物理電磁學范文第1篇
一、電磁現象、電磁場的重點名詞概述
在本部分的學習過程中, 同學們需要對電磁部分的四個重點名詞有充分的理解。
1、磁力線
磁力線類似于光線、聲波等虛構物理量, 人們提出磁力線的概念是為了更方便地進行諸如磁通量、磁感應強度等量的分析, 它指的是磁場中畫出的一些各處曲線方向與該處磁場方向一致且本身有方向的閉合曲線。在進行分析時, 一般我們需要明確兩個問題:首先, 磁力線不會相交;其次, 磁力線與閉合電路互相套和, 并且都是閉合曲線, 其方向用箭頭或者“點、叉”進行標示。
2、磁通量及磁感應強度
磁通量 (用Φ進行表示) 借助于磁力線進行表示, 可以想象成磁力線穿越平面的條數;磁感應強度 (用B表示) 是矢量, 其數值大小與方向分別表示磁場強度的大小, 而方向則代表著該處磁場的方向, 根據其定義也稱之為磁通量密度。二者在題目中一般考察對應關系的計算, 一方面磁感應強度可以用公式來進行計算, 其中F指的是安培力的大小, I、l指的是導線電流的強度及磁場中的長度;另一方面, 磁感應強度是狀態量, 其大小是決定于磁場本身的性質, 可以通過定義公式來進行計算。
3、安培力與洛倫茲力
安培力和洛倫茲力在本質上其實一致, 二者分別針對的是電流和電荷作用力的分析。安培力可以理解成磁場中通電導線受到的磁場作用力, 其計算需要注意對問題條件進行分析, 觀察是否通電導線所在磁場為勻強磁場;對公式應用時也應該注意式中的l并不應用題目中所給的導線全長來計算。此外, 洛倫茲力計算公式可以由安培力公式得出。
4、電磁感應
對于電磁感應的學習應該注重考慮感應電流為何產生、怎樣產生的問題, 要確定磁通量如果保持恒定那么閉合回路中肯定不會產生感應電流這一條件。在對電磁感應現象進行分析是則應該抓住“閉合電路”和“磁通量變化”這兩個重要內容, 對具體的感應電流產生原因進行分析?？偟膩碚f, 感應電流產生的原因主要為磁通量發生變化, 即諸如導線包圍面積的變化、磁感應強度大小的變化等方面。同時, 同學們需要在處理具體題目時對于多部分導體所做的切割磁場線過程保持敏感, 注意比較“一部分導體”和“多部分導體”的區別。
二、電磁現象、電磁場部分的重點定律闡述
1、法拉第電磁感應定律
該定律建立了感應電動勢與磁通量之間的聯系, 也即。磁通量的變化通過公式可以總結成磁感應強度的變化或者面積的變化, 因而公式可以根絕具體的變量關系進行變形, 同時對于兩物理量的正比關系也需要有較為清楚的認識, 可以類比一些運動學問題如速度與功率來加深記憶。對于法拉第電磁感應定律, 需要明確導體中的電子會在運動過程中自動根據電性差異自動分布到導體的兩端, 并隨著電荷移動形成逐漸增大的電場;在電子所受到的洛倫茲力同電荷間作用力平衡時, 導體兩端的電勢差即等于感應電動勢。
2、楞次定律
對于楞次定律的理解要了解到感應電流所產生的磁場總會起到反方向作用, 也即阻礙其磁通變化, 并藉此充分明確“來拒去留”的含義。如對于閉合導體所包含磁感線面積逐漸增大的情況, 閉合導線會產生感應電流產生磁場阻礙導體繼續進入磁場, 而導體所包含磁感線面積逐漸減少的過程中感應電流的磁場又會產生“引力”, 從而對導體離開磁場產生反作用。
3、“三大定則”——判斷力的左手、右手定則與判斷方向的右手螺旋定則
在認識過程中要采用對比記憶的方式來記憶左手和右手定律。在使用時, 要明確磁感應強度的方向應穿過手掌, 同時電流的方向與剩下四個手指保持一致方向, 大拇指指向力或者導線的運動方向。左手定則和右手定則都能夠用于電磁學和運動學的綜合分析問題中, 其中左手可以判斷安培力的方向, 從而綜合力學分析進行考察;而右手定則多用于電磁感應。對于右手螺旋定則, 主要用它來判斷電流和磁場之間的方向, 在繪制磁感線、判斷電流方向等問題時需要進行仔細思考。
三、總結
對于電磁現象和電磁場的學習, 需要以高中物理的電磁學基本架構為基礎, 對諸如磁力線、磁感應強度以及電磁感應等名詞進行深入了解, 并且對一些常用著名電磁學定律進行歸類總結, 了解不同定律的適用問題以及所需條件, 從而逐漸形成自己在解決相關問題時的思考脈絡, 并強化自己解決問題的能力。
摘要：電磁現象和電磁場作為高中物理學習過程中相對重要的環節, 在同學們整體知識框架構建方面起到關鍵性作用。文章針對一些電磁現象和電磁場的重點知識內容做出了分析, 并且總結了一些在解決電磁現象和電磁場問題方面的技巧。
關鍵詞：電磁現象,電磁場,高中物理
參考文獻
[1] 柯珊, 馬云鵬.基于學科核心內容的教學探索——以高中物理電磁學為例[J].教育科學研究, 2016, 05:47-52.
