研究生教学实验指导书
现代流体测试技术
综合实验
北京航空航天大学能源与动力工程学院
2007年10月
“信号合成与分解实验” 教学实验指导书
教学实验编号： 041701-1 （可不填）
教学实验名称： 信号合成与分解实验 （中文）
Synthesis and Analysis of Signal （英文）
学分/学时：1学分/16学时
适用专业：发动机、工程热物理、宇航、气动、汽车专业
先修课程和环节：掌握测量放大器的工作原理和傅里叶变换的理论知识；各种谐波的理
论分析和频率结构；滤波器（低通、高通、带通、带阻）的相关知识；
了解信号的分类。
一、实验目的
1. 在《测试技术》课程中，非正弦周期信号的谐波分析是教学中的重点内容之一。谐波分析的数学工具是将周期函数展开为付氏级数。本实验的主要目的是为了使同学对信号分析中的波形分解、合成及非正弦周期信号的幅值频谱的物理实质建立感性认识与了解。
2. 在精确的测试中，要求测试系统能够确保信号的检测与传输遵循不失真的条件。即要求测试系统是线性的。且幅频特性水平，相频特性为零或与频率成线性关系，本实验的另一个目的是通过实际观察合成某一确定周期信号时，必须保持合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系，不管什么原因。如果破坏了其中任何一条，都会导致波形失真，从而加深理解信号检测与运输中确保不失真条件的重要性。
3、 学会用示波器检查各高次谐波与基波之间初始相位差是否为零的测试方法。
二、实验内容及基本原理
本实验内容包括以下四个部分：
1、 测带通滤波器频率特性实验
将信号发生器的乒乓开关打到上方，通过旋钮改变频率，使其在80～120Hz 范围内变化，在输出端测出其相对应的电压，填入表1。
表1
2、 信号分解实验
3、 信号合成实验
4、 观察合理的频率结构，正确的幅值比例和正确的初始相位关系在合成波形中的重要作用
实验原理如下：
对某一个非正弦周期信号)(t f ，其周期为T ，频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和，即
∑∑∞
=∞=++=++=11000)2sin()2sin()(n n n n n n t f c c t T n c c t f φπφπ （1） 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。如果)(t f 是一个锯齿波，其波形如图1-1所示。其数学表达式为：
)()(0,2
)(t f nt t f T t A t T A t f =+≤≤-=
(2) 对)(t f 进行谐波分析可知：
πφπ==
=n n n A c c ，，200 所以
[]??????++++=+=+=∑∑∞=∞= πππππππππππt f t f n A t nf n
A t T n n A t f n n )2(2sin 21)2sin(2)2sin(2)2sin(2)(00101
(3)
图 1-1 锯齿波
即锯齿波可以分解为基波的一次、二次…n 次…无穷多项谐波之和。其幅值分别为基波幅值的n 1。且各次谐波之间初始相位角差为零。（基波幅值为π
2A ） 反过来，用上述这些谐波可以合成一个锯齿波。
同理，只要选择符合要求的不同频率成分和相应的幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波，三角波等非正弦周期波形。
三、实验使用的仪器设备及实验装置
1. XPF －Ⅱ谐波分析实验仪一台
2. 双踪示波器一台
3. 数字电压表一台
4. 信号发生器一台
四、具体实验步骤
(一) 波形分解
1. 接通交流220V 电源，拨动电源开关，指示灯亮
2. 用示波器从1C 点观察锯齿波图形，从2C 点观察方波图形
3. 检查信号频率是否为100HZ 左右
4. 用插头线连接1C 与B 两点（即把锯齿波信号送入各带通滤波器）
5. 缓慢调节1Φ电位器，确定BPF －1的中心频率使之为与信号频率相同，即100HZ （通过示波器0f 点应观察到100HZ 的正弦波）左右，精测出频率0f （不
得用频率计）
调节观察方法有两种
方法一：用示波器测量，读出0f 处的幅值，调节1Φ使幅值最大（请思考这是
什么道理？）
方法二：用双线示波器观察比较锯齿波与基波的波形，使之同相位。
6. 用上述方法一，调节2Φ，3Φ，…7Φ依次确定BPF-2，BPF-3，…BPF-7中心频率分别为20f ,30f ,…70f
7. 验证各高次谐波与基波之间的初始相位差是否为零，方法有二
方法一：李沙育图形法。把处基波送入示波器的X 输入，再分别把
20f ,30f …70f 次的高次谐波送入y 输入，观察李沙育图形。（正确图形见附录） 方法二：观察两波叠加后的波形，把基波分别与二、三、…七次谐波进行叠加，在输出点观察叠加结果（正确图形见附录） 注意：用此法之前必须将各高次谐波的幅值调节为基波幅值的n
1，当各次谐波与基波之间的初始相位差不为零时，需再次微调2Φ，3Φ，…7Φ
8. 用示波器分别从0f ，20f ,30f …70f 处测量并记录幅值（可预先调节锯齿波的
幅值，使0f 处的基波成分为1V ，以便于计算，分析比较各谐波之间的比例关
系）
9. 把插头的一端从1C ，改接到2C （即把方波送入各带通滤波器），改接前应先
调整对称电位器，使方波对称。
10. 观察并测量各谐波成分幅值，并与锯齿波分解的结果进行对照（比较谐波成分
及其幅值和相位）
(二) 波形合成
1. 根据合成波形的种类预先计算结果（见课前预习要求）分别确定出谐波成分及
各次谐波与基波之间的初相位差和幅值比例关系
