现代流体测试技术

2013-2014学年第一学期现代流体测试技术期末试题一、什么是测量，举例说明3种流动显示技术，详述其特征。详述流动显示中的纹影法、阴影法和干涉法。1、测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。2、例举三种流动显示技术：静态法中的涂膜法：这是一种比较常用的方法。这种方法就是在模型或原型表面涂以具有某种特性的涂料，然后置于流动中，根据涂层在试验中出现的图谱，可以分别定性地确定出层流和湍流区、转捩点位置、流动分离区、表面压力和表面温度分布等流动性状。不同的涂料配方，涂膜法显示原理是不同的，选择涂料要视所显示的流动性状而定。例如，利用某些涂料在不同条件下的蒸发、升华或溶解度

的不同，就可在显示的图谱中区分出层流区和湍流区。一般观察水流中边界层的转换，可用安息香酸添加对苯二酚、双醋酸醋、红丹粉与铬酸铅粉末等。在气流中，显示边界层的层流一湍流所用的涂料有轻油，液体石蜡与碳粉或与二氧化氢混合成的涂料、以及混有挥发液的陶土等。显示温度分布的方法是利用对温度敏感的涂料，如液晶，于已知其颜色是局部温度的函数，因此，根据表面图谱中的颜色分布，就得到物体表面的温度分布。如果涂了涂料的物体表面在流动中可以变形，但又不影响流动，则流动对物面的不均匀压力分布，使涂层产生一个确定的表面起伏，据此可分析出压力分布的结果。这种方法最适宜显示马赫波在壁面的反射，所用涂料是碳黑。动态法中的光学方法：在高速气流中，于可压缩性，无法应用示踪粒子法。于光学技术的发展，光学测试方法就在实验流体力学中得到十分广泛的应用。虽然有各种光学方法，但其原

理复杂，设备繁多。光学方法的基本原理可归结为两种:一种是光线通过流场，光的折射率随流体密度而变，其折射偏转量与流场密度分布有关；第二种是受到流场扰动的光线相对于未受扰动的光线，产生相移，这种相移量与流场密度变化有关。根据这两种关系，可设计出各种装置，对流场进行各种观测。按照第一种原理设计的方法有阴影法和纹影法，按照后一种原理设计的有干涉法。还有综合两种原理而设计的纹影干涉法。这些方法都是以几何光学为基础的，要求装置有高度的机械稳定性，以保证方法的灵敏度。此外，还有以波动光学为基础的相差纹影法，基本原理是利用衍射产生相差，这种方法的灵敏度最高。线簇法：这种方法就是在模型表面有规律地布之以一簇一簇的丝线，吹风时，线簇指示的方向显然代表物体表面附近气流的方向。图2则是用这种方法得到的汽车表面的流动。线簇法使用方便，应用广泛，但仅适用于低速流动。以上

所述的几种表面流动显示法只能适用于定常流动，显示边界面附近流动的某些性状。但是，它们的适用范围十分宽广，比如，油膜流动法对水流的测定范围为10厘米/秒至15米/秒，对气流为10米/秒至M=6，油点法甚至可用于M=12。6的流动。3、纹影法：原理与阴影法相同，但其灵敏度比阴影法高一个数量级。它是空气动力学和热力学试验研究中用的最多的流动显示方法，有彩色纹影法、干涉纹影法，从定性流动显示过渡到定量流动显示。纹影仪光源、透镜、刀口和观察屏幕四部分组成。当折射角一定的情况下，透镜焦距越大、刀口光轴的距离越小，对比度就越大，所以，为了提高纹影仪的灵敏度，应选用长焦距镜头，调整时应尽量调小刀口光轴的距离至目视最小亮度为止。双透镜纹影仪的原理光路图如下图所示。阴影法：阴影法简单来说是将一束光束通过被测流场的测试段，根据光线受扰动后的线位移量，来分析气流的密度或温度

分布。气体折射率分布不均匀的测试段扰动区，光线将发生偏移，在屏上呈现出亮暗不均的图像，它反映了扰动区的线位移。阴影仪光源、透镜、显示屏三部分组成。阴影法对于气流二阶导数的变化量敏感。如下二图所示。气体折射的不均匀性发生在y方向上，光线穿过厚度为L的测试段，在出口处偏转了α角，α是y的函数，在观察屏?ysc 区域内光强与出口处?y区域内的光强不同，设原始光强为IT，则屏幕上的光强为I0??yIT ，Zsc是测试段至屏幕之间的距?ysc?2n?2n?ysc??y?Zsc??，离，则：光强对比度Rc在x、y方向可简化为：RC??ZSC?(2?2)dz，?x?yL阴影法是利用光线通过流场扰动区产生线位移得到的图像的对比度来显示折射场。干涉法：干涉法简单来说是根据光线穿越流场后的相位的变化来研究气体折射率的空间分布。利用光的波动性，根据光线穿越流场后相位的变化来研究气体折射率的空间分布，利用干涉图中干涉

条纹的变化推算出气流密度的变化。单色平行光经过分光镜BS1分成两束单色平行光，其中一束经过平面反射镜M2直射到观察屏幕上，而另一束则经过测试段而改变相位，再依次经过反射镜M1以及分光镜BS2投射到观察屏幕上，此两束不同相位的单色光在屏幕上会合，便形成了干涉条纹，这些干涉条纹的图像与测试段的流体折射率有关，而流体折射率和它的密度成正比，因而干涉条纹的图像直接反映了流场密度的变化，干涉法采用激光光源后，于激光的单色性好，使干涉法定量测量比较方便，设备也简单。二、简述热线测速的测速原理。作出恒温热线和恒流热线的线路图，详述二者的工作原理及其差异。

