硬度测量范文
时间：2023-10-25 13:11:48
硬度测量篇1
陕西省产品质量监督检验研究院陕西西安710048
摘要 在物理量测量结果中，通常会出现不确定度，所谓不确定度是指由于存在测量误差，不能准确确定被测量值的程度，也就是说，不确定度代表着测量结果的可信赖程度。在报告物理量测量结果时，给出不确定度的作用主要表现为便于使用它的人评定可靠性，同时增强测量结果的可比性。本文从洛氏硬度测量的角度进行阐述，同时对金属材料洛氏硬度不确定度评定方法进行分析，为评定金属材料落实硬度的不确定度提供参考。
关键词 不确定度；标准偏差；硬度测量
1 概述
测量对象：选择材质为45 钢的钢板；
检测设备：TH300 自动数显洛氏硬度计；
检测环境：室温为23.5益，相对湿度为55%；
检测过程：按照GB/T 230.1 - 2009《金属材料洛氏硬度试验试验方法》的相关要求，先用硬度水平为48.2HRC 的标准硬度块检测硬度计，在硬度块上选择5 点测定其洛氏硬度值，当硬度计正常运行后，再测定试样的洛氏硬度，测定5 点硬度值。
2 数学模型和不确定度分项的评定
2.1 测量标准物质时硬度试验机的不确定度
2.1.1 在整个试验面上，使用标准硬度块均匀分布地压出5 个相应的压痕，分别测定其硬度值，试验结果如下表所示：
2.1.2 单次试验标准偏差
评定选择A 类方法
在评定过程中，按照JJF1059—2012 推荐的极差法进行计算，相应的计算公式如下所示：
其中：
R 为测量结果中的最大值与最小值之差；
C 为极差系数（当n=5 时极差系数C=2.33）。
将R=48.2-47.9=0.3HRC、C=2.33 代入上述公式，
2.1.3 测量标准物质时硬度试验机的不确定度
对标准物质进行测量时，硬度实验机的不确定度选择5 次测量值的平均值，为
2.2 试样测量重复性的标准不确定度ux
2.2.2 测量试样的标准偏差
在测量试样的过程中，采用极差法对测量结果的标准偏差进行处理，当n=5 时，极差系数C=为2.33，将R=0.40HRC 带入下列公式为
2.2.3 评定试样测量重复性标准不确定度对单次测量标准的不确定度进行评定：
2.3 评定标准硬度块的标准不确定度uCRM根据GB/T 230.3-2012 规定，将rrel 定为1.0%、HCMR=48.2HRC带入下列公式：
整理uCRM=0.1703。
2.4 评定标准不确定度uE
在硬度计误差允许的情况下，按照GB/ 230.2-2012 的相关要求，洛氏硬度的允许误差Erel 为1.5HRC
2.5 评定压痕测量分辨力的标准不确定度ums
在测量过程中，测量装置的测压痕分辨率为啄ms=0.1HRC。
3 评定合成标准不确定度
3.1 灵敏系数
通过上述分析，汇总各标准不确定度分项，如下表所示：
3.2 计算合成标准不确定度uc
在计算合成标准不确定度时，将输入量看成彼此相互独立的，同时按照下式对标准不确定度进行合成处理：
4 评定扩展不确定度
置信概率P、包含因子k 分别取95豫和2，那么扩展不确定度U95为
5 测量结果
参考文献
[1]GB/T8170-2008,数值修约规则与极限数值的表示和判定[S].
[2]GB/T230.1-2009,金属材料洛氏硬度试验第1 部分：试验方法[S].
[3]GB/T230.2-2012,金属材料洛氏硬度试验第2 部分：硬度计的检验和校准[S].
硬度测量篇2
关键词：测力、硬度计量工作 生产服务 产品质量
前言
随着社会经济的发展，生产力的进步，测力、硬度计量工作在企业生产中体现了越来越重要的地位。因为只有做好测力、硬度计量工作，才能确保产品质量；才能做好各种测力机和硬度计的检修工作，才能避免因试验机失准对企业造成的损失，才能真正体现测力、硬度计量工作全心全意为生产服务的宗旨。但依据总的形势和我国目前测力硬度计量工作情况来看，测力硬度计量工作还需进一步深入、提高，全面开展，以适应不断变化的经济环境，服务好经济建设这个中心任务。
1、测力、硬度计量工作概述
1.1测力、硬度计量工作的重要性
测力、硬度计量工作是确定金属材料、机械性能的主要手段，从某种程度来说甚至起着决定作用。如果生产所需的各种原材料不经过精确的性能试验，企业产品的使用寿命和质量就无法满足标准，严重时生产资料的错误投放会造成大量报废，增加了企业成本，因此计量工作在审核企业生产工艺性能，确保产品质量上具有重要意义。尤其是对建筑工程材料的测试如：各种金属、水泥、木材等，测试的精准度关系到工程质量和工程事故发生的概率。这些情况均反映了测力、硬度计量及其它方面计量工作的重要性，以及和工业生产间密切的关联性。因此只有加强这一工作，才能更好的、全面的为生产服务。
1.2测力、硬度计量工作中的问题
（1）从总体来说，我国测力、硬度计量工作发展不均衡，各地技术、经验水平不一，因此需要各地互相学习、互相推动，改变不平衡状况。
（2）由于实际生产中存在着硬度计不准确，机械普检普修不合格较多，最大误差可达50%，全力解决这些大量存在并且迫切解决的问题使符合社会的要求的，但需要寻找的是完成检修任务后，工作的前进方向。
1.3测力、硬度计量工作的新局面
（1）我国大多省、市都已充分调动本地人力和设备，独立开展工作，省市的积极性得到了充分的发挥。
（2）大多省市的材料试验机、硬度计都已检定修理如：陕西、上海、辽宁等，硬度块的生产尽管快慢不一，但硬度计量工作都已开展并在不断的发展过程中。
（3）计量部门已积累了不少的工作经验如：如何在设备短缺、技术力量薄弱条件下开展工作；如何协同作业；如何解决检定和修理上的技术问题等。
2、开展计量工作的基本方法
（1）立足群众，全面开展计量工作
我国计量工作大致起步于上世纪50年代，当时采取了培训部分人，结业后通过在设备较好企业建立测力、硬度计量室和定度站，根据以大代小，以师傅带徒弟和业余培训班等方法，深入到基层群众大量培养计量工作人员。如：早期的天钢一厂、建筑科学研究所、105厂等均通过业余学习和专业学习组织培养了大量专业人员，构建了计量网和协作网，保证了量值的统一，发挥了计量在国民经济中应有的作用。各计量部门深入生产实际，调查研究，提高了对计量工作重要性的认识；开展了对口检查交流和普检普修工作，揭示了计量器具失准失修给生产带来的损，，进一步促进了计量网建设的发展。
（2）联系群众，开展普检
大范围内的测力、硬度普检普修工作往往由于标准设备和人员问题难以实现，因此必要时刻应当发动群众，发挥协作组织作用如：建设局、设计院等。依照“分散保管、集中使用”的原则，大大提高了设备的利用率。目前我国的计量技术在沿袭以往经验的基础上，不断引进新技术如：精密测试技术、激光、光 栅、万能量具检修技术革新等，增加交流活动次数和交流人数，极大的普及和提高了计量技术，各地和企业也纷纷成立了计量技术交流队。
（3）互帮互助
协作组织的基本任务之一是互相支援、以强帮弱，把生产中遇到的困难问题作为大家共同的任务是发展协作组织的基本职责。计量由于其重要的主体地位，应经常组织这类活动，促进单位间的交流，为深入生产，服务生产奠定基础。如：我国某冶金局实验室在协作过程中抽出一个人，花了一个多月的时间帮助一些小厂――105厂、拔丝制钉厂、铁丝厂等，进行校对调整工作。又如某建筑公司400t试验机损坏时，机械厂和设计院分别派出代表做突击试验；设计院100t试验机损坏时建筑研究所承包下进行试验；内燃机厂试验机损坏由机械局试验室代为试验等。通过相互支援，相互协作在深入贯彻为生产服务方针的同时也增加了各厂之间团结。
（4）大力完善计量网和计量检定规程
各单位根据各自计量共组基础的不同，深入到实际生产中，研究计量和质量的密切关系。并做好群众性的计量技术培训工作和计量技术交流活动，普及和提高计量技术，促进计量网的开展，壮大计量队伍。可采用：举办专业的计量讲座和学习班；充分发挥计量测试技术在生产中的作用，坚持为生产服务，促进生产等。在计量检定规程中，通过国家对校准规程的审定，将有利于提高我国力值硬度计量检定和校准技术水平，并进一步推动力值硬度仪器设备制造、检定与校准市场的规范化建设，促进力值硬度计量专业的发展。
（5）依靠群众
在计量工作刚起步的阶段，不少研究所甚至对测力、硬度都不了解，通过与其他单位的携手合作，开展了材料试验协作，不仅解决了技术和设备问题，而且促进了生产质量的提高。部分单位通过深入基层，依靠工人群众开展了整体的材料试验机检定维修工作，并取得了可惜的成绩。因此对于今天的我们依然要走依靠群众路线，要相信群众、发动群众，互相学习，只有这样才能促进计量工作轰轰烈烈、生机勃勃的发展。
（6）勇于竞争、勇于创新
创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，技术革新也同样如此。计量技术的革新能有效的解决生产的关键问题和补充仪器的不足，使计量技术更具体的为生产服务。企业技术革新要和群众技术革新相结合，与生产中出现的问题相结合，这样才能在指导生产中为企业带来经济效益。
结语
通过对以上工作的分析，对于做好计量工作总结如下：
（1）计量工作不是简单的工作，但也不是深奥难懂的工作。掌握该技术一方面需要在实际工作中不断积累经验，另一方面要不断深化系统知识，进而解决实际工作中的问题。
（2）事实上，企业只要生产，就离不开计量工作，因此计量工作要坚定不移的贯彻为生产服务的宗旨，实现企业和群众的利益。总的来说也就是测力、硬度计量工作应密切结合生产，指导生产，解决生产中关键问题。
（3）应采取“面中选点，以点带面”的工作方法，将培训干部和组织工作有机结合起来。只有这样才能最大限度的组织群众，通过组织培训班学员投入实际工作实践，形成“相互支援”，让企业领导切实体会到协同合作的优势，从而使工作顺利开展。
（4）立足于我国生产力的实际情况，贯彻群众路线是实现多快好省的开展计量工作的根本保障。同时计量工作的开展要密切结合我国的经济任务。
参考文献：
【1】叶明，激光干涉技术在硬度计量中的应用[J].中国计量科学研究院.2010（11）：18-19.
