測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、采礦12測(cè)試技術(shù)總復(fù)習(xí)題一、問答題*0、什么叫測(cè)試技術(shù)？什么叫巖土工程測(cè)試技術(shù)？答：測(cè)試技術(shù)是一門利用儀器、設(shè)備對(duì)任何量進(jìn)行某種意義測(cè)量的系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)；巖土工程測(cè)試技術(shù)是借助專用的儀器設(shè)備，獲得巖土工程中客觀存在的、與安全生產(chǎn)有關(guān)的各種物理量和何種因素，為巖土工程的施工提供可靠的數(shù)據(jù)。1、測(cè)試技術(shù)的主要任務(wù)是什么？（第2頁(yè)）*2、電測(cè)系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：電測(cè)系統(tǒng)由信息的輸入及轉(zhuǎn)換（傳感器）、信息的調(diào)節(jié)（放大或衰減器）和輸出裝置（顯示或記錄裝置）三部分組成。信息的輸入及轉(zhuǎn)換部分的作用是將非電量轉(zhuǎn)換成電量；信息的調(diào)節(jié)部分的作用是將傳感器輸出的電量進(jìn)行放大或衰減、調(diào)制、解調(diào)

2、、檢波、A/D轉(zhuǎn)換等；輸出裝置的作用是將測(cè)量的信息進(jìn)行顯示、記錄或進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析處理。3、測(cè)試技術(shù)常用的方法有哪幾種？各自的特點(diǎn)是什么？答：有機(jī)械法、聲測(cè)法、光測(cè)法和非電量的電測(cè)法。機(jī)械法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，價(jià)格便宜，方法容易掌握，但精度低，不能遠(yuǎn)距離操作；聲測(cè)法的特點(diǎn)是無(wú)損檢測(cè)，試樣可重復(fù)使用，對(duì)測(cè)量范圍的巖石進(jìn)行定性分析，結(jié)構(gòu)判斷，缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜，對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)等難以定量分析；光測(cè)法的特點(diǎn)是結(jié)果直觀，工作穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，但精度低，遙測(cè)困難；電測(cè)法的特點(diǎn)是精度高，速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，可實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和自動(dòng)化，缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，維修成本高，易受干擾等。*4、什么叫傳感器？其作用是什么？

3、答：是傳遞和感受信息的器件，是一種能將被測(cè)信息轉(zhuǎn)換為便于傳遞、變換、處理和保存的信號(hào)，且不受觀察者影響的測(cè)量裝置；傳感器的作用是將非電量轉(zhuǎn)換成電量。5、傳感器標(biāo)定的意義是什么？答：是取得準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù)和減少誤差的依據(jù)。剛制成的傳感器由于材料的性能和幾何尺寸的差異，不可能與設(shè)計(jì)指標(biāo)完全相同。要知道其真實(shí)指標(biāo)必須進(jìn)行標(biāo)定。傳感器在使用過程中，由于環(huán)境的變化，老化，無(wú)意損失等因素，使傳感器原來(lái)的性能發(fā)生變化，要想知道傳感器在測(cè)量時(shí)的實(shí)際性能，必須進(jìn)行標(biāo)定。6、巖土工程測(cè)試技術(shù)中常用的傳感器有哪些？各自的轉(zhuǎn)換元件和輸出量是什么？答：電阻應(yīng)變式傳感器；電感式傳感器；電容式傳感器；壓電式傳感器；磁電式傳感器

4、；鋼弦式傳感器。各自的轉(zhuǎn)換元件和輸出量是：電阻應(yīng)變式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是應(yīng)變片，輸出量是電壓或電流的變化；電感式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是電感線圈和鐵心，輸出量是電感的變化量；電容式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是電容器，輸出量是電容的變化；壓電式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是壓電晶體，輸出量是電荷的變化；磁電式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是線圈、永久磁鐵和鐵心；輸出量是電動(dòng)勢(shì)的變化；鋼弦式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是鋼弦、線圈和鐵心，輸出量是頻率的變化的電信號(hào)。7、記錄裝置的作用是什么？指出靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的記錄裝置各三種。答：是將被測(cè)信息以人們便于觀察的形式顯示、保存或記錄；靜態(tài)記錄裝置有：各種指針式顯示器、數(shù)字表、函數(shù)記錄儀等，動(dòng)態(tài)記錄儀有：光線示波

