中国地质大学研究生院
硕士研究生入学考试复试《现代测试技术》考试大纲
试卷结构
填空题与选择题约30%
解答题（包括证明题）约70%
一、X射线衍射分析
考试内容
X射线的物理性质（X射线的产生及β射线的过滤）
晶体结构概述（各晶系的对称要素特点）
晶体对X射线的衍射（劳埃方程式、布拉格方程式及两种方程式的统一、布拉格方程式与衍射方向）、衍射强度和衍射方法（结构因子的表达和计算、系统消光、不同晶系的X射线衍射特、单晶X射线衍射方法、多晶X射线衍射方法）
X射线结果分析（图谱处理、图谱检索）、X射线衍射分析应用举例（分析纳米物质粒度、分析层状硅酸盐结构及对层状硅酸盐的有机、无机处理过程的检测）。
考试要求
1. 掌握晶体对称的概念，熟悉各晶系晶体结构的基本特点，各晶系单位晶胞的形状特征、理解面网间距的含义、掌握斜方、四方、立方晶系的面网间距计算公式。
2．理解X射线的基本性质、理解X射线产生的原理、理解α射线和β射线的产生机制、理解β射线的过滤。
3．理解布拉格方程式、理解衍射方向与入射方向的对应关系、掌握粉末法X射线衍射产生的原理、理解衍射强度的概念及决定强度的因素。
4．理解PDF卡片的含义、理解X射线分析数据检索的含义及用途、理解粉末法X射线衍射的数据处理过程。
二、电子显微分析
考试内容
电子显微镜基本原理。
电子聚焦原理。
电子聚焦缺陷。
电子显微镜成像原理。
电子束与物质之间的作用。
二次电子形貌像。
背散射成分像。
X射线成分像的特点和形成原理。
电子显微镜的主要图象。
电子显微镜的结构。
X射线谱仪及微区成分分析。
考试要求
1. 理解电子束的波动性及电子波的特点、理解电子聚焦原理及聚焦缺陷。
2．理解电子束与物质作用时产生的二次电子信号、背散射电子信号及X射线信号，以及各信号的物理意义。
3. 掌握电子显微镜的成像原理、理解电子显微镜的主要组成。
4. 理解二次电子像、背散射电子像及X射线成分像的含义。
5. 理解波普仪和能谱仪的工作原理及测试结果特点。
2
《机械工程测试技术》教学大纲 开课单位：汽车工程系 课程代号： 学分：2.5 总学时：40H 课程类别：选修考核方式：考查 基本面向：机械、材料、车辆 一、本课程的目的、性质及任务 《机械工程测试技术》是工科类专业的一门选修课，是一门实践性较强的课程。通过理论教学和实践教学，使学生掌握测试技术的基础知识，对测试过程和测试系统有一个完整的概念，学会常用的信号分析方法，锻炼学生动手实验的能力，为今后的学习打下良好的基础。 二、本课程的基本要求 1、了解测试系统的基本组成及各部分的功用； 2、了解常用传感器及其调理电路的工作原理和性能； 3、掌握测试装置的静、动态特性的评价方法和不失真测试条件； 4、掌握信号时域和频域的描述方法，建立明确的信号的频谱概念，掌握频谱分析的基本原理和方法； 5、了解相关分析、功率谱分析的基本原理及其应用，了解数字信号分析的基本原理； 6、了解测试技术在机械工程中的应用，掌握典型非电量参数的测试方法。 三、本课程与其它课程的关系 本课程涉及的知识范围广，在学习本课程之前，应先修《大学物理学》、《电工电子技术》，还要学习《微机原理与接口技术》，另外要学习某些相关的专业课知识。 四、本课程的教学内容 绪论 介绍测试技术在机械工程中的地位和作用，测试系统基本组成及功
用。 第一章信号及其描述 介绍周期信号与非周期信号的频谱分析，几种常用典型信号的频谱，随机信号及其特征参数。 第二章测试装置的基本特征 介绍测试系统的静态特性、动态特性，系统不失真测试的条件，一、二阶系统的静动态特性。 第三章常用传感器 介绍电阻式、电感式、电容式、压电式传感器工作原理及应用；介绍传感器的选用原则。 第四章信号调理、处理和记录 介绍电桥、滤波器、调制与解调的基本原理及其应用。 第五章数据处理和信号分析 介绍数字信号分析和处理的基本方法；介绍信号的相关分析和功率谱分析的原理、方法和应用。 第六章典型非电量参数的测量方法 介绍机械振动、应变、力、转矩的测量方法及计算机辅助测试系统。 五、本课程的重点、难点 本课程应重点掌握常用传感器的原理及应用，测试装置的静、动态特性、数据处理和信号分析的基本方法。 本课程的难点是：建立明确的频谱概念、相关分析、功率谱分析等。 六、学时分配 章次授课内容理论学时 绪论绪论2 第一章信号及其描述6 第二章测试装置的基本特征6
材料现代分析测试方法习题答案 【篇一：2012 年材料分析测试方法复习题及解答】 lass=txt> 一、单项选择题（每题 3 分，共15 分） 1．成分和价键分析手段包括【 b 】 （a）wds 、能谱仪（eds ）和xrd （b）wds 、eds 和xps （c）tem 、wds 和xps （d）xrd 、ftir 和raman 2．分子结构分析手段包括【a】 （a）拉曼光谱（raman ）、核磁共振（nmr ）和傅立叶变换红外光 谱（ftir ）（b）nmr 、ftir 和wds （c）sem 、tem 和stem （扫描透射电镜）（d）xrd 、ftir 和raman 3．表面形貌分析的手段包括【d】 （a）x 射线衍射（xrd ）和扫描电镜（sem ）(b) sem 和透射电镜 （tem ） (c) 波谱仪（wds ）和x 射线光电子谱仪（xps ）(d) 扫描隧道显微 镜（stm ）和 sem 4．