精品文档-现代测试技术(何广军)-001
(完整版)现代测试技术及应用
现代测试技术及应用作业学号2013010106姓名刘浩峰专业核技术及应用提交作业时间2014 12 10无损检测中的CT重建技术1无损检测1.1无损检测概述无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。
中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。
此外，冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会；部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省（市）级、地市级无损检测学会或协会；东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。
无损检测缩写是NDT（或NDE，non-destructive examination），也叫无损探伤，是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。
利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试。
无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，无损检测的重要性已得到公认，主要有射线检验（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、液体渗透检测（PT）、涡流检测（ECT）、声发射（AE）和超声波衍射时差法（TOFD）。
1、射线照相法（RT）是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。
工作原理是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线或r射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。
现代测试技术（总结版）
现代测试技术（总结版）绪论现代分析测试技术概论仪器分析法⼀般都有较强的检测能⼒。
绝对检出限可达：毫克10_3 g 微克10_6 g 纳克 10_9 g ⽪克10_12 g 飞克10_15g 阿克10_18g现代测试技术主要发展趋势:⑴以“三微”技术为主流：“三微”——微量、微束、微区。
⑵以⾼度⾃动化控制为主要趋势⑶分析数据处理的⾼度计算机化⑷分析⼿段综合化⑸分析功能多样化⑹测试分析⽹络化现代分析测试仪器基本⼯作模式:⼀、⽤⼀束“粒⼦”或某种⼿段作为探针来探测、激发物质—⼊射粒⼦或激发源主要有电⼦、离⼦、光⼦、中性粒⼦、电场、磁场、热场和声波；⼆、在探针的作⽤下，⼊射粒⼦与物质相互作⽤，从样品中出射、带有物质信息的粒⼦（发射谱）—电⼦、离⼦、中性粒⼦、光⼦；三、检测这些粒⼦的能量、动量、质荷⽐、束流强度等特征，或出射波的频率、⽅向、强度、偏振等—记录、处理、分析，获得有关物质的信息；现代测试技术分类按仪器探测及发射粒⼦分类⼀、发射粒⼦：1、电⼦束-SEM、TEM、EPMA、AES、2、X射线-XPS、XRF、XRD；3、离⼦源-SIMS、ISS；4、特殊光源-IR、LR、UPS、AAS、ICP-AES、ICP-MS；⼆、探测粒⼦：1、电⼦谱—探测粒⼦或发射粒⼦是电⼦；2、光谱—探测粒⼦及发射粒⼦都是光⼦；3、离⼦谱：探测粒⼦及发射粒⼦都是离⼦；4、光电⼦谱—探测粒⼦是光⼦，发射粒⼦是电⼦；按仪器检测性能分类⼀、物理化学性质测试： 1、成分分析2、化合物结构分析3、表⾯原⼦动态和受激态分析⼆、物理性质测试：1、微观形貌分析2、晶体结构分析3、表⾯电⼦结构分析按照应⽤特点分类1⽤以测定原⼦或离⼦的分析测试⽅法原⼦吸收光谱法、X射线荧光光谱法、电化学分析2⽤以分析鉴定分⼦的分析测试⽅法紫外吸光光度法、红外吸收光谱法、拉曼光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、X射线衍射分析3分离分析⽅法⽓相⾊谱、液相⾊谱、超临界流体⾊谱、⽑细管电泳4表⾯和界⾯分析X光电⼦能谱、透射电⼦显微镜、扫描电⼦显微镜、X射线技术分析测试仪器的选择和使⽤：1、物理性质/物理化学性质分析2、定性/半定量/定量分析3、⾮破坏/破坏分析4、⾦属/⾮⾦属样品分析5、固体/粉末/液体试样分析6、表⾯/表层/体相分析7、微区/深度分析分析测试⽅法主要性能参数：标准曲线、灵敏度、精密度、准确度、检出限。