5、器、磁帶機(jī)和瞬態(tài)記錄儀等。8、振子分哪幾類？各自的特點(diǎn)是什么？答：分動(dòng)圈式振子、動(dòng)磁式振子和回線式振子三類。動(dòng)圈式振子的特點(diǎn)是體積小、本身不帶磁鐵，可將數(shù)十個(gè)振子公用磁極、工作頻率較高;動(dòng)磁式振子的特點(diǎn)是抗震性能好、無(wú)需外加磁極，總體積較小、靈敏度高、但工作頻率較低；回線式振子的特點(diǎn)是工作頻率較高，但靈敏度低，體積較大，現(xiàn)已淘汰。9、光線示波器由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：光線示波器由振子系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，時(shí)標(biāo)系統(tǒng)，電源和輔助裝置組成。振子系統(tǒng)的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械擺動(dòng)，光學(xué)系統(tǒng)的作用是將光源信號(hào)轉(zhuǎn)換為記錄光點(diǎn)、時(shí)標(biāo)線和分格線；機(jī)械系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)記錄紙的移動(dòng)、定長(zhǎng)和曲線

6、分辨；時(shí)標(biāo)系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生頻閃時(shí)標(biāo)信號(hào)；電源和輔助裝置的作用是給光線示波器供電通風(fēng)防震等。10、光線示波器為什么要有恒溫裝置？定長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的作用是什么？答：恒溫裝置的作用一方面是，使阻尼油溫度恒定使其有恒定的粘度，進(jìn)而有恒定的阻尼系數(shù)，另一方，磁系統(tǒng)溫度的恒定對(duì)穩(wěn)定磁場(chǎng)強(qiáng)度是有力的。定長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的作用是控制記錄紙的長(zhǎng)度。*11、簡(jiǎn)述應(yīng)變測(cè)試技術(shù)的基本原理。答：應(yīng)變測(cè)試技術(shù)的基本原理是，用電阻應(yīng)變片貼在被測(cè)體表面作為傳感元件，將測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過電橋電路，將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流的變化，最后將變化的電信號(hào)放大，以應(yīng)變的標(biāo)度顯示出來(lái)。*12、電阻應(yīng)變片有哪幾類？具特點(diǎn)是什么？請(qǐng)指出各自

7、的用途。答：有金屬絲柵式、金屬箔式和半導(dǎo)體應(yīng)變片三種。金屬絲柵式價(jià)廉，精度低，橫向效應(yīng)大；金屬箔式精度高，橫向效應(yīng)小，承受電流大，但價(jià)格較貴；半導(dǎo)體應(yīng)變片靈敏系數(shù)高，溫度效應(yīng)大，價(jià)格也較貴。絲柵式應(yīng)變片的精度低一般用于演示實(shí)驗(yàn)和不太重要的測(cè)量，金屬箔式應(yīng)變片精度高一般用于制造傳感器或重要測(cè)量用；半導(dǎo)體應(yīng)變片靈敏系數(shù)特別大，一般用于簡(jiǎn)化儀器的測(cè)量或沖擊應(yīng)變測(cè)量。13、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀有哪幾部分組成？電阻平衡箱的作用是什么？答：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀由測(cè)量電橋、讀數(shù)電橋、震蕩器、交流放大器、相敏檢波器、濾波器、指示電表、穩(wěn)壓電源等部分組成。電阻平衡箱的作用是擴(kuò)展成多路應(yīng)變測(cè)量，并具備每路初始應(yīng)變調(diào)零功能。1

8、4、電阻應(yīng)變儀有哪幾類？靜態(tài)電阻應(yīng)變儀有哪幾部分組成？答：電阻應(yīng)變儀有靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀和超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀由測(cè)量電橋、讀數(shù)電橋、震蕩器、交流放大器、相敏檢波器、濾波器、指示電表、穩(wěn)壓電源等部分組成。15、動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)有哪幾部分組成？其二次儀表由哪幾部分組成？答：動(dòng)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)由應(yīng)變片、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀和記錄裝置組成；二次儀表由動(dòng)應(yīng)變儀和記錄裝置組成。*16、爆破測(cè)震技術(shù)的主要任務(wù)是什么？測(cè)量目的是怎樣的？答：爆破測(cè)震技術(shù)的主要任務(wù)是：測(cè)量巖土體在爆破作用下，各種動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)；測(cè)量目的是：研究爆破引起的地面運(yùn)動(dòng)規(guī)律和震動(dòng)對(duì)建筑物、工程設(shè)施的影

