测试技术复习题

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使传感器原来的性能发生变化， 要想知道传感器在测量时的实际性能，必须进行 标定。 6、岩土工程测试技术中常用的传感器有哪些？各自的转换元件和输出量是 什么？ 答：电阻应变式传感器；电感式传感器；电容式传感器；压电式传感器；磁 电式传感器；钢弦式传感器。 各自的转换元件和输出量是：电阻应变式传感器的转换元件是应变片，输出 量是电压或电流的变化； 电感式传感器的转换元件是电感线圈和铁心，输出量是 电感的变化量；电容式传感器的转换元件是电容器，输出量是电容的变化；压电 式传感器的转换元件是压电晶体，输出量是电荷的变化；磁电式传感器的转换元 件是线圈、永久磁铁和铁心；输出量是电动势的变化；钢弦式传感器的转换元件 是钢弦、线圈和铁心，输出量是频率的变化的电信号。 7、记录装置的作用是什么？指出静态和动态的记录装置各三种。 答：是将被测信息以人们便于观察的形式显示、保存或记录；静态记录装置 有：各种指针式显示器、数字表、函数记录仪等，动态记录仪有：光线示波器、 磁带机和瞬态记录仪等。 8、 振子分哪几类？各自的特点是什么？ 答：分动圈式振子、动磁式振子和回线式振子三类。 动圈式振子的特点是体积小、本身不带磁铁，可将数十个振子公用磁极、工 作频率较高；动磁式振子的特点是抗震性能好、无需外加磁极，总体积较小、灵 敏度高、但工作频率较低；回线式振子的特点是工作频率较高，但灵敏度低，体 积较大，现已淘汰。 9、光线示波器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：光线示波器由振子系统，光学系统，机械系统，时标系统，电源和辅助 装置组成。 振子系统的作用是将电信号转换为机械摆动， 光学系统的作用是将光源信号 转换为记录光点、时标线和分格线；机械系统的作用是驱动记录纸的移动、定长 和曲线分辨； 时标系统的作用是产生频闪时标信号；电源和辅助装置的作用是给 光线示波器供电通风防震等。 10、光线示波器为什么要有恒温装置？定长机构的作用是什么？
11.二次仪表的灵敏度等于一次仪表灵敏度和记录装置灵敏度之积。 （ × ） × ∨ ） ）
12.在动态测量中，人工记录可代替记录仪记录。 （ 13.在静态测量中，人工记录可代替记录仪记录。 （
14.在动应变测量中，输出电流较大的原因可能是由于应变片的灵敏系数较 大或衰减倍数较小。 （ ∨ ） × ）
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答：恒温装置的作用一方面是，使阻尼油温度恒定使其有恒定的粘度，进而 有恒定的阻尼系数，另一方，磁系统温度的恒定对稳定磁场强度是有力的。 定长机构的作用是控制记录纸的长度。 *11、简述应变测试技术的基本原理。 答： 应变测试技术的基本原理是，用电阻应变片贴在被测体表面作为传感元 件，将测点的应变转换成电阻的变化，再通过电桥电路，将电阻的变化转换成电 压或电流的变化，最后将变化的电信号放大，以应变的标度显示出来。 *12、电阻应变片有哪几类？其特点是什么？请指出各自的用途。 答：有金属丝栅式、金属箔式和半导体应变片三种。 金属丝栅式价廉，精度低，横向效应大；金属箔式精度高，横向效应小，承 受电流大，但价格较贵；半导体应变片灵敏系数高，温度效应大，价格也较贵。 丝栅式应变片的精度低一般用于演示实验和不太重要的测量， 金属箔式应变 片精度高一般用于制造传感器或重要测量用；半导体应变片灵敏系数特别大，一 般用于简化仪器的测量或冲击应变测量。 13、静态电阻应变仪有哪几部分组成？电阻平衡箱的作用是什么？ 答：静态电阻应变仪由测量电桥、读数电桥、震荡器、交流放大器、相敏检 波器、滤波器、指示电表、稳压电源等部分组成。 电阻平衡箱的作用是扩展成多路应变测量，并具备每路初始应变调零功能。 14、电阻应变仪有哪几类？静态电阻应变仪有哪几部分组成？ 答：电阻应变仪有静态电阻应变仪、静动态电阻应变仪、动态电阻应变仪和 超动态电阻应变仪。 静态电阻应变仪由测量电桥、读数电桥、震荡器、交流放大器、相敏检 波器、滤波器、指示电表、稳压电源等部分组成。 15、动态应变测试系统有哪几部分组成？其二次仪表由哪几部分组成？ 答：动应变测试系统由应变片、动态电阻应变仪和记录装置组成；二次仪表 由动应变仪和记录装置组成。 *16、爆破测震技术的主要任务是什么？测量目的是怎样的？ 答：爆破测震技术的主要任务是：测量岩土体在爆破作用下，各种动力学和 运动学参数；测量目的是：研究爆破引起的地面运动规律和震动对建筑物、工程
