油气井工程测量理论与方法5-1(信号调理)

第一章1.测试是测量和试验的综合。

2.机械工业中，测试的非电物理量主要有位移，摩擦力，长度，速度，加速度，力，温度，压力，流量，质量，液位，频率。

3.典型的测试系统主要由传感器、调理电路、信号分析处理、信号显示记录。

4.测试技术在机械工业中的应用主要包括产品开发与性能试验、质量控制与生产监督、机械故障诊断。

5.什么是测量？什么是测试？测量：把被测对象中的某种信息检测出来并加以定量测试：把被测对象中的某种信息人为的激发出来6.什么是电测法?电测法为应力测试方法中的一种，金属电阻丝承受拉伸或压缩变形时，电阻也将发生变化。

传感器:直接用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出。

这种输出通常是电信号。

信号调理:把来自传感器的信号转换成更适合于传输和处理的形式。

如幅值放大、阻抗的变化转换成电压的变化、或阻抗的变化转换成频率的变化。

信号处理:接受来自条理的信号，并进行各种运算、滤波、分析，将结果输至显示记录或控制系统。

信号显示记录:以观察者易于识别的形式来显示测量的结果，或将结果进行存储，供必要时使用。

7.简述测试系统的基本组成及各部分的作用,和并画出系统框图。

传感器是测试系统的第一环节，其主要作用是感知被测的非电量，并将非电量转化为电量。

传感器输出的电信号经信号调理电路加工处理后，才能进一步输送到记录装置和分析其中。

信号分析，设备可以通过数据或图像的形式输出人们感兴趣的信息。

8.列出你身边的测试技术应用的例子。

生活中的水表，电表，燃气表。

天气预报中的温度，湿度，风向。

医院中病人的心跳，血压等。

飞机，汽车的仪表盘。

生活中的红绿灯9.简述测试技术与信号处理的基本内容和在机械工业中的重要性。

在工程领域,它贯穿于产品的设计开发、制造加工、使用和售后服务全过程,产生巨大的经济和社会效益。

特别是当今处于“自动化时代”，就更离不开测试技术。

第二章1.煤矿提升机的承载钢丝绳突然断裂,其断裂时的应力信号属于瞬变信号。

填空题1. 可以用数学关系式或图表精确描述的信号称为确定性信号。

2.周期信号可分为谐波信号和一般周期信号两类。

3.周期信号的强度特征常用峰值、绝对均值、有效值和平均功率来表示。

4.信息技术中比较典型的代表技术有传感技术、通信技术和计算机技术。

5.要实现不失真测试，测试装置的幅频特性为常数，相频特性应为直线。

6.表征测试装置的静态响应特性的参数主要有灵敏度、非线性度、回程误差7.测试装置的响应特性包括静态特性和动态特性。

8.描述测试系统的动态响应特性的函数主要有微分方程、传递函数和频率响应函数9.电容式传感器可分为三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。

