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我們曾經研發過一種新型傳感器，用來探測鋼材內部的沖擊波形。這意味著必須提供周期性的傳感信號，也就是說需要周期性的信號源。這項工作的挑戰在于必須很快做完，開銷也要盡量低，因為產品還處在開發早期，分配到的資金不多。 我們需要的輸入傳感信號是一種在金屬表面傳播的沖擊波形，傳感器就安放在金屬上。因此，能夠實現周期性地發出完美的信號，振幅必須符合要求——這比較難實現。 為此我們進行了很多嘗試，其中包括周期性地用一種氣動裝置做小球墜落試驗，得到的信號相當穩定，但很費事。 有天一位與我們一同工作的項目顧問說他找到了一種方法，甚至還把自己的發現寫成了報告公布出來——他的方法是，把采用聲波探測儀的壓電單元綁定在圓盤上，用函數發生器實現周期振動，當函數發生器設定的頻率和圓盤的共振頻率相等的時候，傳感器就能產生漂亮的周期信號。真是突破！我們的顧問準備把自己的發現寫成論文發表，因為實現得如此之好！ 后來我們就購買了一個頻率相同的函數發生器，打算重現他的完美結果。有意思的是，我從傳感器上探測到的信號比他存儲在示波器上的弱很多，而且噪聲也多了很多，但我們使用的是泰克同一款示波器。 我的實驗進行了幾個小時，就是無法實現接近的結果。后來接地線斷掉了。突然我發現了同樣顯著、完美且低噪的信號！示波器幾乎沒有顯示任何的信號延遲——問題至此已經很清楚了。觸發信號立即激發了圓盤，雖然傳感器距離圓盤的距離還有6英寸的距離。 雖然沖擊信號在金屬中傳播速度有3km/秒，但我知道應該有千分之幾秒的延遲。接著我發現是接地線斷開了。現實很悲劇——我看到的完美信號是驅動器電容耦合信號。之前的金屬圓盤接地去除了所有的同步信號，只剩下噪聲延時的信號，相當差。我斷開再連接接地信號，反復幾次后發現確實是如此。 我寫了一份報告描述操作過程和得到的結果，然后和我的老板進行了討論。他看上去松了口氣，因為我的發現他不是沒有注意到，他應該自己就一早發現的。同時他對方法沒有奏效而感到失望。我現在得自己想辦法了，我還以為之前的是個好想法呢。 很快解決方法就有了：把驅動元件集中放置，減少傳遞到圓盤過程中的損耗。我的做法是把驅動裝置綁定在鋁盤0.01英寸厚的一側，把傳感器放在另一側。現在就可以接地了，斷開驅動元件和地的連接，驗證確保電容信號不會通過。這樣就可以只觀測傳遞的機械信號，而避免了電容耦合產生的信號。我們昂貴的顧問也承認這種做法是合理的。 我們用了幾次背靠背放置驅動裝置和傳感器的方法，每次測試的結果都發現，一旦斷開接地連接，傳感器就沒有電容耦合信號。我們把這種方法稱為“便宜的實測”，我的經理認識到了這一發現的價值，部門經理卻還一直堅信“沒有不可取代的工程師”，不過還是表達了自己的敬意。 William Ketel是位一線電氣工程師，喜歡診斷和解決問題，還喜歡架設業余電臺。它的工業設備項目從蒸發器閥門校準到剎車器觀測設備，還包括汽車碰撞臺控制和校驗碰撞傳感器的開發。 |