物理電磁學范文第2篇
無功功率：在具有電感(或電容)的電路里，電感(或電容)在半周期的時間里把電源的能量變成磁場(或電場)的能量貯存起來，在另外半周期的時間里又把貯存的磁場(或電場)能量送還給電源。它們只是與電源進行能量交換，并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的振幅值叫做無功功率，以字母Q表示，單位干乏(kvar)。
視在功率：在具有電阻和電抗的電路內，電壓與電流的乘積叫視在功率，以字母S或符號
Ps表示，單位為千伏安(kVA)。
泵效率=流量*揚程(102*3.6)/軸功率
流量單位：M3/H 揚程單位：M
電機效率=軸功率/視在功率 視在功率包含有功功率與無功功率
視在功率=實際電壓*實際電流*功率因數*根號3(根號3=1.732) 功率因數=額定功率/額定電流*額定電壓*根號3 電機效率一般是估算：20KW-60KW 電機效率為 1/1.15=0.87 60KW以上 電機效率為 0.9左右 由此可算出軸功率 水泵效率=水功率/軸功率
水泵效率=(實際流量*實際揚程*9.81*介質比重/3600)/軸功率
功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S
水泵軸功率計算公式
2009-12-07 10:13:58| 分類： 污水處理|字號 訂閱
1)離心泵 流量×揚程×9.81×介質比重÷3600÷泵效率
流量單位：立方/小時， 揚程單位：米 P=2.73HQ/Η, 其中H為揚程,單位M,Q為流量,單位為M3/H,Η為泵的效率.P為軸功率,單位KW. 也就是泵的軸功率P=ΡGQH/1000Η(KW),其中的Ρ=1000KG/M3,G=9.8 比重的單位為KG/M3,流量的單位為M3/H,揚程的單位為M,1KG=9.8牛頓 則P=比重*流量*揚程*9.8牛頓/KG
=KG/M3*M3/H*M*9.8牛頓/KG
=9.8牛頓*M/3600秒
=牛頓*M/367秒
=瓦/367 上面推導是單位的由來,上式是水功率的計算,軸功率再除以效率就得到了. 設軸功率為NE，電機功率為P，K為系數(效率倒數) 電機功率P=NE*K
(K在NE不同時有不同取值，見下表) NE≤22
K=1.25 22
K=1.15 55
K=1.00 (2)渣漿泵軸功率計算公式 流量Q M3/H 揚程H 米H2O 效率N % 渣漿密度A KG/M3 軸功率N KW N=H*Q*A*G/(N*3600) 電機功率還要考慮傳動效率和安全系數。一般直聯取1，皮帶取0.96，安全系數1.2 (3)泵的效率及其計算公式 指泵的有效功率和軸功率之比。Η=PE/P 泵的功率通常指輸入功率，即原動機傳到泵軸上的功率，故又稱軸功率，用P表
物理電磁學范文第3篇
摘 要：針對現有饋能懸架無法很好地兼顧隔振性與饋能性的問題，提出一種混合勵磁直線電機與液壓減振器集成的車輛懸架減振器，實現輸出可調阻尼力與回收振動能量同時進行?；诩偞怕贩▽旌蟿畲胖本€電機進行解析分析，并在Ansoft軟件中建立有限元模型，以電磁阻尼力調節范圍為目標，優化氣隙長度、永磁體高度，確定負載阻值。Matlab仿真結果表明，與傳統被動懸架相比，在隨機路面激勵下，混合勵磁懸架不僅提升了隔振性，還能回收部分振動能量，驗證了所提出結構的可行性。
關鍵詞：懸架；混合勵磁；減振器；能量回收；有限元分析
半主動懸架多包含阻尼可調減振器，功耗小、結構簡單，可以獲得接近主動懸架的性能，具有重要的研究意義。與此同時，將被動阻尼與可調阻尼集成的混合阻尼器日益得到重視，早在1999年，MARTINS等[1]就提出將傳統被動阻尼減振器與主動電磁減振器集成，并在汽車懸架中加以應用?；F盧大學的EBRAHIM等[2]將液壓減振器與電磁作動器組合，通過對電磁作動器部分進行主動控制，為懸架提供不同作動力。ASADI等[3]提出一種集成液壓減振器與直線電機的混合阻尼器，并通過有限元法對其進行了結構優化。另一方面，傳統懸架在汽車行駛過程中，振動能量轉化為熱能耗散掉，不利于燃油經濟性。因此，提出在優化懸架性能的同時，回收振動能量，以提高燃油經濟性。施德華等[4]提出一種半主動饋能懸架，借由永磁直線電機回收振動能量，通過步進電機調節節流閥面積以改變阻尼系數，但直線電機僅用作回收能量，利用效率不高。陳士安等[5]將液壓蓄能器和油缸結合，通過壓力閥進行能量存儲和釋放控制，達到減振和回收能量的作用。SUDA等[6]設計了能量自供給的兩級式饋能懸架，一級饋能，一級進行車身姿態控制。
圓筒直線電機結構簡單，繞組利用率高。無橫向端部效應，不存在單邊磁拉力，應用在車輛懸架中既可提供電磁阻尼力，也可以有效回收懸架振動能量。NAKANO等[7-8]通過改變饋能回路電阻調節在發電機模式下工作的直線電機電磁阻尼力，實現半主動控制，優化了懸架隔振性。陳龍等[9]提出通過控制饋能回路中DC-DC變換器，實時調節繞組感應電流，使電機電磁阻尼力在一定范圍內連續可調。
本研究將基于混合勵磁的圓筒直線電機與液壓減振器集成，提出一種應用于車輛半主動懸架的饋能減振器。采用此新型饋能減振器的半主動懸架依據路況進行阻尼力調節，隔振性能良好，在車輛行駛過程中可以將振動能量轉化為電能儲存，降低整車能耗，并可滿足故障-安全（Fail-Safe）特性。首先，介紹了混合勵磁懸架減振器的結構與工作原理，基于集總磁路對混合勵磁直線電機磁場進行解析，并借由Ansoft有限元分析軟件進行結構優化，確定負載電阻大小。最后，通過仿真驗證其隔振性與饋能性。
1 結構與工作原理
新型饋能減振器將傳統液壓減振器與混合勵磁圓筒直線電機集成?；旌蟿畲攀怯呻妱畲排c永磁勵磁共同作用的新型勵磁方式，因此，混合勵磁直線電機存在兩種類型的勵磁源，一種是永磁勵磁源，它在氣隙中產生一個基本不變的磁通；另一種是直流勵磁繞組，工作時，通過調節勵磁繞組上的電流大小和方向，使氣隙中的磁通發生變化，兩種勵磁源磁場在氣隙中共同作用產生電機內主磁場。與永磁電機比較，混合勵磁電機具有調節氣隙磁場的能力；與電勵磁同步電機相比，具有較小的電樞反應電抗[10]。
混合勵磁懸架減振器結構如圖1所示。由圖可知，混合勵磁圓筒直線電機由初級與次級兩部分組成，初級部分是與防塵罩焊接的導體管，其內部設有三相繞組。次級部分與初級部分之間有固定尺寸的氣隙。次級部分設有開口矩形槽，焊接于減振器缸筒外壁，由永磁體、鐵芯、直流勵磁繞組組成。永磁體貼附于次級部分表面，次級部分的矩形槽內繞有直流勵磁繞組。