透射电镜的两种主要功能：【b】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】 （a）–c-h 、–oh 和–nh2 (b) –c-h 、和–nh2, (c) –c-h 、和-c=c- (d) –c-h 、和co 2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√） 5．在样品台转动的工作模式下，x 射线衍射仪探头转动的角速度是 样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题 5 分，共25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信 号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？
理论教学大纲 《热能与动力机械测试技术》教学大纲 课程编号： 课程名称：热能与动力机械测试技术 Thermal energies & Power mechanisms Measurement and Experiment Technology 学时/学分：40/2.5（其中含实验4学时） 先修课程：电工与电子技术基础、汽车构造、发动机原理A 适用专业：热能与动力工程 开课学院（部）、系(教研室)：汽车工程学院、车用动力系 一、课程的性质与任务 本课程是热能与动力工程专业大学本科生的主要专业课，它系统完整地阐述了热能与动力机械工程领域主要参数的测量方法、测试系统和测量仪器的工作原理、测量误差分析和数据处理等内容。其中第一部分主要介绍了测量仪器的基础知识、误差分析理论和传感器原理等；第二部分分别叙述了热能与动力机械工程领域的主要参数，如温度、压力、转速和功率、流速和流量、液位、气体成分分析、振动和噪声等的测量方法、测试系统、所用仪表原理、测试结果分析，以及一些现代测试技术和相应的测试系统。 通过本课程的学习，达到以下教学目的： 1.掌握测量设计的基本知识，测量结果的数据处理及分析方法； 2.掌握热能与动力机械工程领域的主要参数的测量技术。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1. 概述 本部分讲述内容包括：热能与动力机械测试技术发展概况、测量的基本概念、测量仪器的组成和分类、测量仪器的主要性能指标、仪器在瞬变参数测量中的动态特性、测量仪器的动态标定和工程中的测量系统简述。 2. 误差理论及应用 本部分讲述内容包括：误差的来源与分类、系统误差和随机误差的概念及处理手段、可疑测量数据的剔除、随机误差的计算、传递误差。 3. 试验设计与数据整理 本部分讲述内容包括：正交试验设计与分析、有效数字及其计算方法、试验数据的图示法、回归分析与经验公式、计算机数据处理系统简述。 4. 传感器的基本类型及其工作原理 本部分讲述内容包括：电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、霍耳传感器、数字式传感器的工作原理。 5. 温度测量
西南科技大学 材料科学与工程学院 教师教案 教师姓名：张宝述 课程名称：材料现代分析测试方法 课程代码：11319074 授课对象：本科专业：材料物理 授课总学时：64 其中理论：64 实验：16（单独开课） 教材：左演声等. 材料现代分析方法. 北京工业大 学出版社，2000 材料学院教学科研办公室制
2、简述X射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。 章节名称第三章粒子（束）与材料的相互作用 教学 时数 2 教学目的及要求1．理解概念：（电子的）最大穿入深度、连续X射线、特征X射线、溅射；掌握概念：散射角（2 ）、电子吸收、二次电子、俄歇电子、背散射电子、吸收电流（电子）、透射电子、二次离子。 2．了解物质对电子散射的基元、种类及其特征。 3．掌握电子与物质相互作用产生的主要信号及据此建立的主要分析方法。 4．掌握二次电子的产额与入射角的关系。 5．掌握入射电子产生的各种信息的深度和广度范围。 6．了解离子束与材料的相互作用及据此建立的主要分析方法。 重点难点重点：电子的散射，电子与固体作用产生的信号。难点：电子与固体的相互作用，离子散射，溅射。 教学内容提要 第一节电子束与材料的相互作用 一、散射 二、电子与固体作用产生的信号 三、电子激发产生的其它现象第二节离子束与材料的相互作用 一、散射 二、二次离子 作业一、教材习题 3-1电子与固体作用产生多种粒子信号（教材图3-3），哪些对应入射电子？哪些是由电子激发产生的？ 图3-3入射电子束与固体作用产生的发射现象 3-2电子“吸收”与光子吸收有何不同？ 3-3入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多，而俄歇电子与X光电子的逸出深度相当，这是为什么？ 3-8配合表面分析方法用离子溅射实行纵深剖析是确定样品表面层成分和化学状态的重要方法。试分析纵深剖析应注意哪些问题。 二、补充习题 1、简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。 章节第四章材料现代分析测试方法概述教学 4
