態(tài)平衡，破壞生態(tài)環(huán)境和自然種質(zhì)資源。對轉(zhuǎn)基因生物的控制措施有物理的方法和生物的方法：物理的方法就是通過各種嚴格的管理措施和物理屏障盡量使轉(zhuǎn)基因生物不能從實驗室逃逸進入到自然環(huán)境里去；生物的方法一般就是造成轉(zhuǎn)基因生物與非轉(zhuǎn)基因生物之間的生殖隔離，如利用三倍體不育的特性將用于生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動物或植物變成三倍體等。

七、消費安全評價

（一）消費安全評價一般要考慮以下一些主要的方面：①導入外源目標基因本身編碼的產(chǎn)物是否安全。②外源目標基因是否穩(wěn)定。③使用的載體是否安全。④使用的報道基因（就是能產(chǎn)生很容易觀察的性狀的基因）是否會產(chǎn)生有害物質(zhì)。⑤外源基因?qū)牒笫欠駮T導受體生物產(chǎn)生新的有害遺傳性狀或不利于健康的成分。為了保護人類的健康，許多國家都已通過立法或其他形式對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進行消費安全評價和嚴格的管理，對進口轉(zhuǎn)基因食品嚴格限制。

（二）讓我們來了解一下基因工程在農(nóng)業(yè)、工業(yè)及環(huán)境保護、醫(yī)藥、食品等方面的應用。隨著生命科學和基因工程技術(shù)的進一步發(fā)展和完善，越來越多以基因工程改良的植物、動物和微生物品種已經(jīng)或?qū)⒁獞糜谏鐣a(chǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式必將發(fā)生重大的改變，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量將大幅度提高；許多高耗能、高污染的化工產(chǎn)業(yè)將可能被低耗能、低污染的基因工程產(chǎn)業(yè)所取代；經(jīng)過人工改良的動物、植物和微生物將不但能高效而清潔地生產(chǎn)出醫(yī)藥化工所能生產(chǎn)的藥品和試劑，還能生產(chǎn)出醫(yī)藥化工所不能生產(chǎn)的效力強大、作用專一的特殊藥品；人體器官培養(yǎng)將成為產(chǎn)業(yè)，器官移植將成為臨床常規(guī)等。

1．基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應用。糧食短缺曾是長期威脅我國人民和世界人民生活的一個最大問題，也仍然是一個沒有從根本上解決的問題。我國的雜交水稻技術(shù)使水稻的產(chǎn)量有了大幅度的提高，為解決我國和世界糧食問題做出了巨大的貢獻。最近我國雜交水稻研究中心的科學家與美國科學家的聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)了一個高光合效率的基因，專家們的分析認為，如果將此高光合效率基因轉(zhuǎn)移到雜交水稻中，則雜交水稻的產(chǎn)量有可能在原有的基礎(chǔ)上再提高20%。蟲害是降低農(nóng)作物產(chǎn)量的主要原因之一，全世界每年都因蟲害要損失數(shù)千億美元。化學殺蟲劑的長期和大量使用已經(jīng)產(chǎn)生出許多嚴重的問題，而用基因工程方法培育出的能抗蟲害，不需要施用農(nóng)藥，對人、畜食用安全的作物，則不僅能提高種植的經(jīng)濟效益，而且能有效地保護我們的生存環(huán)境。我國科研工作者研制的轉(zhuǎn)Bt毒蛋白基因棉花、轉(zhuǎn)Bt毒蛋白基因煙草、水稻、楊樹等植物，都有很強的殺蟲效果。基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應用前景是相當廣闊的，除了前面說的增產(chǎn)、抗蟲害，還可能培育出能固氮的轉(zhuǎn)基因作物，能抗旱、抗寒的轉(zhuǎn)基因植物等。