2. 保持1Φ，2Φ，3Φ，…7Φ不变（即保持各高次谐波与基波之间初始相位差
为零）根据预先计算确定各高次谐波的符号，波动倒相器开关（或正、或负）
3. 按计算好的幅值比例关系，分别调节各次谐波幅值（1A ，2A ，…7A ）
4. 根据计算好的频率结构，有选择的依次接通1K ，2K ，…7K ，由输出点即可
用示波器分别观察到合成的近似波形（锯齿波、方波、三角波等均可以合成）
(三) 观察幅值、相位及频率结构在波形合成中的作用
1. 分别改变频率结构（即分别打开开关1K …2K 和6K …7K ，观察频率结
构正确与否，对波形失真影响的情况）
2. 分别改变1A ，2A 和6A ，7A 观察幅值正确与否，对波形失真的影响
3. 分别改变1Φ，2Φ和6Φ，7Φ观察相位正确与否，对波形失真的影响
五、实验准备及预习要求
1. 将要合成的几种典型的非正弦周期信号（如锯齿波、方波、三角波）进行付氏级
数展开，确定出所含谐波分量及各高次谐波与基波之间的初始相位差和幅值比例关系（要求此项工作在课前完成）。
2. 参考测试技术信号处理教材中心章节：
（1） 信号的分类；信号的描述方式；周期信号的频谱及分析
（2） 傅立叶级数的应用
（3） 测量仪器的一阶、二阶频响特性
（4） 滤波器原理（高通、低通、带通）
六、实验报告内容及格式
实验报告内容要求：
1. 整理实验数据，分析实验现象，画出幅值频谱图
2.将理论计算结果与实验结果进行比较、对照和分析
3.回答1～2个思考问题
4．体会和建议
实验报告格式：
1. 实验目的
2. 实验内容
3. 实验装置
4. 实验原理（测试实验系统图）
5. 实验步骤
6. 实验结果与分析（包括实验数据、处理图形、主要关系式和有关程序）
7.思考题解析
七、开课教师及联系方式
开课教师：伍耐明刘艳明
联系方式：
附录：
1、滤波器的幅相频特性曲线
图1-2 频率特性及相频特性曲线
本机采用同类型的七个带通滤波器实现波分解的功能，适当选择调整带通滤波器的参数从而得到中心频率分别为100HZ，200HZ…700HZ的带通滤波器。
2、介绍两种观察频率正弦波相位差为零的方法。
由信号分析的理论知，信号传输的不失真条件是幅值和相位都不失真，在信号的合成实验中，要用到两个以上不同频率的信号。这信号之间相位必须保持某个确定的相位差（如相位差为零）才能得出正确的合成结果，因此，相位差的测定在实验中是不可少的，下面简单介绍两种测试相位差的方法。
（1）李沙育图形法
这种方法是大家经常采用的，图1-3给出了各高次谐波同基波间初始相位差为零的李沙育图形。当相位差不为零时，其图形必有扭曲。
在观察李沙育图形时，有时因高次谐波中包含有基波，故李沙育图形不会和理想情况完
全重合，这是只要抓住关键点（图1-3中均已标出），就可以较方便的判断相位差是否为零。
（2）通过观察两个波形的合成，调节初始相位差角（二波合成法）
上面介绍的李沙育图形法是基本方法，也是要求学生应该掌握的一种测试方法，但是在测试中有时感到李沙育图形法不大方便，一种简单有效的方法就是通过观察两个波形的合成调节其初始相位差角。下面做一简单说明。
我们首先选择一倍频分别同三倍、五倍、七倍频各次谐波相加，当其初始差为零时，其合成的图形见图1-4，可以看出，图形都有一个共同点，即当初始相位差为零时，二波合成后，波形在（0～π）及（π～π2）区间上都是关于2
π及23π轴对称，而当破坏了相位差为零的条件时，其对称性也遭到破坏，利用这一性质，可以很方便的测定基频同三倍频（图形为双峰）、五倍频（图形为三峰）、七倍频（图形为四峰）之间是否初始相位差为零。
图 1-3 各高次谐波同基波间初始相位差为零的李沙育图形
图1-4 基频同三倍频、五倍频、七倍频谐波相加后初始相位差为零的波形图
现在我们再画出基频分别同二倍频、四倍频、六倍频各次谐波相加后的波形图，见图1-5。
图 1-5 基频分别同二倍频、四倍频、六倍频谐波相加后初始相位差为零的波形图
从图中可发现，合成后的波形均是关于轴对称，且在0，2
π，π，23π，π2处保持与基频幅值相同，抓住几个关键部位，就可以在示波器上方便的测试出一倍频、二倍频四倍频、六倍频谐波之间初始相位差是否为零。
应强调指出，这种方法只是用来观察基频同高次谐波初始相位差是否保持某一固定的值，若要精确测量其间的初始相位差值，用这种方法不一定方便。
3、波形分解与合成实验的电路实现（即谐波分析实验仪的电路结构原理及其作用）
整个实验仪的电路由四个部分组成。其原理框图如图1-6所示。各部分原理及功能简述如下：
图 1-6 协波分析实验仪电路原理框图
4．思考问题：
1. 如果将图1-1所示的锯齿波仅把坐标移一下，使之成为图1-7所示，试对其进行谐 波分析，并比较二者同异之处
2. 波形合成的不失真条件是什么？实验中如何保证？用什么方法观察调节？
3. 在从20f ,30f …70f 处观察谐波波形时，会出现不等幅现象，且越是高次谐波，这 种现象越明显，何故？（提示：这是由于带通滤波器的Q 值不能做到理想值所造成的，本机的带通滤波器Q 值一般为20左右，所以非中心频率的谐波不可避免地进入带通滤波器而
造成一定程度地失真，此现象可在学习滤波器时再进行分析。）
图1-7 锯齿波
“数据采控及计算机接口实验”教学实验指导书
教学实验编号：041701-2（可不填）
教学实验名称：数据采控及计算机接口实验（中文）
Data Acquisition System and Computer Interface Technique （英文）
学分/学时：1学分/16学时
适用专业：发动机、工程热物理、宇航、气动、汽车专业
先修课程和环节：数据采集及其硬件（A/D变换器和数据采集卡）选择的基本知识；
