现代检测技术 实验十七、十八、三十二、三十四

实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，掌握单臂电桥工作原理和性能。

二、实验内容将应变式传感器的其中一个应变片接入电桥作为一个桥臂，构成直流电桥，利用应变式传感器实现重量的测量。

三、实验所用仪表及设备应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源数、±4V电源、数字万用表。

四、实验步骤1、根据图1-1，应变式传感器已装于应变传感器模板上。

传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R2、R3、R4标志端。

加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。

图1-1 应变片传感器安装示意图2、实验模板差动放大器调零，方法为：（1）接入模板电源±15V，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置；（2）将差放的正、负输入端与地短接，V o1输出端与数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕后关闭主控台电源。

3、参考图1-2接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，检查接线无误后，合上主控台电源开关，用数字万用表测量主控台到应变式传感器模块上的±5V、±15V电压值是否稳定？若电压波动值大于10mV，应反复拔插相应的电源连接线，直至电压稳定，不再波动为止，然后粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。

4、在传感器托盘上放置1只砝码，读取数显表显示值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表1-1。

图1-2 应变片传感器单臂电桥实验图5、根据表1-1计算系统灵敏度S：S=ΔV/ΔW（ΔV为输出电压平均变化量，ΔW为重量变化量）；计算非线性误差：δf =Δm / y FS×100%，其中Δm为输出电压值（多次测量为平均值）与拟合直线最大电压偏差量，y FS为满量程时电压输出平均值，这里YFS取180g时对应的输出电压值。

1、检测技术是以研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术科学。

（P1）2、检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。

3、测量，其含义是用实验方法去确定一个参数的量值（数值和单位），即通过实验，把一个被测参数的量值（被测量）和作为比较单位的另一个量值（标准量）进行比较，确定出被测量的大小和单位。

（P1）4、测量方法是指实现测量过程所采用的具体方法，根据测量手段分类可分为：直接测量、间接测量、联立测量。

（P2）5、误差的分类：随机误差、系统误差、粗大误差。

6、传感器的国家标准定义：能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律将其转换成可用信号输出的器件或装置；通常定义：“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。

7、传感器由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成；也称为变换器、检测器、探测器。

（P26）8、传感器的静态测量是指测量过程中被测量保持恒定不变（即dx/dt=0，系统处于稳定状态）时的测量；静态特性表示测量仪表在被测物理量处于稳定状态时的输入—输出关系。

（P28）9、传感器静态性能指标—1、量程是指检测系统测量上限Xmax和测量下限Xmin 的代数差，即L=|Xmax-Xmin|；2灵敏度3、分辨力与分辨率4、线性度5、迟滞6、稳定性与漂移7、重复性10、传感器的动态测量是指测量过程中被测量随时间变化时的测量；动态特性是检测系统（传感器）对于随时间变化的输入量的响应特性，它不是一个定值，而是时间的函数。

（P34）11、电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到测量非电量的目的。

（P35）12、电阻应变片的工作原理是金属的电阻应变效应，即当金属丝在外力下作用发生机械变形时，其电阻值将发生变化。

第一章一、选择题1. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ B ）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。

2. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ C ）A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。

3. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ A ）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线4.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（ D ）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）二、正误题1. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。

（√）2. 经滤波后的X射线是相对的单色光。

（√）3. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。

（√）4. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。

（×）三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生连续 X射线和标识 X射线。

2. 当X射线管电压低于临界电压仅产生连续X射线；当X射线管电压超过临界电压就可以产生连续X射线和特征X射线。

3. 特征X射线的产生过程中，若K层产生空位，由L层和M层电子向K层跃迁产生的K系特征辐射按顺序称Kα射线和Kβ射线。

4. X射线的本质既是光也是电磁波，具有波粒二象性。

5. 短波长的X射线称硬X射线，常用于金属部件的无损探伤；长波长的X射线称软X射线，常用于医学透视上。

6.连续谱短波限只与管电压有关。

7.特征X射线谱的频率或波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构。

四、问答题1.什么叫“相干散射”、“短波限”？答：相干散射，物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。

这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。

新的散射波之间发生的干涉现象称为相干散射。

短波限，连续X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波限λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线。