2．基因工程在工業(yè)及環(huán)境保護方面的應用。應用基因工程技術(shù)，使植物成為能替代微生物發(fā)酵設(shè)備的生物反應器，更經(jīng)濟地生產(chǎn)出人類所需要的各種原料已經(jīng)成為非常具有吸引力的領(lǐng)域。現(xiàn)在已經(jīng)培育了多種可作為生物反應器的轉(zhuǎn)基因植物，能產(chǎn)生出可分解的塑料原料、石油、工業(yè)用脂肪、糖類和酶類等。經(jīng)典工業(yè)所產(chǎn)生廢水、廢氣和廢料，以及人民生活所產(chǎn)生的垃圾等各種污染物，已經(jīng)構(gòu)成對人類生活和生產(chǎn)活動的嚴重威脅。環(huán)境保護是人類目前面臨的與人類前途生死攸關(guān)的重大問題。基因重組技術(shù)為解決這些問題提供了可能性，通過基因重組，人們可以根據(jù)需要將某種微生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種微生物中，創(chuàng)造一些對有害物質(zhì)分解能力更強、更能適應環(huán)境要求的新菌種。利用微生物分解各種廢棄物的同時能產(chǎn)生出重要的工業(yè)原料是轉(zhuǎn)基因微生物應用的一個重點，植物的纖維素和木質(zhì)素是木材工業(yè)中常見的廢棄物，人們可利用轉(zhuǎn)基因微生物來分解纖維素，生產(chǎn)工業(yè)用的原料，如乙醇等石油化工產(chǎn)品。許多低耗能、少污染的基因工程逐漸取代高耗能、高污染的化工產(chǎn)業(yè)已成為一種趨勢。

3．基因工程在醫(yī)藥方面的應用。在醫(yī)藥方面，基因工程主要用來生產(chǎn)各種重要的人蛋白藥物，迄今為止，人們已經(jīng)分離和克隆了300多種不同的人用蛋白藥物的基因，其中有數(shù)十種基因已經(jīng)在不同的宿主中進行了表達和對其表達產(chǎn)物進行了功能分析和檢測，有20多種經(jīng)批準已經(jīng)投放市場，如通過轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的干擾素、胰島素、人和動物用生長激素等。胰島素是最早通過轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的蛋白藥物。人們將編碼胰島素A鏈和B鏈的基因編碼序列分別克隆到細菌質(zhì)粒載體上，并都與半乳糖苷酶基因串聯(lián)在一起。由細菌中分開合成的蛋白質(zhì)是都連接有半乳糖苷酶的胰島素A鏈和B鏈。純化和收集合成產(chǎn)物后用溴化氰處理除去半乳糖苷酶，然后再用磺酸處理，就可以使A鏈和B鏈通過二硫鍵連接到一起而組成完整的胰島素。人們還在嘗試用轉(zhuǎn)基因哺乳動物如牛、羊的乳腺作為生物反應器，高效生產(chǎn)人類所需要的蛋白藥物。有人還將人的珠蛋白基因的調(diào)控區(qū)與人的兩個1珠蛋白基因和一個珠蛋白基因重組在一起，轉(zhuǎn)移到豬的受精卵中，得到的轉(zhuǎn)基因豬在血液中出現(xiàn)了人的血紅蛋白，也許在不久的將來，人們便可以用轉(zhuǎn)基因豬生產(chǎn)的人血紅蛋白來輔助輸血。豬的各種器官的大小與人類的器官比較一致，有人設(shè)想用基因工程的方法改造豬的某些器官的抗

原特性，以生產(chǎn)出用于人類醫(yī)療移植的器官，解決器官來源的問題。我們期待著基因工程能給人類帶來更健康的生命、更富足的物質(zhì)、更舒適的環(huán)境。

（三）我們了解一下基因工程的進展狀況。基因工程技術(shù)是一項正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，而且也已經(jīng)取得了許多重要的應用成果，但我們也應該看到，基因工程技術(shù)不是一項已經(jīng)成熟的技術(shù)，仍然還很粗糙和原始，在許多方面尚需完善和改進。

