地质工程测试技术实验

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普通高等教育“十三五”规划教材

本书依据地质工程中常用工程参数的测量需求，以杭州云创仪器设备有限公司生产的传感器试验仪器YC-998为试验设备，详细介绍了位移、应变、振动、温度、转速以及其他常用物理参数的测量方法，包括物理量的测量原理、测量步骤、测量电路的搭建、测量数据的分析等等。每个实验都包含了传感器、中间处理电路、显示模块等测试装置的基本组成部分。每个实验均需要学生自己连接电路，组装成完整的测试系统后才能完成测试工作。实验涉及了约20种传感器，每种传感器都采用开放式或者透明式组装，比如差动式电容传感器，由两组定极板和一组动极板组成，学生做实验的时候，直接改变动极板的位置，不仅可以观察到差动式电容传感器的结构组成，还能加深对该传感器工作原理的理解，从而学会应用。实验涉及了大约9种中间调理电路，比如电桥，需要学生自己动手连接电路将电桥调节平衡，比如差动放大器，需要学生自己动手连接电路并调零，学生可以更加深刻地理解电路的工作原理与功能。显示模块有电压信号显示面板、电流信号显示面板、频率/转速显示面板，方便学生查看信号，另外，本书附录还介绍了数据采集显示软件的使用方法以及示波器的使用方法，可以让学生学会使用不同的信号显示工具、采用不同方式来查看信号。因此，本教材可以全面锻炼学生对“测试技术”的工程应用能力。

本书针对地质工程对测试技术的应用要求，设计了信号分析及信号描述实验、应变测量实验、位移测量实验、振动测量实验、温度测量实验、转速测量实验以及其他物理量的测量实验。其目的是加深学生对测试技术的理解，可培养学生的动手实践能力和创新能力。

目录

0 绪论

0.1 地质工程专业测试技术实验课程的重要性

0.2 地质工程专业测试技术实验课程的培养目标

0.3 地质工程专业测试技术实验课程的要求

0.4 地质工程专业测试技术实验课程的仪器设备

1 信号分析及信号描述

1.1 周期信号波形的合成和分解

1.2 用FFT对信号进行频谱分析

1.3 数字信号处理初步

2 应变的测量

2.1 应变片单臂特性实验

2.2 应变片半桥特性实验

2.3 应变片全桥特性实验

2.4 应变片的温度影响实验

2.5 应变片温度补偿实验

2.6 应变直流全桥的应用——电子秤实验

3 位移的测量

3.1 电涡流传感器测位移实验

3.2 线性霍尔式传感器测位移实验

3.3 光纤传感器测位移实验

3.4 电容式传感器测位移实验

3.5 差动变压器测位移实验

4 振动的测量

4.1 电涡流传感器测振动实验

4.2 压电式传感器测振动实验

4.3 光纤位移传感器测振动实验

4.4 应变片交流全桥的应用——振动测量实验

4.5 差动变压器的应用——振动测量实验

5 温度的测量

5.1 热电偶的原理及现象实验

5.2 NTC热敏电阻温度特性实验

5.3 PN结温度传感器温度特性实验

6 转速的测量

6.1 磁电式传感器特性实验

6.2 光电传感器测转速实验

6.3 光纤传感器测转速实验

7 其他物理量的测量

7.1 压阻式压力传感器的压力测量实验

7.2 电涡流传感器对被测体材质的测量

7.3 气敏传感器对气体浓度的测量实验

7.4 湿敏传感器对空气湿度的测量实验

附录 其他辅助软件及设备使用说明

附录A 软件用户手册

A.1 实验目的

A.2 基本原理

A.3 需用器件与单元

A.4 实验步骤

附录B 示波器使用手册

B.1 引言

B.2 示波器

B.3 示波器的系统及其控制功能

B.4 设置与使用示波器

B.5 示波器测量技术

参考文献