【2】马林，全国测力、硬度计量工作经验总结[J].国家计量局力学处.2010（8）：1-10.
【3】黎冰，硬度计量的发展研究[J].计量管理所.2007（04）：74-80.
硬度测量篇3
【关键词】检测时机；里氏硬度
1.硬度的定义及影响因素
硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。材料硬度值与其强度存在一定的比例关系，对钢铁材料而言，其抗拉强度近似等于三份之一布氏硬度值。材料化学成份中，大多数合金元素都会使材料的硬度升高，其中碳对材料硬度的影响最直接，碳含量越大，其硬度越高，因此硬度试验有时会用来判断材料强度等级或鉴别材质，材料不同金相组织具有的硬度也不同。一般来说，马氏体硬度高于珠光体，珠光体硬度高于铁素体，铁素体硬度高于奥氏体，通过硬度可以大致了解材料的金相组织，以及材料在加工过程中的组织变化和热处理效果。加工残余应力与焊接残余应力的存在对材料的硬度也会产生影响，加工残余应力及焊接应力值越大，硬度越高。
2.硬度测试的作用
（1）可以使我们知道该容器的材质硬度大小，有没有发生变化和利用表1-1，可间接了解其强度大小，对容器材质是否发生变化有了依据。
（2）通过对容器的焊接接头热影响区硬度测试，可以评价其热处理效果以及借助金相检查可查明原因。若在焊缝热影响区所测的三点以上的硬度值相差在7~20HB 范围时，就可表明其热影响区的金相组织正常、硬度值正常，强度满足；若在其热影响区所测三点以上的硬度值相差大于20HB 时，则说明其热影响区的强度下降太多，金相组织发生变化。例如16MnR 材质的容器，其焊接接头热影响区的σb 下降，经金相检查，可知其下降的原因是其热影响区出现大量的魏氏组织造成的。
（3）所测硬度值可以判断在用压力容器是否产生应力腐蚀，如果所测硬度HB＜250 时，一般不产生腐蚀。
（4）可用于判断材质的金相组织是否发生变化，因为不同的金相组织，其硬度是不同的，如铁素体（F）HB=80～120，珠光体（P）HB=160～250，渗碳体（Fe3C）HRC70～75，奥氏体（A）HB=160~200，所以当材料组织发生变化，必然会在硬度值上得到反映。
3.硬度测试时机的选择
对于一般的碳素钢、低合金钢材质设备，当材质不清或有疑问时，可通过测定硬度，并根据硬度与强度的关系，近似求出材料的强度值。常用的换算公式：
δs=3.28HV(适用于母材硬度小于221的材料)
另一公式δb=3.55HB（适用于硬度小于175的材料）
设备使用过程中，由于压力、温度、介质等工况条件的影响，会出现脱碳现象，当怀疑脱碳时，对可疑部位进行硬度测定。在高温下长期使用后，有可能引起渗碳、渗氮、硫化、钒化及石墨化等现象，使材料的硬度改变，应进行硬度抽查。如湿硫化氢应力腐蚀环境中的碳钢HB
硬度测试的要求：⑴要认真选好两个容器测定点：即怀疑部位和正常部位；⑵所选定的测定点需打磨，并要达到所要求的粗糙度，且测定点大小约为3.0×3.0cm2；⑶在同一个测定点区域内，必须测量3 点以上，并将其算数平均，所得值作为评定结果。
4.影响硬度测试精度的因素
（1）试件的预处理。一般要求表面粗糙度达到2μm相当于6，否则影响测试结果。被表面不洁，有油污影响测试精度。
（2）曲面工件测试。曲率半径小于30mm的试件在测试时应使用小支承环，否则值不准。
（3）试件厚度应大于5mm，当试件为大面积板材时，应测试点的背面加固或支撑，否则即使厚度较大仍可能因试件变形导致测试值不准。
（4）试件本身不得带磁，否则影响精度。测试温度：-10℃~45℃。
（5）按动冲击装置释放瞬间，应保持工件、冲击装置、操作员身体处于稳定状态。
5.常用硬度测试的方法
硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最普通的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。最流行的里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。
现在很多现场检验用得都是便携式的里氏金属硬度计用来测量硬度。合理的里氏硬度检测方法及使用注意事项，能让里氏检测结果更精确，仪器使用寿命更长久。里氏硬度检测最重要的就是要按照规定的程序进行：
（1）向下推动加载套或用其他方式锁住冲击体，将冲击装置支撑环紧压在试样表面上，冲击方向应与检测面垂直。
（2）平稳地按动冲击装置释放钮，读取硬度示值。
（3）检测时，冲击装置尽可能垂直向下，对于其他冲击方向所测定的硬度值，如果硬度计没有修正功能，应进行修正。对于需要耦合的试样，检测面应与支承台面平行，试样背面和支承台面必须平坦光滑，在耦合的平面上涂以适量的耦合剂，使试样与支承台在垂直耦合面的方向上成为承受压力的刚性整体。耦合剂可采用黄油等油脂，涂于试样背面和支撑平台上。
（4）对于大面积板材、长杆、弯曲件等试样，在检测时应予适当的支承及固定以保证冲击时不产生位移及弹动。每个试样一般进行五次检测。数据分散不应超过平均位的±15 HL。任意两压痕中心之问距离或任一压痕中心距试样边缘距离应符合。
（5）对于特定材料，欲将里氏硬度值较准确地换算为其他硬度值，必须做对比试验以得到相应换算关系。硬度间的换算。因弹性模量E差异较大，各类金属有不同的换算表。
6.总结
对于需进行硬度测试的工件，首先要看钢材大小，大的话看能不能锯下来，如果不行就只能用里氏硬度计，里氏硬度计是专门针对大工件的，误差要看客户的要求，转换要求严不严，因为转换本来就有误差，加上人为误差，机器本身也有误差，硬度块的均匀度等，误差会比较大，若用里氏硬度计打出一个硬度为HB330，若用户要求用布氏，则调为布氏来打硬度。若换算会产生较大的误差。
硬度测量篇4
关键词： 复阻抗； 双联对置涡流传感器； 相敏检测； 硬币机读特征
中图分类号： TN919?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）04?0138?05
System based on dual opposed sensor for detecting machine?readable features of coins
ZHANG Wu?jun1， SI Jun?feng2， HUANG xiao?lin2
（1. Nanjing CBPM Great Wall Financial Equipment Co.， Ltd， Nanjing 210029， China；
2. School of Electronic Science & Engineering， Nanjing University， Nanjing 210093， China ）
Abstract： Coins’ electromagnetic parameters related to automatic coin recognition are called coin machine readable features. Traditional method of automatic coin recognition has big defection temperature drift， poor consistency， sole detecting parameter and so on. In this paper， the method to detect complex impedance variation of coin machine readable feature detecting coil is proposed in this paper. The detecting system can generate orthogonal excitation signal， which has perfect waveform， and stable frequency， phase and amplitude. By the relevant detection method， the circuit can essentially improve the ability to capture the weak signal formed by the difference between coins. It is conducive to the realization of online detection for coin machine readable features. The system can effectively overcome the temperature drift and improve the dynamic range of signal by using dual opposed eddy current sensor. Every coin can be detected twice， thus more accurate results can be obtained by data processing. The testing results show that the system can detect the tiny difference of coin machine readable feature， and has good stability and repeatability.
