土木工程測試複習提綱
考試題型：
一、名詞解釋：3分8=24分；二、簡答題：8道，共計52分；三、設計題：1道，20分。
考試時間：第10周周一（2023年11月04日）3,4節（10：00-11：40）。
考試地點：教4-c307 28#
第一章測試技術的理論基礎
一、名詞解釋
1.精度（誤差）：測值與真值的接近程度；
2.標定（率定）曲線：表示傳遞特性方程的圖形。
3.穩定性（度）：系統在規定條件下保持其特性恆定不變的能力。
4.靈敏度：系統特性曲線的斜率。
5.線性度：測量系統的標定曲線(由試驗確定的實際工作曲線)對理論擬合直線的接近程度
6.解析度：能測量的最小變化量，零點和90%滿量程。
7.回程誤差：在相同測試條件下和全量程範圍a內，在輸入由小增大和由大減小的行程中，對於同一輸入值所得到的兩個輸出值之間的最大差值hmax與a的比值的百分率。
8.漂移：在輸入量不變的情況下，測試系統在一定時間後，其輸出量發生變化，這種現象稱為漂移。
9.零點漂移：在輸入量為零時，測試系統在一定時間後，其輸出量仍發生變化，這種現象稱為零點漂移。
10.傳遞特性：輸入輸出對應關係的效能。
11.負載效應：測量元件從被測物件中吸收能量，改變被測量的數值，這種效應稱為負載效應。
二、簡答題
1.掌握測試系統的組成、各部分的作用及其效能指標？
（一）組成：
1 荷載系統：被測物件；
2 測量系統：感測器，訊號變換測量電路；
3 訊號處理系統：計算機a/d轉換；
4 顯示記錄系統：顯示器，印表機，繪圖儀器，存貯介質
（二）作用：
荷載系統：使被測物件處於一定受力狀態，使其有關力學量充分顯露，以便進行有效測量。
測量系統：將被測物理量轉化為電訊號，並對訊號進行變換、放大、運算， 變成易於處理和記錄的訊號。由感測器（一次儀表）、中間變換、測量電路組成
訊號處理系統：對輸出訊號進一步處理以排除干擾。
顯示和記錄系統：將對被測物件所測得得有用訊號及其變化過程顯示和記錄下來。
（三）效能指標：
精度：測值與真值接近程度
穩定性：時間、環境
量程：測量範圍
分辯率：檢測到被測量最小變化值
傳遞特性：輸入輸出對應關係的效能。
2.線性（時不變）系統及其主要特性？
線性時不變系統？特性：疊加性、比例性、微分特性、積分特性、頻率保持特性
3.動態測試系統訊號不失真的條件、傳遞函式、頻響函式？
（一）訊號不失真：系統的響應波形（輸出）與輸入波形完全相似，僅幅值放大(縮小)一定倍數，時間上有一定延遲。可保持原訊號的特性和全部資訊。
（二）不失真條件：幅頻函式為常數：
相頻函式為線性：
（三）傳遞函式：概念？串聯？併聯？
（四）頻響函式：
4.掌握選擇和組建測試系統的基本原則（了解不必掌握）
靈敏度：靈敏度高，感測微小變化，雜訊問題，測量範圍小，穩定性差
準確度：技術經濟，系統組成，盡量使準確度一致；前面環節的準確度高於後面環節的準確度
響應特性：保持不失真；延遲時間問題，充分考慮被測量變化特點
性範圍：線性範圍與量程，保證準確度，允許在近似線性區間工作
穩定性：零漂和漂移，應調查環境，系統狀況
測量方式：滿足實際的工作條件
匹配性：靈敏度與量程匹配
第二章感測器
一、名詞解釋
1.感測器：能感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。
2.熱電效應：將兩種不同材料的導體a和b串接成乙個閉合迴路，當兩個接點溫度不同時，在迴路中就會產生熱電勢，形成電流。
3.壓電效應：由外力作用而激起晶體表面荷電的現象稱為壓電效應。
4.零漂：當輸入量為零時，測試系統也會有一定的輸出，這種現象稱為零漂。
5.標定（率定）：通過試驗建立感測器輸入量和輸出量之間的關係，求出感測器輸出特性曲線。