现代测试技术知识与方法
可以发现黑盒测试和白盒测试都能发现的问题，提高软件的质量和可靠性。
灰盒测试
定义
单元测试是对软件中的最小可测试单元进行检查和验证，通常是对单个方法或函数的测试。
优点
可以发现代码级别的错误和问题，提高代码质量。
缺点
需要较高的技术水平和经验，对于大型复杂系统可能难以全面覆盖。
测试方法
单元测试通常采用白盒测试的方法，通过编写驱动程序来模拟外部输入并检查内部状态和输出结果。常用的单元测试框架包括JUnit、TestNG等。
单元测试
定义
集成测试是在单元测试的基础上，将多个模块或组件进行集成，检查它们之间的协调和交互是否正常。
测试方法
集成测试通常采用黑盒测试的方法，通过模拟外部输入并检查输出结果来验证多个模块或组件之间的协调和交互是否正常。常用的集成测试框架包括JUnit、TestNG等。
优点
可以发现模块或组件之间的协调和交互问题，提高系统的可靠性和稳定性。
通过现代测试技术，可以全面了解产品的性能和可靠性，及时发现和解决潜在问题，提高产品质量。
提高产品质量
降低生产成本
提升企业竞争力
现代测试技术能够快速、准确地检测产品，减少人工检测和返工成本，降低生产成本。
采用现代测试技术可以提高产品的质量和可靠性，增强企业的市场竞争力。
03
02
01
现代测试技术的重要性
03
基于风险的测试是一种将风险管理和测试相结合的测试方法。
基于风险的测试可以提高测试效率和效果，确保高风险部分得到充分关注和验证。
基于风险的测试可以根据风险评估结果来确定优先级和重点，优先对高风险部分进行深入的测试。
基于风险的测试可以通过风险识别、评估、优先级排序、实施相应的测试策略等方式进行。
精品文档-现代测试技术(何广军)-005
例如, 锗的Eg为0.7电子伏, 则可计算出其λ0=1.8 μm , 即锗从波长为1.8 μm的红外光处就开始显示光电导特性, 因此锗可
用来检测可见光和红外辐射。
第5章 传感器技术
一般而言, 本征半导体(纯半导体)的临界波长大于掺 杂半导体。当光电导元件在一定强度的光的连续照射下, 元件 达到平衡状态时,
பைடு நூலகம்
从微观上看光照射物体这种现象, 其实质相当于具有能量
E的光子不断轰击物体的表面, 在这种情况下, 物体表面的电子吸
收了入射的光子能量后, 将其转化为克服物质对电子的束缚所做的
功, 而另一部分则转化为逸出电子的动能。如果光子的能量E大于
电子的逸出功A(逸出功A也称为功函数, 是一个电子从金属或半导
体 料表的面表逸面出状时态克有服关表),面则势电垒子所逸需出做。的若功逸,出其电值子与的材动料能有为关v,m02
光的频率低于红限频率时, 不论光强多大, 都不会产生光电发射现
象。反之, 入射光频率高于红限频率, 即使微弱的光强也会有电子
发射出来。
假设入射光的光频为ν, 光功率为P, 则每秒钟到达的光
子数为P/(hν), 假设这些光子中只有一部分(η)能激发电子, 则
可以简单估算出入射光在光电面激发的光电流密度 eP
(2) 按信号变换特征来分, 可以分为物性型传感器和结 构型传感器。所谓物性型传感器, 是利用敏感器件材料本身物理 性质的变化来实现信号检测的。例如, 利用水银温度计测温, 是 利用了水银的热胀冷缩的性质。所谓结构型传感器, 则是通过传 感器本身结构参数的变化来实现信号转换的。例如, 电容式传感 器利用了极板间距离的变化会引起电容量的变化这一性质。
第5章 传感器技术
考试参考书目-昆明理工大学研究生院
李涛导师：
《C语言程序设计教程》谭浩强等编高等教育出版社
《C++编程思想》Bruce Eckel(美)刘宗田等译机械工业出版社
《计算机辅助设计技术》孙家广主编清华大学出版社
胡斌导师：
《机械振动系统－分析、测试、建模、对策》师汉民华中科技大学出版社
《机械故障诊断学》屈梁生、何正嘉编著上海科学技术出版社
薛传东导师：
《环境水文地质》林丰年，高教出版社
旅游地质与地质遗迹：
《旅游地质学》杨世瑜，吴志亮编著南开大学出版社
《环境地质学》吴志亮编著重庆大学出版社
赵俊三导师：
《地理信息系统原理及应用》刘贵明著武汉大学出版社2008年5月版
《地理信息系统导论》陈述彭鲁学军周成虎科学出版社
《当代地理信息技术》(科学版研究生教学丛书)龚键雅等编著科学出版社2004年及以后版
工业工程：
《运筹学》运筹学教材编写组清华大学出版社
《数据库系统概论》（第四版）王珊、萨师煊编著
《生产计划与控制》李怀祖中国科学技术出版社
005电力工程学院
束洪春导师：
《自动控制原理》吴忠强、刘志新等国防工业出版社
《电力系统分析》何仰赞等华中理工大学出版社
《电力系统继电保护原理》贺家李、董新洲水利水电出版社