G语言编程环境和虚拟仪器的含义。
一、实验目的
1．数据采集、仪器控制、过程监控和自动测试是实验室研究和工业自动化领域广泛存在的实际任务，其中数据采集又是测试信号从模拟信号变成计算机能够接受和处理的数字信号的过程，是计算机与外部物理世界联系的桥梁。通过本实验不但可以使学生了解现代测试系统中数据采集的一般方法，也可以使学生对数据采控系统工作原理有一定的认识。
2．熟悉以计算机为核心的数据采集系统的实物构成，包括：
（1）由PC机、ISA总线A/D板卡、外接端子板组成的数据采集系统
（2）由PC机、PCI总线A/D板卡、外接端子板组成的数据采集系统3．LabVIEW既是实验室虚拟仪器集成环境，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。在本实验中通过LabVIEW编程和使用DAQ（Data Acquisition ）板卡进行数据采集，使学生了解虚拟仪器和G语言编程的一般知识，并初步掌握LabVIEW 程序在DAQ中的应用。
4．进一步理解采样定理的意义，利用数据采集系统软硬件验证采样定理。数据处理是数据采集的关键内容之一，是将原始数据转换为所需数据进行分析的重要步骤，通过实验可使学生明确数据处理的基本方法及其系统的组成和工作原理。
二、实验内容及基本原理
本实验内容主要包括以下几个部分：
1、利用LabVIEW和DAQ数据采集卡进行模拟信号的数据采集
自动数据采集/处理系统由计算机和各种电子测量、记录仪器组成。被测参数由传感器变换为相应的电压或脉冲信号后，输入测试系统。电压或脉冲信号经调理、采样至转换器，将电压或脉冲转换为数字量，存入计算机的存贮器内。当每次输入数据采样完成后，对于不需要计算处理的数据，将其从存贮器中取出，由打印机打印输出。对于需要计算处理的数据，按预先编制好的程序进行运算，运算结果由打印机打印输出或由绘图仪绘出曲线，以供实验人员分析、判断，确定下一步试验的进程，这大大缩短了试验研究的周期，节省了能源的消耗。
对数据采集板卡来说，模数转换芯片是其最关键的器件。模数转换通常简写成A/D变
图1 A/D转换的采样过程描述
换（Analog-Digital）。模数转换的输入信号是在时间上和幅度上都是连续变化的模拟信号，输出信号是在时间上和幅度上都是离散的数字信号，从连续信号到离散信号的变换过程可以看成是采样和量化的过程。
模拟信号的一个数据采集过程可以用图2表示。其中数据采集卡即Device 1，数据采集卡通过多路开关、A/D转换芯片和数据缓存(Buffer)几个部件将多通道的模拟信号转换成数字信号并存储在其缓存中，而计算机通过LabVIEW中的数据采集子VI对数据采集卡中的几个部件的动作进行控制，数据采集卡和计算机之间通过计算机总线实现通信，交换数据和控制信息。
图2 模拟信号的数据采集过程
2、采样定理验证实验:
如图1所示可以描述采样过程，M(t)是一个模拟信号，采样脉冲信号在一系列离散的时刻打开采样开关，对M(t)进行采样，于是得到采样信号Ms(t)。Ms(t)是一系列脉冲信号，在采样期间Ms(t)=M(t)，在其它时间Ms(t)=0。采样信号Ms(t)必须能真实反映M(t)的变化情况，也就是说Ms(t)经过一个适当的低通滤波器，能被复原出信号M(t)的原始形状，图1(a)中的M(t)就是一个被复原的信号。为了达到这个目的，必须保证有足够高的采样频率s f ，s f 必须大于模拟信号M(t)的最高频率的两倍即：
max 2f f s
其中：
s f ---采样开关的采样频率
max f ---连续信号频谱中的最高频率
这就是采样定理，通常选择采样频率时取4—10倍连续信号的最大频率，工程上有时为了更好的复原被采样信号，甚至取更高倍数。实验中，信号源产生周期性信号，计算机通过A/D 板将信号采集入内存，通过软件示波器显示出来，调整采样频率，可以得到不同的采样结果，以波形图直观显示出来。由此，可考察波形失真程度，以验证采样定理。
3、了解LabVIEW 软件的强大数据控制和处理功能，以及网络发布功能。
三、实验使用的仪器设备及实验装置
1. 装有LabVIEW7.0软件和PCI-6220数据采集卡的服务器一台
2. 实验室局域网
3.信号发生器一台
4.示波器一台
5.外接端子板CB-68LP、68芯电缆、数据采集板NI PCI-6220
基于LabVIEW的信号测试系统主要包括信号发生器、DAQ数据采集卡和计算机软件三部分组成。A/D数据采集采用美国NI公司的PCI-6220型多功能数据采集卡和L abVIEW 7.0软件。
将PCI-6220数据采集卡插到服务器主板上的一个空闲的PCI插槽中，安装其驱动程序NI-DAQmx。接好各种附件，附件包括一条68芯的数据线，一个型号为CB-68LP的转接板，转接板直接与外部信号连接。
配置好实验室局域网，保证网络中每一台计算机都能访问服务器。
由信号发生器产生正弦波信号，模拟传感器产生的物理电信号，将电信号通过连接在转接板上的数据线接入数据采集卡，再通过装有LabVIEW 7.0软件的服务器对正弦信号进行采集。服务器将数据采集程序广播发布给网络中的每一台计算机，由每一台计算机轮流控制数据采集程序进行数据采集，并将采集到的数据以文件的方式存入本机，改变采样频率，重新进行数据采集并保存数据文件。每个学生分别将自己采集到的数据在本机通过“软件示波器”进行观察，并与实验室中的示波器上的波形进行比对（此示波器已经与信号发生器的信号相连），观察是否有波形失真现象发生，体会采样定理。
实验的基本框架如图3a、3b所示：
图3a 数据采集系统基本框架
图3b 采集卡和NI-DAQmax以及LabVIEW软件的层次关系
图4 PCI-6220接线定义
