现代测试计量技术及仪器的发展
叶声华1，秦树人
2
（1.天津大学，天津700072；2.重庆大学，重庆400044）
摘
要：当今制造技术的快速进步引发了许多新型测试计量问题，推动着传感器、测试计量仪器的研究与发展，促
使测试计量技术中的新原理、
新技术、新装置系统不断出现。和传统的技术比较，现代测试计量技术呈现出测量仪器的作用愈加重要，新的仪器不断出现，如便携式形貌测量、基于视觉的在线检测、基于机器人的在线检测与监控、微/纳米级测量和虚拟测试技术等。除此，仪器设备的精确度有了质的飞跃，自动化程度得到显著改善，同时在计算机软、硬件的支持下，其功能得到极大拓展，展现出一片欣欣向荣的景象。当务之急，是针对测试计量技术应用特点，分析我国的现状，比较与国外同类技术存在的差距，探讨在目前条件下我国测试计量技术的发展重点和趋势。在未来的测试计量技术及仪器技术的发展中，针对实际存在的问题和发展趋势，着力加大科研投入，重视基础研究，紧密联系工程应用。相信在不久的将来，我国测试计量技术定可获得快速的发展，为我国科学技术和国民经济的发展发挥更大的作用。
关键词：测试测量；仪器仪表；制造技术中图分类号：TB9；P204
文献标识码：A
文章编号：1674-5124（2009）02-0001-06
Development of modern measuring metrological and instrumental technologies
YE Sheng-hua 1，QIN Shu-ren 2
（1.Tianjin University ，Tianjin 700072，China ；2.Chongqing University ，Chongqing 400044，China ）
Abstract ：A lot of new problems in measurement and metrologica are aroused by the fast development of current
manufacture technology ，which promotes the research and development of sensors and instruments for measuring and metrologica and urges the coming out of new principles ，new technologies ，new https://www.doczj.com/doc/4c11001824.html,pared with traditional measuring technologies ，in the modern measuring and metrological technologies such as portable pattern measurement ，online detection based on machine vision ，online testing and monitoring based on robots ，micron/nanometer level measurement and virtual instruments ，more important roles are played by measuring instruments ，and new instruments keeps coming out.Except that ，the precision of instruments and equipments gets a substantial improvement ，the automatic degree of instruments gets a remarkable promotion ，and at the same time ，the function of instruments gets extremely extended.All these portray a flourishing view.The urgent affaire currently is according to the features of measuring ，metrologica technologies to analyze the situation of testing and measuring technologies in our nation ，get a clear view of the gap with the same kind of technologies overseas ，and then discuss the emphasis and tendency of development.In the future development of measuring ，metrologica and instrument technologies ，if aiming at the practical problems and development trend ，invest in scientific researches is increased ，fundamental researches are emphasized ，engineering application is closely involved ，the measuring and metrologica technologies in our nation is believed to be fast developing ，and play greater roles in developing the scientific technologies and national economy.
Key words ：Mesurement and test ；Instrument and appartus ；Manufacure technologies
收稿日期：2008-10-08；收到修改稿日期：2008-12-05作者简介：叶声华（1934-），男，湖北沙市人，中国工程院
院士，研究方向为测试计量技术与仪器。
1引言
测试、计量是人们从客观事物中提取所需信息，借以认识客观事物并掌握其客观规律的一种科
学方法，测试测量技术则是通过测试手段实现上述方法的技术。测试计量技术是应用学科，推动着测试计量和仪器研究的进步与发展。近10余年来，由于信息技术快速、密集的渗透和扩展使测试计量技术及其仪器受到深刻的影响和严峻的挑战。测试计量系统中的新原理、新方法和新的制造工艺在信息
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CHINA MEASUREMENT &TEST Vol.35No.2Mar.2009
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学的影响下不断涌现。特别是测试计量及仪器技术与软件技术之间的响应日益快速、交融日益紧密，使得计测系统在大型、复杂、高精确度、多功能等方面出现了一次又一次的跨越。从目前世界趋势看，工程系统的计测手段正在被快速发展的智能测试和虚拟测试技术逐渐取代。目前，国内计测技术的研究及仪器设备的水平与国外比较还有一定差距，与国内快速发展的制造业还不很协调。同时也应看到，当前全球同步发展的计算技术、信息技术，高性能器件、全球市场的开放和融合，加之国内制造业的兴起等等，为国内计测技术及仪器设备的振兴提供了现实的机遇。加强计测技术研究，提高仪器设备性能应当成为当前乃至今后一段时期国内制造领域内的一项重要任务。
2研究现状及存在问题
2.1研究现状
当今发展和制造技术快速进步引发了许多新型计测问题，推动着传感器、测试计量仪器的研究与发展，促使测量技术中的新原理、新技术、新装置系统不断出现。和传统的计测技术比较，现代测试计量技术呈现出一些新的特点。
2.1.1测量精确度不断提高
