现代测试技术-第一章

现代检测技术智慧树知到课后章节答案2023年下西安交通大学西安交通大学第一章测试1.用以标定的仪器，直接的测量出某一待测未知量的量值称为（）。

A:直接测量 B:接触式测量 C:间接测量 D:动态测量答案:直接测量2.下列哪项不是闭环控制型现代测试系统的优点（）。

A:实时数据采集 B:实时控制 C:实时判断决策 D:远距离传输答案:远距离传输3.下列属于测量过程的是（）。

A:测量误差 B:数值和计量单位 C:被测对象 D:测试方法答案:测量误差;数值和计量单位;被测对象;测试方法4.水银温度计测量体温属于直接式测量。

A:错 B:对答案:对5.测试技术与传感技术被称为信息技术系统的（）。

A:神经 B:大脑 C:感官答案:感官第二章测试1.下列非线性补偿方法中属于软件补偿的是（）。

A:闭环式 B:拟合法 C:差动式 D:开环式答案:拟合法2.A类标准不确定度是用非统计方法得到的不确定度。

A:对 B:错答案:错3.真值在实际测量中是可以确切获知的。

A:对 B:错答案:错4.相对误差是绝对误差与测量仪表量程之比。

A:对 B:错答案:错5.将63.73501四舍五入，保留两位小数为（）。

A:63.74 B:63.73 C:64.00 D:63.00答案:63.74第三章测试1.直流电桥可以测量电容的变化。

A:对 B:错答案:错2.全桥接法的灵敏度是半桥双臂接法的几倍（）。

A:8 B:1 C:4 D:2答案:23.半导体式应变片比金属丝式应变片的灵敏度高。

A:对 B:错答案:对4.丝式应变片采用栅状结构是为了获得大的电阻变化量。

A:对 B:错答案:对5.下列哪项不是半导体应变片的优点（）。

A:易于集成化 B:灵敏度高 C:温度稳定性能好 D:体积小答案:温度稳定性能好第四章测试1.下列哪项是电容式传感器的缺点（）。

A:电缆分布电容影响大 B:精度低 C:结构复杂 D:灵敏度低答案:电缆分布电容影响大2.电容式传感器灵敏度最高的是（）。

实验一、自动测试系统1. 自动测试系统介绍自动测试系统（automatic testing systems）是指在人极少参与或不参与的情况下，自动进行量测，处理数据，并以适当方式显示或输出测试结果的系统。

与人工测试相比，自动测试省时、省力，能提高劳动生产率和产品质量，它对生产、科研和国防都有重要作用在不同的技术领域里,测试内容、要求、条件和自动测试系统各不相同，但都是利用计算机代替人的测试活动。

一般自动测试系统包括控制器、激励源、测量仪表(或传感器)、开关系统、人机接口和被测单元－机器接口等部分。

（1）控制器。

一般是小型计算机、微型计算机或计算器(即专用母线控制器)。

控制器应有测试程序软件，用来管理测试过程,控制数据流，接受测量结果,处理数据，检验读数误差，完成计算，并将结果送到显示器或打印机。

（2）激励源。

即信号源，它向被测单元提供输入信号。

它可以是电源、函数发生器、数模转换器、频率合成器等。

（3）测量仪表。

用来测定被测单元的输出信号。

它可以是模数转换器、频率计数器、数字万用表或其他测量装置。

（4）开关系统。

用来规定被测单元与自动测试系统中其他部件之间的信号传输路线。

（5）人机接口。

用来建立控制器与操作人员之间的联系。

它可以是控制器的一部分，也可以是控制台上的开关、键盘、指示灯、显示器等。

操作人员可通过键盘或开关把数据传输给控制器，控制器再把数据、结果和操作要求输向阴极射线管、发光二极管或指示灯组等显示器。

必要时还可将测试结果输给打印机，制成硬拷贝。

（6）被测单元机器接口。

用来建立被测单元与控制器之间的联系。

2. 实验系统介绍本次实验使用的自动测试系统是美国国家仪器公司（NI）推出的基于PXI平台的自动测试系统。

PXI是一种坚固且基于PC的平台，适用于测量和自动化系统。

PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的模块化及Eurocard机械封装的特性，并增加了专门的同步总线和主要软件特性。