四、具体实验步骤
1、安装LabVIEW7.0软件，以及NI-DAQmax采集卡驱动程序。
2、安装数据采集卡，在NI-DAQmax中对数据采集卡进行配置（配置方法见：预备知识），设置PCI-6220设备号为：Device 1，信号输入方式为单端输入，数据输入通道为AI0。
3、配置好实验室局域网。
以上三步由教师提前完成，并向学生简要介绍
4、将68芯电缆一端与数据采集卡的接口相连，另一端与转接板相连。
5、设置信号发生器的频率为5赫兹，信号类型为正弦波。根据数据采集卡PCI-6220接线定义（图4），将信号发生器的输出端与转接板的68脚（AI0）相连，将信号地与64脚（AI GND）相连，并将此信号与示波器连接。
6、熟悉LabVIEW开发环境，了解工具模板（Tools Palette）、前面板、控件模板（Controls Palette）、程序框图和函数模板（Functions Palette）的概念和各自的用途，并熟悉函数模板（Functions Palette）中与数据采集相关的控件与设置项（在Functions—All Functions—NI Measurements—DAQmx-Data Acquisition中）。本步由学生在实验课前完成。
7、编制数据采集和显示软件（课上完成）。
8、应用该软件进行波形数据采集并存储，采样频率分别设为5赫兹、10赫兹和100赫兹，分别记录下波形数据文件。
9、将波形数据文件通过本机的软件示波器进行回放，观察并记录波形变化，并与实验室的信号发生器上显示的信号实际波形对比，体验采样定理。
五、实验准备及预习要求
1、认真阅读实验指导书，在老师答疑和同学讨论的基础上，完成实验准备任务：
1).了解数据采集及其硬件（A/D变换器和数据采集卡）的基本知识；
2).熟悉G语言编程环境和虚拟仪器的含义；
2、理解采样定理的意义；
3、参考书籍《LabVIEW7.1测试技术与仪器应用》等。
4、网站：https://www.doczj.com/doc/181432596.html,
六、实验报告内容及格式
1．实验目的
2．实验内容
3．实验装置
4．实验原理（测试实验系统图）
5．实验步骤
6．实验结果与分析（包括实验数据、处理图形、主要关系式和有关程序）七、开课教师及联系方式
开课教师：孙玖利伍耐明
联系方式：
“振动测量和轴系动平衡实验”教学实验指导书
教学实验编号： 041701-3 （可不填）
教学实验名称：振动测量和轴系动平衡实验（中文）
Oscillation Measurement and Shafting Inertia Balance （英文）学分/学时：1学分/16学时
适用专业：发动机、工程热物理、宇航、气动、汽车专业
先修课程和环节：了解振动测量的基本原理；振动传感器（位移，速度，加速度）的工作原理；振动信号的描述；机械振动基本参量的常用测量方法。
一、实验目的
1、掌握刚性转子现场动平衡的基本作业；
2、掌握有关测量仪器的使用；
3、通过实验了解动静法的工程应用。
二、实验内容及基本原理
实验内容即是对一多圆盘刚性转子用两平面影响系数法进行动平衡。
工作转速低于最低阶段临界转速的转子称为刚性转子，反之称为柔性转子。本实验采取一种刚性转子动平衡常用的方法――两平面影响系数法。该方法无需专用平衡机，只要一般的振动测量，适合在转子工作现场进行平衡作业。
根据理论力学的动静法原理：一匀速旋转的长转子，其连续分布的离心惯性力系可向质
图一
心C 简化为一个合力（主向量）R 和一个合力偶Mc （主矩），见图一。如果转子的质心恰在转轴上，且转轴恰好是转子的惯性主轴，则合力R 和合力偶矩Mc 的值均为零，这种情况称转子是平衡的；反之，不满足上述条件的转子是不平衡的。不平衡转子的轴承与轴颈之间产生交变的作用力和反作用力，可引起轴承座和转轴本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。
刚性转子动平衡的目标是，使离心惯性力的合力和合力偶矩的值趋近于零。为此，我们可以在转子上任意选定两个截面Ⅰ，Ⅱ――称校正平面，在离轴心一定距离1r ，2r ――称校正半径，与转子上某一参考标记成夹角1θ和1θ处，分别附加一块质量为1m 、2m 重块――称校正质量。如能使两个质量1m 和2m 的离心惯性力（其大小分别为211m ωr 和222m ωr ，ω为转动角速度）的合力和合力偶正好与原不平衡转子的离心惯性力相平衡，那么就实现了刚性转子的动平衡。
两平面影响系数法的过程如下：
1) 在额定的工作转速或任选的平衡转速下，检测原始不平衡引起轴承或轴颈A 、B 在 某方位的振动动量11010V ψ<=V 和22020V ψ<=V ，其中10V 和20V 是振动位移，速度或加速度的幅值，1ψ和2ψ是振动信号对转子上参考标记有关的参考脉冲的相位角。
2) 根据转子的结构，选定年两个校正平面Ⅰ、Ⅱ，并确定校正半径1r 、2r ，现在平面 Ⅰ上加一试重111Q β<=t m ，其中11Q m t =为试重质量，1β为试重相对参考标记的方位角，以顺转向为正。在相同转速下测量轴承A 、B 的振动量11V 和21V 。
矢量关系见图二a 、b 。显然，矢量11V ～10V 及21V ～20V 。为平面Ⅰ上加试重1Q 所引 起的轴承振动的变化，称为试重1Q 的效果矢量。方位角为零度的单位试重的效果矢量称为影响系数。因而，我们可以由下面式子求影响系数：
1
101111Q V V -＝α 1
202121Q V V -＝α 3) 取走1Q ，在平面上加试重222Q β<=t m ，22Q m t =为试重质量，2β为试重方 位角。同样测得轴承A 、B 的振动量12V 和22V ，从而求得效果矢量12V ～10V 和22V ～20V （见图二c 、d ）及影响系数：