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*21、岩石声波测试有哪几种方法？各自的测量条件是什么？ 答：有透射波法、反射波法、折射波法。透射波法的测量条件是被测岩石能 使收发探头在同一直线上， 且距离已知； 反射波法的测量条件是必须遇到结构面、 层面等不同声阻抗的介质； 折射波法的测量条件是第二种介质的声速大于第一种 介质的声速，且折射角等于 90 度。 二、判断题（共 10 题，每题 2 分，共 20 分） 1.记录装置本身可测量非电量。 （ × ） ∨ ） × × ∨ ） ） ） × ） ）
2.在特殊情况下，测试系统可由两部分组成。 （ 3.非电量电测系统中的传感器可测电量。 （ ×
4.应变片可称作传感器，应变仪可称作放大器。 （ 5.应变片称为传感元件，应变仪可称为二次仪表。 （ 6.在一般情况下，应变测试系统可由三部分组成。 （
7.应变片不能测量动态信号，光线示波器不能测量直流信号。 （ 8.振子通电后会产生振动，所以叫振动子。 （ 9.光线示波器的工作原理与电子示波器类似（ 10.测试系统总灵敏度等于各环节灵敏度之积。 （ × × ∨ ） ） ）
采矿 10 测试技术总复习题
一、问答题 *0、什么叫测试技术？什么叫岩土工程测试技术？ 答： 测试技术是一门利用仪器、设备对任何量进行某种意义测量的系统的技 术科学； 岩土工程测试技术是借助专用的仪器设备， 获得岩土工程中客观存在的、 与安全生产有关的各种物理量和何种因素，为岩土工程的施工提供可靠的数据。 1、测试技术的主要任务是什么？（第 2 页） *2、电测系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：电测系统由信息的输入及转换（传感器） 、信息的调节（放大或衰减器） 和输出装置（显示或记录装置）三部分组成。 信息的输入及转换部分的作用是将非电量转换成电量； 信息的调节部分的作 用是将传感器输出的电量进行放大或衰减、调制、解调、检波、A/D 转换等；输 出装置的作用是将测量的信息进行显示、记录或进行计算机分析处理。 3、测试技术常用的方法有哪几种？各自的特点是什么？ 答：有机械法、声测法、光测法和非电量的电测法。 机械法的特点是结构简单， 工作稳定， 价格便宜， 方法容易掌握， 但精度低， 不能远距离操作；声测法的特点是无损检测，试样可重复使用，对测量范围的岩 石进行定性分析，结构判断，缺点是设备较复杂，对物理力学性质等难以定量分 析；光测法的特点是结果直观，工作稳定，抗干扰能力强，价格便宜，但精度低， 遥测困难； 电测法的特点是精度高， 速度快， 劳动强度低， 可实现遥测和自动化， 缺点是设备复杂，维修成本高，易受干扰等。 4、什么叫传感器？其作用是什么？ 答： 是传递和感受信息的器件， 是一种能将被测信息转换为便于传递、 变换、 处理和保存的信号， 且不受观察者影响的测量装置；传感器的作用是将非电量转 换成电量。 5、传感器标定的意义是什么？ 答： ①是取得准确测量数据和减少误差的依据。②刚制成的传感器由于材料 的性能和几何尺寸的差异， 不可能与设计指标完全相同。要知道其真实指标必须 进行标定。③传感器在使用过程中，由于环境的变化，老化，无意损失等因素，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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设施的影响，从而采取一定的降震措施，控制它的危害，同时获得最佳的爆破效 果，充分发挥它的有益作用。 17、拾震器按其转换特性可分为哪几类？直接用来测量速度的是哪一种？ 答：拾震器按其转换特性可分为磁电式、压电式、应变式、电感式和电容式 拾震器；可用来直接测速度的拾震器是磁电式拾震器。 