现代分析测试技术实验报告（1）（1）西南科技⼤学《现代分析测试技术》课程实习报告姓名班级学号刘杰矿物14015120144748丁威矿物14015120142360余娟矿物14015120144748环境与资源学院矿物加⼯教研室制⼆〇⼀六年⼗⽉实习报告撰写要求：实习报告在实习的基础上完成，运⽤基础理论知识结合实习资料，进⾏⽐较深⼊的分析、总结。

实习报告内容要求实事求是，简明扼要，能反映出本⼈实习的情况、体会和感受。

报告的资料必须真实可靠，有独⽴的见解，重点突出、条理清晰，字数⾄少2000字。

⼀、实习报告正⽂内容必须包含以下四个⽅⾯：1．实习⽬的：要求⾔简意赅，点明主题。

2．实习内容及过程：要求内容详实、层次清楚；侧重实际动⼿能⼒和技能的培养、锻炼和提⾼，但切忌记帐式或⽇记式的简单罗列。

3．结果分析，对每次实习的测试进⾏分析，要求分析正确，合理。

4．实习体会：要求条理清楚、逻辑性强；着重写出对实习内容的总结、体会和感受，特别是⾃⼰所学的专业理论与实践的差距和今后应努⼒的⽅向。

⼆、实习报告⽂字打印格式和装订要求1．实习报告⼀律要使⽤A4纸打印成⽂；2．字间距设置为“标准”；3．段落设置为“1.25倍⾏间距”；4．字号设置为：a) 标题：⿊体⼆号加粗；b) 正⽂⼀级标题：⿊体三号；c) 正⽂⼆级标题：⿊体⼩三号；d) 其余汉字均为宋体⼩四号；e) 正⽂中所有⾮汉字均为Times New Roman 体；5．页边距：上3cm 下2.5cm 左3cm 右2.5cm6．实习报告最后统⼀与实习报告封⾯装订成册⼀、实验⽬的了解扫描电镜、x衍射仪、原⼦吸收光谱、红外、拉曼光谱结构原理及使⽤⽅法，对物质的表⾯形态、化学成分及内部原⼦分⼦的结构和形态、微量及衡量元素测定、对分⼦进⾏结构分析和鉴定。

⼆、扫描电⼦显微镜1、⼯作原理扫描电⼦显微镜的制造依据是电⼦与物质的相互作⽤。

观察样品的表⾯形态要是利⽤⼆次电⼦信号成像，扫描电镜从原理上讲就是利⽤聚焦得⾮常细的⾼能电⼦束在试样上扫描，当⼀束极细的⾼能⼊射电⼦轰击扫描样品表⾯时，被激发的区域将产⽣⼆次电⼦和激发出各种物理信息。

苏州科技学院电子与信息工程学院现代测试技术实验报告班级 :姓名 :学号 :指导老师:潘敬熙2012年5月【实验一】常规测试测量仪器综合使用一、实验目的：了解通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理、学习其一般的使用方法。

通过典型测量技术的计算机仿真与实验室电路搭建，掌握常规测试测量仪器综合使用的基本技能，提高分析问题与解决问题的能力。

二、实验内容1、学习通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理。

应用通用示波器观测信号发生器发出的常用波形。

通过按钮操作，进一步了解通用示波器中触发及扫描电路的工作过程。

熟悉通用示波器的操作方法。

2、学习用集成模拟乘法器实现全载波调幅的方法与过程，熟悉调幅系数的示波测量法。

仿真时，模拟乘法器1496可由学生自行设计。

3、学习二阶有源滤波器的设计方法、调试方法和步骤。

并参照学习材料，查资料自行设计一带通或带阻滤波器自拟实验步骤，测出电路中心频率，测量并画出电路的幅频特性。

三、参考学习材料 1、示波器的组成框图图1.12、调幅系数M 的定义和计算公式设载波信号为：u c (t) = V c cos ωt ，调制信号为：u s (t) = V s cos Ωt 则调幅波信号的表达式为： u AM (t) = V c [1+(scV V )cos Ωt]·cos ωt = V c [1+M cos Ωt]•cos ωt其中，ω为载波信号的频率，Ω为调制信号的频率，scV M=V ——调制信号与载波信号幅度比，称为调幅系数。