氣隙中的勵磁磁場由永磁體與勵磁繞組共同產生，永磁體提供直線電機運行時主要的氣隙磁場，直流勵磁電流作為磁場調節器起到調節氣隙磁場的作用。當車輛行駛時，車身與車輪的相對運動使減振器工作，此時，與上吊耳、防塵罩相連的電機初級部分與次級部分產生相對運動，根據法拉第電磁感應定律，在三相繞組中產生感應電流，得以將振動能量轉化為電能儲存，實現饋能。同時，根據楞次定律，在產生感應電流的同時伴隨著電磁阻尼力的產生。通過改變直流勵磁繞組的勵磁電流大小，可以使電磁阻尼力與感應電流大小改變，實現阻尼值可調。此外，如果混合勵磁電機失效，液壓減振器部分仍能繼續工作，實現“Fail-Safe”。
2 電機解析與優化
2.1 磁感應強度推導
在電機設計分析中，根據需要，傾向于采用解析法尋找電磁設計規律，采用等效磁路法進行初步電磁和結構參數計算，使用有限元計算分析得到準確的磁場分布、電磁推力和反電動勢[11]。為了分析此新型饋能減振器的工作特性，并推導出混合阻尼力和感應電動勢表達式，基于集總磁路法進行混合勵磁直線電機磁場分析。
混合勵磁電機一對磁極結構如圖2所示，其中，回路C為其等效磁回路。
對圖2中各變量具體含義的描述見表1。
（1）永磁體為徑向充磁，氣隙中磁場完全為徑向，且磁極中各部分磁感線方向都與回路C相平行。
（2）忽略結構中各部分漏磁。
（3）材料中無磁飽和。
（4）液壓減振器與混合勵磁電機連接部分為非導磁材料。
由式（8）、（11）可知，懸架簧上質量與簧下質量間相對速度越大，即車身振動越劇烈，由振動機械能轉化成的電能也越多，即回收能量越多。同時，為了獲得良好的平順性與操縱穩定性，需要提供的電磁阻尼力越大。
2.2 磁感應強度優化
由式（8）、（11）可知，混合勵磁直線電機輸出的電磁阻尼力與回收能量大小都與磁感應強度Bm有關，且由式（4）可知，Bm的大小主要由電機結構尺寸與直流勵磁電流決定。由于電機一旦設計完成，結構尺寸不可調，所以通過有限元法進行關鍵結構尺寸優化。
假設圓筒混合勵磁直線電機部分初定結構尺寸，見表2。這部分在初定尺寸的基礎上，以電磁阻尼力和回收能量為目標利用有限元法進行尺寸優化，從而提高懸架隔振性與饋能性。在Ansoft 12.0中建立圓筒混合勵磁直線電機模型，并在Maxwell/circuit模塊設置饋能電路，進行聯合仿真，分別以氣隙長度、永磁體寬度為可變參數，進行優化設計。初級部分與次級部分的相對運動速度設定為0.26 m/s，饋能電路電阻設為10 Ω，為了避免直流勵磁部分磁飽和對仿真結果的影響，勵磁電流變化區間設置為0～2.5 A。
2.2.1 氣隙長度
假設其它結構尺寸不變，氣隙從0.5 mm變化到2.5 mm，勵磁電流從0 A變化到2.5 A，電磁阻尼力與回收能量的變化如圖3和圖4所示。由所推導公式可知，隨著氣隙長度增大，電磁阻尼力與回收能量都將減少，符合有限元分析結果，同時可以看出，隨著氣隙的增大，不同勵磁電流下阻尼力與回收能量的變化逐漸減小。由此得出結論，較大氣隙會使阻尼調節的范圍降低，氣隙過小會使阻尼調節系統靈敏度過高，且電機初級部分與次級部分易發生碰撞。綜上所述，取氣隙為1 mm。
2.2.2 永磁體高度
永磁體高度的選取將很大程度影響減振器工作性能，高度增加則永磁體提供磁場強度增加，但同時會導致磁路飽和程度增加，削弱電勵磁場的影響。因此，需要選取一個最佳值，既能使電勵磁場最大程度起到調節磁場作用，又可充分利用永磁體。假設其它結構尺寸不變，永磁體高度從4 mm變化至6.5 mm，勵磁電流從0 A變化至2.5 A，電磁阻尼力的變化如圖5所示。隨著永磁體高度增大，電磁阻尼力增大，但直流勵磁的作用不斷減弱。綜上所述，為了提高輸出的電磁阻尼力，并盡可能發揮勵磁磁場的作用，選取永磁體高度5 mm作為最終結果。
2.3 優化結果
綜合以上結論，考慮到邊界條件，得到優化后的混合勵磁電機尺寸，見表3。利用有限元軟件分析尺寸優化前后電磁阻尼力與回收能量大小的變化，結果如圖6和圖7所示。尺寸經過優化后，在相同工況下，所能提供的電磁阻尼力與回收能量均得到了提升。
2.4 負載電阻確定
除了改變磁感應強度Bm大小，調節負載電路的電阻也可以使輸出的電磁阻尼力與回收能量發生改變。為了得到負載電路電阻對工作性能的具體影響[13]，進行相同工況下，不同電阻值對電磁阻尼力大小與回收能量的影響仿真分析，從而確定出最佳電阻值。由圖8可知，當負載電路電阻為0時，輸出的電磁阻尼力達到最大，當負載電路電阻等于電機內阻時（內阻約為5.3 Ω），回收能量達到最大值。綜上所述，為了使懸架時刻工作在最佳饋能狀態，并能輸出合適大小的電磁阻尼力，取5.3 Ω為負載電路阻值。
3 混合勵磁懸架動力學分析與仿真
混合勵磁的四分之一懸架等效模型如圖9所示。
采用通過濾波器的一階白噪聲來模擬路面輸入。假設汽車以20 m/s駛過 B 級路面，其它仿真參數為：簧載質量ms160 kg，非簧載質量mt20 kg，懸架剛度ks10 kN/m，輪胎剛度 kt100 kN/m，假設傳統液壓減振器的阻尼系數cs被設定為1 100 Ns/m，電機繞組經過整流器串接阻值為 5.3 Ω 的負載，仿真時間10 s。
通過仿真得到帶有混合勵磁懸架和傳統被動懸架汽車的車身加速度對比曲線圖與車輪動載荷對比曲線圖，如圖10和圖11所示。
由圖可知，帶有混合勵磁懸架的車輛車身加速度得到了明顯優化，相比于傳統被動懸架，車身加速度均方根值減少了30.13%，車身峰值加速度減少了17.16%，此外，輪胎動載荷幅值增加了2.67%，均方根值增加了4.21%，但對車輛操縱穩定性的影響不大?？傮w而言，混合勵磁懸架的減振效果明顯優于傳統被動懸架。
在路面激勵下，仿真得到的混合勵磁懸架感應電動勢如圖12所示。圖中電壓的有效值為11.35 V，證明了混合勵磁懸架在車輛行駛過程中除了有較好的減振效果外，還可回收部分振動能量。
由于液力阻尼系數cs為定值，在給定車輛參數下，cs值的選取將很大程度上影響懸架性能。通過仿真研究液力阻尼系數的選取對隔振性的影響，結果如圖13所示。當液力阻尼系數取550 Ns /m時，隔振性最優。
4 結論與展望
（1）提出一種混合勵磁直線電機與液壓減振器集成的車輛懸架減振器，實現阻尼可調與振動能量回收，詳細介紹其結構與工作原理，并利用集總磁路模型推導出混合勵磁直線電機輸出的電磁阻尼力與其感應電動勢公式。
（2）建立混合勵磁直線電機部分有限元模型，并對其進行有限元分析，分別優化了氣隙長度與永磁體寬度。綜合考慮輸出電磁阻尼力大小以及對阻尼力的調節能力，取氣隙長度為1 mm，永磁體高度為5 mm，對優化前后的混合勵磁直線電機進行有限元分析，發現優化后輸出電磁阻尼力能力較優且阻尼調節能力較佳。同時分析不同外電路電阻值對懸架性能的影響，確定負載電路阻值為5.3 Ω。仿真結果表明，混合勵磁懸架在車輛行駛過程中除了有較好的減振效果，還能回收振動能量。
