傳感器題庫(kù)答案匯總

1、1、地球物理勘探儀器中主要用了什么傳感器？這些傳感器主要基于什么原理地球物理勘探中主要用到重力傳感器、磁場(chǎng)傳感器、電場(chǎng)傳感器、地震傳感器等；晶體發(fā)生 作用使介質(zhì)發(fā)生a.重力傳感器：重力傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。產(chǎn)生電 電壓輸出。當(dāng) 光效應(yīng)，但是其最 量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電所謂的壓電效應(yīng)就是“對(duì)于不存在對(duì)稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使 形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng)，這種由于機(jī)械力 極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)”。重力傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì) 壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成

2、 然，還有很多其它方法來(lái)制作加速度傳感器，比如電容效應(yīng)，熱氣泡效應(yīng)， 基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過(guò)測(cè)量其變形 壓輸出。(§). 磁場(chǎng)傳感器 : 磁場(chǎng)傳感器是可以將各種磁場(chǎng)及其變化的量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出的裝置。地震勘探中主要用到的是磁阻敏感器；他的原理是物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。對(duì)于鐵、鉆、保及其合金等強(qiáng)磁性金屬，當(dāng)外加磁場(chǎng)平行于磁體內(nèi)部磁化方向時(shí)，電阻幾乎不隨外加磁場(chǎng)變化；當(dāng)外加磁場(chǎng)偏離金屬的內(nèi)磁化方向時(shí)，此類金屬的電阻值將減小，這就是強(qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)?. 電場(chǎng)傳感器 : 能感受電場(chǎng)強(qiáng)度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，是一種具有良好的抗電

3、磁干擾廣泛用于電場(chǎng)強(qiáng)能力和快速響應(yīng)速度的傳感器。它能夠測(cè)量高電壓電力系統(tǒng)中的瞬變電場(chǎng)，可 度的探測(cè)傳感器設(shè)計(jì)用于測(cè)量高速脈沖電磁場(chǎng)，特別用抗干擾測(cè)試時(shí)測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)，它們包括一個(gè)差分傳感器和一個(gè)無(wú)源積分器，積分器輸出可直接接在高速小波器上有兩種模式用測(cè)量電場(chǎng)和場(chǎng)的磁分量。d. 地震傳感器：地震檢波器是一種將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，分為動(dòng)圈式、動(dòng)磁式和壓電式三種。動(dòng)圈式的基本結(jié)構(gòu)式幾點(diǎn)轉(zhuǎn)換器通過(guò)上下兩個(gè)彈簧片懸掛在懷興磁場(chǎng)空隙內(nèi)，空隙內(nèi)的磁場(chǎng)呈輻射狀均勻分布，線圈與上下兩個(gè)彈簧片組成一震動(dòng)系統(tǒng)。時(shí)，線圈由于慣性而落后與外殼的運(yùn)動(dòng)，線圈與磁場(chǎng)產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切接收震動(dòng)信號(hào) 割磁力線，在線圈中產(chǎn)

4、生感生電勢(shì)即輸出信號(hào)磁電式傳感器 (Magnetic sensor) 原理：磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)輸出的傳感器。它不需要輔助電源，就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，是一種有源傳感器。重力傳感器 ( Gravity sensor) 原理：根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。所謂的壓電效應(yīng)就是“對(duì)于不存在對(duì)稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng)，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)”。重力傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)

5、生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。電極傳感器 (Electrode sensor) 原理：利用一些具有一定介電常數(shù)的物質(zhì)相對(duì)位置的變化來(lái)改變電容的量值，通過(guò)電路的放大后輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，以達(dá)到測(cè)量物位的目的。地面震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電組成。工作時(shí)，于磁鐵而發(fā)生位移， 產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而達(dá)地震檢波器 ( Geophone) 原理：檢波器埋置于地面的裝置，把地震波引起的 訊號(hào)并通過(guò)電纜將電訊號(hào)送入地震儀，有磁電、渦流、壓電、壓阻式。水聽器 ( hydrophone) 他是由磁鐵及固定在上面的線圈和彈簧物質(zhì)、軟鐵片等 旦地震波的到達(dá)，將引起水的壓力變化，水壓的變化必將引起軟鐵

6、片相對(duì)從而導(dǎo)致磁路長(zhǎng)度的變化，使磁路中的磁阻也發(fā)生變化。結(jié)果在線圈中 到檢測(cè)水下地震波信號(hào)的目的2、地質(zhì)雷達(dá)是一種傳感器嗎？為什么？是的，地質(zhì)雷達(dá)是傳感器的一種實(shí)際運(yùn)用。地質(zhì)雷基本原理是：發(fā)射機(jī)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射中心頻率為 12.5M 至 1200M 、脈沖寬度 為 0. 1ns 的脈沖電磁波訊號(hào)。當(dāng)這一訊號(hào)在巖層中遇到探測(cè)目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射 訊號(hào)。直達(dá)訊 號(hào)和反射訊號(hào)通過(guò)接收天線輸入到接收機(jī)，放大后由小波器顯小出來(lái)。根 據(jù)示波器有無(wú)反射汛 號(hào)，可以判斷有無(wú)被測(cè)目標(biāo)；根據(jù)反射訊號(hào)到達(dá)滯后時(shí)間及目標(biāo)物 體平均反射波速 , 可以大致計(jì) 算出探測(cè)目標(biāo)的距離。直達(dá)訊號(hào)和反射訊號(hào)通過(guò)接收天線輸入到接收