《土地信息系统》:曲卫东著中国人民大学出版社2009
刘耀林著中国农业出版社2003
《土地管理学》朱道林主编中国农业大学出版社2007
《地理信息系统设计与开发》陈正江等著科学出版社2005
甘淑导师:
《地质学基础》叶俊林等编地质出版社
《地理信息系统—原理、方法和应用》邬伦等主编科学出版社
《遥感应用分析原理与方法》赵英时科学出版社
现代测试技术课件 01_绪论
传统编程语言 .Visual C++ .Visual Basic .C++ Builder .Delphi等等
PC机/工作站
(1) PC-DAQ数据采集卡
利用计算机扩展槽和外部接口，将信号测量硬件设计为计算机插 卡或外部设备，直接插接在计算机上，再配上相应的应用软件， 组成计算机虚拟仪器测试系统。这是目前应用得最为广泛的一种 计算机虚拟仪器组成形式。这类卡按功能可分为A/D卡、D/A卡、 数字I/O卡、信号调理卡、图象采集卡、运动控制卡等。
记录显示仪器：对信号进行记录、显示等。
（2）标准通用接口型
各种仪器模块由数据总线通过标准接口卡组成大型 测试系统。包括RS232、GPIB、VXI、PXI等总线。以 GPIB总线为例说明标准通用接口测试系统框图：
数据总线
GPIB 接口 卡 仪 器 n 子 系 统 计 算 机
仪 器 1 子 系 统
仪 器 2 子 系 统
香港理工AGV模型
（1）工业自动化中的应用 c) 生产加工过程监测
切削力传感器，加工 噪声传感器，超声波 测距传感器、红外接 近开关传感器等。
密歇根大学数字化工厂
（2）流程工业设备运行状态监控
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上 扬子石化50MW热电机组监测系统 设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在 阳逻电厂300MW汽轮机组监测系统 荆门电厂200MW机组监测系统 线监测系统。
现代测试技术
主讲：丁晖 实验：孔忻 郭福田 汤晓君 白洁 骆一平
课程基本情况
院级平台课程，省级精品课程；
1996年设立，面向电气工程学院本科生授课；
课内学时：32学时，实验学时：16学时；
现代测试技术
（3） 在工作和生活环境的净化及监测中，经 常需要测量振动和噪声的强度及频谱，经过分 析找出振源，并采取相应的减振、防噪措施， 改善劳动条件与工作环境，保证人的身心健康； （4） 科学规律的发现和新的定律、公式的诞 生都离不开测试技术。从实验中可以发现规律， 验证理论研究结果，实验与理论可以相互促进， 共同发展； （5） 在工业自动化生产中，通过对工艺参数 的测试和数据采集，实现对设备的状态监测、 质量控制和故障诊断。
为了准确的获得被测对象的信息，要求测试系统中的每 一个环节的输出量与输入量之间必须具有一一对应关系 。而且，其输出的变化能够准确地反映出其输入的变化 ，即实现不失真的测试。
4、测试技术的发展动向 先进技术的发展日新月异，测试技术应该适 应这种发展。根据先进制造技术发展的要求以 及测试技术自身的发展规律，不断拓展着新的 测量原理和测试方法，以及测试信息处理技术。 具体体现 （1）传感器向新型、微型、智能型方向发展； （2）测试仪器向高精度、多功能、小型化、 在线监测、性能标准化和低价格发展； （3）参数测量与数据处理以计算机为核心， 使测量、分析、处理、打印、绘图、状态显示 及故障预报向自动化、集成化、网络化发展。
2) 测试技术的任务 测试技术的任务主要有以下五个方面： （1） 在设备设计中，通过对新旧产品 的模型试验或现场实测，为产品质量和 性能提供客观的评价，为技术参数的优 化和效率的提高提供基础数据； （2） 在设备改造中，为了挖掘设备的 潜力，以便提高产量和质量，经常需要 实测设备或零件的载荷、应力、工艺参 数和电机参数，为设备强度校验和承载 能力的提高提供依据；
三种不同特征的信号
2.周期T 对周期信号来说，可以用时域分析来确定信号的周期， 也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差。
现代测试技术
X ( z) 1 x(n) r s (n kn0 ) P( z ) n0 S ( z ) 1 rz k 0
k
消除鸣震现象的数字滤波器传输函数为：
1 H ( z) 1 rz n0 P( z )况：
X ( z ) P( z ) S ( z ); x(n) p(n) * s (n)
期望输出与输入的互相关函数
rsx (k ) s(n k )[ s (n) n(n)] rss (k )
n
微纳滤波器的频率响应
