T_SYIAS 4001-2021 仪器设计类论文撰写内容规范.docx

T/SYIAS 4001-2021目次前言1 范围2 规范性引用文件3 术语与定义3.1 测量仪器3.2 仪器组成3.3 仪器设计3.4 设计指标3.5 物质3.6 测量对象3.7 测量对象载体3.8 测量对象物理量3.9 点对象和面对象3.10 测量环境3.11 测量环境物理量3.12 测量物理量3.13 测量范围3.14 分辨力3.15 传感器3.16 成像传感器3.17 信号变换3.18 信号传输3.19 信号处理3.20 结果显示3.21 仪器误差3.22 输入指标3.23 环境指标3.24 能耗指标3.25 传输指标3.26 输出指标3.27 示值指标3.28 电气安全措施3.29 测量方法3.30 计量单位3.31 标准3.32 量纲3.33 缺陷检测4 撰写内容要求4.1 基本要求4.2 测量对象4.3 测量环境4.4 测量方法4.5 技术指标4.6 匹配4.7 软件4.8 安装位置4.9 选型4.10 便利性4.11 测量结果的表示4.12 测量误差的表示4.13 测量误差的分析4.14 性能测试参考文献/SYIAS 4001-2021仪器设计类论文撰写内容规范1 范围本文件规定了仪器设计类论文撰写时可能涉及的内容。本文件规定的仪器设计类论文包括学位论文、学术论文和技术报告。本文件适用于仪器设计类论文在撰写、评审时的参照使用。2 规范性引用文件GB/T 7713.1-2006 学位论文编写规则3 术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1测量仪器 measuring instrument测量仪器是包含如下功能的装置：获取测量对象的有关信息，量化该信息，显示该信息。测量仪器在本文件中简称仪器。3.2仪器组成 instrument structure仪器通常包括传感器、信号变换、信号传输、信号处理和结果显示等功能单元。3.3仪器设计 instrument design为满足某一技术标准的要求，对组成仪器的各功能单元的选择、功能单元之间的匹配等进行构思、分析和计算，并转换为具体的说明，以便作为仪器制造依据的工作过程。功能单元的设计也称为仪器设计。3.4设计指标仪器设计时预期完成的指标。3.5物质 matter物质为构成宇宙间一切物体的实物和场。常见的物质存在状态包括固态、液态、气态、等离子态、超固态、中子态等。T/SYIAS 4001-20213.6测量对象 measurement object人类感兴趣的宇宙间的某种物质。例如：管道中流动的液体，生产线上的工件。3.7测量对象载体 measurement object carrier承载测量对象的物体。例如：承载流体的管道，承载工件的传输机构。3.8测量对象物理量 physical quantity of measurement object测量对象所处状态的物理量。例如液体的流速、压力、温度、液位、密度等。3.9点对象和面对象 point and face objects点对象是指测量对象为空间中的一个点或者等效为一个点，例如：管道中的流体。面对象是指被测量为空间中的一个面，例如：物体的轮廓，物体的温度分布。3.10测量环境 measurement environment测量对象所处的环境。例如：测量对象存在于空气中。3.11测量环境物理量 physical quantities of measurement environment测量环境所处状态的物理量。例如：温度、湿度、粉尘、噪声、振动、电磁辐射等。3.12测量物理量 measure physical quantity测量仪器所能够测量的物理量。例如液体的流速、压力、温度、液位、密度等。3.13测量范围 measuring range测量仪器可以测量的物理量的范围。例如温度测量范围为-10°C 至+50°C。3.14分辨力 resolution测量仪器可以测量的最小物理量。例如温度分辨力为 0.1°C。3.15传感器 sensorT/SYIAS 4001-2021能感受规定的被测量并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，或者说是从一种变量到另一种变量的转换器件或装置。传感器有三种变换方式：（1）从非电量转换为电量，进一步可以包括一次传感器和二次传感器。