7、機(jī)，放大后由小波器顯小出來(lái)。接收天線 實(shí)際上 就是電磁傳感器，電磁波在空中遇到天線，接收天線的中段就會(huì)產(chǎn)生電壓和電流，并且產(chǎn)生響應(yīng)的電信號(hào)，在其內(nèi)部進(jìn)行整理后傳給顯小器。是。%1 因?yàn)樗梢越邮艿叵路瓷洳?，接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì) 中傳 播時(shí)遇到存在電性差異的界面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收到電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化特征推斷地下介質(zhì)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋藏深度。%1 地質(zhì)雷基本原理是：發(fā)射機(jī)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射中心頻率為 12.5M 至 1200M 、脈沖寬 度為 0. 1ns 的脈沖電磁波訊號(hào)。當(dāng)這一訊號(hào)在巖層中遇到探測(cè)目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反 射訊號(hào)。直達(dá)訊 號(hào)和反射

8、訊號(hào)通過(guò)接收天線輸入到接收機(jī)，放大后由小波器顯小出來(lái)。 根據(jù)示波器有無(wú)反射汛 號(hào)，可以判斷有無(wú)被測(cè)目標(biāo)；根據(jù)反射訊號(hào)到達(dá)滯后時(shí)間及目標(biāo) 物體平均反射波速 , 可以大致計(jì) 算出探測(cè)目標(biāo)的距離。直達(dá)訊號(hào)和反射訊號(hào)通過(guò)接收天線輸入到接收機(jī)，放大后由示波器顯示出來(lái)。接收天線 實(shí)際上 就是電磁傳感器，電磁波在空中遇到天線，接收天線的中段就會(huì)產(chǎn)生電壓和電流，并且產(chǎn)生響應(yīng)的電信號(hào)，在其內(nèi)部進(jìn)行整理后傳給顯示器。3、大地電磁儀中主要用到什么傳感器？對(duì)這些傳感器有何要求？GMR 傳感器：互換性較差 磁通門傳感器：只能在探測(cè)范圍為 ( 10-7 到 102) X (103/42 A/m 的情況下使用 , 并且不能

9、小型化 和集成化巨磁阻傳感器：非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致巨大的電阻變化，巨磁阻傳感器預(yù)計(jì)將實(shí) 現(xiàn)極高 的靈敏度。采用優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)的方法，通過(guò)有限元分析，獲得高信號(hào)噪聲比 基于霍爾效應(yīng)的 傳感器：探測(cè)磁場(chǎng)范圍只能在10-105 xX(103/4 “) /m 。使用溫度特性 差、靈敏性低感應(yīng)式磁傳感器：頻帶寬，噪聲低，靈敏度高，靈敏度曲線在某個(gè)頻段范圍內(nèi)不隨頻率SF =2ti/JcNS變化4、論述傳感器融合在地球物理勘探中的應(yīng)用概況。多傳感器信息融合技術(shù)的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過(guò)程一樣，將各種傳感 器進(jìn)行 多層次、多空間的信息互補(bǔ)和優(yōu)化組合處理，最終產(chǎn)生對(duì)觀測(cè)環(huán)境的一致性解釋。在這個(gè)

10、過(guò)程中要充分地利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行合理支配與使用，而信息融合的最終目標(biāo) 則是基 于各傳感器獲得的分離觀測(cè)信息，通過(guò)對(duì)信息多級(jí)別、多方面組合導(dǎo)出更多有用 信息。這不僅 是利用了多個(gè)傳感器相互協(xié)同操作的優(yōu)勢(shì)，而且也綜合處理了其它信息源 的數(shù)據(jù)來(lái)提高整個(gè)傳 感器系統(tǒng)的智能化。平衡各種傳感器的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，利用單獨(dú)部 件獲得更大的計(jì)算能力；充分 利用以下優(yōu)勢(shì)，提高計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量和噪聲級(jí)：( 1) 傳 感器數(shù)據(jù)之間的已知數(shù)據(jù)冗余； (2)系統(tǒng)傳遞函數(shù)、動(dòng)態(tài)和 / 或動(dòng)力學(xué)的知識(shí)。5、論述傳感器融合在地球物理勘探中的應(yīng)用前景。近年來(lái)信息融合技術(shù)在基本理論和實(shí)現(xiàn)方法上得到極大的完善，顯示出自身極大的優(yōu)越性，主要表

11、現(xiàn)在：容錯(cuò)性好；系統(tǒng)精度高；信息處理速度塊；互補(bǔ)性強(qiáng)；信息獲取成本低等方面。在未來(lái)的幾年內(nèi)，我們將會(huì)看到以算法為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用，它們可以根據(jù)研究對(duì)系統(tǒng)的行為進(jìn)行建模，包括系統(tǒng)內(nèi)傳感器的靜態(tài)噪聲級(jí)。利用預(yù)測(cè)的數(shù)值比較被測(cè)量，通常它可能會(huì)將從表面上看似噪聲的信號(hào)進(jìn)行提煉整理 。6 、 什么是 MEMS 傳感器？在地球物理勘探儀器中有何應(yīng)用？%1所謂MEMS技術(shù) 就是以微機(jī) 電系統(tǒng)(Mic r。E leetr oMe eha nie al Systems,簡(jiǎn)稱MEMS) 結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的新型傳感器技術(shù)困。它采用生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的加工技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械和手工方法制作傳感器，不但體積微型化 , 而且