j R ( e ) j ss H (e ) Rss (e j ) Rnn (e j )
回声交混、鸣震现象是信号经过几个物理系统（信号传输路 径或通道）作用的结果，或者看成是源信号经过几个物理滤 波器以串联形式滤波的结果，可采用反滤波法恢复源信号。 回声干扰信号的数学模型：
同态滤波和时谱技术
取Z变换，从而转换为解乘积同态系统，即 对数分解后，先将该Z变换表达式逆变换为时域表示式，再输入 线性系统。整个变换特征系统为
该特征系统的逆变换为
时谱技术
二次谱分析，主要包括复时谱和功率时谱。
复时谱
ˆ (n)仍然是一个时域上的离散序列，其定义为 序列 x(n) 复时谱 x
机械工程中常用测试设备
采用通电线圈中在磁场 中受力的原理来控制记 录笔运动，完成记录。
笔式记录仪
机械工程中常用测试设备
由于运动系统质量较大，因而系统固有 频率较低，只能记录低频信号，一般记 录频率不超过100Hz。 笔式记录仪
机械工程中常用测试设备
利用磁性材料的磁化现象 完成对信号的记录。 磁带 记 录 仪 它具有容量大、多通 道同时记录（如可达16 通道）、频率范围 宽（如DC-20kHz）、 可长期保存、便于变时 基等特点。
现代测试技术
串联差分式输入仪用放大器
R1 R2R4 R3
uO (1R R43)(uI1uI2)
(1
R4 R3
)uI
双端输入，输入电阻为无穷大。
28
第二十八页，共196页。
2.2.6 可变增益放大器
第二十九页，共196页。
2.2.6 可变增益放大器
第三十页，共196页。
2.2.6 可变增益放大器
第三十一页，共196页。
因此，三运放电路的共模抑制比在电阻匹配精度相同的
情况下，要比基本差动放大器高 倍。由此可见，由三
运放组成的差动放大器具有高共模抑制比、高输入阻抗
和可变增益等一系列优点，它是目前测控系统和仪器仪
表中最典型的前置放大器。
第二十五页，共196页。
2.2.5 仪器（仪用）放大器
第二十六页，共196页。
串联差分式输入仪用放大器
教材约定：在涉及同相放大器的输入阻抗时，均 以ri+来表示，即指同相放大器所具有的最低在107Ω以
上的输入电阻，而不器刻意指明其具体的数值。
第十二页，共196页。
2.2.3 反相放大器
闭环增益：
Af
R2 R1
反馈电阻R2值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一 般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的 内阻。
第二十二页，共196页。
2.2.5 仪器（仪用）放大器
r 按照教材中3.2节的约定，同相放大器的输入阻抗为 i+，
r 不难得出三运放电路的输入阻抗：差动输入阻抗 id
r r r ＝ 2 i+，共模输入阻抗 ic ＝ i+／2。 第二十三页，共196页。
2.2.5 仪器（仪用）放大器
现代测试技术--概述 ppt课件
并进行各种运算、滤波、分析，将结果输
至显示、记录或控制系统信号显示、记录
环节，以观察者易于认识的形式来显示测
量的结果，或者将测量结果存贮。
ppt课件
22
在所有这些环节中，必须遵循的基本原则是：
（1）各环节的输出量与输入量之间应保持一
一对应和尽量不失真的关系，
（2）必须尽可能地减小或消除各种干扰。
ppt课件
ppt课件 37
（2）反馈系统
构成反馈系统的各个组成环节有封闭环，也
称闭环系统。这种系统的准确度主要取决于反馈
环节。因此要求反馈环节有良好的稳定性和快速
响应能力。
ppt课件
38
1.4.2.2按信号传递方式分类
按信号实现方式分类，可分为自动测试系统 和手动测试系统。
（1）手动测试系统
测试是由人工直接参与完成的。
态特性、以及外界扰动等影响。
动态测试误差本身也是变量，动态测试数据处理
具有其特殊性。
ppt课件 10
动态测试的基本特点
（1）时变性 （2）随机性
（3）相关性
（4）动态性
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11
（1）时变性：动态测试所测量的是随测试 时间而变化的量，表现为随测试时间而变化 的某种函数。
（2）随机性：动态测试数据的另一基本特 点是既含有确定性变化部分，又含有随机性 变化部分，表现为测试时间的随机函数。
采用各种传感器把非电量变换成电量，再 用测量电量的方法测试出这些反映被测非 电量的电量信号。
ppt课件 15
非电量电测技术的优点
（1）不同的非电量变换成电量后，可用相同的仪 器仪表； （2）电量便于传输、利于控制和远距离操作；
（3）有利于进行动态测量和记录；
《现代测试技术》实验教案.doc