9、響，從而采取一定的降震措施，控制它的危害，同時(shí)獲得最佳的爆破效果，充分發(fā)揮它的有益作用。17、拾震器按其轉(zhuǎn)換特性可分為哪幾類？直接用來(lái)測(cè)量速度的是哪一種？答：拾震器按其轉(zhuǎn)換特性可分為磁電式、壓電式、應(yīng)變式、電感式和電容式拾震器；可用來(lái)直接測(cè)速度的拾震器是磁電式拾震器。18、拾振器有哪幾種？測(cè)震放大器有哪幾類？各類放大器的使用條件是什么？答：拾振器按結(jié)構(gòu)有質(zhì)量彈簧型拾振器、位移擺型拾振器和力平衡型拾振器三種；按測(cè)量?jī)?nèi)容有位移拾振器、速度拾振器和加速度拾振器；按轉(zhuǎn)換特性有磁電式拾振器、壓電式拾振器、應(yīng)變式拾振器、電容式拾振器、電感式拾振器和光電式拾振器。測(cè)震放大器有微積分放大器、電壓放大器、電荷放

10、大器和動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀組成的測(cè)震系統(tǒng)等微積分放大器的使用條件是用一種拾震器測(cè)不同質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)參數(shù)時(shí)使用，可與位移計(jì)，速度計(jì)及加速度計(jì)配接；電壓放大器的使用條件是與壓電式或磁電式拾震器配合，進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的測(cè)量，輸入電纜不能太長(zhǎng)；電荷放大器的使用條件是與壓電式加速度計(jì)配合對(duì)加速度進(jìn)行測(cè)量，輸入電纜可以很長(zhǎng)；電阻應(yīng)變儀的使用條件是只能與電阻應(yīng)變式拾振器配合，進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的測(cè)量，輸入電纜不能太長(zhǎng)。*19、鋼弦壓力盒由哪幾部分組成？如何實(shí)現(xiàn)壓力一頻率變換的？答：鋼弦壓力盒由承壓膜、鋼弦支柱、鋼弦、線圈、鐵心、外殼、引線等組成。承壓膜受壓后產(chǎn)生凹曲變形，垂直固定在承壓膜上的鋼弦支柱向兩側(cè)擴(kuò)張，使鋼弦隨壓力的增大

11、擴(kuò)張變形越大，鋼弦上的應(yīng)力越大，弦的自振頻率越高，在電磁線圈的作用下，使鋼弦激振并通過線圈輸出頻率信號(hào)。20、鋼弦頻率測(cè)定儀有哪幾種？鋼弦壓力盒有哪幾類？答：有示波式鋼弦頻率儀，數(shù)字周期式鋼弦頻率儀，數(shù)字頻率式鋼弦頻率儀和數(shù)字頻率示波混合式鋼弦頻率儀。鋼線壓力盒按原理有單線圈、雙線圈和鴇弦壓力盒；按結(jié)構(gòu)有立式和臥式壓力盒；按用途有測(cè)應(yīng)力（壓力），重量，阻力和測(cè)扭矩的壓力盒。*21、什么是橫波？什么是縱波？各自的特征是什么？答：橫波是剪切變性引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)所形成的波，其特征是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與傳播方向垂直且只能在固體中傳播；縱波是聲波在介質(zhì)中傳播，表現(xiàn)為壓縮和膨脹的交替出現(xiàn)，所以又叫壓縮波、膨脹波

12、和疏密波，其特點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與傳播方向一致，且可以在任何介質(zhì)中傳播。*22、巖石聲波測(cè)試有哪幾種方法？各自的測(cè)量條件是什么？答：有透射波法、反射波法、折射波法。透射波法的測(cè)量條件是被測(cè)巖石能使收發(fā)探頭在同一直線上，且距離已知；反射波法的測(cè)量條件是必須遇到結(jié)構(gòu)面、層面等不同聲阻抗的介質(zhì)；折射波法的測(cè)量條件是第二種介質(zhì)的聲速大于第一種介質(zhì)的聲速，且折射角等于90度。二、判斷題（共10題，每題2分，共20分）1 .記錄裝置本身可測(cè)量非電量。（X）2 .在特殊情況下，測(cè)試系統(tǒng)可由兩部分組成。（V）3 .非電量電測(cè)系統(tǒng)中的傳感器可測(cè)電量。（X）4 .應(yīng)變片可稱作傳感器，應(yīng)變儀可稱作放大器。（X）5

13、.應(yīng)變片稱為傳感元件，應(yīng)變儀可稱為二次儀表。（X）6 .在一般情況下，應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)可由三部分組成。（V）7 .應(yīng)變片不能測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)，光線示波器不能測(cè)量直流信號(hào)。（X）8 .振子通電后會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，所以叫振動(dòng)子。（X）9 .光線示波器的工作原理與電子示波器類似（x）10 .測(cè)試系統(tǒng)總靈敏度等于各環(huán)節(jié)靈敏度之積。（V）11 .二次儀表的靈敏度等于一次儀表靈敏度和記錄裝置靈敏度之積。（x）12 .在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，人工記錄可代替記錄儀記錄。（X）13 .在靜態(tài)測(cè)量中，人工記錄可代替記錄儀記錄。（V）14 .在動(dòng)應(yīng)變測(cè)量中，輸出電流較大的原因可能是由于應(yīng)變片的靈敏系數(shù)較大或衰減倍數(shù)較小。（V）2。15 .