12、傳感器的總體性能有了 大幅度的提高。%1 以 MEMS 加速度傳感器為基礎(chǔ)的新型地震檢波器大幅度提高了地震檢波器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。采用國(guó)產(chǎn) MEMS 加速度傳感器，試驗(yàn)性地將其應(yīng)用于地球物理勘探。設(shè)計(jì)和制作了進(jìn)行室內(nèi)測(cè)試的專用振動(dòng)臺(tái)及測(cè)試軟件，建立了一套測(cè)試和分析其性能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的方法 , 并在野外與傳統(tǒng)檢波器進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明國(guó)產(chǎn) MEMS 加速度傳感器在石油勘探中具有廣闊的應(yīng)用前景。以高性能 MEMS 加速度傳感器為核心的新型地震檢波器的低頻響應(yīng)一直能到直流，其在。一 50Hz 的響應(yīng)曲線幾近平坦。據(jù)試驗(yàn)資料，使用 MEMS 技術(shù)的檢波器所接收到的 地震數(shù)據(jù)可以在最終疊加數(shù)

13、據(jù)上保留低至 3 Hz 的地展信號(hào)，高頻分量有明顯的提升。 其動(dòng)態(tài)范圍大于 10 0 dB, 使得地震儀器 12 OdB 的動(dòng)態(tài)范圍的指標(biāo)能真正發(fā)揮作用7。在三分量地震勘探中，這種檢波器良好的矢量保真度（軸間串?dāng)_小于1% ）能更 好地分離 P 波和 S 波。由于新型數(shù)字地震檢波器能獲得高質(zhì)量的全波數(shù)據(jù)，能對(duì)復(fù)雜 的地下構(gòu)造、地層巖性、流體類型以及接觸面 有更清晰的描述，提高了成像質(zhì)量 , 為地震 數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了可靠的保證。微傳感器是一種基于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的新一代傳感器器件，它應(yīng)用新的工作機(jī)制和物化效應(yīng)，采用與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的材料，用微細(xì)加工技術(shù)制備的。微型傳感器目前在地球物理儀器中應(yīng)用起

14、步不久。但是由于微型傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比具有許多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)： 1、微尺寸； 2、微結(jié)構(gòu)； 3、分布場(chǎng)測(cè)量。傳感器的尺寸小，意味著對(duì)被測(cè)量參數(shù)的干擾小，測(cè)量精度高，非常適合測(cè)量流動(dòng)場(chǎng)中的分布參數(shù)。 4、 節(jié)省空間和能源； 5、 動(dòng)態(tài)測(cè)量。微傳感器質(zhì)量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，不會(huì)對(duì)系統(tǒng) 的動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生嚴(yán)重干擾在動(dòng) 態(tài)應(yīng)用中具有平坦的寬頻帶相映，使用范圍可以從直流到兆赫 （MHz ）量級(jí)。 6、集成化等優(yōu)點(diǎn)。在石油勘探中， MEMS 傳感器發(fā)揮著不小的作 用。7 、地震勘探對(duì) MEMS 傳感器有何要求？ 具有良好的頻率響應(yīng)特性，較高矢量精度，符合地震勘探行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的靈敏度、符合 地震傳 感器所要

15、求的某些電量特性、可在檢波器內(nèi)部進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)檢波器數(shù)字信 號(hào)輸出。較高 的技術(shù)特性和良好的穩(wěn)定特性。滿足地震勘探應(yīng)用所要求的傳感器低噪聲特性，是對(duì)傳感器制造工業(yè)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面極 具意義 的挑戰(zhàn)。而在 MEMS 傳感器中，有兩個(gè)在制造過(guò)程中可以人為加以控制的兩個(gè)參 數(shù)，這兩個(gè)參量（質(zhì)量越小，噪聲數(shù)對(duì)傳感器內(nèi)在熱血噪聲的大小會(huì)產(chǎn)生主要影響。一個(gè)是校驗(yàn)值涼快的質(zhì) 越大）。另一個(gè)是傳感器諧振結(jié)構(gòu)的阻尼，（阻尼越大，將會(huì)產(chǎn)生 較大噪聲。）（1）靈敏度通常情況下，檢波器的靈敏度越高越好，因?yàn)殪`敏度高，意味著檢波 器能夠感知的變化量小，即大地有微小振動(dòng)時(shí)，檢波器都有較大的響應(yīng)。這在現(xiàn)在的高分辨率勘探中

16、顯得更為重要，因?yàn)楦叻直媛士碧叫枰纳顚?的高頻信號(hào)十分微弱，如果檢波器的靈敏度太低，就不可能很好地接收這 些弱小信號(hào)。當(dāng)然也必須考慮到，靈敏度對(duì)信號(hào)和噪音的作用是同等的，靈敏度高采集數(shù)據(jù)的信噪比進(jìn)時(shí)，各種噪音信號(hào)也容易被接收。因此對(duì)靈敏度的選擇要根據(jù)勘探目的從 行考慮。（2） 響應(yīng)特性檢波器的響應(yīng)特性是指在所測(cè)頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測(cè)量條件。但目前使用的檢波器的響應(yīng)都有一定的延遲，但希望延遲越小越好。影響 檢波器響應(yīng)特性的主要因素是阻尼，因此在選擇檢波器的阻尼時(shí)，應(yīng)使檢 波器的相位失真越小越好。(3) 容差隨著物探技術(shù)的發(fā)展，檢波器的使用量越來(lái)越大，如果檢波器相互之 間的容差大，就會(huì)影響數(shù)