Keywords： complex impedance； dual opposed eddy current sensor； phase sensitive detection； coin machine?readable feature
0 引 言
硬币作为辅币具有流通周期长，易于自动售货与找零等优点，以美国、日本和德国为代表的发达国家已基本实现辅币的硬币化。辅币的硬币化使得硬币的自动识别成为流通过程中不可缺少的一个环节。硬币识别所涉及电磁参数的规范化成为实际问题[1]。
从硬币识别分类的原理上看，当某一类硬币被用于识别的电磁参数的一致性越好，与其他硬币电磁特征上的差异越大，这类硬币就也容易被识别。电磁特征越不容易被复制，这类硬币的防伪特征就越好。前者与生产工艺和质量控制有关，后者则与硬币的规划与设计有关，本文所研究的系统用于生产过程中的质量控制[1?2]。通过在生产过程中对硬币与识别相关的电磁特征进行逐枚硬币测试，剔除电磁参数偏差较大的硬币，为市场上的硬币自动识别打下良好的基础。
硬币自动识别过程中的参数检测涉及多学科研究领域，技术复杂，国内外相关研究部门和一些院校均做过研究，在给定币种样本范围内取得了较好的效果。但对硬币特征的识别都局限于社会流通领域，在系统性、完整性和稳定性上没有进行深入研究，存在对伪币识别效果不好等问题[3]。目前，主流的硬币机读特征检测方法主要有频率法、相位法、幅值法和脉冲法。其中采用频率计数法的硬币特征检测装置占据了市场的主要份额；但是， 基于频率计数法方法在实际使用中也存在一些问题：检测参数温飘大、易误判、一致性差，需要周围环境温度适合时才能有较高的正确识别率。频率计数法还存在检测参数单一，无法获得更多的硬币信息，无法对硬币信息进行智能化处理的问题。幅值法因性能不稳定而应用较少[4]。本项研究采用复阻抗分析法，对于由于硬币的影响带来的涡流检测线圈的复阻抗变化量进行检测，作为硬币电磁特征指标的判定依据[5]。对于不同币种，均有其最佳检测频率，在该频率下能使其特征电磁参数的复阻抗变化量达到最大化，使检测更加精确。在本研究中还设计了高稳定度的信号源，采用双联对置传感器有效地克服前端的温飘，同时对硬币本身参数随温度变化带来的影响进行了修正。实际测量表明通过上述措施，系统具有良好的稳定性和一致性，有效地提高了硬币产品电磁参数的一致性。
1 检测原理
涡流法实现硬币的原理是识别当硬币接近或穿过涡流传感器的线圈时，由于互感作用，将直接导致线圈的视在阻抗发生变化，这种变化直接与硬币的结构及相对位置有关。这些因素主要包括硬币的材质、外形、厚度、镀层、花纹等，通过对于检测线圈视在阻抗变化量的检测即可获得硬币信息[2?3，6]。
电涡流传感器的工作原理如图1（a）所示。当采用交变电流I1激励检测线圈1时，其周围产生交变磁场H1，相应电涡流I2同时在检测线圈附近的被测导体2中产生；而I2又将产生交变磁场H2来阻碍H1的变化。I2的大小、分布等与被测导体存在缺陷或电导率、磁导率等物理化学性质有关，涡流I2产生的磁场H2反作用于线圈，使线圈视在阻抗发生变化。因此，线圈阻抗的变化就反映了被测体的物理化学性质变化的情况[7?11]。
图1 涡流检测原理
由被测导体2的影响使得线圈视在阻抗产生的变化可以用下式表示：
[Z=R1+jX1+X2MR22+X22R2+j-X2MR22+X22X2] （1）
式中：R1为检测线圈直流电阻；X1为检测线圈空载状态时的感抗；R2为涡流环的等效电阻；X2为涡流环的等效感抗，XM为线圈与涡流环之间的互感抗。R2和X2引起的附加项反映了被测导体上的涡流场对检测线圈的影响。通过对线圈信号的测量和处理，就可以知道被测导体在结构和材质上的变化。
2 检测系统总体结构与电路设计
检测系统的结构框图如图2所示。系统包括涡流检测传感器和上位机。其中涡流检测传感器包含了正交信号源、平衡电桥、宽带放大、相位校正、A/D转换与数据上传、温度检测、鉴相器和滤波等模块。
图2 检测系统框图
该系统采用68013单片机进行数据采集和初步判断，对于不合乎要求的硬币进行剔除。同时将每次检测结果通过USB接口传送到上位机进行统计，以实现对硬币质量的掌控[6]。其中关键性电路的设计如下所述。
2.1 相敏检测电路设计
在本系统中，采用模拟乘法器作为相敏检测器来实现对涡流信号实虚部的分离，同时获得实虚部的幅度大小。当被检波信号为[xt=Vscosω0t+θ]，参考信号为[rt=Vrcosω0t+?]时，乘法器得到输出为：
[Vp=xt?rt=Vscosω0t+θ?Vrcosω0t+? =0.5VsVrcosθ-?+0.5VsVrcos2ω0+θ+?] （2）
输出中包含有反映相位信息的低频信号分量和频率为激励源两倍的高频信号分量。在本系统中，反映相位信息的被测量的变动频率小于20 Hz，因此采用三阶低通滤波器就能有效地将高频分量去掉，得到有用信号如下式所述：
[Vo=0.5VsVrcosθ-?] （3）
可以看出输出信号是Vr和θ的函数。当θ=?时，输出最大值Vr；在实际应用时，两路参考信号的?分别为0和90°，幅度[Vr=0.5]，此时Vo分别为[Vo=0.25Vscosθ]和[Vo=0.25Vssinθ]，从而实现了对复阻抗变化量的正交分解。本系统采用两片模拟乘法器AD835构成两个相敏检波器，在10 MHz以下，该乘法器具有理想的各种特性，器件本身产生的相移可以忽略不计。图3给出了相敏检测电路中的低通滤波器的元件参数。
图3 相敏检测电路中的低通滤波器
2.2 正交信号源的设计
对于相敏检测，当信号源的相位存在抖动时，会给检测结果带来很大的误差。在采用相关技术的涡流检测系统中，必须采用谐波失真小，相位噪声小、频率、幅值与相位极其稳定的激励信号。直接数字频率合成（DDS ）信号源具有频率、相位稳定性好、易于编程控制的有点，因此采用DDS产生激励信号[11]。
本文采用DDS芯片AD9854产生DDS信号，两路输出之间的相位差固定为90°，频率为152 kHz，精度为12位。两路信号均作相敏检测时的参考信号，其中一路信号经过功率放大后用于激励交流电桥。AD9854有串行和并行接口两种编程方式可以选择，此处将S/P SELECT（Pin70）引脚接高电平，选择并行编程方式。采用并行接口方式，要使AD9854能够产生双路正交的正弦信号，各口线定义分别为：
A5～A0为6位并行地址口；D7～D0为8位并行数据如口；WR为并行模式下写控制端；RESET为复位端。S/P SELECT（Pin70），编程模式选择口。REFCLK，时钟输入端，本电路中时钟频率f0=20 MHz。
AD8954与单片机的接口电路如图4所示，其中：DAC Rset引脚用于设定AD9854的满幅输出电流。输出电流幅值取Io=[39.93Rset]，单位为A。本设计中，电阻Rset的阻值为3.9 kΩ，这样AD9854的满幅输出电流便约为10 mA。
AD9854的输出引脚采用IOUT1，IOUT2，在这些引脚各接上50 kΩ，将电流输出转化成电压输出，由于这些引脚输出电流峰峰值为10 mA，这样AD9854的输出电压峰峰值为0.5 V。另外，IOUT1和IOUT2输出电流的相位差为90° ， IOUTA与IOUTIB输出电流相位差为180°，IOUT2与IOUT2B输出电流相位差为180°。
以下是单片机向AD9854写入152 kHz频率控制字的程序：
unsigned char sigFreq[]={0x01， 0x2a， 0x30，0x55， 0x32， 0x61 } ； //信号频率控制字
在本检测系统中，信号源输出信号的幅度对于检测结果也至关重要，为此引入幅度自动控制环节。从信号源的输出选取一路送入A/D，处理器61083从A/D中读取信号源的电压， 对其幅度进行判别，然后通过AD7524进行调整，此处AD7524用作程控衰减器。结合AD9854中的幅度调整，可以获得218的调整分辨率。
2.3 双联对置传感器结构
当硬币接近或穿过涡流传感器的线圈时，由于互感作用，将直接导致线圈的视在阻抗发生变化，这种变化直接与硬币的结构及相对位置有关。这些因素主要包括硬币的材质、外形、厚度、镀层、花纹等。通过测量检测线圈的视在阻抗变化量即可获得硬币机读特征。