《机械故障诊断基础》教学大纲 课程类别：选修课(专业课) 适用专业；机械设计制造及其自动化 执行学时：24学时 一、本课程在培养计划中的作用 （一）本课程是一门专业课，研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。在本课程中，培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能，并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。 （二）基本要求 1 、从进行机械故障诊断所必备的基本知识与方法出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识： （1）机械系统动态信号处理与分析方法 （2）转轴组件的振动特性的描述及故障分析方法。 （3）滚动轴承的振动特性的描述及故障分析方法。 （4）齿轮箱的振动特性的描述及故障分析方法。 （5）红外检测技术。 （6）润滑油样分析。 2 、本课程实践性很强，所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。开设实验应不少于6学时，重点为典型机械零部件运行过程中振动信号的测试与分析，典型故障信号的分析与故障判断。 （三）与其它课程的联系 在学习本课程之前应具有《机械工程测试技术基础》课程的知识。 讲课学时的分配： 概述 1 学时 信号分析方法及应用 3 学时 机械故障诊断依据的标准 2学时 转轴组件的振动特性描述及故障分析 2 学时 滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 2学时
齿轮箱的振动特性的描述及故障分析 2 学时 红外检测技术 2学时 润滑油样分析 2 学时 实验 6学时 总讲课学时 22学时 考试 2 学时 二、课程内容的重点、先进性、实用性和特点 本课程属专业课，与前设课程《机械工程测试技术基础》课程衔接紧密，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试及状态判断中。 近年来，随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展，《机械故障诊断基础》课程从理论、方法到应用领域都发生了很大的改变。要求本课程的讲授要知识面广、实践性强，结合新理论、新方法及新的使用领域，使学生了解前沿动态。 三、授课大纲 概述 课程的内容、方法。诊断信息的来源、获取，典型故障示例，学习方法。 第一章信号分析方法及应用 1、时域分析与频域分析。 2、时域与频域的转换。 3、时、频域信号中蕴涵的信息分析。 第二章机械故障诊断依据的标准 1、故障诊断的绝对判断标准 2、故障诊断的相对判断标准 3、故障诊断的类比判断标准 4、几种判断标准的选用及判断实例。 第三章转轴组件的振动特性描述及故障分析 1、转轴组件的振动机理 2、转轴组件的振动原因识别 3、现场平衡技术 第四章滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 1、滚动轴承失效的基本形式 2、滚动轴承的振动机理 3、滚动轴承的振动监测及故障判别
材料现代分析与测试技术论文 （1）X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理：根据布拉格公式：2dsinθ=λ可知，对于一定的晶体，面间距d一定，有两种途径可以使晶体面满足衍射条件，即改变波长λ或改变掠射角θ。X射线照射到某矿物晶体的相邻网面上，发生衍射现象。两网面的衍射产生光程差ΔL=2dsinθ，当ΔL等于X射线波长的整数倍nλ(n为1、2、3….，λ为波长)时，即当2dsinθ=nλ时，干涉现象增强，从而反映在矿物的衍射图谱上。不同矿物具有不同的d值。X射线分析法就是利用布拉格公式并根据x射线分析仪器的一些常数和它所照出的晶体结构衍射图谱数据，求出d，再根据d值来鉴定被测物。 主要功能：收集晶体衍射数据以及进一步确定晶体结构，过程主要包括：挑选样品，上机，确定晶胞参数，设定参数进行数据收集，数据还原，结构解析。（2）光学显微镜（Optical Microscopy ，简写为OM） 基本原理：显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大率为仪器的放大率。显微镜观察物体时通常视角甚小，因此视角之比可用其正切之比代替。 显微镜放大原理光路图 显微镜由两个会聚透镜组成，光路图如图所示。物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1，A1B1位于目镜的物方焦距的内侧，经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。 主要功能：把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息。（3）扫描式电子显微镜（scanning electron microscope，简写SEM）
材料现代分析测试方法 复习题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