1．基因工程在技術(shù)上存在一定的不確定性和盲目性。目前的基因工程在技術(shù)上有很多的不確定性。這種不確定性表現(xiàn)在兩個方面，一是技術(shù)方面的不穩(wěn)定性，二是由于對不同生物的生理特性的了解不很深入，如我們將魚類抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)移到不抗寒的羅非魚等熱帶魚中，雖然抗凍蛋白基因得到表達，但并沒有使受體魚產(chǎn)生預期的抗寒效果。目前我們所進行的基因工程基本上只能對簡單的、單基因控制的性狀進行設(shè)計和改造，操作對象只限于一些比較簡單的單因子基因。但生物絕大部分的重要性狀是由多個基因共同控制的，對這些多基因控制的性狀，現(xiàn)有的基因工程技術(shù)幾乎仍然是束手無策。我們對活的生物體中基因表達調(diào)控的機制知之甚少，有關(guān)的知識僅限于對啟動子和增強子有所了解，對生物體整體的調(diào)節(jié)復雜性的認識還剛剛開始。

2．在安全性方面存在著不確定性。對社會大眾來說，最主要和最關(guān)心的是基因工程的安全性問題，基因工程的安全性問題包括兩個方面：一是基因工程產(chǎn)品的消費安全問題，二是轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)安全問題。目前用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)出來的食品因其成分的某些改變是否會對人類的健康產(chǎn)生不良的影響，這需要實驗和時間來驗證。有著某種生存優(yōu)勢的轉(zhuǎn)基因生物如果進入到自然生態(tài)系統(tǒng)，就有可能排擠自然種群，降低生態(tài)系統(tǒng)里物種的多樣性，打破生態(tài)平衡。

所以我們在大力發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)的同時，必須高度重視對轉(zhuǎn)基因動物、植物及微生物品種的生物控制和控制技術(shù)的研究。在轉(zhuǎn)基因品種的安全性沒有進行全面的評估和沒有可靠的生物控制措施之前，應嚴格禁止其進行生產(chǎn)和進入開放的自然生態(tài)系統(tǒng)，只有其生態(tài)安全性達到了傳統(tǒng)育種方法培育的新品種時，或無生殖能力的轉(zhuǎn)基因動物和植物才能允許進入自然界進行生產(chǎn)，也只有這樣才是有益于人類和社會進步的。

參考文獻：

[1]羅琛主編，生物工程與生命，北京，高等教育出版社，2000。

[2]顏青山主編，洞悉生命的真諦，西安，陜西科學技術(shù)出版社，2003，11。

[3]劉祖洞編著，遺傳學，北京，高等教育出版社，1991。

[4]王鏡巖等主編，生物化學，北京，高等教育出版社，09生物職師班;張超超 2009101343

第三篇：論文 相控陣雷達天線的工作原理及應用

相控陣雷達天線的工作原理及其應用

Xx（魯東大學 物理學院 09級物理一班 2xxxxxxxxxxxx）

摘要：本文應用惠更斯菲涅耳原理以及平面衍射光柵原理簡要的分析了相控陣雷達天線的工作原理，并簡要說明了實際相控陣雷達的工作原理及其優(yōu)點。最后舉例說明了相控陣雷達天線的應用。

關(guān)鍵詞：相控陣；相位差；天線；

PHased array radar antenna working principle and its applicatio

LuHan

(Lu dong university Physics institute 09 level physics class20092312579)Abstract: this paper applied the huygensI型SAR天線為集中饋電的相控陣（下圖）。它工作于C頻段，峰值功率為5000W的波導窄片縫隙相控陣天線孔徑面積為15m×1.5m, 質(zhì)量300kg。方位方向上32個數(shù)字式鐵氧體移相器可靈活地改變天線的波束指向和形狀，使RadarsatП的天線陣面采用了T/R組件是一部接受和發(fā)射雙通道，幅度和相位皆能數(shù)字控制的多極化、超分辨成像的固態(tài)游園【2】 相控陣微帶天線。