1、热线测速是利用热线的热损失来测量流体流速，具体做法是将通有电流的金属丝放在待测流场中，金属丝于电流的热效应而发热，继而与周围介质之间发生热交换。当介质流速变化时，金属丝的温度随之变化，并引起测量电路参数

的改变，从而使电信号体现出流速变化，热线测速的优点是：检测元件小，惯性小，频响快，灵敏度高。热线测速根据king公式来计算：H??Tw?Te???l?fA??l?f?????dU?。???2、恒温式HWFA原理图如下所示。恒温式是一种自动平衡电桥测量法，于保持热线工作温度不变，流速与电压之间是单值函数关系，所以其测量精度比恒流式高很多。于热线工作温度始终自动控制在恒定值上，只要操作得当，就不易造成仪器损坏。恒温式则具有热滞后效应很小、频响宽的优点，它可以用于测量快速变化的流场。故目前恒温式热线风速仪远比恒流式用得普遍。

3、恒流式HWFA原理图。恒流式是一种不平衡电桥测量法，电路结构更简单，电流固定不变时，随着流体流速的增大，热线上的热损耗加大，工作温度下降，造成测量灵敏度迅速降低，所以它在测量较高流速时反映就不够灵敏，尤其当流速突然下降时，于热线上的工作电流

不变，温度很高，很容易烧毁探针。因此，它不能用于流速变化比较快的场合，只适用于速度波动相对于平均速度是很小的场合。三、简述多普勒频移测速原理。多普勒频移测速中速度的方向如何判断，简述参考光LDV的工作原理。1、多普勒频移测速技术是一种利用流体中散射粒子或固体表面堆入射激光进行散射，并通过光电探测器测得此散射光的多普勒频移的技术，于该散射光的多普勒频移与散射粒子的速度呈简单的线性关系，据此换算得到流体或固体表面的运动速度。光源S 照射光的频率为fS、粒子P的运动速度U，则根据相对论变换公式，经多普勒效应后粒子接收到的光波频????e率为：fp?fs(1?Us)，这就是运动微粒所接收到的光波频率，也即散射光的光源频率。c当静止的光电检测器从某一方向上观察运动粒子的散射光时，于它们之间的相对运动，接?????ep)，收到的散射光频率fd与fP之间又存在频移

fd?fp(1?U它与光源频率之间的差值就c1????是多普勒频移：fD?fd?fs?U?(ep?es) ?可见，如果已知光源、粒子和光电检测器之间的相对位置，就可以确定U在eP-eS方向上的投影大小，但仅据此还不能确定平面速度向量。许多情况下，速度方向往往是已知的，如有如图激光光源、粒子速度方向和光电检测器布置，可多普勒频移表达式可简化为：fd?2sin??uy 2、参考光LDV：参考光技术是于散播粒子浓度增加，直到照射光和散射光的衰减变为限制因素以前，原则上信噪比是增加的。它的工作原理描述为：将一束参考光直接照射到光电检验器，同散射光束进行光学外差，这束参考光必须与照亮运动粒子的激光来自同一光源。激光器发出的光束被分光镜分开，其中绝大部分用于照亮被测流体中的待测区，随流体运动的粒子产生的散射光光电倍增管接收。从分束器出来的较弱的那束光是没有频移的参考光，它被反射

镜直接反射到检测器。为方便起见，参考光路中设置了中性密度滤光片，以保证检测器上参考光与散射光的强度不会相差太大。光电倍增管的输出包含了两束光的差频信号，这就是产生了多普勒频移。四、简述PIV测速原理，详述进行PIV速度测量中的两帧法和四帧法，PIV测速中的误差有哪些？如何克服？1、凡是在流体中投放粒子，并利用粒子的图像来测量流体速度的方法，通称为粒子图像测速技术。它的原理是：在流场中布撒示踪粒子，使用脉冲激光片光源照亮所测流场区域，通过连续两次或多次曝光，粒子的图像被记录在底片或CCD相机，采用光学杨氏条纹法、自相关法或互相关法，处理PIV 底片或CCD记录的图像，计算出流场中各点的流速矢量，并计算出其他运动参量。2、两帧法，假设在两帧连续图像上的示踪粒子满足四条基本特征：粒子运动不能超过最大限制速度；粒子运动速度变化小；在同一个小区域

的粒子表现出相同的运动；相容匹配，一帧图像中的两个粒子不能对应与同一个粒子。它是基于示踪粒子在流场局域运动基本相同的事实。两帧法的操作步骤如下：第一步：按照特征最大速度特征，在L0i为中心的领域范围内(半径为Rmax)，找到在第i帧图像中的粒子L0i在第j帧图像中的所有可能粒子(Lni,n=0,1,2,3,5),共5个。设L0i与它们匹配的概率均为P0，L0i与它们不匹配的概率为P0*，P0与P0*的初始概率设为均匀分布：P0?P0*?1,N?5 N?1 第二步：在L0i的邻域范围内(半径为Rnei)，找到L0i在第i帧图像中的所有邻域粒子Lmi(m=1,2,3,4,5),并根据特征流场局域特征，设定邻域粒子Lmi(m=1,2,3,4,5)与L0i的位移矢量差应满足：dml?dok?Re ??A?P第三步：在第二步的基础上，将匹配概率按下式归一化：PIInn?1?B?QIn?1，最?nPI*n?1P*nI终得到P?，PI? n?n?1n?n?1??P?PP?P?II?IInIII第四步：按

