当工程师遇上马虎顾问

我们曾经研发过一种新型传感器，用来探测钢材内部的冲击波形。这意味着必须提供周期性的传感信号，也就是说需要周期性的信号源。这项工作的挑战在于必须很快做完，开销也要尽量低，因为产品还处在开发早期，分配到的资金不多。

我们需要的输入传感信号是一种在金属表面传播的冲击波形，传感器就安放在金属上。因此，能够实现周期性地发出完美的信号，振幅必须符合要求——这比较难实现。

为此我们进行了很多尝试，其中包括周期性地用一种气动装置做小球坠落试验，得到的信号相当稳定，但很费事。

有天一位与我们一同工作的项目顾问说他找到了一种方法，甚至还把自己的发现写成了报告公布出来——他的方法是，把采用声波探测仪的压电单元绑定在圆盘上，用函数发生器实现周期振动，当函数发生器设定的频率和圆盘的共振频率相等的时候，传感器就能产生漂亮的周期信号。真是突破！我们的顾问准备把自己的发现写成论文发表，因为实现得如此之好！

后来我们就购买了一个频率相同的函数发生器，打算重现他的完美结果。有意思的是，我从传感器上探测到的信号比他存储在示波器上的弱很多，而且噪声也多了很多，但我们使用的是泰克同一款示波器。

我的实验进行了几个小时，就是无法实现接近的结果。后来接地线断掉了。突然我发现了同样显著、完美且低噪的信号！示波器几乎没有显示任何的信号延迟——问题至此已经很清楚了。触发信号立即激发了圆盘，虽然传感器距离圆盘的距离还有6英寸的距离。

虽然冲击信号在金属中传播速度有3km/秒，但我知道应该有千分之几秒的延迟。接着我发现是接地线断开了。现实很悲剧——我看到的完美信号是驱动器电容耦合信号。之前的金属圆盘接地去除了所有的同步信号，只剩下噪声延时的信号，相当差。我断开再连接接地信号，反复几次后发现确实是如此。

我写了一份报告描述操作过程和得到的结果，然后和我的老板进行了讨论。他看上去松了口气，因为我的发现他不是没有注意到，他应该自己就一早发现的。同时他对方法没有奏效而感到失望。我现在得自己想办法了，我还以为之前的是个好想法呢。

很快解决方法就有了：把驱动元件集中放置，减少传递到圆盘过程中的损耗。我的做法是把驱动装置绑定在铝盘0.01英寸厚的一侧，把传感器放在另一侧。现在就可以接地了，断开驱动元件和地的连接，验证确保电容信号不会通过。这样就可以只观测传递的机械信号，而避免了电容耦合产生的信号。我们昂贵的顾问也承认这种做法是合理的。

我们用了几次背靠背放置驱动装置和传感器的方法，每次测试的结果都发现，一旦断开接地连接，传感器就没有电容耦合信号。我们把这种方法称为“便宜的实测”，我的经理认识到了这一发现的价值，部门经理却还一直坚信“没有不可取代的工程师”，不过还是表达了自己的敬意。

William Ketel是位一线电气工程师，喜欢诊断和解决问题，还喜欢架设业余电台。它的工业设备项目从蒸发器阀门校准到刹车器观测设备，还包括汽车碰撞台控制和校验碰撞传感器的开发。