一.实验地点K1-305测控技术实验室二.实验时间表1 本学期安排实验项目及时间分配三、实验项目1.常用信号观察2.信号无失真传输3.金属箔式电阻应变片性能实验4.电容式传感器性能实验5.电涡流式传感器测转速实验注：以上为可选项目，本学期实验以实际安排项目为准四.实验教学目的和任务本实验教学课程的核心是《现代测试技术》课程中的信息测试与处理，是测试理论在工程中的应用，是一门面向应用的综合性专业基础训练课程，针对性地加强学生的测试技术应用能力，达到熟练掌握常用信号的特性、掌握常用信号的测试技术与处理方法、初步掌握实验现象的相关理论分析方法的目的。
实验教学在机电工程学院(K1)测控技术实验室展开。
采用教师讲授、辅导和学生动手操作的方法，其中，每次实验教师讲授时间不超过1/3(15分钟)课时，通过学习，要求学生掌握THBCC-1信号与系统•控制理论及计算机控制技术实验平台、CSY2001(CSY2001B型)型传感器综合实验台、(虚拟)示波器等仪器设备的使用，了解测试技术在工程中的实际应用，达到熟练使用测试设备的目的，为以后学习及工作打下良好基础。
五、实验教学基本要求1.充分进行实验准备，并进行现场实验指导，检查实验结果，认真批改实验报告。
要求学生充分阅读实验指导书及相关教学内容，按分组独立完成每个实验，每完成一个实验，必须写一份实验报告，要求报告完整、数据详实、结论合理。
2.介绍实验仪器设备的结构、使用方法、注意事项。
3.学生分组按学号自然分组，可根据学习成绩由学生自己适当调整，但必须报指导教师备案。
各班一般共分10组。
4.指导教师严格考勤。
六.实验项目、学时分配、实验主要仪器设备表2 可安排实验项目与学时分配表序号实验项目名称学时实验类型实验主要仪器设备备注1常用信号的观察2验证性THBCC-1信号与系统•控制理论及计算机控制技术实验平台、示波器必做2信号无失真传输2综合性3金属箔式电阻应变片式性能实验2验证性CSY2001(CSY2001B 型)型传感器综合实验台、示波器4电涡流式传感器转速测量实验2综合性5电容式传感器性能实验2验证性6崔尔式传感器直流激励特性实验2验证性注：以上为可选项目，本学期实验以实际安排项目为准，在时间允许的情况下, 可根据教学实际要求适当增加实验项目，但不计课时，以学生自愿为主。
《现代测试技术》课件
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。
现代测量技术
现代测量技术(2009-07-18 08:24:34)分类：地质学1．当电子束轰击样品时，因为受到原子核库仑场的作用发生韧致辐射而形成的具有连续能量化的X射线称为连续X射线。
2．由于电子轰击样品，使样品中被打击的微小区域内所含元素的原子激发而产生的能表征元素的X射线，称为元素的特征X射线3．峰/背比为（P/B）式中Ic为特征X射线强度，iB为电子束电流强度，Eo为入射电子能量，Ec为元素激发的临界能量，n为原子核内层系数。
韧致辐射产生的连续X射线强度Icm为4．背散射电子亦称为反射电子，广义理解为电子入射到样品表面，从表面散失出来的、与入射电子方向相反，能量范围从0eV到入射一次电子的能量的这部分电子。
5．二次电子是指束电子非弹性散射过程中散射出的样品电子，其能量<50eV6．死时间是指在一个脉冲到达计数器后，有一段时间间隔。
在此间隔内，计数系统不再接收记录，直到新的脉冲到来。
由于死时间的存在，使一部分X射线脉冲漏记，造成计数损失，而且计数率越高，死时间造成的计数损失的相对比例也越高。
因此要对X射线强度进行死时间修正。
n’为实测计数率，n为经死时间修正的计数率，τ为死时间。
7．在尽量保证外因（外因：电子入射角、X射线的出射角以及电子加速电压等）影响最弱的情况下，就必须进行内因（内因：①试样和标样对入射电子的原子序数效应；②试样和标样对X射线的吸收效应；③试样和标样对X射线的荧光效应）的修正，即ZAF较正。
8．定性分析是指确定未知样品所含有的在检测极限范围内的所有元素。
9．对某一区域内进行电子束扫描，可获得该区域元素的变化情况，即为面扫描。
面分析技术就是分析样品表面元素分布及组合特征。
10．如果使电子束沿某条线扫描，则激发的X射线代表所扫描线域的元素变化情况，这就是线扫描技术。
11．相分析技术是以电子探针定量分析结果和元素数值化面扫描结果为基础，以计算机分析软件为手段，对样品区域物相分布进行详细分析的技术。
精品文档-现代测试技术(何广军)-003
第3章 常用电参数及器件的测量
3) 输出电平的准确度一般在±(3~10)%的范围以内, 即大约 与电压表的准确度相当。它是由0 dB准确度a0、输出损耗衰减换挡 误差ad、表头刻度误差am以及输出电平平坦度ar等四项误差决定的。 根据均方根误差来计算,