2
101212Q V V -＝α 2
202222Q V V -＝α 4) 校正平面Ⅰ、Ⅱ上所需的校正量111P θ<=m 和222P θ<=m ，可通过解矢量方程 组求得：
???-=+-=+20
22212110212111V P P V P P αααα 或
?
?????-=????????????20102122211211V V P P αααα 11m P =、22m P =为校正质量，1θ，2θ为校正方向角。
求解矢量方程组最好是使用计算机。要求自编计算机两平面影响系数法动平衡实用程 序。
5） 根据计算结果，在转子上安装校正质量，重新启动转子，如振动已减小到满意程度， 则平衡结束，否则可重复上面步骤，再进行一次修正平衡。
图 二
三、实验使用的仪器设备及实验装置
测试系统如图三所示。
1、转子系统
转子轴上固定有四个圆盘，两端用含油轴承支承。电动机通过橡胶软管拖动转轴，用自
r，远低于转子――轴承系统得固有频率。耦调压器调节转速。最高工作转速为4000min
2、电涡流位移计及ST－5000A型动平衡仪
电涡流位移计包括探头和前置器。探头前端有一扁型线圈，由前置器提供高频（2MHz）电流。当它靠近金属导体测量对象时，后者表面产生感应电涡流。间隙变化，电涡流的强弱随之变化，线圈的供电电流也发生变化，从而再串连于线圈的电容上产生被调制的电压信号，此信号经过前置器的调节、检波、放大，成为在一定范围内与间隙大小成比例的直流或低频交流电压信号。本实验使用两个电涡流计，分别检测两个轴承座的水平振动位移。两路位移信号通过切换开关依次馈入动平衡仪，以光电变换器给出的电脉冲为参考，进行同频检测（滤除谐波干扰）和相位比较后，在动平衡仪面板上数显出振动位移的幅值、相位及转速数据。
同频检测前后的振动位移波形，通过电子示波器随时观察。
图三
3、精密天平
用以测量平衡加重的质量
4、用电表
用以调整电涡流探头的安装位置（初始间隙）。
四、具体实验步骤
1、按图三所示连接测试仪器及传感器。
2、打开平衡仪和示波器电源，预热2分钟。
3、转速传感器杆头调整：适当调整传感头端面与标志块（凹块）之间的距离，同时观察转速显示窗口下方的指示灯以表示绿色“OK”灯亮，红色不亮为最佳位置，绿色灯灭为太远，调整时注意凹块不处在传感器的端面为合适。
4、调整两个电涡流探头的位置，使其前端距离轴承座测量表面约1mm，这时用万用表
V，线性范围0～测量前置器的输出，应约为－8.0V，因该电涡流位移的灵敏度为8.0mm
2mm。
5、转动调压器旋钮，启动转子，供电电压可从零快速调到120V左右，待转子已启动后，再退回到80V左右，以获得较慢转速。
第7单元第2章现代生物技术 一、选择题 1. 下列应用实例与必须采用的生物技术，搭配错误的是应用实例生物技术 A. 培养无病毒植株组织培养 B. 制作酸奶发酵技术 C. 培育能产生人生长激素的大肠杆菌基因工程 D. “试管婴儿”的诞生克隆技术 2. 在克隆哺乳动物的过程中，常用到（） A．发酵技术B．胚胎移植技术 C．人工授精技术D．转基因技术 3. 科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因连接到烟草细胞的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒能力。这项技术称为（） A．克隆技术 B．嫁接技术 C．组织培养 D．转基因技术 4. 以下有关基因工程的叙述，正确的是（） A．基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的产物对人类都是有益的 C．基因工程产生的变异属于人工诱导变异 D．基因工程育种的优点之一是目的性强 5. 实施基因工程的最终目的是（） A．定向提取生物的DNA B．在生物体外对DNA进行改造 C．定向分离DNA D．定向地改造生物的遗传性状 6. 可以生产转基因食品的生物是一类（） A．提供外源基因的生物 B．转基因动植物 C．获得外源基因的生物 D．转基因微生物 应用实例生物技术 A. 培养无病毒植株组织培养 B. 制作酸奶发酵技术 C. 培育能产生人生长激素的大肠杆菌基因工程 D. “试管婴儿”的诞生克隆技术 8. 下列生物均是在现代生物技术作用下形成的，其中利用的技术与其他不同的是（）A．巨型小鼠B．抗虫棉花 C．多利羊D．抗虫烟草 9. 可以创造出地球上原先不存在的生物的技术是 A.无性繁殖 B. 克隆 C .基因工程 D 组织培养. 10. “试管婴儿”技术在生物学上依据的原理是( ) 。A．有性生殖B．无性生殖C．克隆技术 D．基因工程 11. 人奶营养成分的优越性是牛奶永远无法比拟的。最近中国工程院院士李宁教授率领的科研团队将人乳基因导入奶牛中，使之产生人乳化的牛奶。这种生物技术称为A．发酵技术 B．克隆技术 C．转基因技术 D．仿生技术 12. 生物的生殖方式分为有性生殖和无性生殖，下列个体的产生是通过有性生殖形成的是（） A．克隆绵羊B．组织培养的小麦幼苗 C．嫁接的柑橘D．试管婴儿 13. 据英国《每日邮报》 2010年12月26日报道，一位英国妇女在1998年通过试管婴儿技术受孕后，于次年产下两女，并将其余受精卵冷冻保存；11年后，她和丈夫成功利用当初保存的受精卵再获一个千金。“试管婴儿”技术在生物学上依据的原理是（）。
西安科技大学研究生考试试卷 学号______ ________ 研究生姓名______ ________ 班级______ ________ 考试科目______ ________ 考试日期________ ______ 课程学时_______ _______ 开（闭）卷________ ______