《近代材料测试方法》复习题 1．材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次分别可以用什么方法分析 答：化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法（平均成分）：湿化学法、光谱分析法 ——先进方法（种类、浓度、价态、分布）：X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析：X射线衍射、电子衍射 显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原 子力显微镜、场离子显微镜 2．X射线与物质相互作用有哪些现象和规律利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用 答：除贯穿部分的光束外，射线能量损失在与物质作用过程之中，基本上可以归为两大类：一 部分可能变成次级或更高次的X射线，即所谓荧光X射线，同时，激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中，包括相干散射和非相干散射。此外，它还能变成热量逸出。 （1）现象/现象：散射X射线（想干、非相干）、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 （2）①光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产
生光电效应。 应用：光电效应产生光电子，是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射（X射线荧光辐射）：当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。 应用：X射线被物质散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3．电子与物质相互作用有哪些现象和规律利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用 答：当电子束入射到固体样品时，入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用，发生弹性散射和非弹性散射。伴随着散射过程，相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信息。（1）现象/规律：二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射线 （2）获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息 4．光电效应、荧光辐射、特征辐射、俄歇效应，荧光产率与俄歇电子产率。特征X射线产生机理。 光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。
《测试技术》教学大纲 大纲说明 课程代码：3325001 总学时：48学时（讲课38学时，实验10学时） 总学分：3学分 课程类别：学科基础课，必修 适用专业：机械设计制造及其自动化专业 预修要求：本课程宜在《控制工程基础》课程之后开设。 一、课程的性质、目的、任务： 测试技术是进行科学研究、验证科学理论必本可少的技术。本课程是对理论知识的深化和补充，广博的理论性和丰富的实践性是本课程的特点。本课程是机械工程类专业必修的技术基础课之一。 本课程的教学目的是培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握静、动态测量和常用工程试验所需的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。 本课程的基本任务是获取有用的信息，然后将其结果提供给观察者或输入给其他信息处理装置、控制系统。 二、课程教学的基本要求： 1、掌握信号的时域和频域的描述方法，建立明确的信号的频谱结构的概念；掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法，掌握数字信号分析中的一些基本概念。 2、掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。掌握一阶、二阶线性系统特性及其测定方法。 3、了解常用传感器、常用信号调理电路和显示、记录仪器的工作原理和性能，并能够较正确地选用。 4、对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和产品的试验。 三、教学方法和教学手段的建议： 1、本课程的学习中，特别要注意物理概念，建立关于动态测试工作的比较完整的概念。 2、本课程教学中应突出理论内容的物理意义和工程应用，可将机械设备的状态监测和故障诊断技术融合在课堂教学中。在主要内容讲解结束后，可考虑安排一次测试技术最新发展趋势（如转子系统运行状态监测及故障诊断技术）的课堂讨论，讨论内容涉及测试技术的基本理论和基本方法的应用。 3、本课程具有较强的实践性。学生必须参加必要的实验,从而受到应有的实验能力的训练,获得关于动态测试工作的完整概念，并初步具备处理实际测试工作的能力。实验学时应不少于8学时。实验大纲见附录。 4、建议本课程采用多媒体教学，并将内容尽可能利用Matlab进行演示。 四、大纲的使用说明： 本课程是一门机、电结合较紧密的课程，需要的知识面较广，涉及数学中的“积分变换”、“概率统计”知识；涉及物理中的电、磁、声及振动内容；涉及电工学中的“谐振”、“相敏检波”等典型电路。本课程宜在《控制工程基础》课程之后开设。 大纲正文 第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点： １、理解测试技术的作用、任务、内容和特点 ２、了解测试技术的发展概况