测量范围不断扩大，在20世纪的后50年，一般机械加工精度由0.1mm量级提高到0.001mm 量级，相应的几何量测量精度从1μm提高到0.01μm～0.001μm，其间测量精度提高了3个数量级，这种趋势将进一步持续。随着MEMS、微/纳米技术的兴起与发展，以及人们对微观世界探索的不断深入，测量对象尺度越来越小，达到了纳米量级；另一方面，由于大型、超大型机械系统（电站机组、航空航天制造）、机电工程的制造、安装水平提高，以及人们对于空间研究范围的扩大，测量对象尺度越来越大，导致从微观到宏观的尺寸测量范围不断扩大，目前已达10-15～1025的范围，相差40个数量级之巨。类似地，在力值测量上，相差约14个数量级；在温度测量中，相差约12个数量级。
2.1.2从静态测量到动态测量
从非现场测量到现场在线静态测量使科学研究从定性科学走向定量科学，实现了人类认识的一次飞跃。现在乃至今后，各种运动状态下、制造过程中、物理化学反应进程中等动态物理量测量将越来越普及，促使测量方式由静态向动态的转变。现代制造业已呈现出和传统制造不同的设计理念、制造技术，测量已不仅仅是最终产品质量评定的手段，更重要的是为产品设计、制造服务，以及为制造过程提供完备的过程参数和环境参数，使产品设计、制造过程和检测手段充分集成，形成一体的具备自主感知一定内外环境参数（状态），并作相应调整的“智能制造系统”，要求测量技术从传统的非现场、事后测量，进入制造现场，参与到制造过程，实现现场在线测量。
2.1.3从简单信息获取到多信息融合
传统的测量问题涉及的测量信息种类比较单一，现代测量信息系统则复杂得多，往往包括多种类型的被测量。信息量大，如大批量工业制造的在线测量，每天的测量数据高达几十万，又如产品数字化设计与制造过程中，包含了巨量数据信息。巨量信息的可靠、快速传输和高效管理以及如何消除各种被测量之间的相互干扰，从中挖掘多个测量信息融合后的目标信息将形成一个新兴的研究领域，即多信息融合。
2.1.4几何量和非几何量集成
传统机械系统和制造中的测量问题，主要面对几何量测量。当前复杂机电系统功能扩大，精确度提高，系统性能涉及多种参数，测量问题已不仅限于几何量，而且，日益发展的微纳尺度下的系统与结构，其机械作用机理和通常尺度下的系统也有显著区别。为此，在测量领域，除几何量外，应当将其他机械工程研究中常用的物理量包括在内，如力学性能参数、功能参数等。
2.1.5测量对象复杂化、测量条件极端化
当前部分测量问题出现测量对象复杂化，测量条件极端化的趋势有时候需要测量的是整个机器或装置，参数多样且定义复杂；有时候需要在高温、高压、高速、高危场合等环境中进行测量，使得测量条件极端化。
2.1.6虚拟仪器技术获得了广泛应用
虚拟仪器（Virtual Instrument）是日益发展的计算机硬件、软件和总线技术在向其他技术领域密集渗透的过程中，与测试技术、仪器技术密切结合，共同孕育出的一项全新成果，其核心是：以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机独具的运算、大容量存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使之与计算机结合起来融为一体，从而构成一台外观与传统硬件仪器相同，功能得到显
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著加强，充分享用计算机智能资源的全新仪器系统。
从20世纪80年代中期美国推出虚拟仪器以来，至今已产生了LabVlEW、HPVEE等国际上流行的开发系统，在虚拟智能测试方面积累了一定的资源。20世纪90年代末至21世纪初，重庆大学提出了智能虚拟控件（IVC）的概念原理，建立了信号变换的统一模型，奠定了这一新型仪器模式的理论基础，在此基础上研制成功了“VMIDS”开发系统，使虚拟仪器出现了一种新的模式。此外，用户按自己的测试测量需要自行开发组建的专用测试仪器虽然分散，但也是百花齐放。应该说通过产品生产和用户开发已经分散地形成了相当数量的测试功能和仪器资源。但是由于现行虚拟智能测试在原理上尚无更新的突破，因此使得这些资源在数量上还不能形成强有力的、遍行学科和行业的技术资源，还不足以提供全方位的系统测试手段。出现上述情况的深层原因之一，是迄今为止虚拟智能测试系统尚未建立统一的模型，功能软件的优势虽能取代大部分硬件部件，但仍未摆脱硬件仪器单机系统的制造和调用形式。软件的功能虽提高了仪器的灵活性和开放性，但在制造上没有引入深度集成的原理和方法，所以还难以从根本上改变目前虚拟智能测试的模式，因此需要创建一个全新的、具有更丰富内涵的虚拟测试功能系统。
工程技术的发展及制造业的进步，深刻影响着传感、测量和仪器的研究，新型测量问题将不断出现，研究内容不断更新，且相比已有测量技术有新的特点和研究方法。传感、测量和仪器的研究应当针对测量领域内出现的新问题、新特点，以发展的眼光，前瞻性思维，立足于要解决的主要问题，结合未来测量科学与技术的发展趋势，提倡学科交叉，重视应用基础研究成果，研究新的测量原理、方法、技术和典型解决方案，为机械科学和先进制造提供可靠测量技术支持。
2．2存在的问题和差距
近年来，制造业的快速发展，制造精确度和产品质量的不断提高，使得测量仪器和设备的作用与地位愈加重要，国外对测量及相关技术研究力度和资金投入加大，测量仪器设备有了长足进步，大量新型高性能测量仪器设备不断出现，如便携式形貌测量、基于视觉的在线检测、基于机器人的在线检测与监控、微/纳米级测量等。仪器设备的测量精确度有了质的飞跃，自动化程度显著改善，同时在计算机软、硬件的支持下，功能得到极大拓展。
历史上，我国的测试计量技术及仪器科学曾经有过快速发展时期，在长度计量基准和标准检定设备方面，与工业发达国家的一般水平相差不大，个别项目还居于国际领先地位，但总体而言，我国的测试计量技术基础薄弱，和工业发达国家存在明显差距。尤其在新型测量技术及仪器设备领域，我国和国外先进水平相比，差距表现得更加明显。一个明显现象是，在国内生产装备水平比较高的工厂，如一汽大众、上海大众、海尔电器、上海电器等企业，先进高档的测量仪器设备绝大部分都是进口。在当前的几个主要的应用领域，几乎很少见到国产仪器设备，尤其是高端设备，如在数字摄影测量方面，典型产品来自Leica、Mentronor、GSI等公司；在通用坐标测量机方面，主流产品是蔡司、Leitz、Brown-Sharp 等公司；在大尺寸跟踪干涉测量方面，代表性产品来自Leica、API、Faro等公司。
纵观我国计量测试技术及仪器设备的历史与现状，和国外先进水平相比，存在下列不足：（1）对技术创新重视不够，自主创新能力较差，原创技术少。在已有的主流计量测试技术及仪器设备中，很少有我们自己的原创技术。诚然，和其他学科类似，原创涉及理论基础和行业积累，长期以来我国和工业发达国家在制造技术上的差距，相当程度上影响了计量测试技术的研发能力，但不可否认的是，对计量测试技术的作用和地位认识不充分、研究力度和资金投入不足、研究工作不扎实、急功近利、只重数量不重质量、不重视工程应用等因素，也直接促成了当前研究缺乏活力的状况。
（2）高端、高附加值测量仪器设备几乎空白。当前主流行业应用中的高端仪器设备，国内品牌被排斥在外。高端仪器有着很高的附加值和商业利润，常常是一只进口的便携式仪器箱容纳的设备价值超过100万RMB，甚至更多，而一套大型的国产仪器设备只有相对低廉的利润。高端仪器设备的高额利润建立在高技术含量的基础上，因为利润高，保证了后续研发有充足的资金投入，形成了良性循环。与此形成反差的是，国内建立在原材料和人力成本优势基础上的仪器设备，必然利润微薄，继而造成研发投入不足，严重制约着我国测试计量技术及仪器设备的进一步发展。
（3）测试计量技术是面向工程应用的学科，推
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动学科发展的主要动力来源于应用需求，理论成果如无工程背景，不能解决工程应用中的测量问题，则意义和价值将大打折扣。况且，我国在测试计量理论上也很薄弱，近年来虽发表了大量的学术论文，出现了很多研究成果，高水平、实用性强的成果不够多，而较多的则是低水平重复。此外，由于行业原因，我国计量测量从业人员较少，业务素质整体水平不高，人才流失，尤其是高层次人才流失严重，也严重阻碍了学科的发展。
2.3发展机遇
差距的存在是客观的，但同时也应看到，当前全球同步发展的计算技术、信息技术，高性能器件及其制造技术，全球市场的开放和融合，加之国内制造业的兴起，为国内测量技术及仪器设备的振兴提供了现实的机遇，表现在：