上式构成迭代公式，经4、5次迭代，可能运动矢量的分叉概率被迅速增强，而不可能运动矢量的分叉概率被迅速衰减。选取L0i各个可能运动矢量中概率最大的运动矢量即判断为L0i的运动矢量。3、四帧法：四帧法是利用示踪粒子的运动学特征，用运动学规律去挑选可能的粒子运动轨迹，剔除不可能的粒子运动假设。四帧法的原理图参看下图，首先根据流动情况预估最大流速，对于第i帧中一个粒子Pi，在半径R1的范围内的所有第i+1帧中的粒子，记为Pi+1，都可能与Pi匹配，然后根据Pi和每一个在第i+1帧中可能与它匹配的粒子Pi+1可预估出Pi在第i+2帧及第i-1帧的位置，设置以预估位置为中心的一个误差范围R2(2~3个像素)，如果在第i+2帧及第i-1帧中都存在满足误差范围的粒子数目为1，则与Pi所对应的Pi+1被标记为一个可能的匹配，如果在第i+2帧或第i-1帧中都没有满足误差范围的粒子存在，则与Pi所对应的Pi+1

的匹配被标记为无效。用上述方法，将所有在第i+1帧中有可能与Pi匹配的粒子进行匹配，如果仅有一个匹配成功，则该匹配记为有效匹配，如果没有一个匹配成功或者有多个匹配成功，则该匹配被记为不确定的匹配，然后根据有效匹配中Pi与Pi+1的位置，则可以确定出粒子Pi的运动速度。4、PIV 测速中的误差因素有以下几点：首先粒子图像与实际流场的误差：示踪粒子的跟随性误差、水的折射可能会使水中的粒子图像产生某种变形、片光源的厚度；图像分辨率对粒子位移测量精度的影响；摄像机光轴与片光平面不垂直引起的误差。要想克服这些误差，需要选用的示踪粒子很好地跟随流体流动，通过几何率定的方法避免折射可能产生的误差，选取适中厚度的片光源；在图像分辨率不变的情况下，增大图像的放大率，可以使每个像素所能代表的实际长度下降，在图像放大率一定的时，增大图像内的像素点，可以使测量更精确；

使摄像机光轴与片光平面垂直。

现代测试技术课后习题详解答案申忠如西安交通大学出版社

现测课后习题答案第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容第2章填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V，79.88V]

计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下： 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下： ?0.033σ == (2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果： 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得 0(,) 2.70g n a = 所以， 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为： ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响，测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解： (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV

现代材料测试技术期末测试题汇总

《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。应用：物质样品微区元素定性分析

现代测试技术习题解答--第二章--信号的描述与分析---副本

第二章信号的描述与分析补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。解答： (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ，式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x

2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。

2-4周期性三角波信号如图2.37所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。

2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。补充题2-1-2 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω

图，并与表1-1对比。解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤

现代热物理测试技术一些知识点总结

第13章：红外气体分析分子光谱: 分子从一种能态改变到另一种能态时的吸收或发射光谱（可包括从紫外到远红外直至微波谱）. E E E E ?=?+?+?电子振动转动 . 气体特征吸收带: 气体：1～25μ m 近、中红外 . 红外吸收的前提：存在偶极距(对称分子无法分析)、频率满足要求 . 非分光红外(色散型)原理、特点：原理：课本P195 特点: 优点：灵敏度高、选择性好、不改变组分、连续稳定、维护简单寿命长. 缺点：无法检测对称分子气体（如O 2,H 2,N 2.）、测量组分受探头限制. 烟气预处理的作用：滤除固液杂质（3224SO H O H SO +=）、冷凝保护（1.酸露点温度达 155℃ 2.冷凝器）、去除水气影响（1.红外吸收干扰 2.气体溶解干扰）. 分光红外原理: ? (三棱镜分光原理) 傅立叶分光原理（属于分光红外常用一种）、特点：原理：光束进入干涉仪后被一分为二:一束透射到动镜(T),另一束反射到定镜(R)。透射到动镜的红外光被反射到分束器后分成两部分, 一部分透射返回光源(TT), 另一部分经反射到达样品(TR);反射到定镜的光再经过定镜的反射作用到达分束器,一部分经过分束器的反射作用返回光源(RR), 另一部分透过分束器到达样品(RT)。也就是说,在干涉仪的输出部分有两束光,这两束相干光被加和, 移动动镜可改变两光束的光程差,从而产生干涉,得到干涉图,做出此干涉图函数的傅立叶余弦变化即得光谱, 这就是人们所熟悉的傅立叶变换. 特点：优点：测试时间短、同时测多组分、可测未知组分；而且，分辨能力高、具有极低的杂散辐射、适于微少试样的研究、研究很宽的光谱范围、辐射通量大、扫描时间极快. 第12章：色谱法色谱法的发明和命名、色谱法原理 : P173-174 色谱系统的组成：分析对象、固定相、流动相气相色谱与液相色谱的区别：气相色谱法系采用气体为流动相(载气)流经装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。物质或其衍生物气化后，被载气带入色谱柱进行分离，各组分先后进入检测器，用记录仪、积分仪或数据处理系统记录色谱信号。高效液相色谱法是用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，经进样阀注入供试品，由流动相带入柱内，在柱内各成分被分离后，依次进入检测器，色谱信号由记录仪或积分仪记录。气相色谱和液相色谱优缺点：1、气相色谱采用气体作为流动相，由于物质在气相中的流速比在液相中快得多，气体又比液体的渗透性强，因而相比液相色谱，气相色谱柱阻力小，可以采用长柱，例如毛细管柱，所以分离效率高。2、由于气相色谱毋需使用有机溶剂和价格昂贵的高压泵，因此气相色谱仪的价格和运行费用较低，且不易出故障。3、能和气相色谱分离相匹配的检测器种类很多，因而可用于各种物质的分离与检测。特别是当使用质谱仪作为检测器时，气相色谱很容易把分离分析与定性鉴定结合起来，成为未知物质剖析的有力工具。4、气相色谱不能分析在柱工作温度下不汽化的组分，例如，各种离子状态的化合物和许多高分子化合物。气相色谱也不能分析在高温下不稳定的化合物，例如蛋白质等。5、液相色谱则不能分析在色谱条件下为气体的物质，但却能分离不挥发、在某溶剂中具有一定溶解度的化合物，例如高分子化合物、各种离子型化合物以及受热不稳定的化合物(蛋白质、核酸及其它生化物质)。色谱系统组成及各部分作用：载气、进样、温控、分离、检测 (P176) 温控的作用：P178