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲 课程代码： 课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering 课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程 大纲编写（修订）时间：2016 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。 2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。 2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。 3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。 （三）实施说明 本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。 1．从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识： （1）掌握信号的时域和频域的描述方法，重点阐述建立明确的频谱概念，掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。 （2）测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法，掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件，并能正确运用于测试装置分析和选择。
《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 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)
《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。
《岩土工程测试技术》教学大纲 一、课程编号：0406016 二、课程名称：岩土工程测试技术Geotechnical Testing 三、学分、学时：1.5学分、34学时 四、教学对象：土木工程专业本科生 五、开课单位：土木工程学院岩土工程研究所 六、先修课程：材料力学、土力学 七、课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质要求） 课程性质：必修课。 作用：增强学生对岩土工程测试理论的认识，获得土体常用物理力学性质指标的分布范围，了解岩土体常用物理力学性质指标对工程设计的作用，掌握岩土工程常用现场测试方法。教学目标：提高学生动手能力和综合思维能力，增加试验技能，培养学生遵守规范的习惯。 八、教学内容及基本要求 本课程要求学生掌握岩土工程勘察规范中要求的经常使用的岩土现场的测试理论、方法和测试仪器，了解岩土材料的物理力学性质指标间的关系和分布范围。 第1章绪论 §1.1 本课程的目的和意义 §1.2 本课程在岩土工程中的地位与作用 §1.3 岩土工程测试、检测及监测技术简介 §1.4 岩土工程测试与检测技术的现状与展望 第2章测试技术基础知识 §2.1 测试的一般知识
§2.2 传感器的基本特性 §2.3 常用传感器的类型和工作原理§2.4 监测仪器的选择和标定 思考题 第3章岩土的原位测试技术 §3.1 概述 §3.2 静力载荷试验 §3.3 静力触探试验 §3.4 野外十字板剪切试验 §3.5 动力触探 §3.6 扁铲侧胀试验 §3.7 岩土体现场剪切试验 思考题 第4章地基加固的检验与检测 §4.1 概述 §4.2 主要的地基加固方法及适用条件§4.3 各类地基加固的检验与检测 §4.4 工程实例 思考题 第5章桩基础的测试与检测 §5.1 概述 §5.2 单桩竖向抗压静载荷试验
《现代分析测试技术实验》课程教学大纲 课程编号：30S636Q 适用专业：环境工程专业课程层次及学位课否：专业拓展实践课程 学时数：16 学分数：1 执笔者：田秀君编写日期：2004年6月 一、教学任务和目标 《现代分析测试技术实验》是集理论性与实践性于一体的课程，实验在课程中占有非常重要的地位，它涵盖了现代分析仪器的基本理论、实验原理和操作方法。 通过实验，使学生学会使用大型仪器，掌握实验原理、方法和手段，具有一定的实验技能，深化理解理论知识，掌握数据处理的基本方法,培养学生利用大型精密分析仪器分析问题、解决实际问题的能力，为学生从事环境检测等分析工作打下基础。 二、教学内容及安排 （一）实验内容及要求 1．ICP光谱法测定饮用水中总硅 熟悉顺序扫描光谱仪操作，掌握用单元素测定程序测定微量元素，了解ICP光谱分析线的选择和扣除光谱背景的方法，学会获取扫描光谱图。 