17、據(jù)采集、處理和解釋的精度，因此要求檢波器的容差越小越好。(4) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性表示檢波器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響檢波器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境，當(dāng)然也有其本身的性能。為了保證穩(wěn)定性，在選擇檢波器之前，應(yīng)對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，以便選擇合適的檢波器類型。例如，在潮濕的環(huán)境，應(yīng)選擇沼澤檢波器；在水中勘探，盡量使用壓電檢波器；在電磁干擾強(qiáng)的環(huán)境中，最好選用全數(shù)字檢波器或有屏蔽作用的檢波器。(5) 精確度檢波器的精確度表示檢波器的輸出與大地振動(dòng)的對(duì)應(yīng)程度。檢波器處于整個(gè)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，因此檢波器的精確度直接影響整個(gè)采集系統(tǒng)的性能。由于采集到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行定量分析，所以要求

18、檢波器的精確度愈高愈好。8、論述超導(dǎo)技術(shù)在地球物理傳感器中的應(yīng)用概況及前景。超導(dǎo)磁力儀是利用超導(dǎo)效應(yīng)與磁場(chǎng)之間的密切關(guān)系而研制成的。由于超導(dǎo)磁力儀具有極 高的靈 敏度，因此，主要用于測(cè)極微弱的磁場(chǎng)，實(shí)際上任何低頻的電磁信號(hào) , 只要能轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的磁通 量信號(hào) , 就可以用超導(dǎo)磁力儀進(jìn)行高靈敏度測(cè)量。目前由測(cè)量微弱磁場(chǎng)發(fā)展 到測(cè)量其它磁場(chǎng)，如 用于磁激發(fā)極化和磁大地電流，測(cè)量大地磁場(chǎng)的波動(dòng)變化。美國(guó)地質(zhì) 調(diào)查所在地?zé)崞詹楣ぷ髦?使用超導(dǎo)磁力儀作為電磁法系統(tǒng)中接收系統(tǒng)的檢測(cè)器 , 測(cè)量磁 場(chǎng)變化。航空電磁系統(tǒng)超導(dǎo)技術(shù)的 應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用超導(dǎo)磁力儀測(cè)定古地磁標(biāo)本，用以 研究地磁構(gòu)造。超導(dǎo)梯度儀及

19、變溫超導(dǎo) 磁力儀的應(yīng)用，都是超導(dǎo)技術(shù)在物探上應(yīng)用的新 進(jìn)展。人們把處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱之為“超導(dǎo)體”。超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消 失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒(méi)有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無(wú)阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流，從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。超導(dǎo)是指某些物質(zhì)在一定溫度條件下(一般為較低溫度)電阻降為零的性質(zhì)。超導(dǎo)技術(shù)可用于測(cè)量磁場(chǎng)、梯度場(chǎng)和重力梯度場(chǎng)，制造磁強(qiáng)計(jì)、位移傳感器、量子電壓基準(zhǔn)和直流比較器等。詳見(jiàn) ppt 9、論述光纖技術(shù)在地球物理傳感器中的應(yīng)用概況及前景。%1 光纖傳感器是近幾十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感器，它具有抗電磁干擾、電絕 緣性 好、靈敏度

20、高等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。光纖傳感器分為兩類：一類稱為功能型傳感器，它的光纖對(duì)被測(cè)信號(hào)兼有敏感和傳輸?shù)淖饔茫毫硪活惙Q為非功能型傳 感器，它的光纖僅 起傳輸?shù)淖饔没亍９δ苄蛡鞲衅魇抢霉饫w本身的特性把光纖作為敏 感元件，被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi) 傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制，使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài) 等特性發(fā)生變化 . 再通過(guò)對(duì)被調(diào)制 過(guò)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，從而得出被測(cè)信號(hào)。光纖在其中 不僅是導(dǎo)光媒質(zhì)，而且也是敏感元件，光 在光纖內(nèi)受被測(cè)量調(diào)制 . 多采用多模光纖。非 功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變 化，光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)，常 采用單模光纖。光纖在其中僅起導(dǎo)光作用，光照在光纖型

21、敏感元件上受被測(cè)量調(diào)制。%1 應(yīng)用概況：光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣 . 幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有重要領(lǐng)域和人們的 日常生 活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來(lái)一直存在的 技術(shù)難題，具 有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用：（ 1）城市建設(shè)中 橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。（2）在電力系統(tǒng)，需要 測(cè)定溫度、電流等參數(shù) . 如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等，由 于電類傳感器易受強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾， 無(wú)法在這些場(chǎng)合中使用，只能用光纖傳感器。（3） 在環(huán)境監(jiān)測(cè)、 I 臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品安全檢測(cè)等方面 . （ 4）醫(yī)學(xué)及生物傳感器。 （

22、5） 廣泛應(yīng)用于石油管道、市政工程、電力電線等安全 在線監(jiān)測(cè)。1 根光纖已成為發(fā)展趨勢(shì)。 全光0. IdB 左右， 這樣的損耗不影等相關(guān)技術(shù)等都在研究測(cè)量裝置的元件數(shù)量，又可避%1 應(yīng)用前景 （ 1）全光纖微型化：傳感頭由光纖構(gòu)成且只使用 纖傳感頭的體積小且工作可靠，由于目前光纖之間的熔接損耗為 響探頭的正常工作，目前，光纖之間的粘接技術(shù)和光纖端面拋光、鍍膜 中。 （2）多參量實(shí)時(shí)化： 1 只傳感器同時(shí)測(cè)量多個(gè)參量既減少為研究的熱點(diǎn)。目前已有很多研究者免多只傳感器之間相互影響，因而，多只參量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成 在研究能進(jìn)行溫度、應(yīng)力、應(yīng)變同時(shí)測(cè)量的光纖光 柵類傳感器，并取得了一定的研究成果。 （ 3）