（3）在考慮懸架隔振性的前提下，進行液力阻尼與電磁阻尼的最優匹配分析，發現在給定懸架參數下，液力阻尼系數取550 Ns/m時，隔振性最優。而綜合考慮饋能性與隔振性，進行阻尼匹配，值得進一步研究。
（4）當混合勵磁直線電機中通入的勵磁電流一定時，電機的力特性曲線近似線性，與減振器集成后，并不會影響減振器外特性。而在實際工作過程中，由于通入的勵磁電流根據不同工況實時改變，導致在宏觀角度直線電機的力特性產生變化，有可能在集成液力阻尼后，產生外特性的畸變，需要進行進一步的仿真與試驗研究。
參考文獻（References）：
MARTINS I，ESTEVES J，SILVA F P D，et al. Elec-tromagnetic Hybrid Active-passive Vehicle Suspension System [J]. Vehicular Technology Conference，1999， 49（3）：2273-2277.
EBRAHIMI B，KHAMESEE M B，GOLNARAGHI F.
Design of a Hybrid Electrom-agnetic/Hydraulic Damper for Automotive Suspension Systems [C]//2009 Inter-national Conference on Mechatronics and Automation，August 9-12，2009，Changchun，China.Piscataway，N.J：IEEE，2009：3196-3200.
ASADI E，RIBEIRO R. A New Adaptive Hybrid Electromagnetic Damper：Modelling，Optimization， and Experiment [J]. Smart Materials and Structures，2015，24（7）：75003-75016.
施德華，陳龍，汪若塵，等. 半主動懸架饋能器設計及其饋能特性研究[J]. 機械設計與制造，2014（11）：126-130.
SHI Dehua，CHEN Long，WANG Ruochen，et al. Study on Design and Energy-regenerative Performance of Regenerator for Semi-active Suspension [J]. Machinery Design and Manufacture，2014（11）：126-130. （in Chinese）
陳士安，何仁，陸森林. 新型饋能懸架及其工作原理 [J]. 機械工程學報，2007，43（11）：177-182.
CHEN Shian，HE Ren，LU Senlin. New Reclaiming Energy Suspension and Its Working Principle [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering，2007，43（11）：177-182. （in Chinese）
SUDA Y，NAKADAI S，NAKANO K.Hybrid Suspension System with skyhook Control and Energy Regeneration （Development of Self-powered Active Suspension） [J]. Vehicle System Dynamics，1998，29（Sup.1）：619-634.
NAKANO K，SUDA Y，NAKADAI S. Self-powered active Vibration Control Using a Singles Electric Actuator [J]. Journal of Sound and Vibration，2003，260（2）： 213-235.
NAKANO K，SUDA Y. Combined Type Self-powered Active Vibration Control of Truck Cabins [J].Vehicle system Dynamics，2004，41（6）：449-473.
陳龍，施德華，汪若塵，等. 基于混合控制策略的饋能懸架半主動控制 [J]. 北京理工大學學報，2016，36（3）：252-257.
CHEN Long，SHI Dehua，WANG Ruochen，et al. Semi-active Control of Energy-regenerative Suspension Based on Hybrid Control Strategy [J]. Transactions of Beijing Institute of Technology，2016 ，36（3）：252-257. （in Chinese）
趙朝會，秦海鴻，嚴仰光. 混合勵磁同步電機發展現狀及應用前景 [J]. 電機與控制學報，2006，10（2）：113-117.
ZHAO Chaohui，QIN Haiou，YAN Yangguang. Present Status and Application Perspective of Hybrid Excitation Synchronous Machine[J]. Electric Machines and Control，2006，10（2）：113-117. （in Chinese）
盧秦芬. 直線同步電機的特性研究 [D]. 杭州：浙江大學，2005：12-14.
LU Qinfen. Characteristic Research of Linear Synchronous Motor [D]. Hangzhou：Zhejiang University，2005：12-14.（in Chinese）
PALOMERA-ARIAS R，CONNOR J J，OCHSENDORF J A. Feasibility Study of Passive Electro-magnetic Damping System [J]. Journal of Structural Engineering，2008，134（1）：164-170.
RIBEIRO R，ASADI E. Hybrid Variable Damping Control，Design，Simulation，and Optimization [J]. Microsystem Technologies，2014，20（8）：1723-1732 .