Radarsat-I 的天線陣面

五、結(jié)束語

相控陣雷達是當今最先進的軍事技術(shù)之一，在某種程度上來說它影響了當今新軍事技術(shù)革命的發(fā)展方向。雖然存在一些不足之處，但我們有理由堅信：隨著科學技術(shù)的進步，建立在物理基石上的相控陣雷達將會得到不斷的完善。在未來，不論是軍事斗爭上還是民用事業(yè)上，相控陣雷達必定會發(fā)揮它不可替代的巨大作用。參考文獻：

【1】相控陣雷達技術(shù) 張光義、趙玉潔 編著

【2】相控陣雷達天線 束咸榮、何炳發(fā)、高鐵 著

【3】光學教程 第四版 姚啟鈞 原著 華東師大光學教材編寫組改編

第四篇：傳感器原理及工作過程

傳感器原理及工作過程

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著：

（1)激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入)，(3)信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出)，(4)信號處理電路

五 工作過程

向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源，該電源做運算放大器AD822的工作電源;由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當彈性軸受扭時，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強信號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。

本傳感器輸出的頻率信號在零點時為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時為5KHz。即滿量程變量為5000個數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個脈沖，高速或中速采樣時可以用測頻的方法，低速采樣時可以用測周期的方法。本傳感器精度可達±0.2%～±0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計算機進行數(shù)據(jù)處理。

第五篇：ETC工作原理及技術(shù)

摘要：電子不停車收費技術(shù)是一種先進的電子收費技術(shù)方式，文章介紹 了電子不停車收費技術(shù)的研究及發(fā)展應用情況，并針對實際實施中遇到的問題，提出了具體的研究內(nèi)容及實施方案，為電子不停車技術(shù)的應用提供 依據(jù)。

關(guān)鍵詞：；ETC；電子；停車收費；發(fā)展應用 ；標準

1、介紹

ETC技術(shù)在80年代開始興起，90年代在世界各地使用，受到各國政府和企業(yè)的廣泛重視，世界許多著名公司，如Amtech、TI、Boash、Hitachi、Toyota等均競相研制。因此ETC技術(shù)發(fā)展很快

1.系統(tǒng)概念

電子不停車收費系統(tǒng)（Electronic Toll Collection,簡稱ETC）是國際上正在努力開發(fā)并推廣普及的一種用于道路、大橋和隧道的電子收費系統(tǒng),它的最大特點是不停車收費,即車輛可以以相當高的速度通過收費口,無須在收費站前減速和停車交費。采用不停車收費系統(tǒng),可以使公路收費走向無紙化、無現(xiàn)金化管理,可以從根本上杜絕收費票款的流失現(xiàn)象,解決公路收費中的財務(wù)管理混亂問題。另外,實施不停車收費系統(tǒng)還可以節(jié)約基建費用和管理費用。

ETC系統(tǒng)是ITS領(lǐng)域中的一個重要方面。由于它涉及交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的回收，又是緩解收費站交通堵塞“瓶頸”的有效手段，減少了環(huán)境污染，所以各國都把不停車收費系統(tǒng)作為ITS領(lǐng)域最先投入應用的系統(tǒng)來開發(fā)。我國交通部門已經(jīng)把不停車收費系統(tǒng)的開發(fā)和應用列為我國ITS領(lǐng)域首先啟動的項目，并在“十五”期間列入交通科技的技術(shù)創(chuàng)新重點之一。

和傳統(tǒng)的收費系統(tǒng)相比，ETC系統(tǒng)具有更高的通行能力，更少的基建投入，更低的日常運營費用，更好的服務(wù)水平,更好的發(fā)展趨勢。ETC系統(tǒng)是將來公路收費的大勢所趨，它在國外已經(jīng)廣泛應用，在國內(nèi)的應用也正逐步開展。它高速便捷的特點，在給廣大車主帶來更多方便的同時，還給道路管理單位帶來更多的資金收益，是利國、利民，適合社會發(fā)展，適應未來科技發(fā)展的新時代產(chǎn)品。