23、高精度實(shí)用化：光纖傳感器在研究過(guò)程 中各組成元件都是線性理想化的，和實(shí)際應(yīng)用存 在一定的差距。因此，光通道中的非線 性研究、實(shí)際檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍的增大是實(shí)用化的基礎(chǔ)。3 . 4 陣列化，網(wǎng)絡(luò)化，易于構(gòu)成分布式檢測(cè)系統(tǒng)：構(gòu)成分布式檢測(cè)系統(tǒng)可以大幅度提高檢測(cè)效率，節(jié)約檢測(cè)成本，節(jié)省時(shí)間人力物力，利用無(wú)線傳輸與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)也可為特殊環(huán)境下的實(shí)時(shí)檢測(cè)提供極大方便。光纖傳感器優(yōu)點(diǎn) 一、 靈敏度較高；二、幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器；三。可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn) 等）的器件；四?？?以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；五。 而且具有與光

24、纖遙測(cè)技術(shù)的內(nèi) 在相容性。光纖傳感器是最近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)，可以用 來(lái)測(cè)量多種物理量，比如聲場(chǎng)、電 場(chǎng)、壓力、溫度、角速度、加速度等，還可以完成現(xiàn) 有測(cè)量技術(shù)難以完成的測(cè)量任務(wù)。在狹小 的空間里，在強(qiáng)電磁干擾和高電壓的環(huán)境里， 光纖傳感器都顯小出了獨(dú)特的能力。10 、 論述大地電磁勘探中的干擾輸入的來(lái)源及影響。影響大地電磁測(cè)深資料的噪聲分為場(chǎng)源噪聲、地質(zhì)噪聲和人文噪聲。這些噪聲因產(chǎn)生 原因不 同，對(duì)大地電磁測(cè)深資料的影響也就千差萬(wàn)別。場(chǎng)源噪聲起源于地球外部的天然電磁場(chǎng), 它的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面。 （1 ）因場(chǎng)源 的隨機(jī)性，可能會(huì)出現(xiàn)某些頻率成分缺失或極化特性單一等情況13,14 ；（2）

25、在 1Hz 左右，大地電磁場(chǎng)信號(hào)能量最低，譜值最?。唬? ）在 3? 30 Hz 范圍內(nèi)，雷暴過(guò)程中的閃電信 號(hào)在地球和電離層之間來(lái)回多次反射，使大地電磁場(chǎng)具有蘇曼諧振特征，某些頻率必然為 低值； （4）距觀測(cè)點(diǎn)太近的閃電信號(hào)與平面波假設(shè)相違背；（5）使用阻抗相位資料做深部電性結(jié)構(gòu)解釋。以上幾種情況，均會(huì)造成阻抗計(jì)算值的不真實(shí)和不穩(wěn)定，甚至為飛點(diǎn)。地質(zhì)噪聲為測(cè)區(qū)地質(zhì)因素對(duì)地球介質(zhì)電性的影響形成的噪聲，諸如地表附近的局部不 均勻體 產(chǎn)生的靜位移畸變 ; 地勢(shì)起伏不平產(chǎn)生的地形影響 ;測(cè)區(qū)構(gòu)造異常復(fù)雜，很難找到 與此構(gòu)造相適 應(yīng)的資料處理、分析和解釋方法，用近似方法與簡(jiǎn)化模型代替而必然導(dǎo)致 的誤差

26、等。另外 , 測(cè)區(qū)期資料探測(cè)深部構(gòu)造致使場(chǎng)源構(gòu)造的大尺度非均勻性對(duì)平面波失效、淺層構(gòu)造為高阻、用長(zhǎng)周影響加劇，由此產(chǎn)生的噪聲均屬于場(chǎng)源與地質(zhì)因素共同形 成人文噪聲源于地球本體的人工電磁場(chǎng)與其它活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲 , 包括電力傳輸系統(tǒng)、有 線廣 播、電器設(shè)備與電信工程中的電磁輻射現(xiàn)象以及車輛運(yùn)行和風(fēng)等。這些電磁噪聲離 觀測(cè)點(diǎn)很 近，為非平面波，不符合大地電磁測(cè)深對(duì)場(chǎng)源的要求 ; 而且噪聲信號(hào)能量可以是 正常信號(hào)的數(shù)倍 甚至幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但只集中在少數(shù)幾個(gè)頻率（如50 Hz 或 60 Hz 及其諧波） 或某個(gè)有限頻帶。11 、 論述地震勘探中的干擾輸入的來(lái)源及影響。在反射法地震勘探中，地震干擾或噪聲是指

27、除一次反射波以外的任何其它地震能量。 從噪 聲的數(shù)據(jù)特征上考慮，常將地震噪聲分為規(guī)則噪聲和隨機(jī)噪聲。規(guī)則噪聲具有明顯 的運(yùn)動(dòng)學(xué)特 征，可以針對(duì)性地衰減。隨機(jī)噪聲無(wú)處不在，特別在高頻部分它是主要的噪 聲，這是高分辨率 的主要障礙。其中規(guī)則噪聲可分為：面波、聲波、多次波、種隨機(jī)干擾波面波是地震勘探中常見(jiàn)的噪聲，分為三種：分布在自由界面附近的瑞雷面波；在表 面介質(zhì) 和覆蓋層之間存在的 SH 型的勒夫面波；以及在深部?jī)蓚€(gè)均勻彈性層之間存在的 類似瑞雷面波 型的史東尼面波。如果不加以有效壓制，就不能較客觀地求取炮集信號(hào)的 球面擴(kuò)散和吸收衰減 補(bǔ)償函數(shù)，勢(shì)必要影響時(shí)頻域振幅補(bǔ)償?shù)奶幚硇Ч绊懼?、深?層