《现代测试技术》课程简介课程内容：现代测试技术是一门用以培养学生材料结构分析与测试技能的专业选修课.通过学习使学生掌握X射线衍射和电子显微技术的基础理论,试验方法及基本技能;掌握X射线衍射仪,透射电镜,扫描电镜和电子探针等现代测试设备的结构及其在材料分析测试技术中的原理及试验方法.应用X射线衍射方法进行晶体结构的测定,物相分析,宏观应力测定；掌握透射电镜的复型和薄膜制备技术及电子衍射的原理,应用电子衍射对材料进行微关组织结构的分析,应用扫描电镜和电子探针对材料进行表面形貌和微观结构及成分进行分析. 以培养学生使用分析测试方法为材料科学研究服务.本课程主要内容包括：X射线衍射学，透射电子显微学，扫描电子显微镜，电子探针，光谱分析等.Brief IntroductionCourse Description:Modern Techniques of Measurement is one of elective course to train pupils techniques of material structure analyzing and testing.Through learning students can understand the modern testing equipment, theory and method such as X-ray diffractometer, transmission electron microscopy, scanning election microscopy and electron probe. Crystal structure can be tested, contents can be analyzed and macro-stress can be measured by using X-ray diffraction. Surface morphology, microstructures and component of materials can be measured by using scanning election microscopy and election probe.The main sections of this course: X-ray diffraction, transmission election microscopy, scanning electron microscopy, electron probe, spectral analysis.一、教学内容第一章X射线的性质1.1 X射线的本质1.2 X射线谱1.3 X射线与物质相互作用教学重点：掌握X射线谱产生的机理.教学难点：X射线的吸收，相干散射和非相干散射.第二章X射线运动学衍射理论2.1 X射线衍射方向2.2 布拉格方程的讨论2.3 倒易点阵2.4 X射线衍射强度教学重点：掌握布拉格方程成立条件，掌握倒易空间中的爱瓦尔德图解.教学难点：X射线衍射强度与结构因子的关系，以及结构因子的定义.第三章多晶体X射线衍射分析方法3.1 粉末照相法3.2 X射线衍射仪教学重点：理解德拜照相法，掌握衍射仪的测量方法.教学难点：X射线衍射峰位的指标化.第四章X射线衍射方法的实际应用4.1 点阵常数测量4.2 物相分析4.3 宏观应力测定教学重点：掌握X射线衍射仪的点阵常数的精确测定，掌握物相定量分析方法，理解X射线应力测定原理.教学难点：X射线应力测定实验精度的保证及测试原理的适用条件.第五章透射电子显微分析5.1 透射电镜的结构及应用5.2 电子衍射5.3 金属薄膜的透射电子显微分析教学重点：掌握透射电镜成像原理，了解透射电镜的结构.教学难点：透射电镜衍射花样的标定.第六章扫描电子显微分析6.1 扫描电镜工作原理,构造和性能6.2 扫描电镜在材料研究中的应用6.3 波谱仪结构及工作原理6.4 能谱仪结构及工作原理6.5 电子探针分析方法及微区成分分析技术教学重点：掌握扫描电镜成像原理，掌握扫描电镜在材料研究中的应用，了解扫描电镜的结构.教学难点：扫描电镜能谱线分析.第七章表面成分分析7.1 俄歇电子能谱7.2 原子探针显微分析教学重点：掌握俄歇电子能谱在材料研究中的应用.教学难点：纳米级表面成分定量分析.第八章电子显微技术的新进展及试验方法选择8.1 电子显微术的新进展8.2 现代显微分析方法选择第九章高分子材料分析技术和红外与拉曼光谱简介9.1 高分子材料分析技术9.2 红外与拉曼光谱二、教学基本要求第一章X射线的性质教学要求：掌握X射线的本质；熟悉X射线的产生装置；掌握X射线谱产生的实质;了解X射线谱的实验规律；了解X射线与物质的相互作用；掌握吸收限的应用.第二章X射线运动学衍射理论教学要求：了解X射线的衍射方向,掌握布拉格衍射定律；了解衍射与反射的本质区别;理解倒易点阵在X射线衍射中的应用；掌握X射线衍射强度的含义.第三章多晶体X射线衍射分析方法教学要求：掌握X射线衍射方法；理解粉末照相法和X射线衍射仪的原理和结构;掌握初步操作设备仪器的能力.第四章X射线衍射方法的实际应用教学要求：掌握多晶体的物相分析原理；掌握PDF卡片的内容及含义；掌握物相定性分析方法；了解物相定量分析方法；注意实际分析时的难点及注意事项；了解三类应力的实质；掌握X射线应力测定的基本原理；并根据基本原理了解试验方法；明确试验精度的保证及测试原理的使用条件.第五章透射电子显微分析教学要求：了解透射电镜的结构及应用；掌握透射电镜成像原理；掌握透射电镜的复型技术和方法；简单了解电子衍射方法；能够进行薄膜样品制备；熟悉透射电镜分析方法.第六章扫描电子显微分析教学要求：了解扫描电镜的结构及应用；掌握扫描电镜成像原理；熟练掌握扫描电镜的主要性能；样品制备方法；熟悉扫描电镜分析方法；可举例说明扫描电镜在材料研究中的应用；掌握扫描电镜断口分析；熟悉波谱仪和能谱仪工作原理及应用条件；掌握电子探针分析方法及微区成分分析技术。

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：()2t 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()221211t 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2x 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：2x ψ=2x σ+2x μ4．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()limlimlim x x x T P x x t x x T p x xx 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：()()xF x p x dx -∞=⎰（信号的时域相关分析）1．相关：是指客观事物变化量之间相互关联的程度。