首先，利用计算机信息处理技术提供的同步平台，充分发挥其数据处理优势，实现基于大规模数据处理的测量原理和算法，以计算资源补偿机械系统性能，以数据处理成本降低机械硬件系统成本。例如新型的复杂功能测试系统、机器人测量机技术，可以充分利用计算机系统的巨大资源，在全工作空间，补偿机械系统的运动误差，在机械系统不变的情况下，显著提高测量测试精度和仪器功能。
其次，充分借助新型器件的性能，降低测量技术及仪器设备对机械制造水平等的依赖，大幅提高和改善测量仪器设备性能。如采用高性能的数字成像器件作为传感器，配合合理的模型及解算方法就可以利用器件自身的精密制造工艺，设计无需精密机械结构的高精确度测量系统。
另外，新兴领域相同的研究起点也是一个重要机遇。如微/纳尺度测量、新基准标准研究等研究领域刚刚兴起，国内国外的研究基础相近，形成了一个平等竞争的机会。应当吸取以往的经验教训，加强工艺和应用研究，以应用需求为主要推动力，研究工作应深入，兼顾理论成果和实际应用背景，加快成果的应用转化，形成理论研究——
—实际应用——
—理论研究这样一个良性循环机制。
3发展趋势
当前的传感、测试计量和计测仪器在机械系统和制造过程中的作用和重要性较之过去有明显提高，已作为必须的组成部分参与到系统的功能中。这种地位的变化，加之机械及制造技术的快速发展促使对传感器、测量仪器的研究不断深入，内容不断拓展，使得当前乃至将来一段时间内，该领域内研究的问题都将主要集中在传感原理、数字化测量、超精密测量、测量理论及基准标准等方面。其中涉及的共性问题有：新型传感原理及技术，先进制造的现场、非接触及数字化测量，机械测试类仪器“有界无限”统一模型的建立及实现，超大尺寸精密测量，微/纳米级超精密测量，基准标准及相关测量理论研究等，上述问题的研究也是测量技术研究领域内最具活力、最有代表性的研究方向。
3.1新的测试计量问题的不断出现
新的测量问题不断出现和最终解决有赖于传感原理和测量传感器研究的创新。综合目前国内外研究状况，该领域大致有两方面主要工作：（1）研究开发全新传感器原理和传感器；（2）深入研究和改进已有的传感原理和传感器，以获得更好的性能。前者如近年来获得广泛关注的基于MEMS工艺的集成多参数传感器、耐高温压力传感器、微惯性传感器、光纤传感器等；后者如电容、电感、电涡流、光栅尺、磁栅尺、观测型扫描电镜、激光干涉仪等传统传感器的深入原理研究和性能改进措施。
3.2测试计量技术应该符合现代制造的要求
传统的制造系统中，制造和检测常常是分离的，测量环境和制造环境不一致，测量的目的是判断产品是否合格，测量信息对制造过程无直接影响。现代制造业已呈现出和传统制造不同的设计理念、制造技术，测量技术应当从传统的非现场、“事后”测量，进入制造现场，参与到制造过程，实现现场在线测量。现场、在线测量的共同问题包括非接触、快速测量传感器研制与开发、测量系统及其控制、测量设备与制造设备的集成几方面。近年来数字化测量的迅速发展为先进制造中的现场、非接触测量提供了有效解决方案，多尺寸视觉在线测量、数码柔性坐标测量、机器人测量机、三维形貌测量等数字化测量原理、技术与系统的研究取得了显著的研究成果，并获得成熟的工业应用。
3.3领域测试类仪器统一模型的建立
领域测试类（例如机械测试类）仪器的“有界无限”统一模型的建立。所谓“有界无限”是指领域测试是一个“界”，只要在这个“界”内，同类测试的功能或仪器都将被包含或可添加到这一系统中。这一
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统一模型称之为“岩石模型”。基于这一模型理论，对测试功能虚拟控件进行多次、深度集成制造便可由上述模型演变成为一个“有界无限”、包含大量测试仪器并可实际使用的复杂、巨型虚拟测试仪器库。这是一个复杂的功能测试系统，同时也是一个开放的系统。对于他已有的资源可以立即满足测试的要求，他还没有的资源可以很快地在模型内自动生成或开发，从而可以继续满足任何新的测试需求。通过这一模型的建立，将使传统仪器的“单机”概念消失，代之而起的是经多次、深度集成制造而成的大型“仪器库”。在将来的测试仪器中，仪器库将成为测试测量所使用的仪器“单位”，而同一行业的只需使用这一仪器“单位”便可满足其全部测试要求。
3.4微/纳米技术迅速发展
微/纳米技术作为当前发展最迅速，研究广泛、投入最多的科学技术之一，被认为是当前科技发展的重要前沿。在该科技中，微/纳米的超精密测量技术是代表性的研究领域，也是微/纳米科技得以发展的前提和基础。在微/纳测量领域，基础问题包括纳米计量、纳米测量系统理论与设计、微观形貌测量等方面，主要研究问题和方向为：基于扫描电子显微镜的精密纳米计量、微纳坐标测量机（分子测量机）、基于干涉的非接触微观形貌测量、基于原子晶格作刻度的X射线干涉测量及其与光学干涉仪的组合原理、纳米测量系统设计理论和微纳尺寸测量条件的研究等。涉及的重要工程测量问题有：面向MEMS和MOEMS的微尺度测量、面向22nm～45nm 极大规模集成电路制造的测量等。
3.5发展超大尺寸测量和超大型设备
超大尺寸测量的主要任务是获取与评价大型和超大型装备与系统制造过程中机械特性和物理特性等信息，分析各影响制造性能的要素与机理，为提升制造能力与水平提供科学依据。在超大尺寸测量领域内的、共性基础问题包括距离测量原理、超大尺寸空间坐标测量、超大尺寸测量的现场溯源原理与方法。代表性研究方向和重要测量问题，如：大尺寸、高速跟踪坐标测量系统；车间范围空间定位系统（WPS）；GPS在超大机械系统中的应用关键技术；数字造船中结构尺寸、容积测量；飞机制造中形状尺寸测量；超大型电站装备和重机装备制造中的测量；面向大型尖端装备制造的超精密测量等。3.6大力发展基准、标准技术
基准标准技术是测试计量技术水平的最高表现形式，是发展超精密制造的前提和保障，也是引导促进先进加工和测量技术发展的技术基础。基准标准技术滞后将严重制约精密制造和装备制造业的发展。尤其是，在过去的10年中超精加工技术的提高使得工业界可以制造以前难以想象的微小和形状复杂的工件，表面粗糙度正在达到原子级尺度，并可由像原子力显微镜等这样复杂的显微镜来进行测量。但是相应的标准还没有制定，需要制定新的纳米尺度上表面粗糙度和公差测量标准作为新的纳米测量基础。与此对应，研究对应芯片、掩模板测量中的线条宽度、间距、台阶高度、表面粗糙度、膜厚等被测量的校对样板，并对这些样板进行标定和比对，对于保证这些几何参数量值的统一和溯源具有十分重要的意义。多传感器测量及测量信息融合技术是现代测量计量技术出现的新特点。现代复杂机电系统涉及信息多，测量信息量大，传感器数量较多，多源巨量信息分析评估困难，需借助数据融合理论进行处理。多传感器测量应用中的数据融合技术正逐渐成为提升测量系统性能的关键技术之一。
4结束语
在未来的测试计量及仪器技术的发展中，针对上述问题和发展趋势，着力加大科研投入，重视基础研究，紧密联系工程应用，相信在不久的将来我国测试计量技术及相关领域定可获得快速的发展，为我国科学技术和国民经济的发展发挥更大的作用。
参考文献
[1]国家自然科学基金委员会.机械制造科学[M].北京：科学
出版社，1994.
[2]中国计量测试学会.计量测试在国民经济中的作用[M].
北京：计量出版社，1994.
[3]叶声华，邾继贵.视觉检测技术及应用[J].中国工程科学，
1999，1（1）：49-52.
[4]Timothy S，Newman.A survey of automated visual
inspection[J].Computer Vision and Image
Understanding，1995，61（2）：231-262.
[5]Fraser C S.Innovation in automation for vision metrology
system[J].Photogramm Record，1997，15（9）：901-911. [6]Shortis M，Fraser C S.Current trends in close range
optical3D measurement for industrial and engineering
applications[J].Survey Review，1991，31（242）：188-200.