在涡流检测线圈的输出信号中，由检测线圈视在阻抗变化量。引起的电压的变化量ΔU与线圈两端的电压U相比要小得多，约为10-2～10-3数量级。一般需要把ΔU放大。如果同时把ΔU和U一起加人放大器的输人端，由于ΔU和U相差很大，受放大器动态范围的限制，会造成放大器的输出严重阻塞而得不到正确的检测结果。解决这一问题的方法通常采用交流电桥电路，使检测线圈的自身输出信号与参考线圈的输出信号相抵消，仅仅保留并输出电压变化量ΔU，这样，就能满足放大器动态范围的要求，有效地把ΔU放大到所需要的程度。
其次，温度变化对于检测结果也有明显的影响，涡流法检测是建立在涡流线圈视在阻抗变化量检测的基础之上，而金属的电导率不可避免的要受到温度的影响，导致检测线圈和被测体硬币的物理参数发生变化，对于定量检测，必然会使结果发生变化。
针对以上存在的问题，我们采取了以下方法加以解决，如图5所示：采用矩形对置线圈，消除了硬币位置偏移对检测结果带来的影响，同时可以适用不同尺寸的币种。L1和L2构成一组对置线圈，L3和L4构成一组对置线圈，4只线圈的参数必须完全一致。采用双联结构，提供了两次测量机会，通过数据分析和处理获得更加准确的检测结果。完全对称结构也可以有效地抵消温度对传感器带来的影响。增加温度传感器，对温度变化带来的金属的电导率变化的影响通过后期处理进行抵消，取得了良好的结果。
2.4 前置放大电路设计
交流电桥输出的信号通常为几毫伏到几十毫伏，带负载能力差，需要采用放大器进行放大，以便于后续电路的处理。普通仪表放大器带宽较窄，在系统工作的频带范围内会产生较大的相移。本系统采用三只高速运放AD8011构建了增益为20 dB的前置放大电路，该放大器在4 MHz时相移小于5°。图6为前置放大的电路的原理图。
图5 传感器原理图
图6 前置放大器
3 系统运行结果与分析
对该系统从检测结果的一致性、模块自身的稳定性、模块工作稳定性日推移进行了测试，实验还对系统对于在线检测的速度和剔币性能进行了检测，结果如下：
3.1 模块检测稳定性
3.1.1 单枚币检测值稳定性测试
任意取5枚硬币，分别进行300次重复测试，计算各枚币电磁参数的检测误差如表1所示。
可以发现，单枚币的检测参数在平均值的±3个数字量以内，测试误差L参数≤0.5%，R参数
表1 单枚币重复300次测试稳定性
3.1.2 模块工作稳定性（一天中各时间段）
任意取5枚硬币，在模块正常运行工作的同时，从早上10：00至下午3：00点分时段进行8次测试，每次测试投币100次，取其平均值，各枚币的电磁参数平均值的误差如表2所示。
表2 硬币的电磁参数平均值的误差
可以看出，在电磁参数检测模块长时间工作过程中，针对同一枚币不同时间点的测试误差L参数
3.1.3 模块工作稳定性日推移
取20 000枚硬币，每日进行一次跑币测试，将每日所有币测试数据求平均，其中每天电磁参数检测参数如图6所示。从图6可以看出，每天测试的参数值误差在1个数字量以内，误差L参数
3.2 检测速度
任取2万枚币进行批量检测并计时，全部检测完毕共费时23 min，计算平均检测速度达870 枚/min，检测期间通过软件检测瞬时最大检测速度达1 100 枚/min。
图7 模块工作稳定性日推移图
3.3 剔币稳定性
任取500枚硬币，把软件调至全废模式，进行全部剔废测试，通过每日3次共计8天的测试，所有硬币都被准确剔除，剔币准确率为100%，没有造成漏废。
4 结 语
本文设计了完整的硬币机读特征检测系统，采用相关检测方法实现了对硬币机读特征检测线圈的复阻抗变化进行检测。利用DDS的正交激励信号具有波生波形良好，频率、相位和幅值稳定的有点，有效地提高了对于微弱信号检测的灵敏度和稳定性，从本质上改善了对硬币差异形成的微弱信号的捕获能力，有利于实现硬币机读特征的在线检测。利用双联对置涡流传感器能有效地克服温飘，有效地提高信号的动态范围；同时提供两次检测信号，通过数据处理后可以获得更加准确的结果。检测结果表明该系统能够检测出硬币的微小的缺陷，具有良好的稳定性和可重复性。
致谢：该系统的研制过程中得到了南京造币厂的大力协助，在此表示感谢。
参考文献
[1] 徐庆，王章中.硬币·硬币材料·硬币流通[J].机械制造与研究， 2000（5）：30?31.
[2] 王永立.硬币及硬币材料的发展[J].材料科学与工程，1997（1）：66?68.
[3] 肖圣兵.电涡流传感器在人民币硬币识别系统中的应用[J].苏州大学学报：自然科学版，1996（2）：60?63.
[4] 杨林，冯冠平.智能化自动售货机钱币识别与分类系统的研究[J].仪表技术与传感器，1994（3）：33?34.
[5] 彭涛，罗飞路，许军.正交分解技术在涡流检测中的应用[J].计量技术，1997（4）：22?24.
[6] SEPHIN A. Feature extraction and selection for defect classification of pulsed eddy current [J]. NDT， 2008， 41： 46?476.
[7] CLAUZON T， THOLLON F， NICOLAS A. Flaws characterization with pulsed eddy currents [J]. IEEE transactions on magnetic， 1999， 35（3）： 1873?1876.
[8] YIN Wu?liang， PEYTON A J. Simultaneous measurement of distance and thickness of a thin metal plate with an electromagnetic sensor using a simplified model [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement， 2004， 53（4）： 1335?1338.
[9] YIN Wu?liang， PEYTON A J. Thickness measurement of non?magnetic plates using multi?frequency eddy current sensors [J]. NDT&E International， 2007 （40）： 43?48.
[10] SAFIZADEH M S， LEPINE B A， FORSYTH D S， et a1. Time?Fequency analysis of pulsed eddy current signals [J]. Journal of non destructive evaluation， 200l， 20（2）： 73?86.
硬度测量篇5
谁需要大容量笔记本电脑硬盘？
你有笔记本电脑吗？
你喜欢在笔记本电脑上玩大型游戏，或者播放高清视频吗？
你的笔记本电脑配置的硬盘容量是120GB甚至更少吗?
如果你的答案都是肯定的，那么“恭喜”你，你的笔记本电脑硬盘的剩余空间很可能已经所剩无几了！
只要你逛逛IT市场就会发现，很多主流游戏型和影音娱乐型笔记本电脑尽管CPU和显卡性能强劲、内存容量动辄1GB或2GB，但硬盘容量却多在160GB或160GB以下，稍早一些上市的笔记本电脑甚至只有80GB或40GB硬盘。在一两年前，也许这样小容量的笔记本硬盘是足够了，但现在的新游戏动辄数GB，安装游戏所需的硬盘空间加上安装文件本身的容量，如果没有超过10GB都不好意思说是“大作”。更厉害的还在于高清视频的流行，对于影音娱乐玩家来说，在看过了720p或1080p高清视频之后，几乎都会一发不可收拾，在高清的诱惑下开始不断下载和欣赏更多的高清视频。随便一部1080p高清视频的容量都在10GB以上，笔记本电脑硬盘装不了几部高清视频就会爆满。此外，由于笔记本电脑的硬件性能相比以前提升了很多，因此用它运行PhotoShop、AutoCAD、3DSMAX和MAYA等各种大型应用软件的用户也越来越多，这些软件生成的庞大文档也迅速占满了整个硬盘空间。
为了扩充笔记本电脑的硬盘容量，一部分用户计划为笔记本电脑更换一个大容量硬盘，毕竟相比CPU和显卡，在笔记本电脑上更换硬盘的操作步骤还是很简单的，卸载背面的螺丝，取下盖板就能更换，普通用户都可以自行操作。另一部分用户则考虑购买大容量笔记本电脑硬盘，再安装到移动硬盘盒中，当作移动硬盘来使用。因此，不论采用什么解决方法，都要购买大容量笔记本电脑硬盘，那么市场上有哪些产品可供大家选择呢？
市场上有哪些大容量笔记本电脑硬盘?