ETC系統(tǒng)按收費站收費方式，可分為開放式和封閉式；按收費站車道配置，可分為ETC專用車道、MTC車道和ETC/MTC混合車道三類。鑒于我國道路實際情況，在較長的一段時間內(nèi)，ETC和MTC將共存。

2.系統(tǒng)原理

ETC系統(tǒng)是利用微波（或紅外或射頻）技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、圖象識別技術(shù)等高新技術(shù)的設(shè)備和軟件（包括管理）所組成的先進系統(tǒng)，以實現(xiàn)車輛無需停車既可自動收取道路通行費用。目前，大多數(shù)ETC系統(tǒng)均采用微波技術(shù)。

不停車收費系統(tǒng)通過路邊車道設(shè)備控制系統(tǒng)的信號發(fā)射與接收裝置（稱為路邊讀寫設(shè)備，簡稱RSE），識別車輛上設(shè)備（稱為車載器，簡稱OBU）內(nèi)特有編碼，判別車型，計算通行費用，并自動從車輛用戶的專用帳戶中扣除通行費。對使用ETC車道的未安裝車載器或車載器無效的車輛，則視作違章車輛，實施圖象抓拍和識別，會同交警部門事后處理。3.系統(tǒng)構(gòu)成

電子不停車收費系統(tǒng)可分為前臺和后臺系統(tǒng)：（1）前臺系統(tǒng)

包括三種核心設(shè)備:車輛自動識別系統(tǒng)(Au-tomatic Vehicle Identification簡稱AVI)、車輛自動分類系統(tǒng)(Automatic Vehicle Classification簡稱AVC)和錄像實施系統(tǒng)(Video Enforcement System簡稱VES)。車輛自動識別系統(tǒng)采用無線調(diào)頻設(shè)備(Ra-dio Frequency)識別用戶的身份標識卡(TAG)及其有效性;車輛自動分類系統(tǒng)借助傳感器組的信息確定車輛的收費類別;錄像實施系統(tǒng)利用高速圖像處理設(shè)備自動俘獲違章車輛的車牌號碼。核心設(shè)備與其他控制設(shè)備共同組成不停車系統(tǒng)的車道控制器。

① AVI AVI分為兩大類:激光設(shè)備與無線電調(diào)頻設(shè)備。激光設(shè)備采用條碼技術(shù),掃描貼于車輛前端的條碼,獲取用戶的身份標識(ID),缺點是易受環(huán)境條件、距離位置、條碼安裝與完整性等因素的影響。無線電調(diào)頻設(shè)備采用無線波來識別貼于車輛前端的用戶身份標識卡來識別用戶身份,具有更高的可靠性;其中,無線頻率(RF)常用的頻率是5.8GHz。TAG分為只讀TAG、可讀寫TAG、多功能TAG(帶蜂鳴器、無線電信息收發(fā)等)三大類。

② AVC AVC系統(tǒng)根據(jù)車輛的物理特性來確定車輛的收費類別。AVC的物理特性依據(jù)包括∶車輛的體積、重量、裝載人數(shù)、車軸或車輪的數(shù)目、車輛的用途等等。AVC與一系列的車道傳感器相連,傳感器的信號提交事務(wù)處理系統(tǒng)后,由車輛分類單元判定收費類型。AVC設(shè)備包括∶前置線圈、感應踏板、發(fā)射光塔、掃描儀和高速攝像等設(shè)備。