物理電磁學范文第4篇
摘要:本系統以AVR單片機MEGAl6為核心器件，實現對驅動電路的控制，使電動小車自動行駛。利用電磁原理，在車模前上方水平方向固定兩個相距為L的電感，通過比較兩個電感中產生的感應電動勢大小即可判斷小車相對于導線的位置，進而做出調整，引導小車大致循線行駛。用PWM技術控制小車的直流電動機轉動，完成小車位置、速度、時間等的控制。利用干簧管來檢測跑道的起始和終點位置從而完成小車的起步及停車。
系統總體設計：
AVR單片機MEGAl6(該芯片能夠不需要外圍晶振和復位電路而獨立工作，非常適合智能尋跡車模的要求。)為核心，由單片機模塊、路徑識別模塊、直流電機驅動模塊、舵機驅動模塊等組成，如下圖所示。 基于電磁感應的智能尋跡車模系統以
直流電動機為車輛的驅動裝置，轉向電動機用于控制車輛行駛方向。智能尋跡車模利用電磁感應在跑道上自主尋跡前進，轉向。
單片機模塊(控制模塊)：
尋跡車模采用AVR內核的ATMEGAl6。該芯片能夠不需要外圍晶振和復位電路而獨立工作，非常適合智能尋跡車模的要求。
路徑識別模塊：
本方案就是在車模前上方水平方向固定兩個相距為L的電感。左邊的線圈的坐標為(x,h,z)，右邊的線圈的位置(x-L,h,z)。由于磁場分布是以z軸為中心的同心圓，所以在計算磁場強度的時候我們僅僅考慮坐標(x,y)。由于線圈的軸線是水平的，所以感應電動勢反映了磁場的水平分量。 計算感應電動勢：
圖 1 線圈中感應電動勢與它距導線水平位置x 的函數
如果只使用一個線圈，感應電動勢E 是位置x 的偶函數，只能夠反映到水平位置的絕對值x 的大小，無法分辨左右。為此，我們可以使用相距長度為L 的兩個感應線圈，計算兩個線圈感應電動勢的差值：
對于直導線，當裝有小車的中軸線對稱的兩個線圈的小車沿其直線行駛，即兩個線圈的位置關于導線對稱時，則兩個線圈中感應出來的電動勢大小應相同、且方向亦相同。若小車偏離直導線，即兩個線圈關于導線不對稱時，則通過兩個線圈的磁通量是不一樣的。這時，距離導線較近的線圈中感應出的電動勢應大于距離導線較遠的那個線圈中的。根據這兩個不對稱的信號的差值，即可調整小車的方向，引導其沿直線行駛。
對于弧形導線，即路徑的轉彎處，由于弧線兩側的磁力線密度不同，則當載有線圈的小車行駛至此處時，兩邊的線圈感應出的電動勢是不同的。具體的就是，弧線內側線圈的感應電動勢大于弧線外側線圈的，據此信號可以引導小車拐彎。
另外，當小車駛離導線偏遠致使兩個線圈處于導線的一側時，兩個線圈中感應電動勢也是不平衡的。距離導線較近的線圈中感應出的電動勢大于距離導線較遠的線圈。由此，可以引導小車重新回到導線上。
由于磁感線的閉合性和方向性，通過兩線圈的磁通量的變化方向具有一致性，即產生的感應電動勢方向相同，所以由以上分析，比較兩個線圈中產生的感應電動勢大小即可判斷小車相對于導線的位置，進而做出調整，引導小車大致循線行駛。
驅動模塊：
簡易智能小車有兩個電動機。其中一個小電動機控制前輪轉向，給電動機加正反向電壓，實現前輪的左右轉向;另一電動機控制后輪驅動力?？刂妻D向電動機需要較小的驅動力，經過實驗，選L293作為驅動芯片;由于后輪驅動功率較大，所以選用L298N，經過實驗發現小車行使過程中負載較大，導致L298N發熱較大，故給芯片添加散熱片以保護芯片正常工作。為了優化控制性能，采用PWM脈寬調速，并利用數模轉換芯片產生 模擬電壓，控制555生成占空比可調的脈沖從而控制L293B與L298N進行脈寬調速。
具體設計方案：
本設計使用一普通玩具小車作為車模， 采用P W M 信號驅動， 當PWM信號脈寬處于(1ms,1.5ms)區間時舵機控制小車向左行駛，脈寬處于 (1.5ms,2ms)時小車向右行駛，脈寬約為1.5ms時小車沿直線行駛。本方案使用兩個10mH的電感置于車模頭部作為確定小車位置的傳感器。然后，設計了一個模擬電路，采集、調理、放大由電感得到的電動勢信號。具體電路如圖2所示。
該電路采用電壓并聯負反饋電路，電感信號從PL進入?？紤]到單獨電感感應出的電動勢很小，本設計使用電感和電容諧振放大感應電動勢。由于使用的是10mH的電感，導線中電流頻率為20kHz，因此使用6.3nF的電容。這樣在電容上得到的電壓將會比較大，便于三極管進行放大。整個電路的具體放大倍數需要根據實際負載進行計算。本設計的小車控制電路如圖3所示。
首先，把由兩個電感得到的感應電動勢經調理、放大后得到的電壓輸出u1和u2送入由運放組成的減法器中進行減法運算，然后再經由運放組成的電壓跟隨器送給下一級電路。經過分析，這一級電路的輸出大致可由下式進行計算：
后一級電路由兩個555定時器組成，其中下方的555構成一個占空比非常接近于1的脈沖發生器，作為上方555的觸發脈沖。因為此觸發脈沖的低電平信號非常窄，所以能很好的保證上方555構成的單穩態電路正常運行。該脈沖信號頻率為：
上方的555定時器構成一個單穩型壓控振蕩器，它的脈寬受輸入V1的控制，輸出即PWM信號。當V1較大時，即兩個電感線圈中的感應電動勢相差較大時，亦即小車偏離導線向左行駛時，則脈寬較大，舵機將控制小車向右行駛;當V1適中時，接近，即小車沿導線行駛時，則脈寬接近1.5ms，小車按直線行駛;當V1較小時，即小車偏離導線向右行駛時，則脈寬較小，舵機將控制小車向左行駛。從而，控制小車大致循著導線行駛。另外，改變構成減法器的電阻的值，可以調整小車反應的靈敏度，進而防止出現小車以導線為中軸線左右搖擺的現象。
補充說明：跑道上的起始位置及終點位置用干簧管來檢測。
物理電磁學范文第5篇
摘 要：本文簡要介紹電磁兼容相關的各項技術，通過對接地、屏蔽、濾波等技術的分析，說明產品如何實現良好的電磁兼容性，如何將電磁兼容技術融入產品研發流程。對實例分析，結合電磁兼容理論，說明實際測試中的處理方法，從干擾源、耦合路徑、敏感源方面逐步分析驗證，提高產品可靠性。
