Определение коррелированной цветовой температуры натриевой лампы

Диаметр скважины, мм
Глубина вертикальных скважин, м
Коэффициент крепости породы	8-18
Техническая производительность, м/ч	25-12
Угол наклона скважины к вертикали, градус	0; 15; 30
Масса станка, т	Н. д.

 

Определение параметров взрывных работ:

2. Линия сопротивления по подошве:

где – диаметр скважины для выбранной модели бурового станка, м.

 

Проверка величины линии сопротивления по подошве по возможности безопасного оббуривания уступа:

, где с=2м – безопасное расстояние от верхней бровки уступа до ближайшей точки опоры станка; - угол откоса уступа, градус.

ctg70^o=0,364

.

3. Глубина перебура:

 

4. Длина забойки:

1.2.4. Длина заряда ВВ:

5. Глубина скважины:

6. Расстояние между скважинами в ряду:

где m= - коэффициент сближения скважин.

7. Величина общего заряда ВВ:

8. Вместимость 1 м скважины:

9. Проверка массы заряда ВВ по условию вместимости в скважину:

10. Расстояние между рядами скважин при многорядном короткозамедленном взрывании (КЗВ):

11. Ширина взрывной заходки:

где n – число рядов скважин.

12. Высота развала при многорядном короткозамедленном взрывании:

13. Ширина развала (от линии первого ряда скважин):

14. Объем взрывного блока из расчета подготовленности для экскаватора запаса взорванной горной массы на двухнедельный срок:

где - суточная эксплуатационная производительность экскаватора (раздел «Экскавация»), .

15. Длина взрывного блока:

16. Число скважин во взрывном блоке:

17. Высота горной массы с 1 м скважины:

Определение парка буровых станков карьера:

18. Общая длина скважин, которую необходимо пробурить за год:

где - годовая производительность карьера по скальной горной массе, ;

- коэффициент потерь скважин; h = 1,1.

В случае, если подготовка всей горной массы в карьере осуществляется буровзрывным способом А_гм = А_в + , где , А_в - годовая производительность карьера по полезному ископаемому и вскрышным породам соответственно, м³;

к_т = 2,6 м³ /т - текущий коэффициент вскрыши. = 26 млн. т; g = 3,1 т/м³

А_в = k × = 67,6 млн. м³; А_гм = = 76 млн. м³

19. Необходимое количество буровых станков в карьере:

где - сменная производительность бурового станка, м/смена (60…100);

- количество смен бурения одним станком в году, смен.

20. Списочное количество буровых станков:

где =1,2 – коэффициент резерва.

 

ОТЧЕТ

по лабораторной работе

«Измерение диэлектрических характеристик подложек интегральных схем в СВЧ диапазоне»

 

 

Лабораторную работу выполнил студент гр. 33425

Оконешников А.А.

Допуск к работе получен

_________________________

«28» апреля 2015г.

Лабораторная работа зачтена

________________________

«__»_________ 2015г.

 

Санкт-Петербург

Цель работы:

1. Приобрести практические навыки измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектриков на сверхвысоких частотах резонансным методом.

2. Исследовать диэлектрические характеристики ситалловых подложек микросхем в СВЧ диапазоне.

 

Задание:

Измерить диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь ситалловых подложек микросхем в диапазоне частот от 900 МГц до 1000 МГц.

 

Теоретическая часть:

Для описания свойств диэлектриков в переменных электрических полях используют комплексную диэлектрическую проницаемость ε. = ε΄ – i ε˝, где i = −1. Действительная часть (ε΄) этой величины, называемая диэлектрической проницаемостью, определяется обусловленным поляризацией электрическим током, опережающим по фазе на угол π ⁄2 вектор напряженности электрического переменного поля. Мнимая же часть (ε˝) определяется током, находящимся в фазе с полем, и характеризует поглощенную диэлектриком энергию электрического поля. В связи с этим она и называется фактором диэлектрических потерь. Отношение ε˝⁄ε΄ называется тангенсом угла диэлектрических потерь (tgδ) и численно равно доле запасенной в диэлектрике энергии, необратимо рассеиваемой в виде тепловых и других потерь за один период колебаний электрического поля.

Комплексная диэлектрическая проницаемость как макроскопическая характеристика материала сохраняет свой смысл в диапазоне частот, начиная от f ≈ 0 до f ≈ 10¹⁵ Гц, т.е. охватывая диапазон низких частот, радиодиапазон, СВЧ-диапазон и диапазон оптических частот. Это объясняется тем, что во всем этом диапазоне частот материал остается непрерывной средой для электромагнитных волн. Однако, в диапазоне СВЧ (10⁹–10¹⁰ Гц) длина волны электромагнитного излучения становится уже сравнимой с размерами исследуемого образца. Поэтому для описания распространения электромагнитной волны в веществе необходимо пользоваться уравнениями Максвелла, а не уравнениями Кирхгофа. Кроме того, для локализации и распространения электромагнитных волн в СВЧ-диапазоне требуются цепи не с сосредоточенными (конденсатор, катушка индуктивности), а с распределенными параметрами («длинные», коаксиальные, волноводные и полосковые линии).

 

Методика эксперимента:

Работа проводится на измерителе коэффициента стоячей волны (КСВ) Р2-54, состоящего из двух блоков: блока генератора качающейся частоты (ГКЧ) с блоком управления и генератором СВЧ–сигнала в сантиметровом диапазоне и индикаторного блока.