14、在靜應(yīng)變測(cè)量中，普通電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)必須為16 .在測(cè)震系統(tǒng)中，可用電荷放大器配磁電式速度計(jì)測(cè)量質(zhì)點(diǎn)的振速。（x）17 .在測(cè)震系統(tǒng)中，電壓放大器是為了測(cè)量拾震器的輸出電壓，因此可以用電壓表來(lái)代替電壓放大器。（X）18 .拾震器不能測(cè)量靜態(tài)信號(hào)，光線示波器不能測(cè)量直流信號(hào)。（x）19 .橫波的傳播方向和縱波的傳播方向垂直。（x）20 .超聲波探頭有橫波（剪切波）和縱波（壓縮波）之分，因此可用橫波探頭測(cè)量水中的橫波。（X）三、填空題（每空0.5共20分）1、巖土工程測(cè)試技術(shù)可以有效地維護(hù)（安全生產(chǎn)）；可以大大提高（生產(chǎn)效益），減少（材料消耗）。2、電測(cè)系統(tǒng)一般由（傳感器）、（放大或衰減器）、

15、（顯示器或記錄儀）三部分組成。特殊情況下也可由（傳感器）和（顯示器或記錄儀）兩部分組成。3、測(cè)試技術(shù)的發(fā)展方向是（快速多點(diǎn)測(cè)量），（計(jì)算機(jī)分析處理數(shù)據(jù)）；（儀器設(shè)備的小型化）、（多功能）、（高性能）、（微功耗）；注意發(fā)展（敏感元件）使傳感器的（性能）不斷提高。4、參數(shù)式傳感器是指（電阻）式、（電容）式、（電感）式，電能式傳感器是指（磁電）式、（壓電）式、（光電）式、（熱電）式。5、測(cè)力傳感器的標(biāo)定內(nèi)容包括：（靜態(tài)標(biāo)定）和（動(dòng)態(tài)標(biāo)定）；測(cè)震傳感器的標(biāo)定內(nèi)容包括（靈敏度）、（幅頻特性）、（相頻特性）、（諧振頻率）、（阻尼系數(shù)）和（電阻抗）。6、模擬記錄儀包括（光線示波器）、（函數(shù)記錄儀）、（模擬磁

16、帶機(jī)）和（記憶示波器）。7、數(shù)字記錄儀包括（數(shù)字打印機(jī)）、（數(shù)字磁帶機(jī)）、（穿孔機(jī)）和（瞬態(tài)記錄儀）等四類。8、顯示器包括（指針式儀表）、（數(shù)字表）、（屏幕顯示器）和（電子示波器）。9、單線圈鋼弦壓力盒一般由（承壓膜）、（鋼弦）、（鋼弦支柱）、（電磁鐵）等四部分組成。10、動(dòng)圈式振子由（線圈）、（張絲）、（鏡片）、（阻尼油）、（附件組成）組成。11、動(dòng)磁式振子由線圈、張絲、鏡片和阻尼油（或附件）四部分組成。12、光線示波的操作方法是：接通電源后按起動(dòng)按鈕，待10分鐘左右，超高壓水銀燈也度穩(wěn)定，方可開始記錄；如果在使用過程中突然斷電，或短時(shí)停電,要經(jīng)過15分鐘左右的冷卻,才能再開機(jī)，否則，內(nèi)部的

17、高壓汞燈會(huì)引起爆炸或損壞。13、光線示波器振子阻抗匹配方法是：當(dāng)振子阻抗小于（上一級(jí)）設(shè)備輸出阻抗時(shí)，應(yīng)在（振子）上（串聯(lián)）一電阻，當(dāng)振子阻抗大于（上一級(jí)）設(shè)備輸出阻抗時(shí)，應(yīng)在振子上（并聯(lián)）一電阻，這時(shí)振子上的實(shí)際電流（小于）上一級(jí)設(shè)備的輸出電流。14、拾振器按結(jié)構(gòu)可分為（質(zhì)量彈簧型）、（位移擺型）、（力平衡型），按轉(zhuǎn)換特性可分為（磁電式）、（壓電式）、（電感式）、（應(yīng)變式）和（電容式）五類，按測(cè)量?jī)?nèi)容分為（位移計(jì)）、（速度計(jì)）和（加速度計(jì)）三類。15、電橋可按（供橋電源）、電橋（工作方式）、（輸出信號(hào)）、（橋臂電阻）和（橋臂工作方式）等五種情況分類。16、電橋按其供電電源，可分為（交流電橋）