10.传感器按工作原理分可分为机械式、电气式、辐射式、流体式传感器等。

11.传感器的选用原则主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面。

12.按被测物理量来分传感器可分为位移、速度、加速度和力传感器等。

13.传感器按输出量的性质不同可分为模拟式和数字式传感器。

14.滤波器根据频率特性不同可分为高通滤波、低通滤波、带通滤波和带阻滤波。

15.信号调制时根据可调参数可分为调幅、调频和调相三种调制形式。

16.直流电桥按联接方式不同可分为半桥单臂、半桥双臂和全桥电路等工况。

17.常用的信号调理环节有电桥、放大器、滤波器、调制器和模数转换器。

18.将模拟信号转换为数字信号通常分为采样、量化和编码三个步骤。

19.电桥按桥臂接入的阻抗元件不同则可分为电阻电桥、电容电桥和电感电桥三类20.DA转换过程分为两个步骤，即解码和低通滤波。

21.一般虚拟仪器系统由通用计算机、仪器硬件和应用软件三要素构成。

选择题1.电路中鉴频器的作用是（C）A、使高频电压转变为直流电压B、使电感量转变为电压量C、使频率变化转变为电压变化D、使频率转变为电流2.下列不是电阻应变片的输入为（D）A、力B、应变C、加速度D、速度3.下列传感器可实现非接触测量的是（C）A、压电式加速度B、电动式速度C、电磁式速度D、电阻式应变4.交流的动态电阻应变仪中，具有预调平衡的装置是（C）A、电阻调平衡B、电容调平衡C、电阻、电容调平衡D、标定电桥5.直流电桥电桥中相邻半桥工况的灵敏度是单臂工况的（B）A、1倍B、2倍C、3倍D、4倍6.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（D）A成正比B、平方成正比C、成反比D、平方成反比7.不属于测试系统的静态特性的有（D）A、灵敏度B、非线性度C、回程误差D、阻尼系数8.超声波传感器是实现（A）转换的装置A、声电B、声光C、声磁D、声压9.描述周期信号的数学工具是（b）A、相关函数B、傅里叶级数C、拉普拉斯变换D、傅里叶变换10描述非周期信号的数学工具是（C）A、三角函数B、拉普拉斯变换C、傅里叶变换D、傅里叶级数11.将时域信号进行时移，则频域信号将会（D）A、扩展B、压缩C、不变D、仅有相移12.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（D ）A、精度B、灵敏度C、精密度D、分辨力13.描述传感器静态特性的指标有（B ）A幅频特性B线性度C稳定时间D动态范围14.不失真测量除要求测量系统幅频特性是常值外，其相频特性要求满足（A ）A相移与频率成正比B常值相移C任意相移D无特殊要求15.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（C ）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16.液柱式温度计系统是（B ）系统A零阶B一阶C二阶D高阶17.半导体应变片是根据（D）原理工作的。

油田工程测量技术方案模板一、前言油田工程测量技术是油田开发的重要环节，它直接影响着油田的开发效率和成本控制。

因此，对于油田工程测量技术的研究和应用具有重要的意义。

本文将介绍油田工程测量技术方案，包括测量原理、测量仪器、测量方法等内容。

二、测量原理1. 坐标系油田工程测量技术通常采用直角坐标系来描述地球上的地理位置。

直角坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，分别表示东西方向、南北方向和高程方向。

通过这三个轴，可以精确定位地球上的每一个点。

2. 测量基准在油田工程测量技术中，测量基准是非常重要的。

测量基准是以某一点作为起始点，建立起坐标系，并以此为基础进行测量。

一般来说，测量基准点会选取在地面比较稳定的地方，一般有三种类型的基准点：平面基准点、高程基准点和控制基准点。

3. 测量误差在实际测量过程中，由于地形、环境、设备等诸多因素的影响，都会导致测量结果与真实值之间存在一定的差距。

这种差距就是测量误差。

而测量误差的大小，会直接影响到油田工程的设计和开发。

三、测量仪器1. 全站仪全站仪是一种高精度的测量仪器，它能够同时测定目标点的水平角和垂直角，从而确定目标点在地理坐标系中的位置。

全站仪广泛应用于测量工程测量、建筑测量和地形测量等方面。

2. GPS定位仪GPS定位仪是一种利用卫星信号测定地理位置的仪器。

它能够在任何地方实现高精度的定位，并且不受地形、环境等条件的限制。

因此，在油田工程测量中，GPS定位仪也被广泛使用。

3. 激光测距仪激光测距仪是一种可以通过激光束来测定距离的仪器。

它通常用于测量较短距离的目标点，精度高，测量速度快，非常适用于油田工程中短距离的测量任务。

四、测量方法1. 静态测量静态测量是指测量仪器在不动的状态下进行测量。

这种方法通常适用于对静态目标点的测量，比如建筑物、管道等的测量。

2. 动态测量动态测量是指测量仪器在移动的状态下进行测量。

这种方法适用于对动态目标点的测量，比如车辆、机械设备等的测量。

(二) 油气勘探常用的测井技术和方法简介1、电法测井－饱和度测井方法电阻率测井是最先发展起来的测井方法，从用途上分为两类：电阻率含油饱和度测井和用于地质学研究的电法测井；从测量方法上可分为三类，即普通电法（电极系）测井，电流聚焦测井和电磁聚焦测井。