a a02 ad2 am2 ar2
此外, 输出电平还随温度与供电电压的波动而变化。
第3章 常用电参数及器件的测量
1. 谐波法常用来产生辅助参考频率, 其工作原理如图 3-1所示, 从基准源来的频率为fr的信号加到谐波发生器上, 形成含有丰富谐波分量的窄脉冲, 然后利用窄带滤波器选出 所需的某次谐波分量。改变滤波器的中心频率, 则可改变输 出频率。显然, 利用谐波法产生的输出频率fo是基准频率fr 的整数倍, 即fo=mfr, 且相邻两输出频率之间的间隔都是相 等的, 都等于fr。谐波法的缺点是在某一特定时刻只能输出 一个频率。
第3章 常用电参数及器件的测量
图 3- 1 谐波法的工作原理图
第3章 常用电参数及器件的测量
2. 在V.F.克罗帕的《频率合成理论、设计与应用》一书 中指出, 为了有效地抑制组合干扰, 混频器的两个输入频率之 间应满足如下关系,
7≤q+1≤19 (3-1) 式中, q为混频器两个输入频率的比值。
第3章 常用电参数及器件的测量
2) 输出电平的频率响应, 也称输出电平的平坦度。它 是指在有效频率范围内调节时输出电平的变化。对电平振荡 器来说, 其输出电平平坦度的要求较高, 一般相对于中频段 的输出电平,其平坦度优于±0.2 dB。输出电平的平坦度与输 出电平的稳定度不同, 输出电平的稳定度反映的是输出电平 随时间的变化情况。 为了提高输出电平的平坦度及稳定度, 在现在的信 号源中, 往往加有自动电平控制电路(ALC)。 加有ALC的信号 源的平坦度一般在±1 dB以内。
现代测试技术.doc
《现代测试技术》课程考核论文班级机n 09-2BF 学号14091900498姓名黎桓序号2012 年5 月28 H超声检测法的原理及在测试技术中的应用摘要：超声检测法的原理、优点及其在现代分析测试技术中的应用和重要意义。
关键词：脉冲反射测距方程波形图频谱分析多普勒效应超声检测就是是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。
其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段；这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。
反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波，然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），从而判断出该被测物体是否有异常。
在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。
其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，最后形成图像供人们观察判断。
这里根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F 型显示等。
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第1章 绪论
具体来讲, 测试技术有如下主要作用: (1) 测试技术是技术部门和科研院所进行研究、认识、维
护不同对象的必不可少的手段。对于科研院所, 探讨某一相， 研 究某一理论，进行某一实践, 都涉及到对对象的某种认识和了解, 因此离不开相应的测试技术；对于军事部门来说, 现代武器系统日 益复杂,功能模块十分繁多,导致可能出现的故障和隐患大大增加,
第1章 绪论
第1章 绪论
1.1 测试技术 1.2 电子测量 1.3 测量仪器 思考与练习题
第1章 绪论
1.1 测试技术 1.1.1
测试通常包含测量与试验两部分内容, 测量是对某一 物理量的“数量”的描述, 而试验则是对其“性质”的探讨。 测试是人们认识和研究客观物质世界的基础。一个完整的测试 过程就是从客观事物中提取有用信息、 摈弃冗余信息, 进而比 较客观、准确地描述被测对象“数量”与“性质”的过程。在 测试过程中, 人们必须借助于专门的仪器设备, 通过科学的试 验和必要的数据处理, 才能取得被测对象的准确信息。
(1) 采用遥测技术。 通过无线电或光测设备, 对航天器的 轨道或各个主要设备的特征状态进行测量。
第1章 绪论
(2) 作用距离远。如美国深空测控网DSN, 由于采用大 口径、 高功率、低噪声天线, 低噪声接收, 大功率发射机及先 进的信号处理等技术, 其作用距离可达4.6×108 km, 可实现对 月球、行星及星际之间目标的探测。