18、和（直流電橋）；按橋臂工作情況，可分為（單臂橋）、（雙臂橋）和（四臂橋）。17、電阻應(yīng)變儀分為（靜態(tài)電阻應(yīng)變儀）、（靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀）、（動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀）和（超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀）四類，有輸出接口的是（動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀），測(cè)量頻率最高的是（超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀），測(cè)量頻率最低的是（靜態(tài)電阻應(yīng)變儀）。18、電阻應(yīng)變片可分為（絲柵式應(yīng)變片）、（箔式應(yīng)變片）和（半導(dǎo)體應(yīng)變片）三類，精度高的是（箔式應(yīng)變片），價(jià)廉的是（絲柵式應(yīng)變片），由（基底材料）、（電阻絲）、（覆蓋層）和（引線）四部分組成。19、若拾震器的白自振頻率為f0，則速度計(jì)的頻率范圍在（f0的兩側(cè)），阻尼系數(shù)為（5-10）;加速度計(jì)的頻率范圍在（0<

19、;f<fo）,阻尼系數(shù)為（氏1）;位移計(jì)的頻率范圍在（f0<f<fm）。20、測(cè)振放大器可由（電壓放大器）、（電荷放大器）、（微積分放大器）和（電阻應(yīng)變儀）等四類組成測(cè)試系統(tǒng)。21、鋼弦壓力盒由（承壓膜）、（鋼弦支柱）、（鋼弦）、（電磁鐵）、（外殼）和（引線）等六部分組成。（注：電磁鐵可寫成鐵心、線圈，外殼和引線可寫成附件）22、鋼弦壓力盒按用途可分為（應(yīng)力（或壓力）、（重量）、（阻力）和（扭矩）等四類。23、鋼弦壓力盒的轉(zhuǎn)換元件是（鋼弦）和（電磁鐵）,彈性元件是（承壓膜）。四、計(jì)算題1、在使用靈敏度為80nC/MPa的壓電式力傳感器進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)，首先將它與增益為5mV/n

20、C的電荷放大器相連，電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆式記錄儀上，試求該壓力測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化到30mm時(shí)，壓力變化為多少？2、把靈敏度為404X10-4pC/Pa的壓電式壓力傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)到0.226Mv/pC的電荷放大器相接，求其總靈敏度。若要將總靈敏度調(diào)到10X106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應(yīng)作如何調(diào)整？3、以阻值R=120Q、靈敏系數(shù)K=2的絲式應(yīng)變片與阻值為120Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓為2V,并假定電橋負(fù)載為無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?仙和2000小時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。4、在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行巖石彈性參數(shù)測(cè)量

21、時(shí)，選用二50mm,H=100mm巖石試件，并貼有四只同參數(shù)的應(yīng)變片（如圖）。加載時(shí)，靜應(yīng)變儀指示2500仙e,問此時(shí)試件上實(shí)際產(chǎn)生多大的應(yīng)變？若所選應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,供橋電壓為4伏特，電橋的輸出電壓是多少(設(shè)本題巖石泊松比武0.25)?文題圖靜態(tài)電阻應(yīng)變儀解：(1)&實(shí)=e指/4CC=(e1+e3-e2-e4)/4e測(cè)&指2(1十刃=2500/2(1+0.25)=2500/2.5=1000Q)工指&實(shí)=一/一Z二一、.一4(M十名362君4)/4名測(cè)(2) UBD=UK(S1+S3-S2-84)=UK8(1+)=4X2X1000X10-6(1+0.25)/2=5

22、X10-3(伏特)42*5、用兩片半導(dǎo)體應(yīng)變片和筒狀彈性元件設(shè)計(jì)一壓力傳感器，其中一片為溫度補(bǔ)償片。測(cè)量時(shí)，可直接用滿量程為200毫伏的數(shù)字電壓表組成壓力測(cè)試系統(tǒng)。已知半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)長(zhǎng)=100,供橋電壓U=4伏特，求該系統(tǒng)最大應(yīng)變測(cè)量范圍是多少？解：UBd=UKe/4£=4UbWK=4義200X10-3/4義100=2X10-3£=2000£6、某應(yīng)變式壓力傳感器，應(yīng)變片的貼片及組橋如圖所示。四只同參數(shù)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,電阻R=120Q,所貼應(yīng)變片的彈性元件用以=0.285的彈簧鋼加工成圓柱狀。加載時(shí)，若靜應(yīng)變儀指示7710£,問此時(shí)傳感器