现代分析测试技术在煤热解催化剂制备中 的应用 摘要：现代分析测试技术在化工生产的研究中占据着重要的地位，本文主要讨论X射线荧光分析（XRF）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)在制备煤热解催化剂中的应用。 关键词：XRF、XRD、SEM、煤热解催化剂、应用 Abstract: the modern analysis determination technique in the study of chemical production occupies the important position, this article focuses on the application of X-ray fluorescence analysis (XRF), X-ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscope (SEM) in the preparation of the coal pyrolysis catalyst. Key words:XRF, XRD, SEM, the coal pyrolysis catalyst, application 1、引言 现代分析测试技术是化学、物理等多种学科交叉发展、前沿性应用以及合而为一的综合性科学研究手段，主要研究物质组成、状态和结构，也是其它学科获取相关化学信息的科学研究手段与途径，因此想要获得准确有效的实验数据就必须能够正确的运用各种分析测试 手段，对化工类学生更是如此。本次论文主要对煤热解催化剂制备过程中用到的分析测试技术手段进行论述。在煤热解催化剂制备中用到的分析测试手段主要有X射线荧光分析、X射线衍射分析、扫描电子显
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
研究生教学实验指导书 现代流体测试技术 综合实验 北京航空航天大学能源与动力工程学院 2007年10月
“信号合成与分解实验” 教学实验指导书 教学实验编号： 041701-1 （可不填） 教学实验名称： 信号合成与分解实验 （中文） Synthesis and Analysis of Signal （英文） 学分/学时：1学分/16学时 适用专业：发动机、工程热物理、宇航、气动、汽车专业 先修课程和环节：掌握测量放大器的工作原理和傅里叶变换的理论知识；各种谐波的理 论分析和频率结构；滤波器（低通、高通、带通、带阻）的相关知识； 了解信号的分类。 一、实验目的 1. 在《测试技术》课程中，非正弦周期信号的谐波分析是教学中的重点内容之一。谐波分析的数学工具是将周期函数展开为付氏级数。本实验的主要目的是为了使同学对信号分析中的波形分解、合成及非正弦周期信号的幅值频谱的物理实质建立感性认识与了解。 2. 在精确的测试中，要求测试系统能够确保信号的检测与传输遵循不失真的条件。即要求测试系统是线性的。且幅频特性水平，相频特性为零或与频率成线性关系，本实验的另一个目的是通过实际观察合成某一确定周期信号时，必须保持合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系，不管什么原因。如果破坏了其中任何一条，都会导致波形失真，从而加深理解信号检测与运输中确保不失真条件的重要性。 3、 学会用示波器检查各高次谐波与基波之间初始相位差是否为零的测试方法。 二、实验内容及基本原理 本实验内容包括以下四个部分： 1、 测带通滤波器频率特性实验 将信号发生器的乒乓开关打到上方，通过旋钮改变频率，使其在80～120Hz 范围内变化，在输出端测出其相对应的电压，填入表1。 表1 2、 信号分解实验 3、 信号合成实验 4、 观察合理的频率结构，正确的幅值比例和正确的初始相位关系在合成波形中的重要作用 实验原理如下： 对某一个非正弦周期信号)(t f ，其周期为T ，频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和，即
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 ? --≤
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
X射线荧光分析 X-Ray Fluorescence X射线的产生和特点 特征X射线 L壳层由L1、L2、L3三个子能级构成；M壳层由五个子能级构成；电子跃迁必须服从选择定则N壳层由七个子能级构成； X射线的特点: ?波粒二象性 ?直线传播，折射率约为1 ?具有杀伤力 ?具有光电效应 ?散射现象
–相干散射：散射线能量不变，与入射线相互干涉。 –不相干散射：入射线部分能量传递给原子，散射线波长变长，与入射线不相互干涉。 ?吸收现象 X射线的吸收现象 ?X射线在穿过被照射物体时，因散射、光电效应、热损耗的影响，出现强度衰减的现象，称为X射线的吸收。与物质的厚度、密度、入射线强度有关。 突变点λ（波长）称为吸收 限 原因：X射线将对应能级的 电子轰出，使光子大量吸收。?X射线吸收现象的应用 ?阳极靶镀层，获得单色X射线 ?X荧光的特点 荧光X射线的最大特点是只发射特征X射线而不产生连续X射线。试样激发态释放能量时还可以被原子内部吸收继而逐出较外层的另一个次级光电子，此种现象称为俄歇效应。被逐出的电子称为俄歇电子。俄歇电子的能量也是特征的，但不同于次级X射线。 ?波长色散型X荧光光谱仪 ?分析原理 当荧光X射线以入射角θ射到已知晶面间距离d的晶体（如LiF）的晶面上时，发生衍射现象。根据晶体衍射的布拉格公式λ∝dsinθ可知，产生衍射的入射光的波长λ与入射角θ有特定的对应关系。逐渐旋转晶面用以调整荧光X射线的入射角从0°至90°，在2 θ角度的方向上，可依次检测到不同λ的荧光X射线相应的强度，即得到试样中的系列荧光X射线强度与2 θ关系的X射线荧光光谱图 X射线衍射分析 X Ray Diffraction X射线衍射的理论基础