笔记本电脑上原配的硬盘有许多来自东芝和富士通，但这两家厂商并没有针对中国内地的零售市场推出笔记本电脑硬盘（零售市场上即便有销售，也并非行货，售后服务难以得到保障），因此大家在市场上看到的品牌主要是日立、希捷、三星和西部数据。那什么样的容量才算是大容量？对笔记本电脑硬盘而言，我们认为250GB和250GB以上才是大容量，相比大多数原配硬盘，其容量达到了2倍以上。目前，日立、希捷、三星和西部数据这四家厂商均有250GB和320GB容量的笔记本电脑硬盘，用户的选择面还是比较广的。
从价格上来看，目前各品牌的80GB和120GB产品均在300元左右，160GB产品的价格在400元左右，250GB产品的价格在500～600元之间，320GB产品的价格则在900元左右。按照硬盘每GB容量的成本来计算，250GB产品的性价比已经开始超越160GB产品，预计不久之后250GB产品将成为最具性价比的笔记本电脑硬盘。以上均指5400转硬盘，而7200转硬盘的价格还比较高，产品数量较少，并不是主流产品。用户在购买前还需要注意接口类型，笔记本电脑硬盘现在有SATA和EIDE两种接口，EIDE是老式接口，常使用在早期型号的笔记本电脑和移动硬盘盒上。现在主流的是SATA接口，两种接口的笔记本电脑硬盘的价格差距不大。
可以看到，大容量笔记本电脑硬盘的价格并非高不可攀，并且250GB产品还具有较高的性价比。因此，微型计算机评测室特别收集了市场上主流的大容量笔记本电脑硬盘进行对比测试，包括三款250GB产品（品牌和型号分别为西部数据Scorpio WD2500BEVS、希捷Momentus5400.4 ST9250827AS和日立Travelstar 5K250）和两款320GB产品（品牌和型号分别为西部数据ScorpioWD3200BEVT和日立Travelstar 5K320），均为5400转的SATA硬盘。需要说明的是，三星的250GB和320GB产品原定参加本次测试，但由于国际货运和审查的原因而错过了本期杂志的截稿时间，我们将在近期为大家报道这两款产品，并与本次横向评测的测试成绩进行对比，以便大家选购硬盘。
测试笔记本电脑硬盘，从实际出发
从实际应用上来说，评判一款硬盘是否优秀绝不能只考察它的性能，因此我们决定对这些硬盘进行综合测试，包括实际使用体验测试和传统的性能测试。
实际使用体验测试
硬盘的性能直接决定了数据传输的快慢，但用户在使用笔记本电脑时，并非时时刻刻都在传输数据，因此对硬盘性能的感受也许不会太明显。相反，每一次为笔记本电脑安装操作系统时，等待才是最让人难受的。这个等待时间的长短因不同的硬盘而异，选择一款等待时间短的硬盘有助于缓解用户的“痛苦”。因此我们在本次测试中，首先就将硬盘装入笔记本电脑中，并记下安装Windows Vista操作系统的时间。
其次，由于安装在笔记本电脑或移动硬盘盒中，硬盘的发热量、功耗、噪音和减震也必须关注。较高的发热量会加重笔记本电脑或移动硬盘盒的散热负担，反过来又造成笔记本电脑硬盘的温度过高，影响硬盘工作的稳定性和使用寿命。硬盘功耗的高低则会直接影响笔记本电脑的电池续航时间，而当作移动硬盘使用时，用户也要考虑USB接口能否为硬盘提供足够的供电。另外，硬盘在工作时马达和磁盘都会产生震动，由于长期安装在笔记本电脑中，震动越大对笔记本电脑其它部件的影响也越大，可能会引发一些莫明其妙的故障，因此硬盘的震动越小越好。硬盘是否静音也是非常重要的，相信没有用户希望自己的笔记本电脑或移动硬盘在工作时发出嘈杂的噪音。
此外还有一个有趣的测试，本次测试的大容量笔记本电脑硬盘都采用2张磁盘和4个磁头的设计，那它们的重量是一样的吗？也许测试会给你不同的答案。
综合以上，在非传性能统测试项目方面，我们将测试笔记本电脑硬盘的待机温度、满载温度、待机功耗、满载功耗、噪音、减震、重量和Vista安装时间。测试平台采用华硕F8sn笔记本电脑，这是一款面向影音娱乐的中高端产品，测试环境温度为28℃。Vista安装时间是指从选定安装分区后开始安装，到进入桌面为止。
性能测试
当然，笔记本电脑硬盘的性能也是不可忽视的，因此在传统测试项目上，我们使用HD Tune、HD Tach和 PCMark Vantage三款专业软件进行测试。其中HD Tune考察笔记本电脑硬盘的平均传输速率、随机寻道时间和CPU占用率。HD Tach考察平均写入速度和读取速度（以32MB zones模式测试）。PCMark Vantage则专门测试HDD Suite项目，它包含8个小项目，分项测试成绩为传输速度（单位为MB/s），数值越大越好。
HHD1：模拟Windows Defender反间谍软件进行扫描，硬盘性能越高、扫描时间越短。
HHD2：模拟运行《Alan Walk》游戏，在展现大量的世界场景并动态切换的时候，需要传输大量的数据流，硬盘性能越高、越能保证游戏流畅运行。
HDD3：模拟把照片导入Windows Photo Gallery，需要传输大量小文件，硬盘性能越高、照片导入时间越短。
HHD4：模拟启动Windows Vista操作系统，需要从硬盘载入大量数据，硬盘性能越高、启动时间越短。
HHD5：模拟Windows Movie Maker编辑视频，需要传输大容量文件，硬盘性能越高、编辑所需时间越短。
HDD6：模式Windows Media Center同时进行录像、时光平移和输出流媒体到Xbox360，硬盘性能越高、越能保证它们的流畅运行。
HDD7：模拟整理音乐库，硬盘性能越高、耗时越短。
HDD8：模拟同时开启多个应用程序，硬盘性能越高、程序启动的等待时间越短、不容易出现“假死”的现象。
原配硬盘表现平平
现在评测正式开始，我们决定先拿测试用笔记本电脑的原配120GB硬盘“开刀”，以便让大容量笔记本电脑硬盘能与它进行对比，大家可以自行判断是否值得升级。这款原配的日立120GB硬盘采用SATA 1.5Gb/s接口，具有8MB缓存，转速为5400rpm。
在该硬盘上安装Windows Vista操作系统需要19分钟，耗时较长。不过它的发热量和功耗较低，待机温度和满载温度仅为38℃和40.5℃，待机功耗不足1W，满载功耗也只有6W，有利于延长笔记本电脑的电池续航时间。而且它在运行时的噪音和震动都比较小，不容易令人察觉。此外，它是本次测试硬盘中重量最轻的硬盘之一，仅为96g。
从Windows Vista的安装中我们就可以发现，性能是这款硬盘最大的软肋。它的传输速度仅为30MB/s左右，PCMark Vantage的得分也只有1718。因此不论是从容量上讲，还是从性能上看，用户都有理由升级更大更快的笔记本电脑硬盘。
250GB组
西部数据Scorpio WD2500BEVS
我们测试的这款西部数据S c o r p i o250GB硬盘采用SATA 1.5Gb/s接口，型号为WD2500BEVS，具有8MB缓存，转速为5400rpm。它采用西部数据独有的WhisperDrive技术，并优化了硬盘搜索数据的方法，从而降低了硬盘的功耗和噪音。在可靠性方面，该硬盘还采用了ShockGuard技术和SecurePark技术，前者为硬盘的机械部件和磁盘表面提供减震措施；后者确保磁头不触碰磁盘表面，减少磁头磨损，从而提高使用寿命和非运行抗冲击性。