一次传感器是从非电量到非电量的转换器件或装置，二次传感器是直接从非电量到电量的转换器件或装置。例如相机由镜头和图像传感器组成，其中镜头为一次传感器，从光学量到光学量的转换，图像传感器为二次传感器，从光学量到电学量的转换。（2）从电量转换为电量，进一步可以包括从强电量到弱电量的转换和从弱电量到强电量的转换。例如互感器可以实现升压，也可以实现降压。（3）从非电量转换为非电量。例如指针式压力表中的弹性元件。3.16成像传感器 imaging sensor成像传感器是传感器的一种集成形式，通常将传感器排列成矩阵结构。成像传感器包括：可见光成像传感器、X 线成像传感器、超声波成像传感器、微波成像传感器、红外成像传感器、电容层析成像传感器、电阻抗成像传感器、磁共振成像传感器等。3.17信号变换 signal transformation信号变换的功能是将传感器输出的信号转换成可以传输的信号，以及将传输信号转换成信号处理硬件可以处理的信号。3.18信号传输 signal transmission指传感器输出信号的传输，包括模拟信号传输和数字信号传输。模拟信号传输包括电流传输、电压传输、直流传输、交流传输等方式。数字信号传输包括并行传输、串行传输、异步传输、同步传输等方式。3.19信号处理 signal processing信号处理主要指数字信号处理，包括信号处理硬件、信号处理软件、信号处理数学模型。信号处理硬件主要指计算机，包括中央处理器、存储器等。信号处理软件主要指编程语言，例如 C+语言等。信号处理数学模型主要指为实现正确测量结果所采用的数学方法。T/SYIAS 4001-20213.20结果显示 display of results结果显示包括显示装置和显示方式。显示装置包括 LED 显示器、液晶显示器等。显示方式包括字符、图形等。3.21仪器误差 instrument error仪器误差是指由于仪器本身的缺陷或没有按照规定条件使用仪器所造成的测定结果与实际结果之间的偏差，如仪器的零点不准，仪器未调整好，测量环境状态对测量仪器的影响等所产生的误差。3.22输入指标 input index主要指仪器或者功能单元输入物理量的范围和分辨力。3.23环境指标 environmental index主要指仪器或者功能单元适应测量环境的能力。例如：工作温度范围、工作湿度范围、耐振动范围、耐冲击范围等。3.24能耗指标 energy consumption index主要指仪器或者功能单元的能耗。例如：工作功耗、工作电压、工作电流等。3.25传输指标 transmission index主要指从仪器或者功能单元输入到输出之间的关系。例如：响应时间、曝光时间、灵敏度、增益、线性度等。3.26输出指标 output index主要指仪器或者功能单元输出方式、输出物理量的范围和分辨力。例如：传感器输出方式为串行，结果显示单元输出方式为图形，传感器输出电压的范围为 0 到 5 伏、分辨力为 0.1 伏等。3.27示值指标 indication index示值是由测量仪器给出的量值。T/SYIAS 4001-2021示值指标包括稳定性、重复性、误差等。3.28电气安全措施 electrical safety measures为避免触电、电气火灾和爆炸、雷电危害、静电危害所采取的措施。3.29测量方法 measuring method测量方法是指测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合，亦即获得测量结果的方式。测量方法包括：直接测量和间接测量，绝对测量和相对测量，接触测量和非接触测量，单项测量和综合测量，主动测量和被动测量，静态测量和动态测量，在线测量和离线测量等。3.30计量单位 unit of measurement计量单位是指为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。我国的法定计量单位包括：国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位。3.31标准 standard标准是对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学技术和实践经验的结合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布作为共同遵守的准则和依据。