28、信噪比的提高。聲波是在空氣中傳播的彈性波，速度在 340m / s 左右，頻率較高，一般大于 100Hz, 延續(xù) 時(shí)間較短，在地震記錄上形成尖銳的強(qiáng)初至，呈窄帶出現(xiàn)，比較穩(wěn)定。在土坑、淺 井、淺水、 干井中激發(fā)時(shí)容易產(chǎn)生較強(qiáng)的聲波。如果淺、中層存在良好的反射界面并產(chǎn)生了多次波，就有可能掩蓋中深層的一次反 射波。隨機(jī)噪聲的種類 ：（ 1 ） 50Hz 交流電干擾。是通過(guò)感應(yīng)或電纜漏電耦合到電路，同地 震 信號(hào)一起被送到地震儀而被記錄下來(lái)。在輸電線下面的一道或幾道上的交流電干擾特別強(qiáng)，其它道較弱，而被干擾的道從頭至尾都有 50Hz 干擾信號(hào)。 （2）風(fēng)吹草動(dòng)及人為噪 聲。它來(lái)自 地表的各個(gè)方向，頻

29、譜很寬，振幅大小變化無(wú)規(guī)律。（3 ）井中激發(fā)的微震干 擾。通常，在砂層中激發(fā)易產(chǎn)生氣泡干擾，在粘土層中激發(fā)易產(chǎn)生噴出物的雜亂干擾， 在堅(jiān)硬的老地層中激發(fā) 易產(chǎn)生鋸齒狀的高頻干擾。 （ 4）大氣電離層的噪聲。由于空間電場(chǎng)的擾動(dòng)，感應(yīng)到大地產(chǎn)生電流，通過(guò)電纜和檢波器被傳的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄下來(lái)的干 擾波。它的頻譜很寬，在時(shí)間域上 是一個(gè)很常見(jiàn)的經(jīng)典脈沖。 （ 5）儀器噪聲。任何電子系統(tǒng)在沒(méi)有輸入的情況下，在輸出端都可以觀測(cè)到其自身的最小輸出電壓，即系統(tǒng)自身 存在的噪聲。12 、 雙頻激電儀中修改輸入的主要來(lái)源的什么？對(duì)觀測(cè)結(jié)果有何影響？雙頻激電儀出現(xiàn)負(fù)值的原因主要有兩類：一類是由于電磁耦合效應(yīng)；另一

30、類是由于地下地質(zhì)體的影響。%1 電磁感應(yīng)耦合效應(yīng)與激電效應(yīng)同時(shí)存在，疊加在一起，這給探測(cè)結(jié)果帶來(lái)干擾，給資料的正確解釋帶來(lái)困難，所以必須判別和消除（或削弱）野外實(shí)測(cè)結(jié)果中的電磁耦合效 應(yīng)，以提I WJ探測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，更好地反映有價(jià)值的地質(zhì)信息。電磁耦合效應(yīng)分為兩類：電容耦合和 電磁耦 合。%1在野外工作時(shí)，由于地下構(gòu)造復(fù)雜及介質(zhì)分布的不均勻，也會(huì)岀現(xiàn)負(fù)的Fs,主要表現(xiàn)小面積的、且數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，分為三種情況討論。對(duì)于電磁耦合效應(yīng)，應(yīng)盡量保持導(dǎo)線干燥、減小接地電阻及采用偶極裝置等措施，來(lái)削減（或避免）電磁干擾，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。對(duì)于地下地質(zhì)體的影響，應(yīng)仔細(xì)分析，提取其中隱含的有用信息。13、論述標(biāo)定的

31、方法及意義。標(biāo)定就是使用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量?jī)x器對(duì)所使用儀器的準(zhǔn)確度（精度）進(jìn)行檢測(cè)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，一般大多用于精密度較高的儀器。1、消除系統(tǒng)誤差，改善儀傳感器的精度和精確度。2、確定傳感器的輸入一輸岀關(guān)系3、在科學(xué)測(cè)量中，標(biāo)定是一個(gè)不容忽視的重要步驟。14、如何標(biāo)定大地電磁儀？對(duì)磁探頭進(jìn)行標(biāo)定是獲得磁探頭系統(tǒng)響應(yīng)的過(guò)程，其基本方法是以超低頻信號(hào)發(fā)生器作為標(biāo)準(zhǔn)源輸入儀器系統(tǒng)，對(duì)不同頻率的信號(hào)求得振幅特性曲線和相位特性曲線。數(shù)據(jù)采集前和數(shù)據(jù)采集后對(duì)大地電磁儀器進(jìn)行標(biāo)定，是大地電磁資料獲取過(guò)程中的關(guān) 鍵步驟。標(biāo)定工作進(jìn)行得好壞將直接關(guān)系到大地電磁資料的質(zhì)量。15、如何標(biāo)定雙頻激電儀？%1 連好測(cè)量裝置后，發(fā)送

32、機(jī)開始供電，將接收機(jī)的信號(hào)輸入端連接到 “M、 N”位置，讀得MN間高頻電位差 V.K,并記入表中AV儂欄，又讀得此時(shí)的幅頻 率，記入Fv欄中。%1將接收機(jī)的信號(hào)輸入端連接到“如、N1”位置，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端的高 頻電位差，記入AVi欄，又讀得幅頻率，記入R欄中。%1 當(dāng)標(biāo)本形狀規(guī)則時(shí)，可將 M、N 移至標(biāo)本上，讀得高頻電位差并記入 AV, 欄，并量下MN間距離L和標(biāo)本截面積S,記入相應(yīng)欄中。%1改變供電電流，重復(fù)？步驟根據(jù)測(cè)量結(jié)果按下述方法計(jì)算：%1 通過(guò)標(biāo)本的電流 I G= A VZ/RS%1 標(biāo)本幅頻率 F 為：標(biāo)本電阻率P為:SAV S-AVR. P =LIG LAV7多次測(cè)量的值取