23、彈性元件上產(chǎn)生了多大的應(yīng)變量？當(dāng)卸掉載荷時(shí)，向某個(gè)應(yīng)變片并聯(lián)一個(gè)電阻，應(yīng)變儀指示2000仙e,問并聯(lián)在應(yīng)變片上的電阻是多少歐姆？解：1)由題圖可知：四橋臂工作，橋臂系數(shù)C=(1+。/2由e實(shí)=e指/4C所以e實(shí)=7710/2(1+0.285)=3000£2)=2000仙,k=2AR/R=ke由1/R并=1/R、1/R所以1/Rg/R并一1/RR/=R并R/(R-R并)而R>=R-ARAR=R-R并=Rke所以R/=(R-RkR/Rka(R-Rk£)/k£R/=(120Q-120QX2X2000¥10-6)/2X2000仙苑10-6R/=29880Q

24、7、用Y8DB-時(shí)應(yīng)變儀及SC1卵光線示波器組成動(dòng)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，具儀器及振子參數(shù)如表1及表2,貼片及組橋如圖3-2,若測(cè)量的上限頻率為2000H4請(qǐng)按下列步驟選擇計(jì)算：1)選擇合適的振子型號(hào)；2)選擇應(yīng)變片的阻值并計(jì)算基長(zhǎng)的最大值；3)求整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度；4)若測(cè)量的最大動(dòng)應(yīng)變?yōu)?000仙e,選擇合適白衰減擋；5)在測(cè)量最大應(yīng)變下，工作應(yīng)變片電阻的變化量和電橋的輸出電壓(設(shè)應(yīng)力波在巖石中的傳播速度為2000M/S)0解：1)查表2:應(yīng)選擇FC6-10000型振子，Si=0.12mm/mAf=5000Hz2) 選擇R=120Q應(yīng)變片lb=(1/101/20)v/f=(1/10-1/20)X2

25、000M/S/2000Hz=58100(mm)3) S彳x=0.1mA/ssSi=0.12mm/mA所以$總=S儀SiS總=0.1mA/ii苑0.12mm/mAS總=0.012mm4i£4)由題圖知：?jiǎn)伪垭姌蚬ぷ鳎?C=1而Y=4CS儀SiXi/4所以干S儀SiXi/Y定Y值：a)Y=±10mm；b)Y彳x=SiI彳x=±3.6mm；c)Ym=±60mm應(yīng)選擇Y最小者，取3.6mm則t=0.012X5000/3.6弋17倍取于20倍5) AR/R=K£AR=RKeAR=120QX2X5000N¥10-6=1.2Q由Ubd=UKd4Ub

26、d=2伏特X2X5000X10-6/4=5X10-3伏特=5毫伏8、某應(yīng)變式壓力傳感器，應(yīng)變片的貼片及組橋如圖所示。四只同參數(shù)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)k=2,電阻R=120Q,所貼應(yīng)變片的彈性元件用以=0.25的彈簧鋼加工成圓柱狀。加載前由于應(yīng)變片阻值的微小偏差，靜應(yīng)變儀指示500£,這時(shí)，向阻值較大的應(yīng)變片并聯(lián)一個(gè)電阻，結(jié)果應(yīng)變儀回零。問并聯(lián)在應(yīng)變片上的電阻是多少歐姆？在此狀態(tài)下加載，應(yīng)變儀指示5000小£,此時(shí)傳感器彈性元件上產(chǎn)生了多大的應(yīng)變量？解：1)=500仙,R=12CD,k=2由1/R=1/R、1/R實(shí)所以1/R/=1/R1/R實(shí)RJR實(shí)R/(R實(shí)-R)而AR=R實(shí)-R

27、=RkeR實(shí)=R+Rk£所以rR(r+rkc)R/Rk=(R+Rk6/keR/=(120Q+120QX2X500nM10-6)/2X500¥10-6R/=12012002)此狀態(tài)為平衡狀態(tài)，由平衡狀態(tài)開始加載到=5000仙e由e實(shí)=e指/4C而C=(1+3-2-3)/4=&+1-(-(ii-(-ni3/4iC=(1+應(yīng)/2所以e實(shí)=e指/2(1+p)=5000仙/2(1+0.25)=2000£*9、某應(yīng)變式壓力傳感器所用應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,有一只應(yīng)變片貼在彈性元件上，當(dāng)供橋電壓為2伏特時(shí)，求當(dāng)彈性元件上產(chǎn)生1000小時(shí)，電阻應(yīng)變片的電阻變化量AR和電橋