标准包括国际标准、国家标准、地方标准、行业标准、团体标准、企业标准等。高校仪器类论文可以自定义标准。3.32量纲 dimensional量纲是物理量的基本属性，包括基本量和导出量。国际单位制规定了 7 个基本量纲：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流强度（安培）、温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和光强度（坎德拉）。3.33缺陷检测 defect inspection缺陷检测通常是指对物体表面或者内部缺陷的检测，缺陷主要包括：斑点、凹坑、凸起、划痕、色差、缺损、气泡、杂质等。如果物体表面或者内部存在缺陷没有被检测到，称为漏检。如果物体表面或者内部不存在缺陷而被标记为缺陷，称为误检。4 论文撰写内容规范T/SYIAS 4001-20214.1 基本要求4.1.1 应建立设计指标，设计指标应依据相关标准。4.1.2 仪器和功能单元的设计应依据设计指标。4.1.3 功能单元之间的接口要进行匹配设计。4.1.4 功能单元应有表示输入输出关系的数学模型，数学模型中的相关参数应与测量对象有关。4.1.5 应采用专业术语、国家法定的计量单位。4.1.6 图、表及公式应按 GB/T 7713.1-2006 中的相关规定编写。4.2 测量对象4.2.1 应说明测量对象的类别，例如：固体、液体、气体、混合体等。4.2.2 应说明测量对象的物理量，例如：流量、压力、液位、速度、方向、密度、温度等。4.2.3 应说明测量对象载体的物理量，例如：液体容器的形状、尺寸、材料等；固体输送机构的结构、尺寸、速度等。4.3 测量环境4.3.1 应说明测量环境的类别，例如：液体、空气等。4.3.2 应说明测量环境的物理量，例如：温度、湿度、粉尘、噪声、振动、电磁场等。4.4 测量方法应说明仪器的测量方法，例如：直接测量、非接触测量、在线测量等。4.5 技术指标应说明仪器或者功能单元的输入指标、环境指标、能耗指标、传输指标、输出指标、示值指标、电气安全措施等，并给出依据。4.6 匹配应说明功能单元之间的匹配关系，并给出依据。4.7 软件4.7.1 应给出软件中的数学模型。4.7.2 应给出数学模型中相关参数的选择依据，包括与测量对象的关系。4.7.3 应说明软件编程语言。4.7.4 应说明软件运行时间。4.8 安装位置4.8.1 应说明传感器与测量对象之间的空间位置关系，并给出依据。4.8.2 应说明传感器以及仪器其它组成部分的固定方法。T/SYIAS 4001-20214.9 选型4.9.1 应给出满足功能单元技术指标的器件型号、制造商，并给出选择依据。4.9.2 在满足技术指标条件下，应考虑成本、符合环境保护相关规定、供货、售后服务等因素。4.9.3 传感器选型要根据实际对象需求选择相关技术指标，例如：分辨力、灵敏度、重复性、线性度、稳定性、一致性、频率响应和阶跃响应等。4.10 便利性对于仪器整机设计，应考虑仪器安装、拆卸、调试、操作、读数、维护的方便性。4.11 测量结果的表示4.11.1 对于点对象的测量结果，可以用数字定量表示，或用图形定性表示。4.11.2 对于面对象为几何尺寸的测量结果，可以用数字定量表示，或用图形定性表示。4.11.3 对于面对象为缺陷、有无的测量结果，可以用文字或符号表示。例如：“OK”和“NG”，“”和“×”。4.11.4 对于面对象为分布的测量结果，可以用图形表示。例如：温度场分布。4.12 测量误差的表示4.12.1 对于点对象、或者面对象为几何量的测量结果，应采用仪器误差表示。4.12.2 对于面对象为缺陷、有无的测量结果，应采用漏检和误检表示。其中漏检结果应给出漏检的典型缺陷部位图片，误检结果应给出误检的典型部位图片。4.12.3 漏检率是指缺陷漏检数量与缺陷总数量之比，误检率是指误检数量与良品数量之比。4.13 测量误差的分析4.13.1 应说明测量误差的形成原因。4.13.2 应给出测量误差的估算过程和结果。4.14 性能测试4.14.1 对于完成的硬件设计，应进行仿真测试。4.14.2 对于完成的硬件样机制作，应进行实物测试。4.14.3 对于完成的软件和数学模型，应在电脑进行测试。4.14.4 应对于测试结果进行分析。参考文献1 中华人民共和国质量监督检验总局，中国国家标准化管理委员会，GB-T 7713.1-2006 学位论文编写规则S。北京：中国标准出版社，2006_