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絕對測量
鎖定
絕對測量(absolute measuring method)是指被測的量可以從儀器上直接讀出數值的測量方法,其特點是被測量可以直接和標準量進行比較。
- 中文名
- 絕對測量
- 外文名
- absolute measuring method
- 別 名
- 絕對測量法
- 別 名
- 絕對法
- 應用領域
- 光電子信息工程、電子信息工程
- 測量對象
- 電容,長度,活度等
- 儀 器
- 波長協調裝置、干涉儀等
絕對測量定義
絕對測量法(absolute measuring method)是指被測的量可以從儀器上直接讀出數值的測量方法,其特點是被測量可以直接和標準量進行比較。例如用線紋尺測量長度、遊標卡尺測量螺母的直徑、刻度吸管量取一定體積的液體等。
絕對測量區別
絕對測量法是關注參數絕對的值的測量方法,而相對測量法主要關注的是步進時的增量。
絕對式檢測是指:每個被測點的位置都從一個固定的零點算起;增量式位置檢測是指:只測位移增量,每檢測到位置移動一個基本單位時,輸出一個脈衝波或正弦波,通過脈衝計數便可得到位移量。
直接測量是指位置檢測裝置所測量的對象就是被測量本身。而採用安裝在電機或絲槓軸端的迴轉型檢測元件間接測量機牀直線位移的檢測方法,叫做間接測量。
絕對測量應用
測量元素的放射性活度
測量放射性活度的方法, 隨放射性核素的不同而不同。按測量方式可分為兩大類。一類是用測量裝置直接測量放射性核素所發生的衰變率,不必依賴於其他測量標準的比較,這類方法稱為絕對測量。另一類是相對測量,即需要藉助於其他測量標準來校準測量裝置,再利用經過校準的測量裝置來測量放射性核素的衰變率。
[1]
近年來,各國都在相繼研究氡活度的絕對測量方法,並將其作為新的氡活度標準測量方法。雙濾膜測氡法,從方法原理上説可以認為是一種絕對的測氡方法,由美國人發明創立,20 世紀70年代在美國流行。1972 年托馬斯(Thomas)對其進行了理論推導,使該方法達到了比較完善的地步
[2]
。1996 年,法國國家標準電離輻射實驗室(LaboratoirePrimaire des Rayonnements Ionisants,LPRI)率先提出了一種全新的222Rn 活度絕對測方法:在真空環境下,將標準鐳源產生的氡氣冷凝在一個冷凝托盤上,使用α 半導體探測器對該冷凝源進行小立體角測量,可以精確得到冷凝後固體氡源及其子體粒子的能譜以及計數率,從而實現對氡活度的絕對測量
[3]
。該實驗所得的氡活度測量結果的不確定度小於0.5%
[4]
。2001 年德國PTB 實驗室Ingo Busch 採用正比計數管用於222Rn 的絕對測量,該方法將氡氣充入末端具有特殊電極結構的多電極正比計數管(multi-electrode proportional counter,MEPC)內,測量氡氣產的α 粒子電離正比計數管內氣體產生的電脈衝信號,並且通過計算機輔助處理所得能譜來實現絕對測量,測量方法的不確定度小於2%
[5]
。
在我國,對氡活度絕對測量方法的研究尚屬起步階段,2005 年,南華大學核科學與技術學院為解決220Rn 與其子體在測量過程中不能建立輻射平衡狀態,難以建立220Rn 的標準測量裝置的問題,研製了一種用於絕對測量220Rn 的結構特殊的ZnS(Ag)小閃爍室。該測量方法對一般的閃爍室進行了改進,使其對222Rn /220Rn 及其子體α 粒子的探測效率為100%。
[6]
冷凝小立體角氡活度絕對測量方法具有,測量結果相對不確定度最低(< 1%),能量分辨率高,便於以氣體方式傳遞,方便應用於氡室,分裝後也可以作為標準氡氣源直接進行儀器校準的特點。但該方法的裝置成本高,對維持低温真空狀態實驗條件的要求較高,操作相對複雜。多電極正比計數管氡活度絕對測量方法裝置相對簡單,正比計數管的測量方法成熟,測量結果相對不確定度相對較低(< 2%)。該方法雖然通過加入多個圓環電極,一定程度上解決了端效應修正的問題,且研究對死時間、本底、甄別閾和壁效應等問題的修正,但在實驗中還有包括吸收效應、積電效應等未考慮的不確定度影響因素,具有改進的空間。小閃爍室氡活度絕對測量方法裝置簡單,方法原理成熟,採樣速度快,受環境温度、相對濕度等因素的干擾較小。可是該方法不能測量氡的α 能譜,因此無法區分氡及其子體的能譜特性。同時,該方法受結構複雜,鏈接管道直徑的變化以及製作工藝的影響,存在可以提高和改進之處,有進一步可研究的空間。
[1]
電容器損耗因數的絕對測量法
中國計量科學研究院用真空可變間隙電容器法,在60 KHZ ~10kHz 範圍內,對標準電容器的損耗因數進行了絕對側定, 並且用環形交叉電容器方法進行驗證。兩種方法同時測定1pF電容器的損耗因數(1kHz下), 兩者僅差2 x 10-7。對10pF、100pF及1000pF電容器損耗因數測定值的不確定度(1KHZ下),分別為1 x 10-7、1.5 x 10-7和3 x10-7。所研製的損耗因數絕對測量裝置包括三個部分: 帶有抽真空系統的一套可變間隙電容器(1~10pF, 10~100pF, 100~1000pF);在高、低電位均有輔助支路的變壓器電橋; 一組密封充氮的標準電容器(1、10100 及1000 p F 各4 只); 以及1只環形交叉電容器(1pF),用於旁證實驗。
光學材料光學均勻性的絕對測量法
光學均勻性是光學材料的重要指標,高精度的測量方法一般採用絕對測量法,而該方法步驟繁瑣,容易受環境影響。根據波長移相干涉儀的移相特點,提出了測量光學材料光學均勻性的波長調諧兩步絕對測量法。該方法在波長移相干涉儀中通過平行平板放入測量和空腔測量兩個步驟得到平行平板的光學均勻性。在模擬仿真驗證方法的正確性後,進行了實驗研究,並與傳統的絕對測量法的測量結果進行比較。結果表明,波長調諧兩步絕對測量法可用於測量平行平板的光學均勻性,且測量步驟簡單,精度較高。
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- 參考資料
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- 1. 氡活度的絕對測量方法 .中國知網[引用日期2017-10-25]
- 2. 國防科工委科技與質量司組織編寫.電離輻射劑量:原子能出版社,2002
- 3. 張曦.氡活度絕對測量中氡源最佳冷凝半徑的ANSYS 模擬:原子能科學技術,2016
- 4. Picolo J L. Absolute measurement of radon 222 activity [J ] . Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, 1996,369: 452 ~ 457.
- 5. Busch I,Greupner H,Keyser U. Absolute measurement of the activity of 222 Rn using a proportional counter[J]. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, 2002,481( 1) : 330 ~ 338.
- 6. 李海亮.絕對測量~ (220)Rn 的 小閃爍室的研製:核電子學與探測技術,2005
- 7. 金士傑.電容器損耗因數的絕對測量法研究:電工技術雜誌,1987