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)]
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。
现代流动测试技术 大作业 姓名： 学号： 班级： 电话： 时间：2016
第一次作业 1）孔板流量计测量的基本原理是什么？对于液体、气体和蒸汽流动，如何布置测点？ 基本原理：充满管道的流体流经管道的节流装置时，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下： 4v q d π α== 其中： C －流出系数 无量纲 d －工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D －工作条件下上游管道内径 qv －体积流量 m3/s β－直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时，测点应布置在中下部，应为液体未必充满全管，因此不可以布置的太靠上。 测量气体时，测点应布置在管道的中上部，以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时，测点应该布置在中下部。 2）简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法：红外测温仪只能测量表面温度，无法测量内部温度；安装地点尽量避免有强磁场的地方；现场环境温度高时，一定要加保护套，并保证水源的供应；现场灰尘、水汽较大时，应有洁净的气源进行吹扫，保证镜头的洁净；红外探头前不应有障碍物，注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等，它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温；信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域：首先，在危险性大、无法接触的环境和场合下，红外测温仪可以作为首选，比如： 1）食品领域：烧面管理及贮存温度 2）电气领域：检查有故障的变压器，电气面板和接头 3）汽车工业领域：诊断气缸和加热/冷却系统 4）HVAC 领域：监视空气分层，供/回记录，炉体性能。 5）其他领域：许多工程，基地和改造应用等领域均有使用。 优点：可测运动、旋转的物体；直接测量物料的温度；可透过测量窗口进行测量；远距离测量；维护量小。 缺点：对测量周围的环境要求较高，避免强磁场，探头前不应有障碍物，信号传输线要用屏蔽电缆，当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势：红外热像仪，可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差。便携化，小型化也是其发展趋势。 3）简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。
实验六、植物种群自疏的内因和外因效应 一、目的 通过阅读文献材料，学习验证型实验设计、结果表达和分析的方法。掌握通过测定不同栽培密度和不同盐度的因子作用下，影响植物种群生长自疏效应的内因和外因的表达方式和强度。 二、原理 生态系统的结构与功能受到来自系统内部和外部的调节与控制，如森林植被过密时会产生自疏作用，间伐后的疏林会很快重新郁闭；生态系统中各营养级间生物的数量关系常常相对稳定等。这类受控的稳态是生态系统借助生物与环境的相互作用，达到稳态的作用结果。 种群在一定的生境条件下，种群数量会增长，但是并不是无限制的增长，会受到种群最大容量的制约，种群内部个体间的竞争会产生自疏作用使种群维持在一定的水平。自疏作用为种内斗争和资源供给状况的综合反映，森林植物、藤壶等是自疏效应的明显例子。 本实验将开展经济作物红麻（Kenaf，Hibiscus cannabinus）的模拟栽培试验。通过设定不同栽培密度，对其进行短时间的栽培试验记录，评价种群密度（内因）对种群自疏效应的影响。 三、材料与仪器： 实验材料：实验室将提供统一购置的红麻种子。种植所需土壤在校区内采集。 仪器：塑料盆4个/组、电子天平、烘箱、标签纸、记号笔等。 试剂： 海盐。 四、实验内容 4.1 试验设计 每个组自行设定不同的幼苗种植株行距处理3组，进行栽培和浇灌。
4.2 观察记录 八周内，每周固定时间对每盆内的作物幼苗进行观察，记录每棵植株的叶片数，以及每个处理的存活株数，每次每个处理需拍照记录1张。 4.3 生物量的测定 第八周将所有植株个体收获，小心地洗净，去除叶片、根上的砂粒泥土，放入烘箱烘干24h后，分成地上部和根部，进行称重。 4.4 分析数据，撰写报告 记录描述不同时间、不同处理的作物幼苗个体叶片数、存活率，以及八周内的生物量积累情况。