2．火焰原子吸收光谱法测定自来水中的镁 了解原子吸收分光光度计的基本原理和构造，熟悉原子吸收光谱操作条件的选择，掌握标准假如法测定元素含量的操作。 3．邻菲罗啉分光光度法测定铁 了解紫外-可见光分光光度计的结构，掌握研究显色反应的一般方法，学会测定未知试样中的铁含量。 4．正丁醇-环己烷溶液中正丁醇的测定 了解红外光谱仪的一般结构，掌握标准曲线法定量分析的技术，熟悉红外光谱法进行纯组分定量分析的全过程。 5．利用气-固色谱法分析O2、N2、CO、及CH4混合气体 了解气相色谱仪的组成及各部件的功能，理解气-固色谱的原理和应用，掌握气体分析的一般方法。 6．液相色谱法分析果汁中的有机酸 了解液相色谱仪的基本构造和工作原理，熟悉液相色谱仪器的基本操作，掌握选择最佳分析条件的方法，了解液相色谱法在食品分析中的应用。 7．水中pH、PNa值的测定 了解电位分析法的基本原理，熟悉pH计、PNa计的基本操作，掌握水体中pH、PNa的测定方法。 8．气质联用（GC-MS）定性分析有机混合物 了解GC-MS分析的一般过程和主要操作，熟悉GC-MS分析条件的设置，掌握GC-MS数据处理方法。
课程编号：0805210617TIPE 《动力工程测试技术及仪器》（Measurement Technology and instrument of Power Engineering） 课程教学大纲 48学时 3学分 一、课程的性质、目的及任务 《动力工程测试技术及仪器》是能源与动力工程本科专业的主干课程，该课程内容与生产实际紧密结合。通过该课程的学习，使学生熟悉能源与动力工程专业常见热工仪器仪表的原理，掌握温度、压力、流量等热工参数的测量方法，了解数据采集、传输和显示技术，熟悉热工数据处理的基本方法，使学生具备一定的数据处理和创新实践动手能力。 二、适用专业 能源与动力工程专业 三、先修课程 高等数学、工程热力学、传热学、流体力学 四、课程的基本要求 通过本课程的学习，学生应达到下列要求：了解测量系统的基本构成，和测量系统的静态和动态特性；掌握常见热工参量的测量方法及使用的仪器仪表的工作原理；掌握数据处理和误差分析的基本方法。 五、课程的教学内容 （一）课堂讲授的教学内容 1. 测量方法及误差分析 测量的基础知识，仪表组成及分类，测量的误差和不确定度，随机误差的统计处理，系统误差，间接测量中量值的估计，测量不确定度估计，仪器的质量指标，测量器具的标定。 2. 温度测量 测温的物理基础，热电偶测温的物理基础，热电偶温度传感器的种类及结构，电阻温度传感器，接触测温方法讨论；辐射测温仪表，测温仪器的标定。 3. 压力测量 概述，液柱式压力计、弹性压力计，电气压力测量，压力表的选择和安装与故障分析，压力表的使用和校验。 4. 流量测量 概述，节流流量计，速度流量计、容积流量计，其他流量测量计简介。 5. 水位测量 水位测量的意义，连通器式液位计，压差式水位计，电接点水位计；水位测量的其它方法。 6. 气体成分分析
名词解释： 分子振动：分子中原子（或原子团）以平衡位置为中心的相对（往复）运动。伸缩振动：原子沿键轴方向的周期性（往复）运动；振动时键长变化而键角不变。（双原子振动即为伸缩振动） 变形振动又称变角振动或弯曲振动：基团键角发生周期性变化而键长不变的振动。 晶带：晶体中，与某一晶向[uvw]平行的所有（HKL）晶面属于同一晶带，称为[uvw]晶带。 辐射的吸收：辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。 辐射被吸收程度对ν或λ的分布称为吸收光谱。 辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。 作为激发源的辐射光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)则称为荧光；延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。 发射光谱:物质粒子发射辐射的强度对ν或λ的分布称为发射光谱。光致发光者，则称为荧光或磷光光谱 辐射的散射：电磁辐射与物质发生相互作用，部分偏离原入射方向而分散传播的现象 散射基元:物质中与入射的辐射相互作用而致其散射的基本单元 瑞利散射（弹性散射）：入射线光子与分子发生弹性碰撞作用，仅光子运动方向改变而没有能量变化的散射。 拉曼散射（非弹性散射）：入射线(单色光)光子与分子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射。 拉曼散射线与入射线波长稍有不同，波长短于入射线者称为反斯托克斯线，反之则称为斯托克斯线 光电离：入射光子能量(hν)足够大时，使原子或分子产生电离的现象。 光电效应:物质在光照射下释放电子(称光电子)的现象又称(外)光电效应。 光电子能谱:光电子产额随入射光子能量的变化关系称为物质的光电子能谱 分子光谱：由分子能级跃迁而产生的光谱。