第1章 绪论
从另一方面看, 现代化生产和科学技术的发展也不断地对 测试技术提出新的要求和课题, 成为促进测试技术向前发展的动力。 科学技术的新发现和新成果不断应用于测试技术中, 也有力地促进 了测试技术自身的现代化。
测试技术与现代化生产和科学技术相互渗透、 相互作用 的密切关系, 使它成为一门十分活跃的技术学科, 测试技术几乎涉 及到人类的一切活动领域中, 在人类的活动中发挥着愈来愈大的作 用。
第1章 绪论
计量具有准确性、一致性、法制性和原始性的特点。计量 结果必须包含被计量的值和量值的误差范围(准确性)。 计量误差 是计量结果与被计量的量的真值之间的差异。计量基准是指用最先 进的科学技术和工艺水平, 以最高的准确度和稳定性建立起来的专 门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。 计量单位的统一是量值统一的前提, 计量结果应该不随所使用的计 量器具和计量人员的变化而超出误差范围。就一个国家而言, 所有 的量值都归结到国家标准上; 就世界而言, 量值应该归结到国际标 准上, 以免造成技术和应用上的混乱。
调理变换装置的种类和结构是由传感器的类型决定的, 不 同的传感器所要求配用的测量电路经常具有自己的特色。一般而言, 调理变换装置较多考虑选用电桥、放大器、滤波器、调制器、解调 器、运算器、阻抗变换器等器件来组成。
第1章 绪论
4) 信号传输装置用来实现将信号按照某种特定的格式传输, 比如采用某种总线标准或者进行某种格式的变换。 5) 结果显示装置是测试人员和测试系统联系的主要环节之一, 主要作用是使人们了解测试数值的大小或变化的过程。常用的显示 装置一般包括实时信号分析仪、电子计算机、笔式记录仪、示波器、 磁带记录仪、半导体存储器等。
第1章 绪论
(2) 测试技术是产品检验和质量控制的重要手段。借助于 测试工具对产品进行质量评价是测试技术重要的应用领域。 传统 的方法只能将产品区分为合格品和废品, 只能起到产品验收和废品 剔除的作用, 对废品的出现并没有预先防止或提示的能力, 属于被 动测试。随着科学技术的发展, 在传统测试技术基础上发展起来的 一种新的技术称为主动测试技术或在线测试技术, 该技术的一个显 著特点是它可以使测试和生产加工同时进行, 并能及时地用测试结 果对生产过程主动地进行控制, 使之能够克服外界干扰因素的影响, 适应生产条件的变化或能够自动地将生产过程调整到最佳状态。这 样, 测试的作用已经不只是单纯的检查产品的最终结果，还需要过 问和干预造成这些结果的原因, 从而进入质量控制的领域。
第1章 绪论
目前传感器的形式多样， 工作原理也不尽相同, 但是一般 运用比较多的传感器按照其工作原理的不同可以分为电阻式、电容 式、电感式、压电式、热电式、光电式、磁电式等, 至于实际使用 中采用哪种类型则必须根据系统要求来选定。
3) 调理变换装置的作用是将传感器的输出信号进行调理(包
括量程选择, 阻抗匹配, 信号放大、缩小等), 将其转换成易于测 量的电压或电流信号, 并进行相应的处理变换。
第1章 绪论
测试技术隶属于试验科学, 并在其中占据着很重要的部 分, 它主要研究各种物理量的测量原理和测量信号(包括可能的误 差信息)的分析与处理方法。 随着各种相关技术(如计算机技术、 传感器技术、大规模集成电路技术、通信技术)的飞速发展, 测 试技术领域发生了巨大的变化, 从而产生了现代测试技术。现代 测试技术的一个主要特点是基于计算机的测试, 也就是以计算机 为核心构成测试系统。该系统一般具有开放化、远程化、智能化、 多样化、网络化、测控系统大型化和微型化、数据处理自动化等 特点, 它将成为仪器仪表与测控系统新的发展方向。
第1章 绪论
(4) 测试技术是自动化系统中不可缺少的组成部分。 任 何生产过程都可以看做是由“物流”和“信息流”组合而成的。 人们为了有目的地进行控制, 首先必须通过测试获取有关信息,然 后才能进行分析、 判断，以便实现自动控制, 而反映物流的数量、 状态和趋向的信息流则是人们管理和控制物流的依据。 所谓自动 化, 就是系统或某个过程的运行不需要人工的干预, 也就是用各种 技术工具和方法代替人来完成测试、分析、判断和控制工作。一个 自动化系统通常由多个环节组成, 分别完成信息的获取、信息的转 换、信息的处理 信息的传送及信息的执行等功能。在实现自动化 的过程中, 信息的获取与转换是极其重要的组成环节, 只有精确、 及时地将被控对象的各项参数测试出来并转换成易于传送和处理的 信号, 整个系统才能正常地工作。因此, 自动测试技术是自动化系 统中不可缺少的组成部分。