在不含金属矿物的地层中，地层导电性表现在电阻率的高低主要受地层孔隙大小和所含流体性质的影响。

对于具有一定孔隙的地层，当其含水时，一般电阻率较低（与地层水矿化度有关），当其含油时电阻率较高。

因此，利用电阻率测井资料，按有关的理论和实验关系，可以确定地层含油饱和度的大小。

（1）普通电阻率测井普通电阻率测井是指早期的电极系横向测井，它采用供电电极A 、B 供给低频矩形交变电流I ，由测量电极M 、N （按不同排列方法及尺寸组成不同的电位电极和梯度电极系，我油田常用的电位电极系为0.5米，常用的梯度电极系为2.5米和4米），测量M 、N 之间的电位差为U MN ，电位差的大小反映了井内不同地层电阻率的变化，从IU K R MN a ∙=公式可以得到地层视电阻率a R （是地层真电阻率、泥浆冲洗带和侵入带的函数），地层电阻率和储层岩性、物性和含油性有密切关系，从而能确定岩性，划分油层、水层，确定地层界面和含油饱和度。

为求得地层真电阻率，通常采用浅、中、深三个径向探测深度的电阻率测量、测量三个环带的视电阻率，建立三个响应方程求之。

普通电阻率测井方法使用的电极系结构简单，不能聚焦，不能推靠到井壁上，又受井眼大小、泥浆、地层厚薄、非均质和围岩等客观条件的影响，难以求准地层真电阻率，所以趋于被淘汰，但因划分地层和岩性很直观、方便，因此保留了几种电阻率曲线。

（2）微电极测井它是将三个间距为0.025米的纽扣电极镶嵌在具有向井壁地层推靠能力的橡胶极板上，通过测量主要受泥饼影响的微梯度电阻率和主要受冲洗带影响的微电位电阻率，确定泥饼电阻率和冲洗带电阻率划分渗透性储层的测井方法。

测试技术-思考题（答案）机械电⼦⼯程测试技术⼀、采集及传输部分思考题第2节1.信号调理的内容和⽬的？答：信号调理的的⽬的是便于信号的传输与处理。

内容：(1)把传感器输出的微弱电压或电流信号放⼤，以便于传送、信噪分离或驱动其他测量显⽰电路；(2)多数传感器的输出是电阻、电感或电容等不便于直接记录的电参量，需要⽤电桥电路等把这些电参量转换为电压或电流的变化；(3)抑制传感器输出信号中噪声成分的滤波处理；其他内容：如阻抗变换、屏蔽接地、调制与解调、信号线性化等。

2.信号调制与解调的种类？答：根据载波受调制的参数不同，使载波的幅值、频率或相位随调制信号⽽变化的过程分别称为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。

调幅是将⼀个⾼频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使⾼频信号的幅值随测试信号的变化⽽变化。

在实际的调幅信号的解调中⼀般不⽤乘法器⽽采⽤⼆极管整流检波器和相敏检波器；调频是利⽤信号电压的幅值控制载波的频率，调频波是等幅波，但频率偏移量与信号电压成正⽐。

调频波的解调⼜称为鉴频，调制波的解调电路⼜叫鉴频器。

调相：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成⽐例变化的调制⽅式，称为相位调制，或称调相。

3.隔离放⼤器有何特征和特点，主要⽤在哪些场合？它分哪⼏类？答：隔离放⼤器是带隔离的放⼤器，其输⼊电路、输出电路和电源之间没有直接的电路耦合，信号的传递和电源的传递均通过变压器耦合或光电耦合（多⽤变压器耦合，因光电耦合线性度较差）实现。

隔离放⼤器不仅具有通⽤运放的性能，⽽且输⼊公共地与输出公共地之间具有良好的绝缘性能。

变压器耦合隔离放⼤器有两种结构：⼀种为双隔离式结构，另⼀种为三隔离式结构。

光隔离放⼤器，最简单的光隔离放⼤器可⽤光电耦合器件组成。

但是，光电耦合器的电流传输系数是⾮线性的，直接⽤来传输模拟量时，会造成⾮线性失真较⼤和精度差等问题。

4.信号滤波器的种类？答：滤波器按其阶次可分为⼀阶滤波器、⼆阶滤波器、三阶滤波器……等；根据滤波器的电路是数字的还是模拟的，可将滤波器分为数字滤波器和模拟滤波器两类；根据构成滤波器的元件类型，可分为RC、LC或晶体谐振滤波器；根据构成滤波器的电路性质，可分为⽆源滤波器和有元滤波器；最常⽤的是根据滤波器的通频带可将滤波器分为低通、⾼通、带通和带阻类型。