班级学号姓名考试科目现代材料测试技术A 卷开卷一、填空题（每空1 分，共计20 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为_辐射跃迁__ 跃迁或_无辐射跃迁__跃迁。 2. 多原子分子振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。 3. 晶体中的电子散射包括_弹性、__与非弹性___两种。 4. 电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等，是光谱分析方法的主要技术基础。 5. 常见的三种电子显微分析是_透射电子显微分析、扫描电子显微分析___和_电子探针__。 6. 透射电子显微镜（TEM）由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。 7. 电子探针分析主要有三种工作方式，分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__ 面扫描_分析。 二、名词解释（每小题3 分，共计15 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 二次电子二次电子：在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子. 2. 电磁辐射：在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动方程，其波动性表现为反射、折射、干涉、衍射、偏振等。 3. 干涉指数：对晶面空间方位与晶面间距的标识。 4. 主共振线：电子在基态与最低激发态之间跃迁所产生的谱线则称为主共振线 5. 特征X 射线：迭加于连续谱上，具有特定波长的X 射线谱，又称单色X 射线谱。 三、判断题（每小题2 分，共计20 分；对的用“√”标识，错的用“×”标识） 1．当有外磁场时，只用量子数n、l 与m 表征的原子能级失去意义。（√） 2．干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。（√） 3．晶面间距为d101／2 的晶面，其干涉指数为（202）。（×） 4．X 射线衍射是光谱法。（×） 5．根据特征X 射线的产生机理，λKβ<λK α。 （√ ） 6．物质的原子序数越高，对电子产生弹性散射的比例就越大。（√ ） 7．透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。（√ ）8．通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。（√）9．背散射电子像与二次电子像比较，其分辨率高，景深大。（× ）10．二次电子像的衬度来源于形貌衬度。（× ） 四、简答题（共计30 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 简述电磁波谱的种类及其形成原因？（6 分）答：按照波长的顺序，可分为：（1）长波部分，包括射频波与微波。长波辐射光子能量低，与物质间隔很小的能级跃迁能量相适应，主要通过分子转动能级跃迁或电子自旋或核自旋形成；（2）中间部分，包括紫外线、可见光核红外线，统称为光学光谱，此部分辐射光子能量与原子或分子的外层电子的能级跃迁相适应；（3）短波部分，包括X 射线和γ射线，此部分可称射线谱。X 射线产生于原子内层电子能级跃迁，而γ射线产生于核反应。
《近代材料测试方法》复习题 1．材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次？分别可以用什么方法分析？ 答：化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法（平均成分）：湿化学法、光谱分析法 ——先进方法（种类、浓度、价态、分布）：X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析：X射线衍射、电子衍射 显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜 2．X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？ 答：除贯穿部分的光束外，射线能量损失在与物质作用过程之中，基本上可以归为两大类：一部分可能变成次级或更高次的X射线，即所谓荧光X射线，同时，激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中，包括相干散射和非相干散射。此外，它还能变成热量逸出。 （1）现象/现象：散射X射线（想干、非相干）、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 （2）①光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。 应用：光电效应产生光电子，是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射（X射线荧光辐射）：当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。 应用：X射线被物质散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3．电子与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？ 答：当电子束入射到固体样品时，入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用，发生弹性散 射和非弹性散射。伴随着散射过程，相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信 息。 （1）现象/规律：二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射 线 （2）获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息