《现代测试技术》实验教案

一、实验地点 K1-305测控技术实验室二、实验时间三、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。七、主要仪器设备介绍 1. THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台本实验台能满足“信号与系统”、“控制理论”及“计算机控制技术”的实验教学，通过USB数据采集卡，利用上位PC机提供的信号发生器，虚拟示波器，脚本编程完

现代材料测试技术试题答案

一、X射线物相分析的基本原理与思路在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。这是材料成分的化学分析。一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 X射线物相分析的基本原理是什么呢？每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。衍射花样有两个用途：一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的；二是用来测定物相。所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。 X射线物相分析方法有：定性分析——只确定样品的物相是什么？包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。二、单相定性分析利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为: ①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样； ②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值； ③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。 1、标准物质的粉末衍射卡片标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。

现代材料测试技术作业

第一章X射线衍射分析一、填空题 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种，它们分别是、、、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和 11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么？ 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式，画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。

现代测试技术试题A----答案

现代道路交通测试技术试题A----答案一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下：二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x

三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型垂向检波器选用压电式加速度传感器。对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。四．参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]

《现代分析测试技术》复习知识点答案

一、名词解释 1. 原子吸收灵敏度：也称特征浓度，在原子吸收法中，将能产生1％吸收率即得到0.0044 的吸光度的某元素的浓度称为特征浓度。计算公式：S=0.0044 x C/A （ug/mL/1%） S——1％吸收灵敏度C ——标准溶液浓度0.0044 ——为1％吸收的吸光度 A——3 次测得的吸光度读数均值 2. 原子吸收检出限：是指能产生一个确证在试样中存在被测定组分的分析信号所需要的该组分的最小浓度或最小含量。通常以产生空白溶液信号的标准偏差2?3倍时的测量讯号的浓度表示。只有待测元素的存在量达到这一最低浓度或更高时，才有可能将有效分析信号和噪声信号可靠地区分开。计算公式： D = c K S /A m D一一元素的检出限ug/mL c ――试液的浓度 S ――空白溶液吸光度的标准偏差 A m――试液的平均吸光度K――置信度常数，通常取2~3 3．荧光激发光谱：将激发光的光源分光，测定不同波长的激发光照射下所发射的荧光强度的变化，以I F—入激发作图，便可得到荧光物质的激发光谱 4 ?紫外可见分光光度法：紫外一可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁，广泛用于无机和有机物质的定量测定，辅助定性分析（如配合IR）。 5 ?热重法：热重法（TG是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。TG基本原理：许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象；也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分析通常可分为两类：动态（升温）和静态（恒温）。检测质量的变化最常用的办法就是用热天平（图1），测量的原理有两种：变位法和零位法。 6?差热分析；差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。差热分析曲线是描述样品与参比物之间的温差（△ T）随温度或时间的变化关系。在DAT试验中，样品温度的变化是由于相转变或反应的吸热或放热效应引起的。如: 相转变，熔化，结晶结构的转变，沸腾，升华，蒸发，脱氢反应，断裂或分解反应，氧化或还原反应，晶格结构的破坏和其它化学反应。一般说来，相转变、脱氢还原和一些分解反应产生吸热效应；而结晶、氧化和一些分解反应产生放热效应。 7. 红外光谱：红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，导致分子振动或转动引起偶极矩的净变化,使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强度减弱，记录经过样品的光透过率T%寸波数或波长

《现代分析测试技术》考试题A

《现代分析测试技术》试题A卷开卷（）闭卷（）适用专业年级：化生、应化2008级姓名学号专业班级座位号本试题一共三道大题，共4页，满分100分。考试时间120分钟。 4、某化合物的分子式为C8H7ClO3，它的不饱和度为（ C ） A 3 B 4 C 5 D 6 5、在气-固色谱分析中, 色谱柱内装入的固定相为（D）P9 A 一般固体物质 B 载体 C 载体+固定液 D 固体吸附剂 6、在液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效能的影响可以忽略不计？（ B ）P68