二、簡答題
1.應力應變測試對感測器的剛度要求？
2.振弦式感測器的基本原理和公式？
（一）基本原理：乙個兩端固定繃緊的均勻弦，鋼弦內應力變化轉化為鋼弦固有振動頻率的變化。
（二）公式：
3.感測器選擇的基本原則？
輸入輸出線性好，靈敏度高
滯後、偏移誤差小
動態特性好
功耗小對測試物件影響小
抗干擾能力強
抗腐蝕性好，能長期使用
重複性好，有互換性
易維修和校準
第三章電阻應變測試技術
一、名詞解釋
1.橫向效應：由於橫向應變使得應變片的總電阻變化量減小的現象，降低靈敏度，稱橫向效應。
2.零點漂移：在溫度恆定、被測試件不受力的情況下，試件上應變片的指示應變隨時間的變化成為零點漂移。
3.疲勞壽命：應變片承受特定的交變荷載至破壞時的使用次數。
4.頻率響應：應變波由試件傳遞到應變片所需時間為動態頻率響應時間。
5.應變片靈敏係數：單向受力狀態下，敏感柵縱向中心線與應力方向平行時，應變片電阻值的相對變化與沿其縱向的應變之比值。
6.電阻應變效應：
二、簡答題
1.應變片溫度誤差產生的原因及常用補償方法？
（一）原因：應變片的溫度效應：因環境溫度變化引起的虛假應變。
①電阻絲的電阻溫度變化。
②應變片與試件膨脹係數的不同造成的誤差
（二）補償方法：（溫度補償）
①溫度自補償應變片法，常用於中、高溫；
②橋路補償法，用於常溫：補償塊補償法、工作片補償法
2.電阻應變片選擇時應考慮的因素？
（1） 工作環境：合適溫度範圍的應變片、地下工程中防潮特性好
（2）被測物的材料性質：彈模高，基長小；粗晶粒岩石或混凝土選用基長長
（3） 按被測試件受力狀態和應變性質：應變花變化**用基長小，變化小選用基長大
（4） 按測量精度：基底材料 ，考慮動態和靜態電阻值要求
3.電阻應變測試中應變片布置和組橋的一般原則？
（一）布片原則
（1）測點：選擇應力集中區和邊界危險點，主應變最大，最能反映力學規律的點貼片；
（2）電路：利用結構對稱點，利用電橋的加減特性，合理選擇貼片位置，方位和組橋方式，提高靈敏度，消除影響因素；
（3）荷載測量：避開應力——應變非線形區貼片；
（4）在已知應力部位安排測點，檢驗結果的可靠性。
（二）布片和橋接方法
單橋（1/4橋）。
半橋（常用）：2個電阻應變片作為電橋鄰臂，其餘2個橋臂為應變儀電橋盒內無感電阻。
全橋（常用）。
三、設計題：
1.掌握惠斯登電橋的電阻測量原理，橋臂的加、減特性及其作用
2.掌握拉（壓）彎聯合作用電阻應變測試技術：布片、組橋、公式
第四章振動測試技術
一、名詞解釋
1. 振型：結構共振時形成的彈性曲線，用某一固有頻率下由中性面或中性軸上的點偏離其平衡位置的最大位移值繪製圖形描述。
2.動力係數：動撓度與靜撓度的比值。
3.結構疲勞：結構物或構件在重複荷載作用下，達到破壞時的應力比其靜力強度要低得多，這種現象稱為疲勞。
4.振動變位圖：結構在特定荷載作用下的變形曲線。
二、簡答題
1.結構動力特性引數的常用測定方法？
答：1）自由振動法： 通過瞬態激振，結構產生阻尼振盪，獲得基本頻率、阻尼係數；
2）共振法：通過起振機變頻激振，使結構產生共振，分析動力特性；
3）脈動法：測量建築物隨環境脈動而產生的微幅振動 ，確定建築物動力特性；
主諧量法、諧量分析法、功率譜分析法
2.結構動力特性和結構動力反應的區別？
答：（一）結構動力特性：
結構受動荷載後，自身產生的動力特性，主要由模態引數（固有頻率、振型及阻尼係數）表徵。
（二）結構動力反應：
動荷載在結構中引起的附加動應力、振動位移；已經移動的動載荷對結構的動力效應，為結構設計提供動力引數。
第五章無損測試技術
一、名詞解釋：