 

Рис. 1 – Блок схема измерительной установки: 1 — высокочастотный аттенюатор; 2 и 3 — направленные ответвители падающей и прошедшей волны, соответственно

Блок управления имеет несколько режимов качания частоты СВЧ-генератора и обеспечивает горизонтальную развертку осциллографического экрана индикаторного блока, которая пропорциональна изменению частоты СВЧ-генератора. Индикаторный блок регистрирует отношение амплитуды СВЧ волны, прошедшей через резонатор, к амплитуде падающей волны и выводит эту информацию на вертикальную ось осциллографического экрана. Таким образом, аппаратура позволяет наблюдать резонансную кривую резонатора с образцом диэлектрика и без образца и измерять ее резонансную частоту и ширину резонансного пика.

 

Рабочие формулы:

Образец лежит на дне резонатора:

Диэлектрическая проницаемость:

(1),

где l – высота резонатора; d – толщина образца; f_0­ – резонансная частота резонатора без образца; f - резонансная частота резонатора с образцом.

Тангенс диэлектрических потерь:

(2), где Q – добротность резонатора без образца; Q₀ – добротность резонатора с образцом.

(3),

где – ширина резонансной кривой без образца.

(4), где – ширина резонансной кривой с образцом.

 

Результаты и их обсуждение:

d =3,05 мм

l =37,95 мм

Таблица 1

№ изм.	Измерения без образца
f0, МГц	f0-<f0>, МГц	f01, МГц	f02, МГц	Δf0 = f02-f01, МГц	Δf0-<Δf0>, МГц
		-1,8
		-0,8
		0,2
		0,2
		2,2

 

<f₀>= =9092,80 МГц

<Δf₀>= = 2 МГц

Таблица 2

№ изм.	Измерения с образцом
f, МГц	f-<f>, МГц	f1, МГц	f2, МГц	Δf = f2-f1, МГц	Δf-<Δf>, МГц
		-0,8
		0,2
		0,2
		-0,8
		1,2

<f>= =9068,80 МГц

<Δf>= = 2 МГц

 

Добротность резонатора без образца:

 

Добротность резонатора с образцом:

Диэлектрическая проницаемость:

Тангенс диэлектрических потерь:

Расчет погрешности измерений:

δl =0,5 мм

δd =0,025 мм

δf_приб =0,5МГц

Погрешности определения резонансных частот и ширины резонансных полос определяется как погрешности многократных измерений:

0,663*1,2+0,5 = 1,27 МГц

0,374*1,2+0,5 = 0,93 МГц

1*1,2+0,5 = 1,66 МГц

1*1,2+0,5 = 1,66 МГц

Погрешности диэлектрической проницаемости образца, добротности резонатора и тангенса диэлектрических потерь образца определяются как погрешности косвенных измерений:

Δεʹ=

=0,195

3763,9

3765,5

Δ tg δ =

=3,37·10^-6

 

Окончательные результаты:

f_{рез б/о}=<f₀>±δf₀ =9092,8±1,3 МГц

f_{рез с/о}=<f>±δf= 9068,8±0,9 МГц

f_{шир б/о}=<∆f₀>±δ∆f₀ =(2,0±1,7) МГц

f_{шир с/о}=<∆f>±δ∆f =(2,0±1,7) МГц

Q₀ =(5,0±4,0)*10³

Q =(5,0±4,0)*10³

=1,49±0,20

=(8,0±3,0)*10^-6

Вывод:

В результате данной лабораторной работы я приобрел навыки измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь резонансным методом. Измерил параметры резонансной кривой, толщину образца, высоту резонатора и по полученным значениям вычислил диэлектрические характеристики ситалловой подложки микросхемы.

Определение коррелированной цветовой температуры натриевой лампы

Теоретическая часть:

Так как натриевая лампа имеет линейчатый спектр излучения и практические полностью излучает свет в желто-оранжевой зоне, ее нельзя замерять колорметром, так как он будет давать ошибку. В этой лабораторной работе мы попробуем определить цветовую температуру натриевой лампы.

Технические данные:

· Экспонометр Seconic L758-D

· Колорметр Minolta Color Meter 2

· Визуальный компаратор

· Светотехническая скамья

· Эталонная лампа накаливания

· Натриевая лампа

 

Ход работы:

Между двух испытуемых источников света – эталонной лампой накаливания и натриевой лампой мы поставили компаратор. Меняя напряжение на эталонной лампе накаливания и перемещая компаратор, добились одинаковой визуальной цветности и яркости приборов. Напряжение на эталонной лампе – 60В.

Затем с помощью колорметра определили цветовую температуру (Т_цв), light balancing (LB) и color compensating (CC):

 

 

	Натриевая лампа	Эталонная лампа
T	LB	CC	T	LB	CC
Плёнка тип D (5500K)		-231	+6		-329	+1
Плёнка тип B (3200K)	-103	+6	-200	+1

 

Вывод:

Как видно из опыта, нельзя доверять ни оценке натриевой лампы «на глаз», ни колорметру. Доведение двух источников «на глаз» ненадежно в силу человеческого фактора и разницы восприятия цветности глазом человека и пленки. В случае же с колорметром, он дает ошибочные показания из-за того, что спектральное пропускание синего, зеленого и красного фильтров колорметра не соответствует спектральному составу света натриевой лампы. Единственно возможный на мой взгляд вариант съемки – по пробам на конкретную пленку и дальнейшей коррекцией света.