叶声华等：现代测试计量技术及仪器的发展5
2009年3月中国测试
[7]Masao N，Akira F，Kenji K，et al.Nanometrology of Si
nanostructures embedded in SiO2using scanning electron microscopy[J].Japanese Journal of Applied Physics，2003，42（1）：318-325.
[8]Albert K，Oren Z，Zvika R，et https://www.doczj.com/doc/4c11001824.html,ing monte carlo
simulation for accurate critical dimension metrology of super small isolated poly-lines[J].Scanning，2003，25（6）：291-296.
[9]秦树人.岩石模型：机械系统大型测试仪器库[J].机械工
程学报，2007（7）：68-74.
[10]Qin S R.Intelligent virtual controls-new concept of
virtual inatrument[J].Proc.of2nd ISIST，2002（8）：75-79.
[11]Sundararajan S，Bhushan B.Development of AFM-based
techniques to measure mechanical properties of nanoscale structures[J].Sens.Actuators A Phys.，2002（101）：338-351.
[12]Schubert So觔res.Nanometer edge and surface imaging
using optical scatter[J].Precision Engineering，2003（27）：99-102.[13]Yu Ying，Grant P.Deformation measurement of RF MEMS
switches by optical interference[J].Microelectronics Reliability，2004（44）：951-955.
[14]Kujawińska M.Modern optical measurement station for
micro-materials and micro-elements studies[J].Sensors and Actuators A，2002（99）：144-153.
[15]朱目成，周肇飞，张涛.大尺寸无导轨激光精密测量仪
的研究[J].激光杂志，2004，25（3）：80-81.
[16]喻彩丽，吴作伦，周晓辉.超大尺寸三坐标测量方法及误
差分析[J].机械制造，2004，42（482）：63-65.
[17]Beger H.Digital photogrammetry in industrial application
[J].IAPRS，1995（30）：373-378.
[18]Tanaka K.Recent trend of aspheric processing technology
[J].Science of Machine，2002，54（3）：11-20.
[19]费业泰.精度理论若干问题进展与未来[J].中国机械
工程，2000，11（3）：255-256.
[20]高思田，王春艳，叶孝佑，等.纳米技术与纳米计量[J].
现代计量测试，2000（1）：3-12.
[21]徐毅，高思田，李晶.纳米、亚微米标准样板及SPM
量值溯源[J].计量学报，2003，24（2）：81-84.
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食品现代仪器分析实验指导福州大学生物科学与工程学院 吴佳
2016年5月
实验一苦味饮料中硫酸奎宁的荧光法测定 1. 目的意义 喹啉结构是“苯并吡啶”。即一个苯环与一个吡啶环稠合而成。奎宁是喹啉的衍生物，其结构如下： N 喹啉 CH2 CH N CH 3 O C H OH C H 2 N CH2 CH2 CH2 奎宁 奎宁是金鸡纳树皮中含有的苦味晶状粉末，抗疟疾药。疟疾曾是热带、亚热带地区猖獗流行的疾病，曾夺走成千上万人的生命。17世纪末，奎宁由欧洲传入我国，曾称为“金鸡纳霜”，当时是非常罕见的药。后来，瑞典纳尤斯对这种植物的树皮进行了认真的研究，提取了其中的有效成分金鸡纳碱，起名为“奎宁”。“奎宁”这个词在秘鲁文字中是树皮的意思。直到1945年，奎宁才实现了人工合成。奎宁是碱性物质，与硫酸反应生成盐，俗名硫酸奎宁。 在饮料中硫酸奎宁是调味料，主要用在滋补品和苦柠檬水中，有调味及预防疟疾之功效，例如汤力水是Tonic Water的音译，又叫奎宁水、通宁汽水。是苏打水与糖、水果提取物和奎宁调配而成的。可作为苦味饮料或用于配制鸡尾酒或其它饮料。奎宁饮料以其微苦的口味成为畅销的解渴饮料，特别是在夏季人们大量饮用，但大量消费含奎宁成分的饮料对一些个体有害，如新陈代谢紊乱或对这种物质有超敏性的人要避免摄取奎宁，特别是孕妇。对怀孕期间每天饮用一升以上奎宁饮料的孕妇进行的调查显示，出生后24小时，新生儿就出现神经战栗症状，在他们的尿液中发现了奎宁成分，但2个月以后这些症状就不存在了。为此，对奎宁含量的测定具有重要意义。 2. 原理： 本实验包括荧光光谱和激发光谱测定，以及苦味饮料中硫酸奎宁含量测定。硫酸奎宁是强荧光性物质，在紫外光照射下，会发射蓝色荧光。在稀溶液中荧光强度与硫酸奎宁浓度成正比，可根据荧光强度求出硫酸奎宁浓度。 荧光(发射)光谱： 固定激发光波长和强度，在不同的波长下测定所发射的荧光强度，以发射波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所作曲线为荧光发射光谱。 荧光发射光谱是选择最大荧光发射波长的依据。 荧光激发光谱： 固定荧光发射波长(一般在最大发射波长处)，改变激发光波长，得出不同激发波长的荧光强度，以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所得曲线称为激发光谱。
一、选择 1．把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（ ） a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是（ ） a.用天平测量物体质量； b.用弹簧秤称物体重量； c.声级计测声强级； d.线圈靶测速 3．磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用主要为（ ） a.提高传感器的灵敏度及改善线性； b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性； c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是（ ） a.均方值； b.均值； c.均方差； d.概率密度函数 5．半导体应变片是根据（ ）原理工作的。 a.电阻应变效应； b.压电效应； c.热阻效应； d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.压电测压传感器的力学系统的频率特性； b.压电晶体的电路特性； c.测量电路的时间常数； d.放大器的时间常数τ 7．二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（ ） a.使得系统输出值稳定； b.使系统不共振； c.获得较好的幅频、相频特性； d.获得好的灵敏度 8．带通滤波器所起的作用是只允许（ ）通过。 a.低频信号； b.高频信号； c.某一频带的信号； d.所有频率分量信号 9．压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（ ） a.加速度力学系统的频率特性； b. 压电晶体的电路特性； c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个（ ）函数 a.奇函数； b.偶函数； c.非奇非偶函数； d. 三角函数 11．在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（ ）效应。 a.内光电； b.外光电； c.热电； d.阻挡层光电 12．（ ）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式； b.变间隙电容式； c.变阻器式； d. 电压式 13．半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式（ ）表示（已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述） a.α=dT R dR ；b. α=2T B ；c. α=2T A ；d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14．如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减，则说明该信号（ ） a.均值不为0； b.含周期分量； c.是各态历经的 ； d.是各态不历经的 15．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（ ）