③ VES VES利用光學字符識別(OCR)技術(shù)自動獲取非法車輛的車牌號碼。VES攝錄方式包括照片、錄像帶和數(shù)字影像等等。VES利用模糊識別技術(shù),借助光學字符識別設(shè)備實現(xiàn)非法用戶的車牌號碼識別。VES過程包括∶感應觸發(fā)、圖像俘獲、圖像識別、圖像儲存、圖像處理和圖像刪除等等。關(guān)鍵技術(shù): API編程技術(shù)(控制外部設(shè)備,包括通信卡、DI/DO卡和聲卡);單片機編程技術(shù);快速查詢算法;模糊識別;通信控制和圖像處理。

2）后臺系統(tǒng)

收費系統(tǒng)的后臺系統(tǒng)工作任務(wù)主要為向客戶發(fā)售車載標識卡,并做標識卡的初始化;接受客戶補交金額和查詢;接收前臺收費數(shù)據(jù)文件;交易和結(jié)算;向前臺和客戶發(fā)送補交金額的黑名單指令和信息;存儲、管理抓拍圖像等。

它主要包括如下系統(tǒng):計算機管理系統(tǒng)、道路運營管理系統(tǒng)、結(jié)算中心管理系統(tǒng)、客戶服務(wù)中心管理系統(tǒng)、銀行管理系統(tǒng)。實際上是一個具有財務(wù)結(jié)算性質(zhì)的計算機網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)通過各個終端的工作,將數(shù)據(jù)文件迅速可靠地傳送,利用專用軟件正確地完成全部工作。

4.ETC系統(tǒng)的類型

ETC系統(tǒng)可分為收費站電子不停車收費系統(tǒng)和自由流不停車收費系統(tǒng)。（1）收費站不停車收費系統(tǒng)

收費站不停車收費一般采取混合收費方式,既有不停車收費車道,又保留半自動收費車道。其主要特征為: ① 與半自動收費車道并列設(shè)置。在收費車道中,根據(jù)使用情況開設(shè)部分ETC專用收費車道;② 車輛通過收費車道的車速較低,通常為30km/h一50km/h,通過率為600輛/h一1000輛/h;③ 在車道出口端設(shè)置自動欄桿,以防無卡車輛通過。

收費車道入口設(shè)置不停車收費車道標志和信號燈。由于車輛密度不大,天線并不連續(xù)工作,無車輛通過時,天線處于休眠狀態(tài)。在天線輻射區(qū)外的車道,埋設(shè)一個環(huán)行線圈,當車輛進入線圈工作區(qū)時,線圈發(fā)出信號,激活天線進入工作狀態(tài)。車輛進入通信區(qū),通過微波天線,車載標識卡響應天線的詢問信息,將客戶身份與車型代碼上傳給車道天線,由天線轉(zhuǎn)送給車道控制機進行核查,如為有效合法卡,車道放行,信號燈變綠,如果進一步交換信息,讀寫數(shù)據(jù),可繼續(xù)通信,直到收費過程結(jié)束,如果進入車道的車輛為非法無效卡車,或是無標識卡的車輛,車道控制機將根據(jù)天線傳送的信息,指令自動欄桿關(guān)閉,攔截非法車輛,并發(fā)出聲光警報,現(xiàn)場人員將對其進行處理。車道控制機將收集到的數(shù)據(jù)上傳至后臺系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)交換和清算等,并將需要發(fā)布的結(jié)果下傳車道。

這種方式適用于不停車收費用戶在所有繳費用戶中并非多數(shù)的情況。（2）自由流不停車收費系統(tǒng)

自由流不停車收費系統(tǒng)在道路主線上每隔一定里程設(shè)置一個橫跨道路上空的龍門架,架上安裝不停車收費設(shè)備,實施分段開放式不停車收費。車輛無須減速,以正常行駛速度完成收費工作。其主要特征為:

① 無收費島、亭之類設(shè)施;

② 進入收費點時無須減速,車輛繼續(xù)高速行駛;

③ 需要建立一套高精度逃費取證處理系統(tǒng),現(xiàn)場抓拍捕捉車輛逃費證據(jù),以便于以后依法處理,目前大多采用高速、高分辨率的攝像機對車輛牌照進行抓拍;