从调幅波的表达式可以看出，已调幅波包络的最小值出现在cos Ωt= -1的瞬间，包络的最大值出现在cos Ωt = 1的瞬间。

设包络的最大峰峰值为B ，最小峰峰值为A ，有u AM (t)|max = V c (1+ M)cos ωt =B 2u AM (t)|min = V c (1- M)cos ωt =A 2由上两式可得： M=B-A100%B+A图1.23、调幅系数线性扫描测量法把已调幅信号加到示波器的Y 轴，X 轴采用示波器内的线性锯齿波电压，并把调制信号作为同步信号输入示波器的外触发或同步触发端，调整扫描电压的频率，应使其等于调制信号的频率（或是它的若干分之一），则可以在示波器屏幕上得到一稳定的调幅波波形（如上图所示）。

NANCHANG UNIVERSITY现代检测技术实验报告专业：自动化班级：自动化163班学号： 6101216090 学生姓名：王劲昌2019年12月目录实验一差动变压器的应用——电子秤实验二热电偶的原理及分度表的应用实验三热敏电阻测温演示实验实验四霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励实验一差动变压器的应用——电子秤实验目的：了解差动变压器的实际应用所需单元及部件：音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、V/F表、电桥、砝码、振动平台。

有关旋钮初始位置：音频振荡器调至4KH Z，V/F表打到2V档。

实验步骤：（1）按图1接线，组成一个电感电桥测量系统，开启主、副电源，利用示波器观察，调节音频振荡器的幅度旋钮，使音频振荡器的输出为V P-P值为lV。

图1 接线图（2）将测量系统调零，将V/F表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1～0.5ms（以合适为宜），Y轴CHl或CH2切换开关置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间位置。

开启主、副电源，调节电桥网络中的W1，W2，使V/F表和示波器显示最小，再把V/F表和示波器Y轴的切换开关分别置2V和50mv/div，细条W1和W2旋钮，使V/F表显示值最小。

再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移，调节移相器的移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。

放手后，粱复原。

（3）适当调整差动放大器的放大倍数，使在称重平台上放上一定数量的砝码时电压表指示不溢出。

（4）去掉砝码，必要的话将系统重新调零。

然后逐个加上砝码，读出表头读数，记下实验数据，填入下表；Wq（g）0 20 40 60 80 100V P-P（V）-0.837 -0.790 -0.747 -0.706 -0.660 -0.621（5）去掉砝码，在平台上放一重量未知的重物，记下电压表读数，关闭主副电源。

（6）利用所得数据，求得系统灵敏度及重物重量。

核磁共振波谱法有机化合物的结构测定，过去主要依靠化学方法来测定，样品用量大，费时费力。

如：鸦片中的吗啡碱的结构测定，1805年开始，1952年才彻底完成。

利用现代波谱分析手段，仅需要微量样品，就可以快速的测定一些较简单化合物的结构，有时甚至能获得其聚集状态及分子间相互作用的信息。

将自旋核放入磁场后，用适宜频率的电磁波照射，它们吸收能量，发生原子核能级的跃迁，同时产生核磁共振信号，得到核磁共振谱。

这种方法称为核磁共振波谱法（nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR）。

在有机化合物中，经常研究的是1H核和13C核的共振吸收谱。

本章将主要介绍1H核磁共振谱。

核磁共振波谱法是结构分析的重要根据之一，在化学、生物、医学、临床等研究工作中得到了广泛的应用。

分析测定时，样品不会受到破坏，属于无破坏分析方法。

一、基本原理1.1核的自旋运动我们知道原子核是由带正电荷的原子和中子组成，它有自旋现象原子核大都围绕着某个轴作旋转运动，各种不同的原子核，自旋情况不同。

原子核的自旋情况在量子力学上用自旋量子数I表示，有三种情况：①I=0,这种原子核没有自旋现象,不产生共振吸收(质量数为偶数(M),电子数,原子数为偶数(z)为12G,16O,32S)②I=1、2、3、…、n，有核自旋现象，但共振吸收复杂，不便于研究。