**大学2017年硕士学位研究生招生专业介绍 化学与环境工程学院 学术学位：********化学(一级学科)；********应用化学(二级学科)； 专业学位：********化学工程(二级学科)； 学院主页：无； 咨询电话： ********； 电子信箱：shaoyr77@https://www.doczj.com/doc/4c11001824.html,； 办公室：**大学实验楼P317。 学院简介： **大学化学与化工学院是理工类综合学院，拥有广东省化学教学示范中心、**市功能高分子重点实验室、**市新型锂离子电池与介孔正极材料重点实验室、**市石墨烯复合锂离子动力电池正极材料工程实验室。学院现有化学、应用化学、食品科学与工程、环境科学与工程、新能源科学与工程5个本科专业。拥有化学一级学科硕士学位点（理学）、应用化学（工学）二级学科硕士点以及化学工程专业学位硕士点。学院拥有一流的实验设备，原值近6000万元。 学院拥有一支实力雄厚、教学经验丰富的师资队伍。现有教职员工80人（专任教师68人），其中教授25人、副教授26人，占教师人数的75%，拥有博士学位者57人，占教师人数的84%，其中50%的教师有海外留学或工作经历。学院还聘请了国内外知名学者担任兼职教授，其中有中国科学院院士、**大学化学系讲座教授吴奇先生。 近五年来，学院承担了国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、国家安全重大基础研究（国防973计划）项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目等100多项，经费8000多万元。 学院目前拥有近20家校外实习基地，如：**市检验检疫局食品检验检疫技术中心、**市**区环境监测站、**市一品轩食品有限公司、**市环境科学技术中心实训基地等。 一、国际交流 学院与美国加州大学河滨分校（University of California-Riverside）工程学院举办“3+1全奖硕博连读项目”，经过选拔，可获得美国顶级工程学院的硕博连读或硕士项目录取机会、全额或部分奖学金机会以及美国公司一年的实习机会。学院同时与美国田纳西大学 （The University of Tennessee）和美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校（The University of Alabama in Huntsville）签订了合作协议，可为学院本科生提供短期留学奖学金名额。 学院还与国外一些知名大学建立了良好的合作关系，可派遣优秀的学生进行交流学习，包括：罗格斯大学（美国）、麻省大学（美国）、斯特林大学（英国）、赫瑞瓦特大学（英国）、雷恩第一大学（法国）、维也纳大学（德国）、熊本大学（日本）、檀国大学（韩国）、蔚山大学（韩国）。
现代仪器分析与实验技术 一.名词解释 标准曲线:是待测物质的浓度或含量与仪器信号的关系曲线,由于是用标准溶液测定绘制的,所以称为标准曲线。 准确度:是指多次测定的平均值与真值(或标准值)相符合的程度,常用相对误差来表示。 超临界流体:某些具有三相点和临界点的纯物质,当它在高于其临界点即高于其临界温度和临界压力时,就变成了既不是气体也不是液体而是一种性质介于气体和液体之间的流体,称为超临界流体。 延迟荧光:分子跃迁至T1态后,因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态,经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。这种荧光称为延迟荧光。 精密度:是指在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。 灵敏度：指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的改变量，它受校正曲线的斜率比较和仪器设备本身精密度的限制。 检出限：是指能以适当的置信度被检出的组分的最低浓度或最小质量。 线性范围：指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。 梯度洗脱:指在一个分析周期中,按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成(如溶剂的极性、离子强度、pH等)和配比,使样品中的各个组分都能在适宜的条件下得到分离。 锐线光源:锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态,在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 自吸收：指当浓度较大时，处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收，使谱线的强度减弱，这种现象称为自吸收。 原子线:原子外层电子吸收激发能后产生的谱线称为原子线。 离子线：离子外层电子从高能级跃迁到低能级时所发射的谱线。 电离能：使原子电离所需要的最小能量。 共振线：在所有原子发射的谱线中凡是由各高能级跃迁到基态时所长生的谱线。
计量检定与仪器校准的 区别 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
计量检定与仪器校准的区别 ISO1OO12—1《计量检测设备的质量保证要求》标准将“校准”定义为：“在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的值与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。 ISO／IEC指南25—199O 《校准和检验试验室技术能力的通用要求》将“检定”定义为：“通过校验提供证据来确认符合规定的要求（ISO 84O2／DADI—3.37，根据本指南的目的增加了注解）。 校准和检定有本质区别。两者不能混淆，更不能等同。现就两者之间的主要区别： 一、目的不同 校准的目的是对照计量标准，评定测量装置的示值误差，确保量值准确，属于自下而上量值溯源的一组操作。这种示值误差的评定应根据组织的校准规程作出相应规定，按校准周期进行，并做好校准记录及校准标识。校准除评定测量装置的示值误差和确定有关计量特性外，校准结果也可以表示为修正值或校准因子，具体指导测量过程的操作。例如，某机械加工组织使用的卡尺，通过校准发现与计量标准相比较已大出O.2mm，可将此数据作为修正值，在校准标识和记录中标明巳校准的值与标准器相比较大出的O.2mm的数值。在使用这一计量器具（卡尺）进行实物测量过程中，减去大出O.2mm的修正值，则为实物测量的实测值。只要能达到量值溯源目的，明确了解计量器具的示值误差，即达到了校准的目的。
检定的目的则是对测量装置进行强制性全面评定。这种全面评定属于量值统一的范畴，是自上而下的量值传递过程。检定应评定计量器具是否符合规定要求。这种规定要求就是测量装置检定规程规定的误差范围。通过检定，评定测量装置的误差范围是否在规定的误差范围之内。 二、对象不同 校准的对象是属于强制性检定之外的测量装置。主要指在生产和服务提供过程中大量使用的计量器具，包括进货检验、过程检验和最终产品检验所使用的计量器具等。 检定的对象是我国计量法明确规定的强制检定的测量装置，检定的对象主要是三个大类的计量器具。这就是： 1.计量基准 2.〔计量〕标准 3.中华人民共和国强制检定的工作计量器具59种计量器具用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的。 三、性质不同 校准不具有强制性，属于组织自愿的溯源行为。检定属于强制性的执法行为，属法制计量管理的范畴。 四、依据不同 校准的主要依据是组织根据实际需要自行制定的《校准规范》，或参照《检定规程》的要求。 检定的主要依据是《国家计量检定规程》。 五、方式不同
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)]
2011年福建华侨大学测试计量技术及仪器考研真题 一、基础计算（20分，各2分） 1.分别求下列十进制数与十六进制数的相互转换 (a)469 (b)3EDH 2.将十进制数8转换成下列编码格式表示的十六进制数 （a）ASCII码 （b）BCD码 3.将下列十进制数转换成单字节的二进制补码 (a)+45 (b)-83 4.求下列二进制数的算术运算 （b）11001001B减01101100B （a）1001101B加00101OB 5.求下列二进制数的逻辑运算 （b）1110010OB或10110001B （a）101010OB与11010101B 二、选择填空（15分，各3分） 1.下例那条指令为非法指令_ 2.设异步传输时的波特率为1200bps，每个字符对应1个起始位、1个停止位、1个奇偶校验位、7个字符信息位。则传输600个字符需要的时间为____
a）12秒 b）10秒 c）6秒 d）5秒 3.存储单元6E20∶30ABH所表示的物理地址为_____ a)712ABH b)3D75H c)6BDDBH d)9ECBH 4.对于一个16位的字，8086采用的存储规则为∶ a）高位字节存于低地址单元，低位字节存于高地址单元 b）先进后出 c）高位字节存于高地址单元，低位字节存于低地址单元 d）先进先出 5.对可编程计数/定时控制器8253进行初始化时，若要写入16位的计数初值，则应该_ b）分两次写入，先低8位后高8位d）16位数据分16次写入 a）16位数据一次性写入 c）分两次写入，先高8位后低8位d 三、简述题（45分，各15分） 1.CPU存储系统中存储器芯片的选择方法有哪几种?简述各自实现片选的方法及特点。 2.微处理器系统中，接口与端口的分别是指什么，它们之间有何关系?端口编址方式有哪两种，各有什么优缺点?