在西部数据Scorpio 250GB硬盘上安装Windows Vista操作系统需要18分钟的时间。它的功耗也比较低，待机功耗约为1W，满载功耗在8W左右，工作时噪音也比较小。不足的是，该硬盘的发热量稍大，待机温度和满载温度达到了42℃和44℃，并且运行时硬盘自身的震动较大。
性能方面，HD Tune测得的平均传输速度为44.7MB/s，随机寻道时间为18ms，CPU占用率为4.5％，HD Tach测得的写入/读取速度为41.3MB/s和46.8MB/s，属于250GB笔记本电脑硬盘的平均水平，但PCMark Vantage的得分较低，只有2355。总体上来看，它的性能并不突出。
日立Travelstar 5K250
日立Travelstar 5K250硬盘的容量为250GB，采用SATA 3.0Gb/s接口，具有8MB缓存，转速为5400rpm。为了提高硬盘的可靠性，该硬盘采用了日立独家的热飞行高度控制技术（TFC），严格控制磁头与磁盘之间的距离，减少软错误率，既保证了硬盘工作的可靠性，又提高了性能；它还采用TrueTrack技术，跟踪硬盘在受到冲击和剧烈震动环境中的精确度。依靠这些技术，Travelstar5K250硬盘具有工作时400g和非运行时1000g的抗冲击性能。
用日立Travelstar 5K250硬盘安装Windows Vista操作系统耗时约18分钟。它的功耗控制非常优秀，待机功耗不足1W，满载功耗仅为7W，同时待机温度和满载温度仅有40℃和42℃，并且噪音和硬盘自身的震动都非常小。因此在功耗、发热量、静音和减震方面，它都是本次参测大容量笔记本电脑硬盘中最优秀的。
不足的是，日立Travelstar 5K250硬盘的性能相对稍弱，HD Tune测得的平均传输速度为43.4MB/s，随机寻道时间为17.6ms，CPU占用率为4.3％，HD Tach测得的写入/读取速度为39.2MB/s和45.5MB/s，传输速度不是这款硬盘的强项。不过它的PCMark Vantage得分达到了2514，说明在实际使用中的表现还是不错。
希捷Momentus 5400.4 ST9250827AS
希捷Momentus 5400.4 ST9250827AS具有250GB容量，采用SATA 3.0Gb/s接口，具有8MB缓存，转速为5400rpm。由于采用了第二代垂直磁记录技术（PMR），增大了磁盘密度，显著提高了硬盘的性能。它具有QuietStep斜坡加载技术，在硬盘受到冲击或在剧烈震动环境下，磁头能够安全地停泊在斜坡内，避免触碰磁盘导致磁盘和磁头的损坏，它具有工作时320g和非运行时900g的抗冲击性能。
在这款硬盘上安装Windows Vista操作系统的时间达到了19分钟，耗时相对稍长了一些。它的发热量较小，待机温度和满载温度仅为40.5℃和42.5℃，静音效果和减震效果也很不错，噪音很小，几乎感觉不到任何震动。不足的是，该硬盘在满载运行时，功耗达到了10W左右，相对较高，好在其待机功耗仍只有1W。
希捷Momentus 5400.4 ST9250827AS的性能非常好，HDTune平均传输速度为49MB/s，随机寻道时间为16.7ms，CPU占用率为4.9％，HD Tach写入/读取速度为44.5MB/s和51.1MB/s，PCMark Vantage得分为2505。在250GB硬盘组中，该硬盘的数据传输速度是最快的，而且与320GB硬盘相比也毫不逊色。并 且它的随机寻道时间仅为16.7ms，是全部参测硬盘中最快的，能为用户提供最快的响应速度。
320GB组
西部数据Scorpio WD3200BEVT
Sc o r pio 320GB硬盘是目前西部数据笔记本电脑硬盘中唯一一款支持SATA3.0Gb/s标准的产品，型号为WD3200BEVT，具有8MB缓存，转速为5400rpm。它同样采用了西部数据独有的WhisperDrive技术和优化的数据搜索方法，降低硬盘的功耗和噪音。它也采用了ShockGuard技术和SecurePark技术，提高硬盘的使用寿命和非运行抗冲击性。
在本次测试中，西部数据Scorpio 320GB是性能最优秀的一款笔记本电脑硬盘。在该硬盘上安装Windows Vista操作系统所花的时间最少，只需要17分钟左右。HD Tune测得的平均传输速度为49MB/s，随机寻道时间为17ms，CPU占用率为5.4％，HDTach测得的写入/读取速度为45.6MB/s和51.9MB/s，PCMarkVantage得分为2529，它的速度可谓“笑傲群雄”。
不足的是，它在满载运行时功耗达到了11W（待机功耗只有1W），待机温度和满载温度高达42.5℃和46℃，并且硬盘在工作时自身震动稍大。
日立Travelstar 5K320
日立Travelstar 5K320硬盘的容量为320GB，采用SATA3.0Gb/s接口，具有8MB缓存，转速为5400rpm。与Travelstar5K250硬盘相同，该硬盘也具有日立独家的热飞行高度控制技术和TrueTrack技术，增加硬盘的可靠性。
在这款硬盘上安装Windows Vista操作系统需要18分左右的时间。与Travelstar 5K250相同，Travelstar 5K320硬盘在功耗、发热量、静音和减震方面做得非常好。待机功耗和满载功耗仅为1W和9W，待机温度和满载温度也只有40℃和42.5℃，噪音几不可闻，也几乎不感觉到硬盘工作时的震动。
Travelstar 5K320的数据传输速度在320GB笔记本硬盘当中属于中等水平，HD Tune测得的平均传输速度为47.2MB/s，随机寻道时间为18.6ms，CPU占用率为4.5％，HD Tach测得的写入/读取速度为43.7MB/s和49.7MB/s。不过它的PCMark Vantage得分高达2648，说明在实际使用中用户可以得到满意的使用体验。
测试总结
总体水平差距不大
从整个测试来看，尽管本次测试的五款大容量笔记本电脑硬盘的各项成绩均不相同，但在实际使用的感受上可能差别并不会很大。例如我们对静音和减震的测试属于极端化测试，目的是为了分出高下，但多数用户在实际正常使用的条件下可能无法察觉到它们的差别。
我们可以看到，安装Windows Vista操作系统时，大容量笔记本电脑硬盘的耗时在37分钟到39分钟之间，基本上五款笔记本电脑硬盘都处于同一水平。
在发热量和功耗方面，五款硬盘在待机状态下的差距也很小，只在满载运行时，各款硬盘表现各异。而这种差距对用户来说表现是否明显，则主要取决于用户使用笔记本电脑的方式。如果用户大多数时间在浏览网页或办公写作，硬盘大多数时间保持在待机状态下，那么各款硬盘的差距就不容易察觉；如果用户常常用笔记本电脑玩游戏、看电影，硬盘经常处于工作状态，那么满载功耗高的硬盘就会缩短笔记本电脑的电池续航时间，满载温度高的硬盘也会导致笔记本电脑发热量较大，笔记本电脑可能会提高智能风扇的转速，又导致噪音增大。
技术水平相当
从我们的实际使用体验测试可以看到，日立、希捷和西部数据三家厂商在产品技术的水平上是大致相当的。这是因为硬盘最重要的两个部件――磁头和磁盘均出自一两家上游厂商，硬盘厂商的工作主要是制造硬盘成品。此外，各种磁头飞行高度控制技术、磁头停泊技术和降噪减震手段尽管名称各不相同，但技术原理和方法相差不大。