28、的輸出電壓出的大小(設(shè)電阻應(yīng)變片阻值為120歐姆)。解：AR=RK£=120X2X1000X10-6=0.24QUBefUKe/4=2X2X1000X10-6/4=10-3伏=1毫伏10、在動(dòng)應(yīng)變測(cè)量中，所用應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,有一只應(yīng)變片貼在被測(cè)體上，另一只作為補(bǔ)償片，已知?jiǎng)討?yīng)變儀的靈敏度為0.01mA/仙e,求當(dāng)被測(cè)體上產(chǎn)生1000小時(shí)，電阻應(yīng)變片的電阻變化量AR和應(yīng)變儀的輸出電流的大小(設(shè)電阻應(yīng)變片R=120歐姆)。解：(1)，R/R=Ke所以ZR=2X1000X10-6X120=0.24Q(2) S彳x=Y/XY=S儀X=0.01X1000=10(mA)11、用CD-7型

29、拾震器、GCF-6測(cè)震放大器和SC16型光線示波器組成測(cè)震系統(tǒng)。已知CD-7型拾震器的速度靈敏度為600mV/cms-1,測(cè)量頻率范圍是0.5-20Hz,GCF-6測(cè)震放大器的最大輸出電流為20mA最高測(cè)量頻率為9KHz,請(qǐng)選擇滿足拾震器頻率要求時(shí)，應(yīng)選擇哪種振子？當(dāng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為5cm/s,并使測(cè)震放大器輸出達(dá)20mAM,直接用哪種振子測(cè)量比較合適？此時(shí)，GCF-6測(cè)震放大器的靈敏度是多少？解：(1)因?yàn)槭罢鹌鞯念l率范圍是0.5-20HZ,其最高測(cè)量頻率是20Hz所以，應(yīng)選擇振子的工作頻率大于等于20Hz查表1得：應(yīng)選才？FC6-12(S振子。(2)放大器的輸出電流為20mA查表1得：能直接

30、配接的振子為自振頻率大于2500Hz勺振子，其最大允許電流達(dá)30mA所以，應(yīng)選擇FC6-2500勺振子。(3) &=Y/Xf而拾震器的輸出等于X,即拾震器的輸出端接于GCF-6M震放大器的輸入端，XF=丫1又S1=Y/X1所以Y=SX1即Xf=SX所以Sf=Y/Xf=Y/(S1X)=20/(600乂5)=6.67乂10-3(mA/mV)12、某礦山大爆破有效裝藥量為27噸，欲測(cè)震動(dòng)對(duì)建筑物的影響，在建筑物附近，布置了測(cè)震系統(tǒng)。請(qǐng)估算爆心距為500米處的建筑物附近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，并判斷其安全穩(wěn)定性？若測(cè)量的最高頻率為100Hz,?若要求記錄的最小周期的距離為5mm,選擇記錄紙速度(設(shè)K=

31、80,a=1)?解：(1)V=K(W1/3/R)“a=11JV=KW1/3/R=80X270001/3/500=4.8(cm/s)建筑物破壞的臨界速度為5cm/s所以，爆心距為500米處的建筑物是安全的。(2)V=fs=100X5=500(mm/s)表1FC6型振子參數(shù)表振子型號(hào)自振頻HZ工作頻他靈敏fmm/mA阻Q最大電流A,光點(diǎn)偏隔10FC6-1201200-60840560.2±100FC6-4004000-20072502±100FC6-250025000-800121630±50FC6-500050000-17000.45980±30F05-1

32、0000100000-50000.1217100±1013、某礦山大爆破有效裝藥量為27噸，欲測(cè)震動(dòng)對(duì)建筑物的影響，在建筑物附近，安裝了由CD-3型拾震器，GZ如測(cè)震儀及SC1卵光線示波器組成白測(cè)震系統(tǒng)，已知CD-3型拾震器的速度靈敏度為300mv/cms-1,二次儀表的靈敏度為0.0288mm/mv。求距爆源500米處，建筑物附近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度及記錄幅值，并判斷其安全穩(wěn)定性？若要保證建筑物的絕對(duì)安全，應(yīng)采取什么措施？若測(cè)量的最高頻率為200H4選擇振子型號(hào)并確定測(cè)振儀的靈敏度？若要求記錄的最小周期的距離為10mnS擇記錄紙速度（設(shè)K=100,a=1）?解：1）由V=K（Wi1/3/