A 涡流扩散项B分子扩散项C固定相传质阻力项 D 流动相中的传质阻力 7、空心阴极灯的主要操作参数是（C ）P238 A 内充气体的压力 B 阴极温度 C 灯电流 D 灯电压 8、衡量色谱选择性指标的是（ D ） A理论塔板数B容量因子C相对保留值D分配系数 9、下列化合物1H-NMR吸收峰δ值最高的是（ A ） A、CH3F B、CH3Cl C、CH3Br D、CH3I 10、原子吸收光谱分析仪中单色器位于（ B ）P236 A空心阴极灯之后B原子化器之后C原子化器之前D空心阴极灯之前 11、检测器的“线性”范围是指（C）P46 A 标准曲线是直线部分的范围 B 检测器响应呈线性时最大和最小进样量之比 C 最大允许进样量与最小检测量之差D检测器响应呈线性时最大和最小进样量之差 12、某化合物的MS谱分析结果如下，其基峰的核质比为（C） A、55 B、59 C、73 D、87 13、在原子吸收中，要求被测元素（A ）P228 14、CH3CH2Br的MS谱中，M：M+2峰高之比为（A ） A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 4:1 15、相对保留值是指某组分2与某组分1的（A ）P7 A 调整保留值之比 B 死时间之比 C 保留时间之比 D 保留体积之比二、简述题（每题8分，共40分）

《现代测试技术》课程教学大纲

《现代测试技术》课程教学大纲编号：B002D150 英文名称：Technology of Modern Measurement 适用专业：电子信息工程责任教学单位：电子工程系电子信息工程教研室总学时：32（其中实验学时：8）学分：2.0 考核形式：考试课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握现代测试技术的工作原理及特点，掌握当前数字化、网络化的测试技术，了解现代测试技术过程中GPIB、VXI等程控仪器的数字接口，以及PXI等自动检测相关技术，培养学生开发、应用现代测试系统的能力。本科课程的主要教学方法：以讲授、讨论为主，实践教学为辅。本课程与其他课程的联系与分工：本课程以电子测量、检测技术、智能仪器设计等课程为基础。讲授过程中需结合控制接口技术、数字通信技术、智能仪器、网络测试技术等内容，综合地进行分析，采用讲授与实践相结合的方法锻炼学生分析和解决问题的能力，以及掌握应用智能仪器进行信号检测及分析的能力。主要教学内容及要求：第一部分现代测试技术概述教学重点：掌握现代自动测试系统的体系结构。教学难点：程控设备互联协议。教学要点及要求：了解自动测试系统的应用和意义。掌握现代自动测试系统的体系结构。了解程控设备互联协议。掌握现代自动测试系统的分类。了解网络化测试系统技术。了解自动测试软件平台技术。第二部分总线接口技术教学重点：GPIB总线结构及接口设计。 VXI总线组成及通信协议。 PXI总线规范及系统结构。教学难点：VXI总线通信协议。教学要点及要求：了解GPIB数字接口的发展及基本特性。掌握GPIB器件模型，掌握数字总线结构，理解接口功能及其赋予器件的能力。理解GPIB专用LSI接口芯片实现接口功能。

材料现代测试技术

材料现代测试技术学院：材料科学与工程学院专业班级：材料科学02班姓名：吴明玉学号：20103412

SnO 基纳米晶气敏材料微观结构的表征 2 一．摘要随着现代物理科学技术的迅速发展，现代分析测试技术的不断更新和进步为人们对材料结构和性能的深入研究提供了可能，从而促进人们对气敏材料机理有了更为客观的认识。本文主要以X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)，扫描电镜(SEM)，高分辨电子显微镜(HRTEM)等现代材料测试技术为基础，设计出了可行的气敏材料微观结构表征方案。关键词：XRD XPS SEM HRTEM 二．引言材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础,材料的发展关系到国民经济发展,国防建设和人民生活水平的提高。半导体SnO2气敏材料在防止火灾爆炸事故的发生、大气环境的检测以及工业生产有毒有害气体的检测等领域的发挥了巨大作用。但是，目前开发的半导体气敏材料仍存在着灵敏度不高、交叉敏感严重、长期使用敏感材料易中毒失效稳定性差、重复性不好等缺点。针对上述问题，研究者们做了大量工作。气敏材料的研究热点主要集中在改进、优化成膜工艺和对现有材料进行掺杂、改性、表面修饰等处理，以提高气体传感器的气敏性能，降低工作温度，提高选择性稳定性等性能。掺杂不仅可以提高元件的电导率，还可以提高稳定性和选择性，金属掺杂是最为常见的掺杂方式，掺杂物的电子效应可以起到催化活性中心的作用，降低被测气体化学吸附的活化能，有效提高气敏元件的灵敏度和缩短响应时间。成分，结构，加工和性能是材料科学与工程的四个基本要素，成分和结构从根本上决定了材料的性能，对材料的成分和结构进行精确表征是实现材料性能控制的前提。材料的分析包括表面和内部组织形貌，晶体的相结构，化学成分和价键结构，相应地，材料分析方法有形貌分析，物相分析，成分与价键分析和分子结构分析。为了对SnO 掺杂金属离子复合材料的性能进行研究，本文设计出了 2 微观结构表征方案，为微观结构研究做好了铺垫。三．正文 3.1材料的制备及表征方法纳米材料，并对其分别进行Cd,Ni等金属的掺杂。通采用水热法制备SnO 2 过X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)等,得到薄膜的晶体结构以及表面的化学组成，原子价态，表面能态分布信息；通过扫描电镜(SEM)等得到材料的表面微观形貌信息；通过高分辨电子显微镜(HRTEM)得到材料的晶体取向， 3.2表征方案 3.2.1X衍射分析仪(XRD)