④ 在收費點附近,需建造一條與主線平行的普通收費車道,以便對非法無效卡車或無標識卡的車輛收費;

⑤ 車道天線控制器能控制多部天線并行工作,與多輛車載標識卡同時通信。

此系統(tǒng)主要優(yōu)點為減少收費站建設(shè)投資,車速高,無行車延誤,車輛通行能力接近2000輛/h。但設(shè)備投資大,技術(shù)上實現(xiàn)難度也較大,特別是如何防止和遏制逃費車輛是關(guān)鍵技術(shù)。這種方式適用于不停車收費用戶在所有繳費用戶中已成為大多數(shù)的情況。

5.系統(tǒng)工作流程

高速公路收費的特點是不僅要按照車型分類標準收費,而且按照入出口的距離標準進行收費。各種類型的不停車收費系統(tǒng)的收費過程基本相同,其原理是在車輛上安裝一種標識卡,在ETC收費車道上安裝有車載標識卡的讀寫設(shè)備,當車輛進入ETC收費車道時,標識卡以微波通信方式與該車道的天線進行雙向數(shù)據(jù)交換,從卡上讀取車牌照號、車型等數(shù)據(jù),如需要也可向車載標識卡上寫入信息,系統(tǒng)根據(jù)讀取的信息,識別車輛合法與否,進行數(shù)據(jù)處理,計算收費金額,并從其賬戶上扣除相應金額,記錄交易數(shù)據(jù),控制車道外部設(shè)備等,具體流程為:

（1）后臺系統(tǒng)初始化車載標識卡,將車牌照號、車型、收費率等數(shù)據(jù)寫入標識卡,并發(fā)放給客戶,建立有關(guān)客戶檔案;

（2）車輛進入ETC收費車道,感應天線激活線圈,進而激活微波天線,讀取標識卡上的信息,并傳送給車道控制機進行核查;

（3）如為合法車輛,則進行收費交易,依據(jù)后臺系統(tǒng)完成清算,通行燈將會變綠,顯示收費額和余額,車輛通過,記錄數(shù)據(jù);

（4）如為非法車輛,車道控制機觸發(fā)報警信號,同時控制自動欄桿下落,關(guān)閉車道,車道攝像機進行圖像抓拍,車輛進行人為處理。

6.技術(shù)及其標準化

根據(jù)國內(nèi)外ETC的建設(shè)經(jīng)驗, ETC系統(tǒng)的建設(shè)首先要作好ETC相關(guān)技術(shù)與設(shè)備標準的選擇,在規(guī)范、統(tǒng)一的標準平臺上進行后臺系統(tǒng)的建設(shè)。ETC標準化工作是一項綜合性的基礎(chǔ)工作,是制定ETC技術(shù)法規(guī)的基礎(chǔ),對促進技術(shù)進步,提高總體應用效果,提高社會經(jīng)濟效益具有重要作用。

目前國際上在ETC相關(guān)技術(shù)與設(shè)備標準的研究和制定工作中已取得了顯著的成果。國際標準化組織(ISO)第204技術(shù)委員會第15工作組負責專用短程通信協(xié)議DSRC標準的制定,電子不停車收費系統(tǒng)中車道天線和車載電子標簽所采用的通信協(xié)議就是DSRC。

7.系統(tǒng)實施效果

與現(xiàn)行的大多數(shù)公路收費系統(tǒng)相比,不停車電子收費系統(tǒng)具有以下特點:

(1)系統(tǒng)有效地提高了車道的車輛通過能力,加快了收費速度,提高了公路利用率。

(2)系統(tǒng)從根本上杜絕了收費工作中的貪污作弊現(xiàn)象。

(3)一卡通行多個收費站,方便駕車者。

(4)降低油耗,減少剎車時造成的機件損耗,減少空氣和噪聲污染。

(5)系統(tǒng)工作安全可靠,管理簡單。

(6)為今后的智能車輛公路管理系統(tǒng)打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。