五款产品各有千秋
尽管总体水平的差距不大，技术水平相当，但我们非要拿放大镜来看本次测试的五款产品时，它们仍然有着各自鲜明的优缺点。笔记本电脑用户和移动硬盘用户可以根据自己的实际需要来进行选择。
西部数据Scorpio WD2500BEVS：满载功耗低、噪音小，发热量大、震动稍大。
日立Travelstar 5K250：满载功耗低、发热量小、静音和减震效果优秀，在250GB硬盘组中性能稍弱。
希捷M o m e n t u s 5 4 0 0 . 4ST9250827AS：发热量小、静音和减震效果不错、性能好，Vista安装时间稍长、满载功耗大。
西部数据Scorpio WD3200BEVT：Vista安装速度快、性能优秀，满载功耗稍大、发热量大、震动稍大。
日立Travelstar 5K320：满载功耗低、发热量小、静音和减震效果优秀、性能不错，随机寻道时间稍高。
硬度测量篇6
1 胃泌素水平的检测
近几年，肝硬化并发胃泌素血症已引起高度重视，而肝功能损害与血胃泌素水平的关系尚无明确定论，由于肝硬化时体内多种激素代谢可发生障碍，而胃泌素主要是由胃窦及十二指肠G细胞分泌的消化道多肽类激素，能扩张血管、刺激壁细胞分泌盐酸，有学者认为肝硬化患者存在高胃泌素血症。研究表明，肝硬化时患者血清胃泌素含量较正常人高，且含量随肝功能下降而递增，因此测定肝硬化病人血清胃泌素水平对判断肝脏损害有一定的价值。
2 甲状腺素、性激素及促性腺素的检测
甲状腺素包括三碘甲状腺原氨酸（T3）、甲状腺素（T4）、反T3（γ-T3）的检测。性激素有卵泡刺激素（FSH）、促黄体生成素（CH）、黄睾酮（T）、雌二醇（E）和泌乳素（PRL）。肝硬化患者T3、T4明显低于正常人，γ-T3呈增高；FSH、CH和PRL高于正常人，提示肝功能受损可能是导致肝硬化患者T4和性激素分泌异常的重要原因，γ-T3、T和PRL对判断肝纤维化程度有明显的意义。
3 血清甘油三酯测定（TG）
由于肝脏参与了TG的合成与处理，肝硬化患者血清TG水平高低可反映肝硬化严重程度，有资料表明TG＜1.6mmol/L可作为肝硬化的诊断依据之一。
4 血清蛋白类与层粘蛋白（LN）的检测
肝纤维化时白蛋白减少、球蛋白增高，目前在临床上常用来作为肝纤维化的诊断依据；另外LN的含量随肝病变程度为重而升高，尤以肝硬化明显。
5 血清总胆汁酸与透明质酸的测定
国内外学者对肝硬化HA的研究表明，肝硬化时HA比慢活肝及正常人显著升高，认为HA能很好地反映已生成的纤维程度，而血胆汁酸浓度与Childpugh分级有关，C＞B＞A，均认为血清TBA可作为肝硬化严重程度的判断指标［1］。
6 血小板分析及血小板聚集功能的检测
血小板多以三项参数PLT、平均血小板体积（MPV）、血小板压积（PCT）为判断对象。有学者对肝硬化患者的血小板三项参数及聚集功能进行测定，发现在肝硬化患者中PLT、MPV、PCT明显降低，认为可作为衡量肝硬化出血的指标，亦可作为肝硬化程度的指标。
7 血浆内皮素-1（ET-1）的检测
ET-1是一种在全身各组织广泛表达的血管收缩肽，肝脏合成ET-1部位主要在间质细胞及肠道上皮细胞，肝硬化患者血浆ET-1水平明显增高，且在肝功能Child分级中有C＞B＞A的规律。故认为肝硬化患者ET-1可反映肝硬化的严重程度。
8 肿瘤坏死因子（TNF-α）的检测
肝硬化TNF-α水平明显增高且在肝功能Child分级中呈现C＞B＞A规律，也证实了TNF-α水平可反映肝硬化的严重程度。
9 肝硬化时酶学的检测
肝纤维化的主要病理改变为细胞外基质产生过多和分解减少，致使肝组织中细胞外基质过度沉积在此过程中，参与此过程中的酶点也相应改变，通过对以下主要相关酶类的检测，对肝纤维化的诊断有价值。
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9.1 腺苷脱氨酶（ADA） 肝硬化病人ADA活力随肝纤维化程度而递增，肝硬化＞慢活肝＞慢迁肝，ADA可作为肝硬化的参考指标。
9.2 N-乙酰β-葡萄糖醛酸苷酸（β-NAG） 肝硬化病人明显高于正常人群，可很好地反映肝纤维化程度。
9.3 单胺氧化酶（MAO） MAO升高与肝纤维化程度平行，可在一定程度上作为肝硬化早期诊断的敏感性指标。
9.4 脯氨酰羟化酶（PH） PH水平与肝纤维化程度呈正相关，目前认为可初步估计肝纤维化程度。
9.5 α-L-岩藻糖苷酶（AFU） AFU可作为肝硬化与肝细胞肝癌的一个新的诊断指标。
10 血清纤维结合受体（FNR）检测
FNR在肝脏损伤后，肝纤维化可致FNR配体增加并使FNR合成，进而引起血清中的FNRβ-亚单位增多。有学者对肝硬化患者血FNR进行检测表明，血清FNR水平增高与肝硬化的严重程度相关，提示血清FNR可能是反映肝纤维化程度更为有用的标志。
11 葡萄糖的检测
由于肝硬化患者的糖原的合成降低致使糖原含量低，但80%的肝硬化患者有糖耐量异常，这些患者伴有高胰岛血症以及胰岛素抵抗，致使肝硬化患者葡萄糖量大大减低，且有资料表明糖的降低也与肝纤维化程度相关［2］。
12 胶原蛋白检测
自研究人员发现肝细胞内存在大量的胶原合成，在肝脏中胶原蛋白约占蛋白总量的5%～10%。当肝发生纤维化时，胶原蛋白可增加至50%左右，因此对以下主要的胶原蛋白测定可以不同程度地反映肝纤维化的状况。
12.1 血清Ⅲ前型胶原（pⅢ）的检测 pⅢ是由细胞内合成后分泌至血中，pⅢ经内脏酶水解切下的氨基端肽叫Ⅲ型前胶原肽即pⅢp，有学者对pⅢ检测发现肝纤维化病人显著高于正常人，且与肝纤维化程度呈正相关。
12.2 Ⅲ型胶原的检测 Ⅲ型胶原是肝脏中细胞外液的成分，占肝内胶原的40%～45%，主要分布在门静脉区及肝窦，是在肝纤维化早期增加较为明显，故认为Ⅲ型胶原的增高是肝纤维化程度的指标。
12.3 Ⅳ型胶原肽的检测 Ⅳ型胶原肽是肝脏间质基底膜的成分，即肝脏中所含胶原的主要成分之一，若在肝纤维化血清中含量增高表示肝纤维化处于活动状态，还可提示肝纤维化有进行性发展和加重。
另外，还有如血清Ⅲ型胶原肽和PGA指数的测定及PZ-肽酶等的检测，由于这些检测的费用问题及试剂的来源问题，目前以上述几种检测为主。
13 EDCS物质的水平变化
内源性洋地黄物质（EDCS）是由丘脑下部产生的小分子物质，是一种内源性Na＋-K＋-AID所抑制物，其化学本质可能是一种结构类似地高辛的小分子物质。国内外医学报道EDCS的升高和肝功能障碍关系密切，反映肝硬化及其发展情况，它的升高可能与肝脏代谢、灭活功能有关［3］，在一定程度上反映了肝硬化的严重程度。
综上所述，要想正确指导肝硬化的临床用药，必需进行可行性程度高的相关检查，提高肝硬化的诊断率。只有这样才能做到既明确治疗方案，又节省了诊疗时间和病人的医疗费用。
【参考文献】
1 袁苏徐.血清TBA对肝硬化严重程度的判断价值.临床荟萃，1999，14（10）：457.
2 梁扩寰.肝脏病学.北京：人民卫生出版社，2003，2，130-132.
3 詹强，郭继忠.肝硬化患者血浆内源性类洋地黄物质水平的变化.新医学，1999，30（5）：276-277.