现代测试技术计算题习题集(附答案)1

补充习题参考答案 1、有一个电容测微仪，两极板介质为空气，其圆形极板半径r = 4 mm ，工作初始间隙δ=0.2 mm ，已知 ε0=8.58×10-12 F/m ，ε=1，问： 1）、工作时，如果传感器与工件的间隙变化量Δδ=1μm 时，电容变化量是多少？ 2）、如果测量电路的灵敏度S 1=100mV/pF ，读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ，在Δδ=1μm 时，读数仪表的指示值变化多少格？解：1）、ΔC=εε0A ×Δδ/-δ2=1×8.58×10-12 （F/m ）×3.14×（0.004）2（m 2）×1×10-6 （m ） =-4.94×10-3 pF 2）、S=ΔC ×S 1×S 2=-4.94×10-3 (pF) ×100（mv/pF ）×5(格/mv)=-2.47格≈-2.5格 2、应变片的计算：已知试件尺寸如图，试件材料为45#钢，Ｅ＝２.0×10＋7 N/cm 2 ，应变片电阻R=120Ω，K=2.0，康铜电阻丝的电阻温度系数α=-50×10-6 /℃，温度线膨胀系数β2=15×10-6 /℃，45#钢的温度线膨胀系数β 1 =11×10-6 /℃。求：（1）、不考虑温度的影响，当P=10吨时，求电阻应变片的电阻相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔＲ。（２）、当Ｐ＝０，环境温度在-２０℃变到+２０℃时，求电阻应变片的相对变化量ΔR/R 和绝对变化量ΔＲ。解：（1)拉伸变形 A E A P εδ== 得 EA P = ε 所以005.01 2100.210100.263 =?????===?EA KP K R R ε R ?=0.005×120=0.6 Ω (2)当p ＝0，t ?＝20-（-20）＝40 ℃时 Ω -=??-?+?-???-+=?--2784.040]10)1511(0.21050[120t )]([6621＝ββαK R R 31032.2120 2784.0-?-=-=?R R 3、脱粒机滚筒轴上，沿与轴线方向成45o方向贴一应变片，在工作时应变片的阻值从120Ω增加到120.006Ω ，

《现代分析测试技术》复习知识点

《现代分析测试技术》复习知识点一、名词解释 1. 原子吸收灵敏度、指产生1％吸收时水溶液中某种元素的浓度 2. 原子吸收检出限、是指能产生一个确证在试样中存在被测定组分的分析信号所需要的该组分的最小浓度或最小含量 3．荧光激发光谱、4．紫外可见分光光度法 5．热重法、是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。 6．差热分析、是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。 7．红外光谱、如果将透过物质的光辐射用单色器加以色散，使光的波长按大小依次排列，同时测量在不同波长处的辐射强度，即得到物质的吸收光谱。如果用的是光源是红外辐射就得到红外吸收光谱(Infrared Spectrometry)。 8．拉曼散射，但也存在很微量的光子不仅改变了光的传播方向，而且也改变了光波的频率，这种散射称为拉曼散射。 9．瑞利散射、当一束激发光的光子与作为散射中心的分子发生相互作用时，大部分光子仅是改变了方向，发生散射，而光的频率仍与激发光源一致，这种散射称为瑞利散射 10．连续X射线：当高速运动的电子击靶时，电子穿过靶材原子核附近的强电场时被减速。电子所减少的能量（△E）转为所发射X 射线光子能量（hν），即hν＝△E。这种过程是一种量子过程。由于击靶的电子数目极多，击靶时间不同、穿透的深浅不同、损失的动能不等，因此，由电子动能转换为X 射线光子的能量有多有少，产生的X 射线频率也有高有低，从而形成一系列不同频率、不同波长的X 射线，构成了连续谱 11．特征X射线、原子内部的电子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识X 射线 13．相干散射、当入射X射线光子与原子中束缚较紧的电子发生弹性碰撞时，X射线光子的能量不足以使电子摆脱束缚，电子的散射线波长与入射线波长相同，有确定的相位关系。这种散射称相干散射或汤姆逊（Thomson）散射。 14．非相干散射，，当入射X射线光子与原子中束缚较弱的电子（如外层电子）发生非弹性碰撞时，光子消耗一部分能量作为电子的动能，于是电子被撞出原子之外，同时发出波长变长、能量降低的非相干散射或康普顿（Compton）散射

--建筑环境现代测试技术实验报告

研究生课程（实践类）报告 2012/2013学年第1 学期课程名称：建筑环境现代测试技术实验课程代码：17000021 实验题目：不同毕托管修正系数的标定实验学生姓名：吴小田专业﹑学号：供燃气、供热通风与空调工程122551452 学院：环境与建筑学院

