内容简介

针对地质工程专业的测试技术本科生课程需要做实验的需求，以传感器试验仪器YC-998为试验设备，介绍了位移、振动、转速等参数的测量原理测量方法，测量步骤。主要内容包括地质工程专业测试技术实验课程的重要性、培养目标、要求、仪器设备等，围绕信号分析及信号描述、应变的测量、位移的测量、振动的测量、温度的测量、转速的测量、其他物理量的测量等。同时包含其他辅助软件及设备使用说明。本书可供高等院校地质工程等相关专业的本科生学习使用。

前言概述

随着“向地球深部进军”的提出，面向国家需求的自动化与智能化钻井方式成为发展趋势，地质工程参数的测量技术成为地质工程专业的重要培养方向。能够实时测量井下钻具的工作状态参数、井下地质参数、环境参数，已经成为地质工程专业学生必备的技能。各大高校的地质工程专业对于本科生的培养方案中，必然包含有关测试技术的学科基础课程，主要讲授了测试信号的描述方法、分析和处理，测试装置的动、静态特性的评价方法，常用传感器的工作原理及其特性，中间转换电路以及记录仪器的工作原理。但是课堂知识相对抽象，导致学生认识不足，无法建立课堂知识与实际应用的联系。因此实验课程显得尤为重要。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。每个实验需要学生自己连接电路，组装成完整的测试系统来完成测试工作。实验涉及了约20种传感器，每种传感器的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，直接改变的是动极板的位置，不仅可以直接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，学生可以更加深刻的理解电路工作原理与功能。显示模块有电压信号显示面板，电流信号显示面板、频率转速表显示面板，方便学生查看信号，另外，附录中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，基于此本教材，可以全面锻炼学生对“测试技术”的工程应用能力。

作者简介

王璐，中国地质大学讲师，从事地质工程测试技术相关科研和教学工作。从事基于陀螺的井眼轨迹惯性测量技术研究，将已经成功应用于军事领域的惯性测量技术应用于民用石油测井与定向钻井领域。在惯性测斜仪的小型化结构设计、耐高温技术、惯性传感器的误差标定技术、惯性测斜方法、基于Kalman的多传感器数据融合技术等领域积累了丰富的研究经验和研究成果

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
1.1.1 实验目的
1.1.2 实验原理
1.1.3 实验设备
1.1.4 实验内容
1.1.5 实验报告要求
1.2 用FFrr对信号进行频谱分析
1.2.1 实验目的
1.2.2 实验原理
1.2.3 实验设备
1.2.4 实验内容
1.2.5 实验报告要求
1.3 数字信号处理初步
1.3.1 实验目的
1.3.2 实验设备
1.3.3 实验原理
1.3.4 实验内容
1.3.5 实验报告要求
2 应变的测量
2.1 应变片单臂特性实验
2.1.1 实验目的
2.1.2 基本原理
2.1.3 需用器件与单元
2.1.4 需用器件与单元介绍
2.1.5 实验步骤
2.1.6 思考题
2.2 应变片半桥特性实验
2.2.1 实验目的
2.2.2 基本原理
2.2.3 需用器件与单元
2.2.4 实验步骤
2.2.5 思考题
2.3 应变片全桥特性实验
2.3.1 实验目的
2.3.2 基本原理
2.3.3 需用器件和单元
2.3.4 实验步骤
2.3.5 思考题
2.4 应变片的温度影响实验
2.4.1 实验目的
2.4.2 基本原理
2.4.3 需用器件与单元
2.4.4 实验步骤
2.4.5 思考题
2.5 应变片温度补偿实验
2.5.1 实验目的
2.5.2 基本原理
2.5.3 需用器件与单元
2.5.4 实验步骤
2.5.5 思考题
2.6 应变直流全桥的应用——电子秤实验
2.6.1 实验目的
2.6.2 基本原理
2.6.3 需用器件与单元
2.6.4 实验步骤
2.6.5 思考题
3 位移的测量
3.1 电涡流传感器测位移实验
3.1.1 实验目的
3.1.2 基本原理
3.1.3 需用器件与单元
3.1.4 实验步骤
3.1.5 实验报告的要求
3.2 线性霍尔式传感器测位移实验
3.2.1 实验目的
3.2.2 基本原理
3.2.3 需用器件与单元
3.2.4 实验步骤
3.2.5 实验报告的要求
3.3 光纤传感器测位移实验
3.3.1 实验目的
3.3.2 基本原理
3.3.3 器件与单元
3.3.4 实验步骤
3.3.5 实验报告的要求
3.4 电容式传感器测位移实验
3.4.1 实验目的
3.4.2 基本原理
3.4.3 需用器件与单元
3.4.4 实验步骤
3.4.5 实验报告的要求
3.5 差动变压器测位移实验
3.5.1 差动变压器的性能实验
3.5.2 激励频率对差动变压器特性的影响
3.5.3 差动变压器零点残余电压补偿实验
3.5.4 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
4.1.1 实验目的
4.1.2 基本原理
4.1.3 需用器件与单元
4.1.4 实验步骤
4.1.5 实验报告的要求
4.2 压电式传感器测振动实验
4.2.1 实验目的
4.2.2 基本原理
4.2.3 需用器件与单元
4.2.4 实验步骤
4.2.5 思考题
4.3 光纤位移传感器测振动实验
4.3.1 实验目的
4.3.2 所需单元及部件
4.3.3 有关旋钮初始位置
4.3.4 实验步骤
4.3.5 思考题
4.4 应变片交流全桥的应用——振动测量实验
4.4.1 实验目的
4.4.2 基本原理
4.4.3 需用器件与单元
4.4.4 实验步骤
4.4.5 思考题
4.5 差动变压器的应用——振动测量实验
4.5.1 实验目的
4.5.2 基本原理
4.5.3 需用器件与单元
4.5.4 实验步骤
4.5.5 思考题