(3) 实时性强。使用测试系统或仪器设备对航天器进行 测量的主要目的之一就是对其实施控制或制导。最常见的情况就 是对其稳定跟踪后, 要连续输出测距、测角、测速数据, 并可根 据事前获取的标校数据对测量值进行实时修正, 以得到实时、高 精度的测过对客观事物大量的观察和测试, 形成各种定性或定量 的认识,并归纳、建立起各种定理和定律, 而后又通过测试来验证 这些认识、定理和定律是否符合实际情况,经过如此反复实践, 逐 步认识事物的客观规律, 并用以解释和改造世界。因此, 可以说测 试是人类认识和改造世界的一种不可缺少和替代的手段。事实已经 证明：当今科学技术要取得进步, 社会生产要得到继续发展, 就必 须与测试理论、技术、手段的发展和进步相互依赖、相互促进。测 试技术水平是反映一个历史时期、一个国家的科学技术水平的一面 “镜子”。可以这样认为, 评价一个国家的科技状态, 最为快捷的 办法就是去审视在那里所进行的测试以及由测试所累积的数据是如 何被利用的。
第1章 绪论
图 1-1 基本测试系统的组成框图
第1章 绪论
1) 被测对象是测试系统信息的来源, 它决定着整个测试系统的
构成形式。 被测对象的形式往往是千变万化的, 因此便构成了不同的 测试系统。比如被测对象可能与力、位移、速度、加速度、 压力、流 量、温度等某一个或某些参数有关, 则相应的测试系统就必须具有完 成相关参数检测的功能。
计量器具是计量仪器、量具、计量物质及装置的总称, 是计量工作的物质技术基础。
第1章 绪论
1.2
1.2.1
(1) 电磁能量测量。电磁能量测量包括电压、电流、 功率、电场强度、磁场强度、功率通量密度等的测量。
(2) 信号特性测量。信号特性测量包括波形、周期、 相位、失真度、调幅度、调频指数及数字信号的逻辑状态等的 测量。
(3) 网络特性测量。 网络特性测量包括频率特性、传 输系数、反射系数、电压驻波比以及其他网络参数等的测量。
第1章 绪论
(4) 电路元器件参数测量。电路元器件参数测量包括电 阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件参数等的测量。
(5) 电子设备的性能测量。 电子设备的性能测量包括增 益、 衰减、灵敏度、频率特性、噪声指数等的测量。常用的测 量仪器有波形分析仪、示波器、噪声测试仪、扫频仪等。
2) 传感器是把被测量(如物理量、化学量)转换成电信号输出的 器件。显然, 传感器是测试系统与被测对象直接发生联系的环节, 传 感器能否正常地将被测量输出、传感器性能的好坏、传感器选 用的是否恰当等因素直接关系到测试系统的性能。测试系统获取信息 的质量往往是由传感器的性能一次性确定的, 因为测试系统的其他环 节无法添加新的测试信息并且不易消除传感器所引入的误差。
第1章 绪论
1.1.2 计量是利用比较标准的各类量具、 仪器仪表, 对测量设
备定期进行检验和校准, 以确保测量结果的准确性、可靠性和统一 性的过程。计量可认为是测量的特殊形式。在计量过程中,认为所 使用的量具和仪器是标准的, 用它们来校准、 检定受检量具和仪 器设备, 以保证使用受检量具仪器进行测量时所获得的测量结果的
第1章 绪论
2. 测试的基本任务是获取有用信息, 而信息又蕴涵在某些随 时间或空间变化的物理量(信号)中。 因此, 首先要检测出被测对 象所呈现的有关信号, 再加以处理, 最后将结果提交给观察者或其 他信息处理与控制装置。为了实现对上述信号的获取、处理和控制 工作, 人们一般通过构建相应的测试系统来完成。一般来讲, 测试 系统由传感器、调理变换装置、信号传输装置和显示记录装置等部 分组成, 分别完成信息的获取、变换处理、传输和显示等功能, 当 然其中还包括电源等不可缺少的部分。 图1- 1给出了基本测试系 统的组成框图。
第1章 绪论
(3) 测试技术是大型设备安全经济运行的保证。电力、石 油、化工、 机械等行业的一些大型设备通常在高温、高压、高速 和大功率状态下运行, 保证这些关键设备的安全运行在国民经济中 具有重大意义。为此, 通常设置故障监测系统以对温度、压力、流 量、转速、 振动和噪声等多种参数进行长期的动态监测, 以便及 时发现异常情况, 加强故障预防, 达到早期诊断、预防事故发生的 目的，这样就可以避免严重的突发事故, 保证设备和人员的安全, 提高经济效益。另外, 在日常运行中, 这种连续监测可以及时发现 设备故障的前兆, 并采取预防性检修。随着计算机技术的发展, 这 类监测系统已经发展到故障自诊断系统，可以采用计算机来处理测 试信息, 进行分析、判断, 及时诊断出设备故障并自动报警或采取 相应的对策。