關鍵詞：電磁兼容 接地 屏蔽 濾波
目前，電磁兼容技術已經發展成為專門的針對電子產品抗電磁干擾和電磁輻射的技術，成為考察電子產品的安全可靠性的一個重要指標，覆蓋所有電子產品。
各個電子設備在同一空間工作時，會在其周圍產生一定強度的電磁場，這些電磁場通過一定的途徑(輻射、傳導)耦合給其他的電子設備，影響其他設備的正常工作，可能使通訊出錯或者系統死機等，設備間相互干擾相互影響，這種影響不僅僅存在設備間，同時也存在元件與元件之間，系統與系統之間。甚至存在與集成芯片內部。
電磁兼容技術主要包括接地、濾波、屏蔽技術等，在特定場合需要注意的是不一樣的，A、在結構方面，需要注意屏蔽和接地，B、在線纜方面注意接地和濾波，C、在PCB設計方面，需要注意信號布局布線、濾波等。
一、電磁兼容技術
首先從構成電磁干擾的三要素入手，即干擾源、敏感源、耦合路徑，★干擾源是產生電磁干擾的設備，通過電纜、空間輻射等耦合路徑影響干擾敏感源設備。高頻電壓/電流是產生干擾的根源，電磁能量在設備之間傳播有兩種方式：傳導發射和輻射發射，傳導發射是
以導線為媒體，以電流為現象，輻射發射是以空間輻射為媒體，以電磁波為現象。常見干擾源有雷電、無線通訊、脈沖電路、靜電、感性負載通斷、天線、電纜導線等。任何電路都可能成為敏感源，數字電路抗干擾性較好，但是風險大，大的脈沖尖峰可能是數字電路誤動作，音頻模擬電路對射頻信號敏感?！锺詈下窂椒譃榭臻g耦合和傳導性耦合，空間耦合包括互感耦合、電容耦合、天線輻射，傳導性耦合包括地線和電源線上的傳導。
電磁兼容設計主要包括接地設計、屏蔽設計、濾波設計方面的知識。地線分為安全地、交流地、直流地、數字地、模擬地、機殼地、防雷地等，※地線從電壓概念說是提供一個等電位體，從電流概念上說是提供一個電流通路。地線阻抗決定了線路的抗干擾性，其中導線阻抗決定了地線的電位差，回路阻抗決定了實際的地線電流，地環路的存在是電路受干擾的主要原因，減小地環路的面積，降低對線路的影響，使用屏蔽線或同軸電纜都可能減小信號回路的面積，從而達到降低干擾的影響。地線電流總是走地線阻抗比較小的路徑，高頻低頻時線路的阻抗是不一樣的，可以根據需要設計信號路徑。多層板比雙層板的抗干擾性要好，因為多層板有專門的地層和電源層，保證每個信號回路都具有最小的信號回路面積，如果是雙層板，最好鋪地線網格，來保證最小的回路面積。
單端接地是為了降低電場對設備的影響，兩端接地是降低磁場對設備的影響，兩端接地形成磁場環路，外界磁場在原來信號與地線構成的回路中產生感應電流的同時，也在屏蔽層與地線構成的回路中產生感應電流Is，Is也會感應出磁場，但是這個磁場與原來的磁場磁場方向相反，相互抵消，導致總磁場減小，減小了干擾。
屏蔽技術，主要是應用在系統的結構上的，也有對線路關鍵電路進行屏蔽的，如時鐘電路、CPU等?？疾煜到y的屏蔽效能可以利用靜電測試，如果系統屏蔽做的好，靜電會沿著屏蔽體進行泄放，不會對內部線路造成影響。良好的電磁屏蔽的關鍵因素是屏蔽體的導線連續性，如果必須開孔引導線，采用屏蔽電纜，屏蔽層一定要采用360度環接方式進行接地，保證屏蔽的完整性。根據不同屏蔽層傳輸阻抗的頻率特性和信號工作頻率，來選擇屏蔽電纜。
濾波包括電源線濾波與信號濾波。電纜是一個很好的天線，有時候即使屏蔽做的很好，仍然不能通過輻射發射和輻射敏感度的試驗，這是因為電纜產生的輻射遠高于線路板本身及機箱屏蔽不完整發生泄漏所產生的輻射。解決這種問題的一個方法是在電纜的端口處安裝濾波器，將干擾電流濾除掉。根據干擾的頻率選擇濾波器的截止頻率，才能有效的濾除干擾。一個系統使用了二階LC低通濾波器，做輻射試驗還是過不去，將前級電容去掉，輻射發射就不超標了，說明了需要降低截止頻率才能濾除一部分干擾，增加濾波器的級數增加了曲線的陡度，提高了在工作頻率內的濾波性能，并不能將更低頻率的干擾濾除。濾波電容引線要短，可以采用“V”形接法，減小高頻時的回路阻抗，也可以在引線上增加安裝磁珠，加大了引線上的電感，增強了濾波效果。薄膜電容的電阻成分大，應采用陶瓷電容來進行濾波，陶瓷電容的阻抗特性好。
電磁兼容技術應貫穿產品研發始終，包括產品的概要設計、詳細設計、原理圖印制板設計、結構、組裝調試等每個環節，都應該考慮電磁兼容設計，概要設計中需要調研產品應用環境，分析現場干擾類型，評估干擾風險，詳細設計中需要針對具體的干擾，采取相應的對策，需要全面設計。原理圖印制板圖設計需要將各項措施體現在原理圖中，必要時進行仿真，印制板圖設計時需要按照模塊化設計，注意布局布線，敏感電路的電磁兼容防護。結構也是電磁兼容設計中主要的一部分，產品的結構對靜電、群脈沖、輻射等有很大的關系，結構要求具有良好的屏蔽性和接地。裝配調試環節需要注意信號完整性，保證接地的連續性，注意面板接觸問題，在測試環節根據遇到的實際情況，采取相應的措施。
二、電磁兼容實例應用分析
學習電磁兼容技術的整體目標是系統地學習電磁兼容方面的知識，通過學習電磁兼容設計理論，使這些方法、規則、措施等融入實際工作中，來保證產品盡可能可靠。
1、接地問題
實例一：某系統設備在做422通訊串口的射頻場感應傳導測試，采用雙絞屏蔽線，開始采用的是單端接地，測試時出現的誤碼率高，幾乎沒有正確的數據，后來采用雙端可靠接地，
通訊正常。
實例二：某系統設備在做視頻鼠標線的射頻場感應傳導的試驗時，在較低頻段(3M以下)時顯示器有波紋，上下閃動，后來將視頻線的顯示器側可靠接地，干擾明顯降低，幾乎不影響顯示。
分析：這兩種現象都是在做射頻場的感應傳導試驗時出現的，射頻場的感應傳導抗擾度試驗實質是：設備引線變成被動天線，接受射頻場的感應，變成傳導干擾入侵設備內部，最終以射頻電壓電流形成的近場電磁場影響設備工作 ，以低頻磁場為主。