③I=n/2（n=1、2、3、5、…）有自旋现象，n〉1时，情况复杂，n=1时，I=1/2，这类原子核可看作是电荷均匀分布的球体，这类原子核的磁共振容易测定，适用于核磁共振光谱分析，其中尤以1H最合适。

1.2核磁共振如果以射频照射处于外磁场B0中的核，且射频频率 恰好满足下列关系时：E h ∆=ν 或 Ih B 0μβν= （1-1）处于低能态的核将吸收射频能量而跃迁至高能态。

这种现象称为核磁共振现象。

二、仪器设备2.1核磁共振仪主要由磁铁、射频振荡器、扫描器、样品管、记录仪、样品管及附件等组成。

现代检测技术—测量方法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。

测量的四个要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量的准确度。

可见，对于测量来说，测量方法显然是很重要的。

测量方法指在进行测量时所用的按类叙述的一组操作逻辑次序。

对几何量的测量而言，则是根据被测参数的特点，如公差值、大小、轻重、材质、数量等，并分析研究该参数与其他参数的关系，最后确定对该参数如何进行测量的操作方法。

例如：要知道某块金属的质量，可以用天平这种仪器来测量，而天平就是一种测量质量的方法。

下面着重介绍一些和测量方法相关的内容。

1测量方法的分类1）按是否直接测量被测参数，可分为直接测量、间接测量和组合测量。

直接测量：无需对被测量与其他实测量进行一定函数关系的辅助计算而直接得到被测量值得测量。

例如用卡尺、比较仪测量。

间接测量：通过直接测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。

组合测量：如果被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种中间量存在一定函数关系，但由于函数式有多个未知量，对中间量的一次测量是不可能求得被测量的值。

这时可以通过改变测量条件来获得某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。

显然，直接测量比较直观，间接测量比较繁琐。

一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时，就不得不采用间接测量。

2）按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值，可分为绝对测量和相对测量。

绝对测量：读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。

相对测量：读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。

如用比较仪测量轴的直径，需先用量块调整好仪器的零位，然后进行测量，测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值，这就是相对测量。

一般说来相对测量的精度比较高些，但测量比较麻烦。

3）按被测表面与量具量仪的测量头是否接触，分为接触测量和非接触测量。

接触测量：测量头与被接触表面接触，并有机械作用的测量力存在。

中华人民共和国计量法实施细则(2016年修订)正文：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------中华人民共和国计量法实施细则（1987年1月19日国务院批准 1987年2月1日国家计量局发布根据2016年2月6日《国务院关于修改部分行政法规的决定》修订）第一章总则第一条根据《中华人民共和国计量法》的规定，制定本细则。

第二条国家实行法定计量单位制度。

国家法定计量单位的名称、符号和非国家法定计量单位的废除办法，按照国务院关于在我国统一实行法定计量单位的有关规定执行。

第三条国家有计划地发展计量事业，用现代计量技术装备各级计量检定机构，为社会主义现代化建设服务，为工农业生产、国防建设、科学实验、国内外贸易以及人民的健康、安全提供计量保证，维护国家和人民的利益。

第二章计量基准器具和计量标准器具第四条计量基准器具（简称计量基准，下同）的使用必须具备下列条件：（一）经国家鉴定合格；（二）具有正常工作所需要的环境条件；（三）具有称职的保存、维护、使用人员；（四）具有完善的管理制度。

符合上述条件的，经国务院计量行政部门审批并颁发计量基准证书后，方可使用。

第五条非经国务院计量行政部门批准，任何单位和个人不得拆卸、改装计量基准，或者自行中断其计量检定工作。

第六条计量基准的量值应当与国际上的量值保持一致。

国务院计量行政部门有权废除技术水平落后或者工作状况不适应需要的计量基准。

第七条计量标准器具（简称计量标准，下同）的使用，必须具备下列条件：（一）经计量检定合格；（二）具有正常工作所需要的环境条件；（三）具有称职的保存、维护、使用人员；（四）具有完善的管理制度。

第八条社会公用计量标准对社会上实施计量监督具有公证作用。