33、平均，作為標(biāo)本的幅頻率和電阻率，并計(jì)算測(cè)定結(jié)果的均方誤差或均方相對(duì)誤差作為衡量該標(biāo)本測(cè)定精度的標(biāo)準(zhǔn)。16 、如何標(biāo)定地震勘探儀器？標(biāo)定的基本分析步驟包括:地質(zhì)和測(cè)井資抖的整理與統(tǒng)計(jì)分析，確立先驗(yàn)的地質(zhì)信息或數(shù)理統(tǒng)計(jì)關(guān)系%1 層位追蹤對(duì)比；%1 地震屬性分析，形成若干種沿層屬性參數(shù)數(shù)據(jù)文件 ; 形成研究區(qū)內(nèi)所有井的井旁地震 屬性參數(shù)文件；%1 建立井內(nèi)先驗(yàn)信息和井旁地震信息之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系或判別模式；%1 判別與綜合解釋，包括編制相應(yīng)的圖件；17 、 如何標(biāo)定檢波器？18 、 論述“人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”這一哲學(xué)思想對(duì)傳感器特征研究的重要意義19 、 論述精度和準(zhǔn)確度的區(qū)別和聯(lián)系 精度 (

34、precision): The degree of refinement in the performance of an operation, or the degree of perfection in the instruments and methods used to obtain a result, or an indication of the uniformity or reproducibility of a result.Precision relates to the quality of an operation but which a result is obtain

35、ed, and is distinguished from accuracy , which relates to the quality of result.Accuracy: The degree of conformity of a final measured value, with respet to the true value as defined by accepted by accepted standardAlthough the two wordy, precision an accuracy can be synonymous in coiloqial use, the

36、y are deliberate contrasted in the contest of the scientific method, A measurement system is considered valid if it is both accurate and precise. In numerical analysts, accuracy is also thenearness of a calculation to the true value; while precision is the resolution of the representation, typically

37、 defined by the number decimal or binary digits.With regard to accuracy we can distinguish:.The difference between the mean of the measurements and the reference value, the bias, Establishing and correcting for bias is necessary for calibration.The combined effect of that and precisionPrecision is s

38、ometimes stratified into:.Repeatability-the variation arising when all efforts are made to keep conditions const ane by using the same instrument and of erater,and repeating during a short time period.Reproducibility-the variation arising the same measurement process among different instruments and

39、operators,and over longer time periods.In Binary classificationAccuracy is also used as a statifical measure of how well a binary classification.Test correcety identifies or excludes a condition.測(cè)量的精密度高，是指偶然誤差較小，測(cè)量數(shù)據(jù)比較集中。但系統(tǒng)誤差的大小并不明確的情況，即偶然誤差的大小不明確。測(cè)量的精確度 (精度) 高，是指偶然誤差與系統(tǒng)誤差都比較小。這是測(cè)量數(shù)值比較集中在真值附近。20 、

40、結(jié)合運(yùn)算放大器的特征論述電子測(cè)量系統(tǒng)中系統(tǒng)誤差的來(lái)源。Systematic errors are biases in measurement which lead to the situation where the mean of many separate measurements differs significantly from the actual value of the measured attribute.It is caused by the modifying inputs and the interfering inputs.e.g. temprature.Source

41、s:Aging of the components,damage or abuse of the sensorMeasurement process itself changes the intended measurand(voltage ,current, temperature)Sgnal path of the measurement processIntroduced by human observers(parallax error)21 、 結(jié)合運(yùn)算放大器的特征論述電子測(cè)量系統(tǒng)中隨機(jī)誤差的來(lái)源。Random errors are errors in measurement tha

42、t lead to measurable values being inconsistent when repeated measures of a constant attribute or quantity are taken.It is caused by the repeatability of the measurand itself.Sources:introduced at each stage in the measurement process(temperature)introduced in the transmission path between the transd

43、ucer and the amplifier.22 、 影響測(cè)量系統(tǒng)靜態(tài)特征的主要因素有哪些？靜態(tài)特性： 1 、線性度2、滯后性3 、 重復(fù)性4 、 靈敏度5、 傳感器總靜態(tài)特性誤差6 、 準(zhǔn)確度詳見(jiàn) ppt23 、如何分析測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征？傳感器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) P2524 、 如何分析地震檢波器的動(dòng)態(tài)特征和靜態(tài)特征？應(yīng) 性、靈敏微的信號(hào)靜態(tài)特性反映的是當(dāng)信號(hào)為定值或變化緩慢時(shí)，系統(tǒng)的輸出與輸入的關(guān)系，它可以用一個(gè)相 的代數(shù)方程來(lái)描述靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有線性度、量測(cè)范圍和量程、遲滯和重復(fù) 度、分辨力和閾值、穩(wěn)定性、漂移和靜態(tài)誤差。動(dòng)態(tài)特性：當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間迅速變化時(shí)，輸出量與輸入量之間的關(guān)系稱為