仪器科学与测试技术专业（Instrument Science and testing technology）学术型硕士研究生培养方案 （学科专业代码：99J1 授予工学硕士学位） 一、学科专业简介 仪器科学与测试技术是综合应用传感技术、光电技术、精密机械、信号与信息处理技术、现代电子技术、计算机技术、自动控制技术等，研究和探索仪器科学与测试领域的新技术、新方法，推动仪器科学与测试系统的智能化、网络化、集成化。主要研究获取、存储、处理、传输和利用信息的现代科学技术及仪器，包括测控技术及仪器、现代传感技术、精密计量理论与应用、虚拟仪器、微系统理论与应用、微小型机电系统、智能结构系统与技术、信号分析与数据处理、矿用仪器仪表等，是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合，它既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。 二、培养目标 1、重点培养具有良好的职业素养、坚实的仪器科学与测试技术基础理论的高层次光电产业、能源、电力行业专门技术人才； 2、培养掌握仪器科学测试理论和技术专业知识，运用先进现代测试技术、方法解决煤炭、电力、光电等行业关键理论和技术的专门人才； 3、培养严谨求实的科学态度和作风，具有创新求实精神和良好的科研道德，具备从事仪器科学与测试技术学科相关的研究开发能力；能胜任研究机构、高等院校和产业部门等有关方面的研究、工程、开发及管理工作； 4、较为熟练的掌握一门外国语，具有熟练地进行专业阅读和初步写作的技术人才 四、学习年限 全日制硕士研究生学制为三年；半脱产硕士研究生经申请批准，其学习年限可延长半年至一年。 五、培养环节 1、导师的确定 研究生导师的确定实行双向选择，研究生根据公布的导师名单填写双向选择表，然后由导师根据填表选择所要指导的研究生。第一志愿未落实的硕士研究生，根据学生其他志愿和实际情况，在进一步征求师生双方意见的基础上进行协调落实。 2、培养计划的确定
《机械工程测试技术基础》课程试题一一、填空题（每空1分，共30分） 1、非周期信号，时域为 )(t x，频域为) (f X，它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分 别是： ) (f X＝t ft j d e t xπ2 )(- +∞ ∞ - ? ， )(t x＝f ft j d e f Xπ2 ) ( +∞ ∞ - ? 。 2、不失真测试条件中，要求幅频特性应为常数，相频特性应为线性。 3、具有压电效应的材料称为压电材料，常用的压电材料有石英晶体和压电陶瓷。 4、当霍尔片受到与电流方向垂直的磁场作用时，不仅会产生霍尔电势，而且还会出现半导体电阻率增大的现象，这种现象成为磁阻效应（或高斯效应）。热电偶的工作原理是基于热电效应。 5、自相关函数能将淹没在噪声中的周期信号提取出来，其频率保持不变，而丢失了相位信息。 6、频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断引起的。 二、单项选择题(每小题2分，共20分) 1、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是 B 。 A.卷积 B.傅氏变换对 C.拉氏变换对 D.微分 2、极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为 C 。 A．电容量微小影响灵敏度 B.非接触测量 C. 灵敏度与极距的平方成反比，极距变化大则产生非线性误差 D. 以上都不对 3、在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是 D 。 A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值和极性 4、RC微分电路实际上是一种 B 滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 5、对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录时间不变时，则 C 。 A.泄漏误差就越大 B.量化误差就越小 C.采样点数就越多 D.频域上的分辨率就越低 三、判断题(正确的在题干的括号内划“√”，错误的在题干的括号内划“×”；每小题1 分，1、对二阶系统输入周期信号 )0 ,0 ( ) sin( )( ≠ ≠ + =? ? ωA t A t x ，则其输出 信号将保持频率不变，幅值、相位改变。（√）
仪器分析方法在食品分析中的应用综合实验 摘要：本文分别采用了气质联用技术检测食品中的塑化剂，用高效液相色谱检测食品中的防腐剂，原子吸收光谱检测食品中的金属元素。并对检测结果进行了分析。 关键词：气质联用技术，高效液相色谱，原子吸收光谱 前言 现代食品的显著特点是食品的营养化、功能化、方便化，并保证食品质量与安全,这就要求食品加工从原理的选择、加工过程到最终产品及保藏整个链条中对食品的成分及成分的变化有全面的把握和认识。传统的分析手段和分析方法尽管能从宏观上了解和掌握成分及其变化，但已不能完全适应现代食品加工业的要求，现代仪器分析技术已经成为食品分析中不可缺少的重要分析手段。 实验内容 一．气-质联用技术检测食品中塑化剂的实验 （一）方法[1] 对于食品中邻苯二甲酸酯类化合物的检测，GB/T21911-2008《食品中邻苯二甲酸酯的测定》中规定了GC-MS作为检测方法。 1仪器： 气相色谱-质谱联用仪，凝胶渗透色谱分离系统，分析天平，离心机，旋转蒸发器，振动器，涡旋混合器，粉碎机，玻璃器皿。 2试剂： 正己烷，乙酸乙酯，环己烷，石油醚，丙酮，无水硫酸钠，16种邻苯二甲酸酯标准品，标准储备液，标准使用液。 3步骤： （1）试样制备：取同一批次3个完整独立包装样品（固体样品不少于500g、液体样品不少于500mL），置于硬质玻璃器皿中，固体或半固体样品粉 碎混匀，液体样品混合均匀，待用。 （2）试样处理（不含油脂液体试样）：量取混合均匀液体试样5.0mL，加入正己烷2.0mL，振荡1min，静置分层，取上层清液进行GC-MS分析。 （3）空白试验：实验使用的试剂都按试样处理的方法进行处理后，进行GC-MS分析。 （4）色谱条件： 色谱柱：HP-5MS石英毛细管柱[30m×0.25mm（内径）×0.25μm]； 进样口温度：250℃； 升温程序：初始柱温60℃，保持1min，以20℃/min升温至220℃， 保持1min，再以5℃/min升温至280℃，保持4min； 载气：氦气，流速1mL/min； 进样方式：不分流进样； 进样量：1μL。 （5）质谱条件： 色谱与质谱接口温度：280℃； 电离方式：电子轰击源； 检测方式：选择离子扫描模式； 电离能量：70eV；
一、专业介绍 测试计量技术及仪器专业是仪器科学与技术一级学科下属的二级学科，是 数学，物理学，微电子学，精密机械，传感器技术，自动控制技术,计算机技术和通信技术等学科相互交叉的综合学科。 此学科相对于文科类的专业来说具有很多优势，现如今是科技时代，人们 的日常生活都离不开科学技术，对于机械方面研究深入的人才的需求度很高， 毕业生的就业范围较广。本学科技术的发展趋向智能化，微型化，集成化和网 络化，其发展及应用与现代科技的各领域发展密切相关，就业领域广泛。 二、就业前景 1.发展方向 测试、计量是人们从客观事物中提取所需信息，借以认识客观事物并掌握其客观规律的一种科学方法，测试测量技术则是通过测试手段实现上述方法的技术。测试计量技术是应用学科，推动着测试计量和仪器研究的进步与发展。 随着科学技术的不断发展，计量仪器的应用已经深入到生活的各个环节，上到国防建设、下到生产施工,因为需求不同，导致各种计量仪器的用途和性质都不相同。然而,随着科研成果的不断应用到计量仪器中，其用途也越来越标准化、智能化、数字化和微型化。 当今制造技术的快速进步引发了许多新型测试计量问题,推动着传感器、测试计量仪器的研究与发展,促使测试计量技术中的新原理、新技术、新装置系统不断出现。 和传统的技术比较,现代测试计量技术呈现出测量仪器的作用愈加重要，新的仪器不断出现,如便携式形貌测量、基于视觉的在线检测、基于机器人的在线检
