山大2010-2011学年第二学期现代检测技术(A卷)及部分答案

1、第 1 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期题号一二三四五六七八九十总分总分人得分得分阅卷人一 、 填空（共25分，每小题1分）1、人类认识世界，探索自然规律，需要用 和 来增强人的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉，可以说 和 的发展代表着科技进步的前沿，是科技发展的支柱。2、 是现代信息链（信息获取-处理-传输-应用）中的源头技术。新技术革命的关键技术是信息技术，信息技术由 、计算机技术和通讯技术三部分组成， 则是关键和基础。3、测量是以确定 为目的的一组操作，包括 或 的操作。误差分为 、 和 三种。4、分辨率的定义： 。5、变送器的定义： 。6、光和物质的相互作用有三种不同的

2、基本过程： 、 和 三种。7、激光的“四高”特点： 。8、根据光纤的传感原理，光纤传感器分为 和 两类。9、常用的超声探伤方法有 、 和 三种。10、粒子实际上是 ，粒子实际上是 ，辐射和辐射本质上是 。得分阅卷人11、仪器仪表的功能是利用 、 和 的方法来获取被测对象的 、 、 和 的信息，通过转换和处理，使这些信息成为易于人们阅读和识别的量化形式。12、新一代的传感器和仪器仪表正在向 化、 化、 化 和 化方向发展。13、测量一般可分为 测量和 测量两大类。14、灵敏度的定义： 。传感器的定义： 。15、按仪表的防爆设计不同可分为 和 两种方法。16、产生激光的必要条件是 。17、根据光纤

3、能传输的模式数目，可分为 和 。18、超声波检测中常用的换能器有 和 。19、微波的特点： 、 、 和 。20、红外无损检测的特点： 、 、 和 。21、 ，称为光学多普勒效应。22、光纤的模式是指 。23、 称为超声效应。24、通常将波长在 范围内的电磁波，称为微波。25、红外辐射的波长范围大致在 范围以内。 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 2 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人二、简答题（25分，每小题5分）1、简述激光器的分类及特点。2、简述超声波的散射衰减。3、简述微波测湿的基本原理。4、简述红外测温的基本原理。5、简

4、述核辐射密度测量原理。 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 3 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人三、证明题（20分，每小题10分）1、绘图并证明：当光源和光接收器沿同一直线并且相同方向运动时的多普勒频移为，式中为光源发射的光波频率，分别为光源和光接收器的运动速度。2、阶跃光纤如图所示，试证明下式成立：，其中：为当达到临界角时的入射角，此时光线在、的界面发生全反射，分别为各部分的折射率。 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 4 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人四、设

5、计题（10分）请设计相同频率、相同幅值，但相位不同的两列正弦波的相位差的测量方案，要求：简述测量基本原理；绘出测量方案简图；简述测量过程。 得分阅卷人五、论述题（10分）请列举出不少于5种教材未涉及到的现代检测技术，并简述其用途。 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 5 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人六、扩展题（5分）请阅读以下材料，并翻译成中文。Advantages of Fiber Optic SensorsPassive, can be monitored remotely and constantly in real-

6、time;Can be easily multiplexed both by time-division multiplexing and wavelength-division multiplexing. Thus it is ideally suited for a sensor network deployment over a large area or volume.Immune to electromagnetic interference.Small, non-intrusive, and can be integrated into the structure itself w

7、ithout compromising the structural integrity.If deployed in large scale, it is an economical alternative to more costly sensors.Unsurpassed accuracy.Minimum drift.Application Areas of Fiber Optic SensorsStructural Health MonitoringSafety Monitoring Environmental MonitoringTraffic MonitoringProductio

8、n Control and Monitoring得分阅卷人七、发挥题（5分） 请根据自己的兴趣和所学知识，提出一种亟待解决的检测问题，并简述自己的设想的解决方案。 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 4 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人四、设计题（10分）请设计相同频率、相同幅值，但相位不同的两列正弦波的相位差的测量方案，要求：简述测量基本原理；绘出测量方案简图；简述测量过程。答：本题答案分为如下几种：示波器直接测量法李萨如法测量相位差单片机测量电路法等几种方法，单纯利用第一种方法过于简单，适当给分，按第二种和第三种方法回答可以

9、根据情况适当扣分。下面给出参考答案：相位差测量的基本原理是基于频率信号的测量。它可将不同相位的信号整形为方波信号送入单片机，这样就可将相位差的测量转变为求方波的脉宽，图4.1所示是其相位差测量电路。该电路将两路信号输入到电路接入端，再分别经限幅、滤波和整形处理，然后将得到的两路方波信号各自输入到单片机的两个捕获端口。 之后，在单片机中经过计算，即可得到脉宽以及周期，最终得到两个周期稳定的模拟输入信号之间的相位差。图4.2所示是其相位差波形图。 在图4.2中的两路相位不同的方波信号中，T1为信号1的上升沿到来时的时刻，T2为信号2上升沿到来时的时刻，如果可同时得到方波信号的周期T，则它们之间的相

10、位差的理论计算公式为 这样，只需要得到这两路信号的上升沿时刻及其周期，便可计算出它们的相位差。得分阅卷人五、论述题（10分）请列举出不少于5种教材未涉及到的现代检测技术，并简述其用途。答：本题主要考察学生对现代检测技术的最新进展的了解情况，可以是上课时补充的材料中的检测技术，也可以是通过其他途径了解到的检测技术的最新进展，因此，评分标准不唯一，只要符合题意即可，以下列出部分参考答案，每一条计2分，技术和用途各占1分。生物传感器：电子鼻等，可用于气味的检测和分析。核磁共振技术：医学诊断。加速度传感器：电梯的控制雷达检测技术：飞行器的检测微粒检测技术：空气质量检测等图4.1相位差测量电路图4.2相

11、位差波形图 学院 专业 级 学号 姓名 山东大学 现代检测技术A 课程试卷密封线第 5 页 共 5 页 2010-2011 学年 第二 学期得分阅卷人六、扩展题（5分）请阅读以下材料，并翻译成中文。Advantages of Fiber Optic SensorsPassive, can be monitored remotely and constantly in real-time;Can be easily multiplexed both by time-division multiplexing and wavelength-division multiplexing. Thus i

12、t is ideally suited for a sensor network deployment over a large area or volume.Immune to electromagnetic interference.Small, non-intrusive, and can be integrated into the structure itself without compromising the structural integrity.If deployed in large scale, it is an economical alternative to mo

13、re costly sensors.Unsurpassed accuracy.Minimum drift.Application Areas of Fiber Optic SensorsStructural Health MonitoringSafety Monitoring Environmental MonitoringTraffic MonitoringProduction Control and Monitoring答：本题按条目给分，两个条目1分。光纤传感器的优点：1、被动测量，可以实现远程实时稳定测量；2、能够容易的实现时分多址和波分多址的集成，因此非常适用于大区域或者大规模的传感器网络应用；3、抗电磁干扰能力强；4、具有小型、非侵入特点，能够实现无补偿集成；5、如果大规模的应用，是大量的昂贵的独立传感器应用的另一种经济的选择方案；6、具有不可超越的精度；7、非常小的漂移。光纤传感器的应用领域：1、建筑结构检测；2、安全检测；3、环境监测；4、交通检测；5、生产控制和检