4学时 1. 掌握“负压式微风速标定装置”测试流量和标定风速的原理； 1．标准流量管2．压力采集环3．整流格栅4．标准风道5．风速计测孔 6．静压箱7．离心风机8．变频器9．倾斜式微压差计。图1 负压式微风速标定装置结构示意图 2. 根据已有测量仪表的精度和计算公式、方法。确定该标定装置的总不确定度； 3. 现有两支毕托管，一支为L 标注型毕托管，一支为S 型翼型测试头，采用该标定装置，求出两支毕托管的风速修正系数。并进行误差分析。参考资料： 1.王中宇, 刘智敏. 测量误差与不确定度评定[M]. 北京: 科学出版社, 2008. 2.孙淮清, 王建中. 流量测量节流装置设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. 3.梁国伟, 蔡武昌. 流量测量技术及仪表[J]. 北京: 机械工业出版社, 2002. 4.路建岭、吴虎彪、邹志军等，一种负压式微风速标定装置的试验研究，流体机械，2009，10. 5.田胜元, 萧曰嵘编著，实验设计与数据处理，北京：中国建筑工业出版社，1988 实验地点：环境与建筑学院414室，备注：实验之前需要完成试验装置不确定度的计算书和实验方案。 2013.02.28 6

一、实验目的 1.了解熟悉风速标定装置及原理，以及会使用风速标定装置对不同类型毕托管进行标定。 2.了解毕托管的工作原理，比较不同毕托管的制作工艺差别及误差分析二、实验仪表： HD2001.1温湿度露点大气压力风速变送器、倾斜式微压差计两台、、L 型毕托管一支（长度500mm ）、S 型翼型毕托管1支（长度500mm ）三、实验原理： 1．标准流量管，2．压力采集环，3．整流格栅，4．标准风道，5．风速计测孔 6．静压箱，7．离心风机， 8．变频器，9．倾斜式微压差计。图1 负压式微风速标定装置结构示意图标准流量管是通过大气压力、空气温度、空气相对湿度和某截面的壁面静压 4个参数来测试流量的。装置的试验原理是用伯努利方程计算标准流量管流量,然后根据质量守恒定律,由标准流量获得标准风道的平均风速, 再由流体在管道内流动分布的特点, 经理论计算得出风道轴心风速作为标准点风速, 即风速计标定时的参照标准风速。标准流量根据伯努利方程得: 2 2 1v P P P b a ρ= -=?（1）式中： P ?压差, Pa 6

现代环境测试技术考试知识点要点整理

1.什么是色谱技术？利用各组分在两相中分配性能的差异，使混合物中各组分分离的技术 2.什么是色谱分析技术把色谱技术和适当的检测器结合起来就构成了色谱分析技术 3.色谱是否只能分离色素？不是，它也可以进行分离混合物中组成 4.色谱的分离原理有哪些？利用不同物质在流动相和固定相中分配系数不一样，当两相运动时，这些物质反复分配进行分离，然后检测器进行测定的色谱图5.按流动相不同，色谱可以分为哪些类型？液相色谱法（LC）：柱色谱法（CC），薄层色谱法（TLC），纸色谱法（PC）气相色谱法（GC）：填充柱色谱（GSC），毛细管柱色谱（GLC）超临界色谱法（SFC） 6.按分离机理，色谱可以分为哪些类型？吸附色谱法（物质在固体表面吸附能力不同）排阻色谱法（分子大小不同）分配色谱法（在气液或液液两相中K不同）离子交换色谱法（离子交换能力不同） 7.色谱技术有什么用途？定性分析混合样品的成分；

定量分析混合样品成分；从混合样品中分离制备单一成分；样品预处理！ 8.色谱仪一般由哪几个部分构成？流动相传输系统；进样系统；分离系统；检测系统；数据处理及控制系统 9.色谱图各组分分离后依次经过检测器，将流动相中浓度或者质量转化成电信号，有记录仪记录下的信号—时间曲线。 10.基线无试样通过检测器时，监测到的信号即为基线 11.峰高色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离 12.峰面积色谱峰与峰底之间的面积 13. 标准偏差σ：表示色谱曲线的离散程度即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半 14. 半峰宽度（Y1/2）：Y1/2=2.354 一半峰高处的宽度 15. 峰底宽度（Y）Y =4

现代测试技术试卷及部分答案

一、填空题（每小题1 分，共 10 分） 1. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=，其中0A 、0t 为常数时，该系统就能实现对信号的（不失真）测试。 2. 测试系统动态特性的描述函数主要有脉冲响应函数、传递函数和( 频率响应函数 )。 3. 周期信号的频域分析采用的数学工具是（傅里叶级数）。 4. 有源传感器一般是将非电量转换为电能量，称之为能量（转换）型传感器。 5. 压电式振动加速度传感器是利用某些材料的（压电效应）原理工作的。 6. 交流电桥的平衡条件是（两相对臂阻抗的乘机相等）。 7. 电容式传感器分为（极距变化）型电容传感器、面积变化型电容传感器和介质变化型电容传感器三大类。 8. 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、（随机激振）和瞬态激振。 9. 随机信号的自功率谱密度函数的物理含义是（随机信号的自相关函数的傅里叶变换）。二、单项选择题（每小题 1 分，共 15 分） 1．传感器在非电量电测系统中的作用是（ C ）。 (A) 将被测电量转换为电参量 (B) 将被测非电量转换为非电参量 (C) 将被测非电量转换为电参量 2. ( C )不属于测试系统的静态特性指标。（A ）回程误差（B ）灵敏度（C ）阻尼系数 3．频率响应函数H （j ω）是在（ A ）描述测试系统对正弦信号稳态响应特征的函数。（A ）频率域内（B ）时间域内（C ）幅值域内 4．压电式传感器目前多用于测量（ B ）。（A ）静态的力（B ）物体运动速度（C ）瞬态的力 5．振动子FC6-1200的固有频率为1200Hz ，问用该振动子能不失真记录信号的频率范围是（ C ）。（A ）0 - 1200 Hz （B ）>1200Hz （C ）0 - 600 Hz