测与监控、微/纳米级测量和虚拟测试技术等。除此,仪器设备的精确度有了质的飞跃,自动化程度得到显著改善,同时在计算机软、硬件的支持下,其功能得到极大拓展,展现出一片欣欣向荣的景象。 当务之急,是针对测试计量技术应用特点,分析我国的现状,比较与国外同类技术存在的差距,探讨在目前条件下我国测试计量技术的发展重点和趋势。在未来的测试计量技术及仪器技术的发展中,针对实际存在的问题和发展趋势,着力加大科研投入,重视基础研究,紧密联系工程应用。相信在不久的将来,我国测试计量技术定可获得快速的发展,为我国科学技术和国民经济的发展发挥更大的作用。 2.就业方向 发展方向：主要就业于邮电、通信企业、信息产品制造业及机械、电子、电器、化工等生产企业从事测控仪器仪表方面以及信息处理系统的设计、开发、研制和应用等工作，也可以在高校和科研单位从事科研、教学和管理工作。该专业的毕业生到大型高端企业的机会相对较多。 就业比较好的有两个方向，一个是研究所，二是进大型企业，国企或合资的或外资（电脑制造汽车制造等公司），从事和电子测量相关的研发工作。就业地区不同待遇差异也很大。东南沿海工作节奏快，但是相对待遇也好，西北西南节奏慢些但待遇就要差很多了。 现在就业除了看学历还要看能力和经验，所以你在读研期间最好多接触一些实际操作上的东西，这样以后择业时比较有描述自己的资本。因为很多企业在招人的时候并不觉的研究生毕业的就一定比本科毕业有3年工作经验的有优势，这个你要做好准备。搞研发忙起来就会很累，你要做好准备。 就业薪资：
光学干涉测量技术 ——干涉原理及双频激光干涉 1、干涉测量技术 干涉测量技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。相干光波在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。 当两束光亮度满足频率相同，振动方向相同以及相位差恒定的条件，两束光就会产生干涉现象，在干涉场中任一点的合成光强为： 122I I I πλ=++V 式中△是两束光到达某点的光程差。明暗干涉条纹出现的条件如下。 相长干涉（明）： ， （） min 12I I I I ==+m λ=V 相消干涉（暗）： ， （）min 12I I I I ==+-12m λ? ?=+ ??? V 当把被测量引入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差则发生变化。通过测量干涉条纹的变化量，即可以获得与介质折射率和几何路程有关的各种物理量和几何量。 按光波分光的方法，干涉仪有分振幅式和分波阵面式两类。按相干光束传播路径，干涉仪可分为共程干涉和非共程干涉两种。按用途又可将干涉仪分为两类，一类是通过测量被测面与参考标准波面产生的干涉条纹分布及其变形量，进而求得试样表面微观几何形状、场密度分布和光学系统波像差等，即所谓静态干涉；另一类是通过测量干涉场上指定点干涉条纹的移动或光程差的变化量，进而求得试样的尺寸大小、位移量等，即所谓动态干涉。 下图是通过分波面法和分振幅法获得相干光的途径示意图。光学测量常用的是分振幅式等厚测量技术。 图一 普通光源获得相干光的途径 与一般光学成像测量技术相比，干涉测量具有大量程、高灵敏度、高精度等特点。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等
现代测试技术自测试题一 一、填空题:(每空1分,满分20分) １、机械工程测试技术就是一门专业技术基础课,要完成对机械参量的测试技术包括＿__________＿____＿＿与＿___________＿＿____＿__两个方面的内容;实际采用的测试方法有机械法、光学法与法。 2. 传感器的敏感元件就是; 转换元件就是。1０mm差动变压器式位移传感器的转换原理就是。 3、压电式传感器的压电效应就是 ____＿＿＿_＿＿__＿__＿_＿______＿;热电偶传感器就是将温度参量转变为。 4、电荷放大器电路的作用就是。 5、滤波器就是一种选频装置,则按幅频特性可分为、、 _______＿______与带阻滤波器。 6、常见的记录仪器有、光线示波器
与、计算机记录仪。 7、测试系统的静态特性反映对输入的静态参量而表现的输出与输入的基本关系,其基本特性参数有灵敏度、与_＿_____＿_＿___＿_＿、重复性。 8. 测试误差的主要类型有随机误差、与。 9、信号的描述方法就是法与法。 二、简述题:(每小题５分,满分25分) 1、试简述差动式电容传感器的基本原理及其优点。 2、试简述测试系统实现不失真测试对一阶、二阶系统的综合要求。 3、试简述光线示波器的结构组成及工作原理。 4、试简述电阻应变片测试系统中温度对测试结果的影响及基本的消除方法。 5. 试简述测试系统中常用的消除干扰的硬件方法。 三、(满分８分) 如图1所示差动变压器式传感器测量位移的系统组成框图,试说明其测量的原理;并指出各个单元电路的功能。
图1 四、(满分8分)试分析图2所示调频波的解调电路的工作原理、并画出它的鉴频特性图。 图2 五、(满分１0分)试分析图３所示一阶系统的幅频特性、相频特性。 图3 六、(满分1２分) 已知某悬臂梁受力如图4所示,试选择电阻应变片的贴片方法及画出接桥电路,并导出Q与电桥输出电压U0的关系式。 差动变 压器式 传感器 交流 放大 器 相敏 检波 器 低通 滤波 器 振荡器 显示 仪表
西华大学课程考核试题卷 （ 中考卷） 试卷编号： （ 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ） 课程名称：现代测试技术及应用 考试时间：90 分钟 课程代码：6002699 试总分：100分 考试形式： 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（ ）对 3.一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（ ）错 4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）对 5.随机误差又叫随差，随机误差决定了测量的精密度。（ ）对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0（ ）．答案：错 7. 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科 技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（ ） 答案：对 8. 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （ ）答案：错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量（ ）。答案：错 10. 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）答案：对 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分） 1. 若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案：D 2. 如两组测量的系数误差相同，则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案：A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案：D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案：A 5.仪器通常工作在（ ），可满足规定的性能。