33、R）ao=1所以V=KWi1/3/R=100X270001/3/500=6（cm/s）由Y=S總VS總=$拾S2所以Y=S拾52V=300X0.0288X6=51.84（mm）由于建筑物的臨界速度為5cm/s,所以6cm/s超出臨界值，不安全。2）應(yīng)采取一定的降震措施，如采用微差起爆，挖隔震溝等。3）由表2選FC6-400型振子Si=72mm/mA由S2=S測(cè)SiS測(cè)=S2/SiS測(cè)=0.0288mm/mv/72mm/mA=0.0004mA/mv4）v=fs=200Hzx10mm=2000mm/s14、欲測(cè)震動(dòng)對(duì)露天礦邊坡的影響，在邊坡附近，安裝了由CD-1型拾震器，GZ2型測(cè)震儀及SC16型

34、光線示波器組成的測(cè)震系統(tǒng)。已知CD-1型拾震器的速度靈敏度為604mv/cm?s二次儀表的靈敏度為0.0036mm/mvo請(qǐng)畫出測(cè)震系統(tǒng)方Ig圖；求裝藥量為27噸，爆心距為160米處的邊坡附近，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度及記錄幅值，并判斷其安全穩(wěn)定性？若保證露天礦邊坡的絕對(duì)安全，應(yīng)采取什么措施？當(dāng)測(cè)量的最高頻率為300Hz時(shí)，選擇振子型號(hào)并確定測(cè)振儀的靈敏度？若要求記錄的最小周期的距離為5mm,選擇記錄紙速度（設(shè)K=160,a=1）?解：1）測(cè)震系統(tǒng)方框圖為：2)由V=K(Wi1/3/R)“行1所以V=KWi1/3/R=160X270001/3/160=30(cm/s)由Y=S總VS總=$拾S2所以Y=S

35、拾82V=604X0.0036X24=52.2(mm)測(cè)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為30cm/s,高于露天礦邊坡的臨界速度25.4cm/s,所以160米附近的邊坡是不安全的；應(yīng)先對(duì)潛在隱患的邊坡先實(shí)施加固后，再采取微差起爆、分段爆破等措施。3)由表1選FC6-1200型振子Si=12mm/mA由S2=S測(cè)SiS測(cè)=S2/SiS測(cè)=0.0036mm/mv/12mm/mA=0.0003mA/mv4)v=fs=300Hzx5mm=1500mm/s15、一鋼弦壓力盒的初始頻率為1200Hz,滿載時(shí)壓力為50Kg/cm?,?頻率為2000Hz,問當(dāng)頻率為1600Hz時(shí)，壓力盒上承受了多大的壓力？解：由f2-f02

36、=KP所以K=(f2-f02)/P=(20002-12002)/50=51200(Hz2/Kg/cm2)P=(f2-f。2)/Kf=1600Hz,f0=1200Hz所以P=(16002-12002)/51200=21.875(Kg/cm2)16、測(cè)震前，要對(duì)測(cè)震系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)定。該系統(tǒng)由CD-1型拾振器、GCF-6M震放大器和SC16®光線示波器組成。已知CD-1型拾振器的速度靈敏度為600mV/cm-s1,測(cè)量頻率范圍是5-500Hz,GCF-6測(cè)震放大器的最大輸出電流為30mA最高測(cè)量頻率為10KHz，若滿足拾振器頻率要求時(shí)，應(yīng)選擇哪種振子？當(dāng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為1cm/s,并使測(cè)震放

37、大器輸出達(dá)12mA時(shí)，GCF-6測(cè)震放大器的靈敏度是多少？解：(1)因?yàn)槭罢鹌鞯念l率范圍是5-500Hz,其最高測(cè)量頻率是500Hz,所以，應(yīng)選擇振子的工作頻率大于等于500Hz查表1得：選擇FC6-2500Sg子。放大器的輸出電流為30mA查表1得：FC6-2500Hz1勺振子滿足要求，其最大允許電流達(dá)30mA所以，F(xiàn)C6-2500的振子滿足要求。(2)S=Y/Xf而拾震器的輸出等于,即拾震器的輸出端接于GCF-6M震放大器的輸入端，Xf=Y1又S1=Y1/X1所以Y二S1X1即Xf=S1X1所以Sf=Y/Xf=Yf/(S1X1)=12/(600X1)=2X10-2(mA/mV)17、某礦山爆破有效裝藥量為8噸，欲測(cè)震動(dòng)對(duì)建筑物的影響，在建筑物附近，布置了測(cè)震系統(tǒng)。請(qǐng)估算爆心距為320米處的建筑物附近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，并判斷其安全穩(wěn)定性？若測(cè)量的最高頻率為80H