现代材料检测技术

一、DTA的基本原理（1）差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。差热分析曲线描述了样品与参比物之间的温差(ΔT)随温度或时间的变化关系。（2）影响差热分析的主要因素 1 气氛和压力的选择气氛和压力可以影响样品化学反应和物理变化的平衡温度、峰形，因此必须根据样品的性质选择适当的气氛和压力，有的样品易氧化，可以通入N2、Ne等惰性气体。 2 升温速率的影响和选择：升温速率不仅影响峰温的位置，而且影响峰面积的大小：快的升温速率下峰面积变大，峰变尖锐。使试样分解偏离平衡条件的程度也大，易使基线漂移,并导致相邻两个峰重叠，分辨力下降。慢的升温速率，基线漂移小，使体系接近平衡条件，得到宽而浅的峰，也能使相邻两峰更好地分离，因而分辨力高。但测定时间长，需要仪器的灵敏度高。升温速率对高岭土差热曲线的影响 : 升温速率越大，峰形越尖，峰高也增加，峰顶温度也越高 3试样的预处理及粒度试样用量大，易使相邻两峰重叠，降低了分辨力。一般尽可能减少用量，最多大至毫克。样品的颗粒度在100目～200目左右，颗粒小可以改善导热条件，但太细可能会破坏样品的结晶度。对易分解产生气体的样品，颗粒应大一些。参比物的颗粒、装填情况及紧密程度应与试样一致，以减少基线的漂移。试样量越大，差热峰越宽，越圆滑。其原因是因为加热过程中，从试样表面到中心存在温度梯度，试样越多，梯度越大，峰也就越宽。 4 参比物的选择要获得平稳的基线，要求参比物在加热或冷却过程中不发生任何变化，在整个升温过程中其比热、导热系数、粒度尽可能与试样一致或相近。

常用α-三氧化二铝Al2O3)或煅烧过的氧化镁（MgO）或石英砂作参比物。如果试样与参比物的热性质相差很远，则可用稀释试样的方法解决；常用的稀释剂有SiC、铁粉、Fe2O3、玻璃珠Al2O3等。 5 纸速的选择在相同的实验条件下，同一试样如走纸速度快，峰的面积大，但峰的形状平坦，误差小;走纸速率小，峰面积小。因此，要根据不同样品选择适当的走纸速度。不同条件的选择都会影响差热曲线，除上述外还有许多因素，诸如样品管的材料、大小和形状、热电偶的材质以及热电偶插在试样和参比物中的位置等。二．热重分析 (Thermogravimetric Analysis) （1）热重法(Thermogravimetry, TG)是在程序控温下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法，通常是测量试样的质量变化与温度的关系。热重分析的结果用热重曲线(Curve)或微分热重曲线表示。（2）影响热重测定的因素 1. 升温速度升温速度越快，温度滞后越大，Ti及Tf越高，反应温度区间也越宽。对于无机材料试样，建议采用的升温速度一般为10－20K·min-1。 2．气氛常见的气氛有空气、O2、N2、He、H2、CO2 、Cl2和水蒸气等。样品所处气氛的不同导致反应机理的不同。气氛与样品发生反应，则TG曲线形状受到影响。例如PP使用N2时，无氧化增重。气氛为空气时，在150-180 C出现氧化增重。 3.样品的粒度和用量样品的粒度不宜太大、装填的紧密程度适中为好。同批试验样品，每一样品的粒度和装填紧密程度要一致。 4．试样皿（坩锅）试样皿的材质有玻璃、铝、陶瓷、石英、金属等，应注意试样皿对试样、中间产物和最终产物应是惰性的。如聚四氟乙烯类试样不能用陶瓷、玻璃和石英类试样皿，因相互间会形成挥发性碳化物。白金试样皿不适宜作含磷、硫或卤素的聚合物的试样皿，因白金对该类物质有加氢或脱氢活性。 5 温度的标定热天平可采用不同居里温度的强磁体来标定。标定时在热天平外加一磁场，坩埚中放入标准磁性物质。磁性物质的居里点是金属从铁磁性向顺磁性相转变的温度，在居里点产生表观失重。三．示差扫描量热法Differential Scanning Calorimeter，DSC （1）差示扫描量热法(DSC)是在程序控温下，测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术（国际标准ISO 11357-1）。根据测量方法的不同，又分为功率补偿型DSC和热流型DSC两种类型。常用的功率补偿DSC是在程序控温下，使试样和参比物的温度相等，测量每单位时间输给两者的热能功率差与温度的关系的一种方法。（2）与在DTA曲线中，吸热效应用谷来表示，放热效应用峰来表示所不同的是：在DSC曲线中，吸热(endothermic)效应用凸起正向的峰表示凹下的谷表示 (热焓增加)，放热(exothermic)效应用凹下的谷表示(热焓减少)。三．扫描电子显微镜（SEM）透射电镜的成像——电子束穿过样品后获得样品衬度的信号（电子束强度），利用电磁透镜（三级）放大成像