1.無損檢測技術：利在不擾動介質性狀、不損害材料承載能力的條件下實現對被測物體性質和相關引數的測定。
2.彈性波：機械振動在彈性介質中的傳播形成彈性波。
3.縱波：質點振動方向與波的傳播方向一致。
4.橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直。
5.表面波：沿介質表面或不同介質的交介面傳播，振幅隨深度增加而迅速衰減的波（也稱瑞利波，r 波）。
二、簡答題
1.聲波測試技術的原理？
以人工的方法在岩土介質和結構中激發一定頻率的彈性波，這種彈性波以各種波形在材料和結構內部傳播並由接收儀器接收，通過分析研究接收和記錄下來的波動訊號，來確定岩土介質和結構的內力特性，了解它們的內部缺陷。
2.岩體中波速的影響因素？
答：（1）彈性模量：彈性模量降低時，岩體聲波速度也相應的下降。
（2）岩石密度：岩石越緻密，岩體聲速越高。波速公式中，波速與密度成反比，但密度增高，彈性模量將有大幅度的增高，因而波速也將越高。
（3）結構面：結構面的存在，使得聲速降低，並使聲波在岩體中傳播時存在各向異性。垂直結構面方向聲速低，平行於結構面方向聲速高。
（4）風化程度：岩體風化程度大，破碎嚴重，聲速低。
（5）應力的關係：壓應力方向上聲波速度高。
（6）孔隙率：孔隙率n 大，則波速低；密度高、單軸抗壓強度大的岩體波速高。
3、回彈法、超聲－回彈綜合法混凝土強度檢測的基本原理和優缺點。
答：（一）回彈法：
基本原理：以回彈儀彈擊混凝土表面，測得回彈值，根據回彈值與抗壓強度校準的相關關係，用回彈值推算混凝土強度。
優點：採用回彈法檢測不會對結構和構件的力學性質和承載能力產生不利影響，屬於無損檢測，廣泛應用於工程驗收的質量檢測；裝置簡單，操作簡便，成本低。
缺點：僅能反應結構表面或淺部混凝土強度，無法準確反應結構內部的強度。
（二）超聲—回彈綜合法：
基本原理：使用超聲儀與回彈儀，在同一測區分別測定聲速與回彈值，利用校準測強公式推定強度值。回彈儀反應混凝土表層，超聲波反應內部,綜合全面反應混凝土情況。
優點：內外兼顧，超聲波能反應混凝土內部密實度和彈性性質，採用綜合法可以由表及裡，全面反映混凝的土內部質量情況。
缺點：操作較複雜，鋼筋中超聲波傳播速度比普通混凝土高1.2~1.9 倍，如果在超聲波通過的混凝土路徑上存在鋼筋，測得的混凝土聲速計算值就會偏高。
第六章凍結鑿井資訊化施工（見課件，了解）
現代分析測試技術重點
晶體的性質 自限性 自範性 晶體在一定條件下能自發形成幾何多面體的形狀。結晶均一性 同一晶體的不同部分具有相同的性質。各向異性 晶體性質隨方位不同而有差異的特性。對稱性 晶體中的晶面 晶稜 角頂 結點及物理化學性質等在不同方向作有規律地重複。最小內能性 在相同熱力學條件下，與同種成分的非晶體 液體 ...
工程測試技術
1.電容式和電感式感測器常用差動式結構，其作用是提高 減少 2.熱電偶的熱電勢由 和 組成，為了保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函式，必須保證冷端溫度 3.在測試技術中，一般根據工作中電阻值參與變化的橋臂數分為和 等電橋。4.在熱電偶中，當引入第三個導體時，只要保持其兩端的溫度相同，則對總熱電動勢無影...
材料工程測試技術基礎總結
第一章1 材料分析的四個方面 1 表面形貌和內部組織形貌 材料的外觀形貌，晶體的大小與形態 含量與分布 介面，位向關係，晶體缺陷 點缺陷 位錯 層錯 夾雜物 內應力2 晶體的相結構 各種相的結構，即晶體結構型別和晶體常數和相組織 x射線衍射 xrd 3 化學成分 包括巨集觀和微區化學成份 4 價鍵 ...