雙絞線能夠有效地抑制磁場干擾，這不僅是因為雙絞線的兩根線之間具有很小的回路面積，而且因為雙絞線的每兩個相鄰的回路上感應出的電流具有相反的方向，因此相互抵銷。雙絞線的絞節越密，則效果越明顯。
屏蔽層兩端接地時，外界磁場在原來信號與地線構成的回路中產生感應電流的同時，也在屏蔽層與地線構成的回路中產生感應電流Is，Is也會感應出磁場，但是這個磁場與原來的磁場磁場方向相反，相互抵消，導致總磁場減小，減小了干擾。
2、屏蔽問題
實例三：某系統為機柜、機箱式結構，其中控制部分為機箱結構，子板總線板結構，子板均安裝面板。做靜電試驗時，接觸放電+5.5kv時，對主板面板及左右相鄰的面板進行靜電試驗時，控制板重啟或死機，后來在控制板附近的面板之間安裝指形簧片，系統在接觸放電±6.6kv時運行正常。
實例四：某系統試驗，用普通機柜，系統很敏感，對機柜引出線(通訊線)進行群脈沖試驗，采用耦合夾耦合方式，干擾一加上去，系統就不正常，在通訊線兩端增加磁環，效果不明顯，后來沒有辦法了，更換了屏蔽機柜，進行試驗，有明顯效果，做幾輪后，系統才會出現倒機想象，在通訊線進機柜處增加安裝磁環后，系統工作正常，幾輪試驗后，沒有出現倒機現象，系統工作都正常。
分析：現在很多系統都是機箱結構，即控制板、采集板、驅動板等都安裝在同一機箱中，進行數據交換與控制。安裝完成后各電路板會有一定的縫隙，靜電脈沖通過面板縫隙，分布電容向主板耦合，使電源失真或控制發生故障系統重啟、死機。在面板之間安裝指形簧片，使機箱成為一個良好的屏蔽體，由于電荷的“趨膚效應”，當有靜電干擾時，靜電會沿著表面泄放至大地，對內部電路的影響減小或者消失。
屏蔽機柜對機柜的縫隙和門都進行了處理，縫隙處安裝導電簧片，門與機柜接觸位置安裝導電布襯墊，提高機柜的屏蔽效能，提高機柜整體的抗干擾性，群脈沖干擾的實質是對線路分布電容能量的積累效應，當能量積累到一定程度時就可能引起線路(乃至設備)工作出錯。通常測試設備一旦出錯，就會連續不斷的出錯，即使把脈沖電壓稍稍降低，出錯情況依然不斷的現象加以解釋。脈沖成群出現，脈沖重復頻率較高，波形上升時間短暫，能量較小，一般不會造成設備故障，使設備產生誤動作的情況多見。
3、磁環的作用
實例五：對一個機箱結構系統做群脈沖實驗，機箱內含有控制板、采集板、驅動板等，采集線、驅動線出機柜，需要做信號線群脈沖實驗，當干擾施加在采集線上時，所有的采集板上指示燈都閃爍，對采集回路進行分析，采集輸入有光電隔離器件，采集回線為動態的12V輸出，當干擾施加時，可能造成采集回線上的電壓失真，造成指示燈閃爍，找了一個閉合磁環，安裝在采集回線上，進行實驗，在某一極性下指示燈閃爍，說明磁環有作用，然后根據其阻抗特性，繞制2圈，實驗效果不明顯，后來試驗一下繞制3圈，結果，采集指示燈顯示正常，多次試驗，系統均正常。
分析：磁環對群脈沖干擾有很好的抑制作用，根據實際情況安裝在通訊線的兩端或一端，磁環有不同的阻抗特性，對干擾信號進行頻率分析，設計磁環的截止頻率正好落在干擾信號頻率附近，使磁環體現較大的阻抗性，來抑制干擾。
磁環的圈數影響磁環的阻抗特性，圈數越多，阻抗特性曲線向低頻率方向移動，即較低頻率下的阻抗越大，若此頻率比較接近干擾頻率時，就能起到很好的抑制干擾的作用。
電磁兼容技術融入電子產品開發設計中，可以提高產品的安全可靠性，如果在實際測試中，某一方面存在缺陷，可以從電磁干擾的方式上入手進行一步一步測試，電磁干擾有兩種形式：傳導發射和輻射發射，從各自的耦合路徑進行查找。一個系統指標超標，可以先從輻射發射上解決，設備是否屏蔽良好，機殼上孔用導電布封住，導電布要與機殼良好接觸，再進行試驗，如果還超標，那就是干擾主要是傳導發射引起的，在設備機殼出口處安裝信號濾波器和電源濾波器，進行試驗，如果還超標，那就是干擾是通過電纜輻射和傳導發射出來，通過對屏蔽層的接地，減小地環路等措施必定能查找到原因并解決。
三、結語
物理電磁學范文第6篇
發布者：秘書處 發布時間：2009-7-1 閱讀：660次 核電廠輻射監測系統發展趨勢 劉 杰
(西安核儀器廠 )
[摘要] 本文概述了核電廠輻射監測系統儀表及其主要單元部件的功能和用途、系統配置、國內外技術發展狀況和差距;為適應國家快速發展核電的節奏以及實現核電裝備制造國產化要求，提出了以自主研發、自主創新與引進技術、消化吸收再創新相結合的產品研發思路。 1 輻射監測系統簡介
核電站與其它種類電站的主要差別是核反應堆運行中伴有核輻射產生，所以輻射監測系統是核電站必不可少的組成部分。系統所獲取的輻射變化信息對保護工作人員免受輻照、保護環境及保證核電站安全運行有重要作用，對分析核電廠的故障和事故具有重要價值。
核電廠的輻射測量主要涉及輻射監測、保健物理、實驗室分析測量、環境監測等。其中，本文重點闡述的輻射監測系統可分為區域輻射監測、排出流輻射監測及工藝輻射監測，通過測量輻射水平的高低實現對核電站屏蔽完整性、設備工作狀態、人員受照劑量的有效監測和控制，從而最終保證核電站的安全運行，防止任何超劑量事故發生。
輻射監測系統通常由若干各自獨立的測量道、中央計算機系統及應用軟件等構成;各測量道包含相互連接的各種功能部件(探測裝置、處理和顯示單元等)。 核電廠輻射監測系統通常分為三個層次：即輻射探測、數據測量和顯示以及中央 數據采集和管理。
核輻射的探測對象主要包括區域γ放射性監測、氣載氣溶膠α、β放射性監測、惰性氣體β、γ放射性監測、放射性碘γ監測以及液體(水)γ放射性監測等，根據現場的不同監測對象(所關注的射線、核素或介質)、安全級別和輻射水平，所選用的輻射探測器種類、監測道設備安全等級(安全級和非安全級)和量程范圍會各不相同，所以，在現場安置的輻射測量道應具有適應現場要求的良好的物理指標和性能，能可靠、準確、及時地反映現場輻射水平的變化。 2 輻射監測儀表技術應用現狀及前景