18、拾振器有哪几种？测震放大器有哪几类？各类放大器的使用条件是什 么？ 答：拾振器按结构有质量弹簧型拾振器、位移摆型拾振器和力平衡型拾振器 三种；按测量内容有位移拾振器、速度拾振器和加速度拾振器；按转换特性有磁 电式拾振器、压电式拾振器、应变式拾振器、电容式拾振器、电感式拾振器和光 电式拾振器。 测震放大器有微积分放大器、电压放大器、电荷放大器和动态电阻应变仪组 成的测震系统等。 微积分放大器的使用条件是用一种拾震器测不同质点震动参数时使用， 可与 位移计， 速度计及加速度计配接；电压放大器的使用条件是与压电式或磁电式拾 震器配合，进行相应参数的测量，输入电缆不能太长；电荷放大器的使用条件是 与压电式加速度计配合对加速度进行测量，输入电缆可以很长；电阻应变仪的使 用条件是只能与电阻应变式拾振器配合，进行相应参数的测量，输入电缆不能太 长。 19、钢弦频率测定仪有哪几种？钢弦压力盒有哪几类？ 答：有示波式钢弦频率仪，数字周期式钢弦频率仪，数字频率式钢弦频率仪 和数字频率示波混合式钢弦频率仪。钢线压力盒按原理有单线圈、双线圈和钨弦 压力盒；按结构有立式和卧式压力盒；按用途有测应力（压力） ，重量，阻力和 测扭矩的压力盒。 *20、什么是横波？什么是纵波？各自的特征是什么？ 答： 横波是剪切变性引起的质点振动所形成的波，其特征是质点振动的方向 与传播方向垂直且只能在固体中传播；纵波是声波在介质中传播，表现为压缩和 膨胀的交替出现，所以又叫压缩波、膨胀波和疏密波，其特点是质点振动的方向 与传播方向一致，且可以在任何介质中传播。
15.在静应变测量中，普通电阻应变片的灵敏系数必须为 2。 （
16.在测震系统中，可用电荷放大器配磁电式速度计测量质点的振速。 （ × ）
17.在测震系统中，电压放大器是为了测量拾震器的输出电压，因此可以用 电压表来代替电压放大器。 （ × ） × ）
18.拾震器不能测量静态信号，光线示波器不能测量直流信号。 （ 19．横波的传播方向和纵波的传播方向垂直。 （ × ）
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20.超声波探头有横波（剪切波）和纵波（压缩波）之分，因此可用横波探 头测量水中的横波。 （ × ）
三、填空题（每空 0.5 共 20 分） 1、 岩土工程测试技术可以有效地维护（ 安全生产） ；可以大大提高（生产 效益） ，减少（ 材料消耗） 。 2、电测系统一般由（传感器） 、 （放大或衰减器） 、 （显示器或记录仪）三部 分组成。特殊情况下也可由（传感器）和（显示器或记录仪）两部分组成。 3、 测试技术的发展方向是 （快速多点测量） ， （计算机分析处理数据） ； （ 仪器设备的小型化） 、 （多功能） 、 （ 高性能 ） 、 （ 微功耗 ） ；注意 发展（ 敏感元件） 使传感器的 （性能） 不断提高。 4、参数式传感器是指（电阻）式、 （电容）式、 （电感）式，电能式传感器 是指（磁电）式、 （压电）式、 （光电）式、 （热电）式。 5、测力传感器的标定内容包括： （ 静态标定 ）和（动态标定） ；测震传感 器的标定内容包括（ 灵敏度） 、 （幅频特性） 、 （相频特性） 、 （谐振频率） 、 （ 阻尼 系数）和（电阻抗） 。 6、模拟记录仪包括（光线示波器） 、 （函数记录仪） 、 （模拟磁带机）和（记 忆示波器） 。 7、数字记录仪包括(数字打印机 )、(数字磁带机)、(穿孔机)和(瞬态记录 仪)等四类。 8、显示器包括（指针式仪表） 、 （数字表） 、 （屏幕显示器）和（电子示波器） 。 9、单线圈钢弦压力盒一般由（承压膜） 、 （钢弦） 、 （钢弦支柱） 、 （电磁铁）等 四部分组成。 10、动圈式振子由（线圈） 、 （张丝） 、 （镜片） 、 （阻尼油） 、 （附件组成）组成。 11、 动磁式振子由线圈、张丝、镜片和阻尼油（或附件）四部分组成。 12、光线示波的操作方法是：接通电源后按起动按钮，待 10 分钟左右，超 高压水银灯亮度稳定，方可开始记录；如果在使用过程中突然断电 ，或短时停 电，要经过 15 分钟左右的冷却，才能再开机，否则，内部的高压汞灯会引起爆 炸或损坏 。 13、光线示波器振子阻抗匹配方法是：当振子阻抗小于(上一级 )设备输出