课程教学大纲 课程的性质、目的和任务 工程测试技术基础是机械大类专业的平台课程。通过本课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法。 基本要求 本课程分为概论、信号分析基础、传感器测量原理、测试系统基本特性、计算机化测试系统和常见物理量测量与应用几部分。学完本课程应具有下列几方面的知识：（1）掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。 （3）掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。 （4）掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。 （5）了解计算机测试系统的构成，知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。 课程内容与学时安排 第一部分绪论（2学时） 介绍测试技术在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用情况和测试技术的发展趋势。 第二部分信号分析基础（8） 包括信号的分类，信号波形分析、频谱分析、相关分析原理与应用。 第三部分传感器测量原理（8） 介绍电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光学传感器、热电式传感器、化学传感器、生物传感器等常用传感器的工作原理和应用。 第四部分测试系统特性（4） 介绍测试系统基本组成，测试系统的静态、动态特性，不失真测量的条件。测试系统特性的评定方法。 第五部分计算机化测试系统（10）
包括传感器信号的放大、滤波、调制与解调，等信号调理方法、A/D、D/A转换过程和采样定理，常用的数字信号处理算法，计算机虚拟仪器技术。 实验 8学时 1.波形合成与分解，波形图、谱图的识图 2.输送线模型多传感器综合应用（红外、光电、铁磁等） 3.环境监测（烟雾、酒精、温度、湿度、亮度、噪声等） 4.转子实验台模型转速和振动测量、现场动平衡 合计 32+8学时
现代分析技术在塑料材料测试中的应用 广东轻工职业技术学院 谭寿再 ［摘 要］ 塑料工业的发展，为塑料材料的分析测试提出了更高的要求。计算机技术、热分析、核磁共振、色谱法分析、光谱测试、电镜分析等现代材料分析测试技术及机电一体化，多机联用技术的塑料分析测试中得到了广泛的应用。塑料材料是粘弹性体，在分析测试中应该注意其特性并采用标准试验方法。 ［关键词］ 塑料材料，性能分析，测试技术，标准化。 塑料已经与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料，是农业、工业、能源、交通运输、信息产业乃至宇宙空间和海洋开发等国民经济各领域不可缺少的主要材料。在新世纪里，我国已步入世界塑料大国行列。中国塑料原料表观消费量由2000年的约2400万吨增至 2004 年的3813.3万吨，居世界第二位，年均增长率达12.3％；2004年全国塑料制品产量达到1848.6万吨，工业总产值3803.15亿元，比上年同期增长25.0％；塑料制品的出口额127.74亿美元，比上年增长了31.21％。预计到 2005年，中国塑料表观需用量将超过4000万吨。由此可看，塑料制品行业在我国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。 随着塑料工业的发展，为了正确掌握塑料的各种性能，控制产品的质量、指导塑料产品的成型与加工、研讨材料结构与性能的关系、更好的推广和使用塑料材料。塑料性能的评价显得越来越重要，塑料性能的测试技术和各类性能试验方法标准也相继产生。然而，不容置疑，我国的塑料性能测试的技术水平，不论是仪器设备还是测试方法，与先进国家还有一定的差距。 一、 塑料性能分析测试的特点 塑料通常是指以合成的或天然的高分子化合物为基本成份，加以填料、增塑剂、稳定剂及其他添加剂等配合料，在将制造或加工过程中的某一阶段能流动成型或借原地聚合、固化而定型，其成品状态为柔韧性或刚性固体。由于塑料组成和结构的特点，使得塑料具有许多优异的性能。塑料性能分析测试是材料科学的一部分，它同众多的金属材料和非金属材料检验方法有许多相同之处，但由于高分子材料的结构性能的不同，也有自身的特点。 （1） 塑料的粘弹性 塑料是一种粘弹性体，其性能与弹性的金属材料有很大的不同。尤其是塑料的力学性能测试中有很宽的塑性区，应变率高。因此，用电阻应变片技术来测定塑料的应变量通常是不合适的。塑料测试的时间效应非常明显，在外力作用下塑料分子链会逐渐发生了构象和位移