中國核電從上世紀80年代開始起步，到現在建成并投入商業運行的共有11臺機組，其中3臺機組主要是靠我們的技術力量完成的，其中一臺機組是秦山一期30萬千瓦的原型堆，該堆型已出口巴基斯坦4臺機組(包括已發電的兩臺機組和正在建設中的C-2核電項目)，另兩臺機組是秦山二期的2臺60萬千瓦機組，在這3臺機組中，除少部分技術較復雜且價值較高的輻射監測儀表采用國外產品外(如事故及事故后類儀表、PIG監測儀等)，其它大部分的輻射監測系統儀表設備均采用了國產的產品;而另外的8臺機組可以說全部或絕大部分采用了國外的輻射監測儀表產品，國產輻射監測儀表和設備屈指可數。
根據國家大力發展核電的戰略部署，到2020年我國核電運行裝機容量將達到4000萬千瓦，占屆時全部發電裝機容量的4%左右，這意味著為核電裝備制造企業帶來了巨大的發展機遇。然而因近年來關于中國核電發展的技術路線之爭，也對核電產業鏈下游的裝備制造企業帶來了無所適從之感，缺乏從核電發展總體方面的宏觀引導，在一定程度上無法把握儀控設備的設計及系統構建的技術發展方向，并且對已有的技術模式可能會喪失有效的延續性;加之，國內裝備制造企業的技術基礎、科研能力、資金支持就相對薄弱，裝備制造企業的產品研發活動似乎只能缺乏前瞻性地被動進行。
從國家核電發展的技術路線來看，我國投入商業運行的11個核電機組，除秦山一期的原型堆外，其它機組采用了整體引進國外技術或“仿造”的模式，加上國內特殊的市場環境，這使得國外進口的核裝備技術和產品，在相當一段時期內都具備很大的市場空間。由于國內核行業尚未建立和形成以企業為核心的創新發展機制，核電產業鏈下游的裝備制造企業，只能依靠自身能力，在缺乏支持的科研條件下滾動發展，這也就是為什么從實驗室分析、在線監測、保健物理以及環 境監測等各類國外核輻射測量產品在國內大行其道，而國內具有一定科研生產能力的核儀器制造企業的市場空間變得越來越小。
近年來，盡管國內輻射監測儀表技術隨著核電建設步伐的加快而有較快的發展，各科研院所、企業紛紛研發新產品，填補了不少單機產品空白，但總體來說，輻射監測儀表在產品覆蓋面、標準化程度、系統構建等方面還存在較大差距。由于市場的開放，在歷年來國內的核電工程項目及各類核設施輻射監測系統設備的招投標過程中，國內企業都遭遇了來自國外供貨商的激烈競爭，同時國內也涌現了不少國外產品的代理商和貿易公司，使國內有一定技術基礎和技術能力的企業，無論在市場和技術方面都陷入兩難的境地，中國核電亟需建立以企業為主體的技術發展與創新體系。 3 輻射監測技術發展趨勢
輻射監測技術隨著科技的進步也產生了巨大的飛躍，從70年代簡單的模擬率表形式，經過幾十年的發展，當今的核電站輻射監測技術已步入充分體現“用戶化”概念的數字化網絡監測系統。 3.1系統主要部件 3.1.1 探測裝置
在傳統探測方法的基礎上(如電離室探測器、閃爍探測器等)，新型的半導體探測器(如PIPS型硅探測器等)將更加廣泛地運用到輻射監測儀表的探測裝置中;由于采用新工藝和新材料，探測裝置的外型尺寸將會大幅縮小，鉛屏蔽減小甚至可以去除，便于集成在輻射監測現場的“一體化”機架中;可通過多種方式對探測器工作性能進行檢查(包括光測試、電測試、探測器內置源、溫度傳感器等)，無需外部檢查源裝置。 3.1.2 就地處理單元 (LPU)
就地處理單元(LPU)是輻射監測系統的核心部件，它與探測器相連，給探測器供電并獲取來自探測器輸出的模擬測量信號，通過其內置的合適的算法，以所需的單位(Gy/h，Bq/m3等)給出輻射測量值以及輸出報警和故障信息、存儲歷史值和歷史事件、譜的產生和存儲、對外模擬量/數字量輸入輸出、RS-485網絡連接等功能。
就地處理單元(LPU)在硬件上具有很強的互換性，根據探測器的不同，通過寫入不同的特定算法，適用于不同的應用和監測對象。但每種算法都具有一些共性特征，如計數死時間的動態修正、本底的靜態或動態補償、數據平滑功能等。 系統應用軟件包含：“數據采集和管理軟件”、“維護和設置軟件”、“譜分析處理軟件”、“仿真軟件”等。
由此看出，應用于未來批量投產的百萬千瓦級壓水堆核電站的輻射監測系統，通過采用高性能核探測裝置、智能化的處理和顯示部件單元，運用先進的數字化網絡技術及功能強大的應用軟件，可以以簡單、靈活的方式構建系統，體現系統數字化和用戶化、部件模塊化和標準化、易于安裝、維修和維護的特點。 4 核儀器產業發展思路
首先，企業自身應堅持自主創新與引進技術、消化吸收和再創新相結合，加強內部合作。 根據國家核電建設的“以我為主、中外合作、引進技術、推進國產化”的原則，作為核電裝備制造企業，應堅持自主創新，而科技創新離不開國際合作，只有這樣才能使核電裝備制造企業在核電大發展的機遇中步入快車道。
“M-2036數字化就地處理箱”是由西安核儀器廠自主研制和開發的應用于核電站輻射監測系統的一種技術先進、性能可靠的就地處理顯示裝置，它可與多種探測裝置相連接組成各種輻射監測通道，各監測通道通過該設備聯網以后，可以方便地組成規模不等的輻射監測系統。
該項目科研自2006年3月正式啟動，通過了由上級主管部門及設計院組成的評審組的設計方案評審，之后完成了兩臺科研樣機的加工、調試工作;從2007年初開始，進行了小批量6臺樣機的加工、組裝和調試，并分別與6臺不同型號的輻射監測儀探測裝置連接，先后進行了環境試驗、電氣安全性試驗、電磁兼容性試驗、磨損試驗、耐輻照試驗、振動試驗、熱老化試驗、地震試驗以及由第三方進行的1E級輻射監測儀表軟件驗證和確認。試驗證明，該產品的所有結構設計和電路設計達到了規定的目標和技術要求，目前該產品已投入批量生產。
電磁兼容性設計在以往類似的產品中未能很好地解決，在該產品研制過程中，設計中采取了各種措施來解決該難點問題，包括：機箱采用EMC機箱;對易感受電磁