硬度测量篇7
今年早些时候，我们测试过希捷新一代的超薄SSHD固态混合硬盘。最近，我得到了最新的希捷消费级600固态硬盘和2.5英寸超薄笔记本电脑硬盘，下面就请与我一起来探一探他们的性能吧。
首款消费级SSD
虽然早在2009年希捷就推出了企业级固态硬盘Pulsar，但面向个人端的固态硬盘存储产品还是迟来了一步，直至今年5月才推出了消费级600系列固态硬盘。
希捷600消费级固态硬盘采用SATA 3.0接口，配有标准15Pin硬盘电源接口，标准2.5英寸硬盘规格，磨砂黑色铝制外壳，并配以银色钢板，有120GB、240GB、480GB三种容量，厚度有7mm和5mm两种。这次我们拿到的希捷600消费级固态硬盘是240GB容量，厚度为7mm，型号为ST480HM000。
希捷600消费级固态硬盘采用8颗32GB容量东芝19nm制程Toggle 2.0 MLC NAND Flash，并配以2颗128MB美光DDR2-800缓存颗粒。虽然从NAND Flash到缓存颗粒都使用了较为常见的产品，但是希捷并没有使用独立研发的主控芯片，也没有使用我们常见的Marvell、SandForce解决方案，而是采用Link A Media的LM87800AA主控芯片。这款主控虽不常见，但曾被用于海盗船Neutron/Neutron GTX固态硬盘上，市场反响还不错。
测试平台我们用的是英特尔i7-3770K处理器，Z77芯片组主板，配以8GB DDR3内存，操作系统为Windows 7 Ultimate 64bit+SP1，测试的项目为AS SSD Benchmark、PCMark Vantage存储测试和PCMark 7存储测试。测试结果为：AS SSD Benchmark持续读写性能分别为507.7MB/s和431.16MB/s超过了其标称的持续读写500MB/s和400MB/s；16队列深度4K数据随机读写达到了73862IOPS和83519IOPS，这与希捷标称的随机读写80000IOPS和70000IOPS稍有出入，但在QD16队列深度情况下性能还是不错的。在PCMark Vantage存储测试中得到了68666分，而PCMark 7存储测试中得到了2639分。这样的成绩已经超过了我曾测试过的Sandisk Extreme一代和Extreme二代两款顶级硬盘的性能。
希捷600消费级固态硬盘提供3年质保，按照其设计的每天写入40GB，3年可写入43800GB，对于一般消费级用户来说，非重度读写的日常操作已经足够使用了。
最薄的小本HDD
5mm对于机械硬盘来说是一个不可思议的厚度，与我们常见的笔记本电脑中安装的12.5mm、7mm硬盘不同，希捷2.5英寸超薄笔记本电脑硬盘是专为进军平板电脑市场而设计。
希捷2.5英寸超薄笔记本电脑硬盘可以解决平板电脑存储空间有限，Nand Flash颗粒成本高的问题，使平板电脑实现大容量存储成为可能。5mm这个厚度规格还是希捷首创，其他品牌还没有见到类似的产品出现。在ComputeX 2013期间希捷的会上，希捷展示了其使用2.5英寸超薄笔记本电脑硬盘的平板电脑。不过这个平板电脑还仅仅是一个工程样机，目前还没有上市。不过，希捷已经在推行5mm机械硬盘与ODM的合作，稍后应该就会有产品上市了。
希捷2.5英寸超薄笔记本电脑硬盘分别有320GB和500GB两种容量，接口部分与我们常见的硬盘没有任何不同，同样采用SATA 3.0接口和15Pin标准硬盘电源接口，安装孔位和固定方式都没有改变。这次我们得到的是500GB容量产品。它采用了单碟500GB设计，转速为5400rpm，内置16MB缓存。
测试部分我们选用的测试平台与测试希捷消费级600固态硬盘的一样，不过测试软件更换为HD Tune，以及PCMark Vantage存储测试。为了方便大家比较，我们引入了同是5400rpm的希捷Momentus 500GB硬盘来进行比较。测试的结果为：HD Tune平均读写速率为83.7MB/s和80.9MB/s，相比Momentus的65.2MB/s和63.7MB/s要快了28%；通过PCMark Vantage磁盘存储测试的得分为4211，相比Momentus的3354分提高了26%。
-郭壮
工程师寄语?
硬度测量篇8
关键词：软化；垃圾渗滤液；纳滤浓缩液；高硬度高碱度
中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：1674-9944（2015）12-0212-04
水硬度包括暂时硬度（酸式碳酸盐引起）和永久硬度（硫酸盐，氯化物等引起），软化方法包括化学法、离子交换法等方法。离子交换法对钙镁离子没有进行彻底去除，再生时同样存在系统中，所以多用于食品行业。化学法能够将钙镁离子以沉淀的方式彻底除去，且方便，廉价，能够满足软化目的要求。常用药剂有石灰、纯碱、氢氧化钙等。针对水中硬度的存在形式，常见的处理方式有石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-石膏处理法等[5～8]。本实验原水取自鞍山某垃圾卫生填埋场纳滤浓缩液，该纳滤浓缩液碱度远大于硬度，且暂硬高、钙硬低。实验研究了氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠的不同组合方式处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液，考察各药剂用量对硬度去除效果的影响，另外，对处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液难降解有机物的研究， Fenton方法采用较多，因此本论文增加了对圾渗滤液膜滤浓缩液经Fenton处理后出水的软化研究[9]。从而降低水中硬度，提高膜运行效率，减轻管道堵塞。
2实验材料和方法
2.1实验材料
实验原水取自鞍山某垃圾卫生填埋场经二级A/O+MBR+NF处理后的纳滤浓缩液，其水质指标见表1。从表1可以看出，纳滤浓缩液的碱度远大于硬度，且暂硬高，碱度多以重碳酸盐形式存在。钙硬度相对较低，硬度多以镁硬为主。
表1纳滤浓缩液水质
指标单位数值硬度mg/L3980钙硬度mg/L526暂硬mg/L3010电导率ms/cm38.35碱度mg/L15200pH值--8.63Fenton后硬度mg/L3530Fenton后钙硬度mg/L78.4注：硬度、钙硬度、碱度均以碳酸钙计
2.2试验方法
氢氧化钠软化：在4个烧杯中加入200 mL纳滤浓缩液，分别加入30%氢氧化钠，调节pH值为9、10、11、12，搅拌20 min，静止30 min，取上清液测量硬度。
氢氧化钠/氢氧化钙软化：在10个烧杯中分别加入200 mL纳滤浓缩液，分为两组，第一组先加入300 mg/L的氢氧化钠，将pH值调到10.5后，分别加入氢氧化钙，投加量为1 000、1 500、2 000、2 500、3 000 mg/L，搅拌30 min，沉淀30 min，取上清液测硬度和钙硬度。第二组先加入与第一组等量的氢氧化钙，搅拌15 min后，加入与第一组等量的氢氧化钠溶液，搅拌15 min，沉淀30 min，取上清液测其硬度和钙硬度。
Fenton后氢氧化钙+纯碱软化：在6个烧杯中分别加入200 mL经Fenton处理后的纳滤浓缩液，分别投加2 000、2 200、2 400、2 600、2 800、3 000 mg/L的氢氧化钙，搅拌30 min，静止30 min，取上清液测量硬度及钙硬度，确定氢氧化钙的最佳用量；在8个烧杯中分别加入200 mL经Fenton处理后的纳滤浓缩液，分别加入最佳用量的氢氧化钙，搅拌10 min，分别投加3 500、3 600、3 700、3 800、3 900、4 000、4 100、4 200 mg/L的纯碱，搅拌30 min，静止30 min，取上清液测量硬度及钙硬度。
Fenton后氢氧化钠软化：在6个烧杯中加入200 mLFenton处理后的纳滤浓缩液，分别投加2 200、2 400、2 600、2 800、3 000、3 200 mg/L的氢氧化钠，搅拌30 min静止，取上清液测量硬度。
2.3分析方法
硬度采用以铬黑T为指示剂EDTA络合滴定法测定；钙硬度采用以钙黄绿素为指示剂EDTA络合滴定法测定；pH值采用PHS-25玻璃电极pH计测量[10]。
参考文献：
[1]王庆国，乐晨，等.烧碱软化-混凝沉淀-电化学氧化法处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液的研究[J].环境科技，2014，27（3）：26～30.
[2]许丽华，戚丽，刘恩华，等.纳滤/反渗透/石灰混凝法深度处理垃圾渗滤液[J].水处理技术，2012，38（4）：96～99.
[3]薛丹丹，刘丹，李军，等.垃圾渗滤液输送管道结垢原因分析[J].四川环境，2008，27（6）：9～12.
[4]孙锋，潘大伟.水的硬度对反渗透膜结垢的影响研究[J].广东化工，2013，40（23）：24～25.
[5]曹霞.去除水中硬度处理方法探讨[J].西南给排水，2012，34（5）：37～40.
[6]张程，刘成，胡伟.复配药剂软化法对地下水中硬度的去除效能研究[J].中国给排水，2014，30（7）：43～46.
[7]Seo S J，Jeon H，Lee J K，et al.Investigation on removal of hardness ions by capacitive deionization（CDI）for water softening applications[J].Water Res，2010，44（7）：2267～2275.
[8]田伟，单绍磊，郭中权，等.高温高盐矿井水药剂软化处理的试验研究[J].能源环境保护，2012，26（1）：30～32.
[9]徐棘士，汪诚文，王迪.UV-Fenton工艺对垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理效果及影响因素研究[J].环境工程技术学报，2013，3（1）：65～70.
[10]国家环保总局.水和废水检测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2002.