测试计量技术及仪器学科硕士学位研究生培养方案 （080402） 学科简介 测试计量技术及仪器属仪器科学与技术中的二级学科。测试计量技术是获取信息的源头，随着科学技术发展，测试技术已逐步发展成为一门涉及数学、物理学、微电子学、精密机械、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和通信技术等学科交叉的新型学科。本校测试计量技术及仪器硕士授权点主要包括智能化仪器仪表、现代传感器技术及系统、计算机测控技术与质量工程等研究方向。本硕士点紧密结合地方经济建设和国防建设的需要，以从事应用研究和技术开发为主，以面向国防建设为显著特色，近年来取得多项科研成果。利用新型传感器、单片机和计算机测控技术开发智能化仪器仪表新产品，是本学科的优势，目前已开发出几十种具有国内先进水平的智能仪器及应用智能仪器仪表集成的测控系统。本学科师资力量雄厚，科研设备先进，毕业生就业面向电子信息行业的企业、高校及管理部门。 一、培养目标 本学科硕士学位获得者应在测试计量技术及仪器领域掌握坚实的基础理论，具有较宽的知识面，熟练掌握本学科系统的专门知识；具有较强的实践能力和创新能力，初步具有从事本学科的科学研究能力或独立承担专门技术工作的能力，能熟练地运用计算机和掌握一门外国语；有严谨求实的科学态度与作风，能胜任科研院所、企业及高等院校的本专业及相邻专业的科研、教学、科技开发或管理工作。 二、主要研究方向 1. 智能化仪器仪表； 2. 现代传感器技术及系统； 3. 计算机测控技术与质量工程。 三、学分要求及培养年限 本学科硕士研究生在校期间课程总学分为30-36学分，其中学位课程最低学分要求不低于16学分。公共学位课不少于6 学分，专业学位课不少于10 学分，
图像测量技术读书笔记 摘要：图像测量技术是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图形学、信息处理、计算机视觉等现代科学技术为一体的综合测量技术，是将图像处理技术应用于测量领域的一种新的测量方法。图像测量该技术把图像作为信息传递的载体，依据视觉的原理和数字图像处理技术对物体的成像图像进行分析研究，得到需要测量的信息，目前已经成功应用于很多领域。图像测量方法具有非接触、高速度、动态范围大、信息丰富等优点，受到国内外测量领域的重视。本文介绍了图像测量技术的历史背景，总结了图像测量系统的发展现状及其应用领域，并指出了图像测量技术存在的问题及今后发展的趋势。 0.引言 图像测量技术是近年来在测量领域中新兴的一种高性能测量技术。它以光学技术为基础，将光电子学、计算机技术、激光技术、图像处理技术等多种现代科学技术融合为一体，构成光、机、电、算综合体的测量系统。图像测量，就是把测量对象——图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的精确测量技术。其目的是从图像中提取有用的信号，通过对获得的二维图像进行处理和分析，得到需要的三维场景的信息，最终实现测量的目的。 图像（包括视频）测量技术广泛应用于工业产品质量检测、智能交通、安防、工程变形监测、医学等各个领域，并且随着计算机技术和信息技术的发展，其实现方法和手段也日新月异。 1.研究背景 科学技术和生产活动的大规模开展及一系列重大突破催生并发展了测量学科。同时，测量器具、技术和理论的发展又促进了生产技术的发展。近代科学和工业化的发展要求测量学科一方面需要进行专业化分工；同时也要求其突破经典的测量方法，寻求新的测试原理与手段，如求助于电学、光学、计算机等，从单一学科发展为多学科间的相互借鉴和渗透，形成综合各学科研究成果的新型测量系统。 传统的几何测量方法根据测量头与被测件是否接触可分为接触式与非接触
复习重点 第一章 信号分析基础（作业题重点） ——信号的分类： （确定性信号与非确定性信号） 1．确定性信号：是指可以用明确的数学关系式描述的信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号。 周期信号是指经过一段时间可以重复出现的信号，满足条件()()x t x t nT =+。 非周期信号：往往具有瞬变性。 准周期信号：周期信号与非周期信号的边缘。 2．非确定性信号：是指无法用明确的数学式描述，其幅值、相位变化是不可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程，通常只能用概率统计的方法来描述它的某些特征。 （能量信号与功率信号） 1． 能量信号：在所分析的区间里面(,)-∞+∞，能量为有限值的信号称为能量信号，满足 条件： ()2 t dt x ∞ -∞ <∞? 2． 功率信号：有许多信号，它们在区间(,)-∞+∞内能量不是有限值。在这种情况下，研 究信号的平均功率更为合适。在区间12(,)t t 内，信号的平均功率()2 2 1 21 1t t P t dt x t t -= ? （连续时间信号与离散时间信号） 1． 连续时间信号：在所分析的时间间隔内，对于任意时间值，除若干个第一类间断点外， 都可以给出确定的函数值，此类信号称为连续时间信号或模拟信号。 2． 离散时间信号：又称时域离散信号或时间序列。它是在所分析的时间区间，在所规定的 不连续的瞬时给出函数值。可以分为两种情况：时间离散而幅值连续时，称为采样信号；时间离散而幅值量化时，称为数字信号。 ——信号的时域分析 （信号的时域统计分析） 1．均值：表示集合平均或数学期望值，也即信号的静态分量。用x μ表示。 2．均方值：也称平均功率，用2 x ψ表示。 3．方差：描述信号的波动分量，用2x σ表示。 三者之间的关系为：2 x ψ=2x σ+2 x μ 4．概率密度函数：随机信号的概率密度函数是表示幅值落在指定区间的概率。定义为 [] 0()1()lim lim lim x x x T P x x t x x T p x x x T ?→?→→∞<≤+???==?????? 5．概率分布函数：概率分布函数是信号幅值()x t 小于或等于某值x 的概率，其定义为：
现代光学测试技术实验报告 姓名：*** 学号：*** 专业：*** 班级：*** 课程名称：现代光学测试技术 指导教师：*** 完成日期：***
现代光学测试技术实验报告 一、实验目的 1、了解散斑的性质及特点 2、了解散斑干涉、剪切散斑干涉、DIC 、和条纹投影技术的具体应用 3、通过分析优劣更好地学习现代光学测试技术的相关内容 二、实验原理 ● 散斑 1、散斑的定义 当一束激光照射到物体的粗糙表面(例如铝板)时，在铝板前面的空间将布满无规律分布且明暗相间的颗粒状光斑，称为散斑。（如图1所示） 2、要形成散斑且质量较好必须具备的条件： （1）有能发生散射光的粗糙表面 （2）入射光线的相干度要足够高，如：激光 （3）如使用激光粗糙表面深度须大于入射光波长 3、散斑的分类 由粗糙表面的散射光干涉而直接形成的，称为直接散斑。(如图2所示) 经过一个光学系统，在它的像平面上形成的散斑，称为成像散斑，即主观散斑。（如图3所示） 图2 客观散斑原理图 图1 散斑图像
图3 主观散斑原理图 4、散斑的应用 散斑携带了散射面的丰富信息，可以通过散斑的性质来推测物体表面的性质，是实验应力分析方法的一种，用于测取物体的位移、应变。由于这种办法的无损、快速等诸多优点，它被广泛应用于工业控制的缺陷检测、医学的光活检等领域，且受到越来越多的关注。 ●三角法测量原理 图4 激光三角法测量原理图
如图所示，θsin z a a b M ??=???= z K z s i n M b ??=???=??θ 则K b z ?=?，其中θsin M K ?= 物体变形前和变形后的光强分布为： ()()()()x y x P x y x P f ,2,,2cos y x b y x a I f π π=?? ?????+=，， ()()()()()[]()()()[]y x z y x k -x ,2,y x z y x k -x ,2cos y x b y x a I c c ，，，，，，y x P y x P π π=???????+= ()() ()()() ()()y x K -y x z y x z y x K y x z y x P y x k 2-c f c f ，，，，，，，??= ∴=?= ??π ()y x K ，可以通过实验标定得到，由此，则可知物体的变形或位移 ● DIC 技术 图5 物体变形图像追踪 因为散斑分布是随机的，所以每一点和它周围的散斑是不一样的，我们在相关运算过程中，可以将变形前和变形后的散斑图像分割成很多网格，每一个网格就是一个相应的子集：这样，我们就可以以这个子集为载体，分析物体的相应的位移信息，将所有的子集进行计算，就可以得到相应的位移场： 在数字图像相关算法中，我们将变形前后的两幅散斑图分别设为F （x ，y ）和G （x ，y ），劝、数字图像相关基本思想是在F （x ，y ）中找到一个子区，通
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