现代分析检测技术课程 论文（报告、案例分析） 液态奶黑白膜包装重点卫生性能检测 商品学专业学生王伊萌学号1221251011 一、导语 液态奶黑白膜主要是以PE类树脂、黑白色母料为主要原料，并根据需要加入阻隔性树脂共挤而成的复合膜，其在使用过程中采用油墨表印工艺，因此由制膜过程及印刷过程引入的不溶物等有害成分在酸性、油脂性环境中极易迁移至液态奶中，进而危害消费者健康。所以，需及时采用蒸发残渣等测试设备监测包装接触材料的重点卫生性能。本文介绍了鲜牛奶黑白膜中高锰酸钾消耗量、蒸发残渣、重金属、脱色试验这四项重点卫生性能，并详细介绍了蒸发残渣仪的检测原理、试验步骤及应用，可为行业内包装材料蒸发残渣的测试提供参考。 二、检测标准 ·BB/T 0052-2009 《液态奶共挤包装膜、袋》 ·GB 9687-1988《食品包装用聚乙烯成型品卫生标准》 ·GB/T 5009.60-2003《食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生
标准的分析方法》 三、测试意义 液态奶黑白膜是采用LDPE、LLDPE为主要树脂原料，再加入黑、白色母料，采用共挤工艺吹制而成的复合膜，一般为三层或三层以上结构。液态奶黑白膜又分为阻隔类与非阻隔类，非阻隔类即不再添加任何具有较高阻隔性的树脂原料，而阻隔类的黑白膜会另外加入EVOH、PA等阻隔性树脂共挤成膜，高阻隔类的液态奶黑白膜在低温环境下的氧气透过率可达到2.0 cm3/(m2?24h?0.1MPa)。另外，为了获得良好柔韧性及热封口效果，有些种类的液态奶黑白膜会加入mLLDPE树脂。因此，鉴于PE类液态奶黑白膜可具有优异的阻隔性、热封性、 避光性以及柔韧性，是目前液态奶生产行业广为采用的一种包装材料。 液态奶黑白膜多采用表面印刷工艺，即利用专用耐水耐高温的表印油墨印刷在黑白膜包装外表面，因此油墨层是直接暴露在外部。鉴于液态奶黑白膜的制造工艺及印刷工艺，树脂原料及油墨极易出现有害的小分子物质或有机溶剂残留，而这些残留物质采用何种手段进行严格监控，则需要进行相关卫生化学性能指标的检测。BB/T 0052-2009 《液态奶共挤包装膜、袋》产品标准中规定了PE类液态奶黑白膜中相关卫生性能参考GB 9687-1988《食品包装用聚乙烯 成型品卫生标准》，即严格检测“蒸发残渣”、“高锰酸钾消耗量”、“重金属”、“脱色试验”这四项重点卫生性能指标。这些指标可准确反映包装材料中有机小分子成分或重金属等有害物质的含量，有效降低在制膜或印刷过程中因工艺参数控制不当或油墨成分使用不当而产生的有害物质，最大程度的减轻因包装材料引起的液态奶污染。 四、检测指标 液态奶黑白膜重点卫生性能指标均按照GB/T 5009.60-2003《食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法》中规定的相应检测方法，这四项指标在试验前需在特定的温度下在特殊的溶液中浸泡2 h，再按照不同的测试方法进行各指标的检测。 蒸发残渣：将试样分别经由不同溶液浸泡后，将浸泡液分别放置在水浴上蒸干，于100℃左右的环境下干燥2 h后，冷却称重。该指标即表示在不同浸泡液中的溶出量。不同浸泡液可分别模拟接触水、酸、酒、油不同性质食品的情况。 高锰酸钾消耗量：将浸泡后的试样，用高锰酸钾标准滴定溶液进行滴定，通过测定其高锰酸钾消耗量，再计算出可溶出有机物质的含量。该指标是表征包装材料中小分子有机物及制膜过程中高温分解的小分子有机物质的总含量。
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 ，
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
江苏省南通市2009届高三生物最后冲刺之三 专题三现代生物科技专题 一、选择题 1．以下说法正确的是（） ①发酵工程获得优良菌种的方法有：诱变育种、杂交育种、细胞工程等 ②吞噬细胞和效应B细胞都能识别抗原 ③紫茉莉遗传物质的载体是染色体、线粒体、叶绿体 ④发生过敏反应时，往往会使细胞损伤、破坏和引起支气管痉挛等 A．①②③④B．③④C．②④D．③ 2．如图，在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同 位素标记的氨基酸依次先后出现在图中1、2、3、4、 5部位。在这一过程中分泌蛋白通过的生物膜磷脂分 子层数是（） A．4层 B．3层 C．2层 D．0层 3．下面对生物工程的应用成果说法正确的是（） ①用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备DNA探针可检测肝炎 ②鸡蛋白基因可在大肠杆菌或酵母菌中表达出卵清蛋白 ③在单抗上连接抗癌药物可制成定向消灭癌细胞的“生物导弹” ④利用发酵工程可获得大量微生物的代谢产物即单细胞蛋白 A．①②B．③④C．②③D．①④ 4．运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作过程中能形成愈伤组织的是（） ①植物组织培养②植物体细胞杂交⑧动物细胞培养④转基因植物的培育 A．①②⑧ B．①②④ C．①⑧④ D．①②⑧④ 5．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（） A．置换单个碱基对 B．增加4个碱基对 C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对 6．某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为错误的 7.有三个盛放葡萄糖液的密封瓶，已知一瓶混有酵母菌，一瓶混有乳酸菌，一瓶只有葡萄糖，
《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