44、動(dòng)態(tài)特性，可以用 分方程表示。傳感器原理及應(yīng)用 P625 、 論述磁場(chǎng)傳感器在地球物理觀測(cè)中的應(yīng)用概況。磁場(chǎng)傳感器是可以將各種磁場(chǎng)及其變化的量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出的裝置。由于天然電磁場(chǎng)十分微弱、動(dòng)態(tài)范圍大、頻帶范圍寬，特別是音頻范圍內(nèi)磁分量的信號(hào)十分微弱。器具有高靈敏度、高磁場(chǎng)分辨率和寬頻帶等性能，能檢測(cè)微弱的磁場(chǎng)信號(hào)，無(wú)論是在靈敏度、磁場(chǎng)分辨率、帶寬方面，還是在便攜性方面都能夠勝任磁場(chǎng)傳感器可以測(cè)量地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度及地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和垂直分 地磁場(chǎng)的磁傾角等數(shù)據(jù)，在地球物理勘探中，可以通過(guò)磁場(chǎng)傳感器觀測(cè)和分析 性差異所引起的磁異常，進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律。26、地球物理觀

45、測(cè)中主要用到什么磁場(chǎng)傳感器，這些磁場(chǎng)傳感器基于什么原理?磁通門磁場(chǎng)傳感器：利用某系高磁導(dǎo)率的軟磁性材料做磁芯，以其在交流磁場(chǎng)作用下的 特性及法拉第電磁感應(yīng)原理研制成的測(cè)磁裝置，適合在零磁場(chǎng)附近工作的弱磁場(chǎng) 超導(dǎo)磁場(chǎng)傳感器: 感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器：感應(yīng)式磁傳感器基于法拉第電磁感應(yīng)原理，制造工藝簡(jiǎn)單，使用方 能比較穩(wěn)定，可以用來(lái)測(cè)量恒定的、交變的或脈沖的磁場(chǎng)。它最適合于測(cè)量交變 被測(cè)磁場(chǎng)頻率的增加其測(cè)量靈敏度也獲得提高，其測(cè)量范圍很廣，分辨率而磁場(chǎng)傳感 感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器量，測(cè)量由巖石、礦石磁磁飽和進(jìn)行測(cè)量便，性磁場(chǎng)，并隨著-13可達(dá)io-12IO T磁阻敏感器 Coil Magnetometer 感應(yīng)

46、式磁場(chǎng)傳感器Fluxgate Magnetometer 磁通門磁場(chǎng)傳感器 SQUID磁強(qiáng)計(jì) Scalar Magnetometers 標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì) Proton Precession Magnetometer 質(zhì)子旋進(jìn) 磁力儀 Optically Pumped Mag netometer 光泵磁力儀詳見(jiàn)ppt227、論述感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器的主要設(shè)計(jì)方法？感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器由線圈骨架、線圈、磁芯、信號(hào)調(diào)理電路、殼體與屏蔽等五部分組成，按信號(hào)調(diào)理原理的不同，可將傳感器分為閉環(huán)調(diào)整式和開環(huán)調(diào)整式兩種形式。圖1給岀了兩種方式傳感器的原理框圖。一般來(lái)說(shuō)，開環(huán)調(diào)整感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器的信號(hào)調(diào)理電路的調(diào)試不影響感應(yīng)線

47、圈的輸出特性，因此設(shè)計(jì)調(diào)試相對(duì)容易。28、論述磁通門傳感器的原理及其在地球物理觀測(cè)中的應(yīng)用。磁通門傳感器的基本原理是基于鐵芯材料的非線性磁化特性，其敏感元件為高磁導(dǎo)率、易飽和材料制成的鐵芯，有兩個(gè)繞組圍繞該鐵芯：一個(gè)是激勵(lì)線圈，另一個(gè)是信號(hào)線圈。在交變激勵(lì)信號(hào)fl的磁化作用下，鐵芯的導(dǎo)磁特性發(fā)生周期性飽和與非飽和的變化，從而使圍繞在鐵芯上的感應(yīng)線圈感應(yīng)岀反應(yīng)外界磁場(chǎng)的信號(hào)，該信號(hào)包括fl, 2f1以及其 他諧波成分，其中偶次諧波含有外磁場(chǎng)的信息，可以通過(guò)特定的檢測(cè)電路將其提取出來(lái)。1. 磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)：比如做成單軸磁強(qiáng)計(jì)、三軸磁強(qiáng)計(jì)、磁強(qiáng)梯度測(cè)量?jī)x2.電磁參數(shù)檢測(cè)：3.工程檢測(cè)：材料和零件磁性分檢和

48、殘磁檢測(cè)；鐵磁礦勘探等磁通門傳感器是利用被測(cè)磁場(chǎng)中高導(dǎo)磁鐵芯在交變磁場(chǎng)的飽和激勵(lì)下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的非線性關(guān)系來(lái)測(cè)量弱磁場(chǎng)的一種傳感器。與其他類型測(cè)磁儀器相比，磁通門傳感器具有分辨力高、測(cè)量弱磁場(chǎng)范圍寬、可靠、能夠直接測(cè)量磁場(chǎng)的分量和適于在速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中使用等特點(diǎn)。利用磁通門高斯計(jì)制作的高斯計(jì)，是目前低磁測(cè)量領(lǐng)域中較先進(jìn)和穩(wěn)定的測(cè)量工具。無(wú)須對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)整零點(diǎn)或增益，磁通門測(cè)量原理提供固有的穩(wěn)定性和精確度。29 、論述質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀的原理及其在地球物理觀測(cè)中的應(yīng)用。質(zhì)子旋進(jìn)式磁敏傳感器是利用質(zhì)子在地磁場(chǎng)中的旋進(jìn)現(xiàn)象，根據(jù)磁共振原理研制成功的。用這種傳感器制作的測(cè)磁儀器，在國(guó)內(nèi)外均得到廣

49、泛應(yīng)用。在外磁場(chǎng)的作用下自旋質(zhì)子將按一定方向排列，稱為核子順磁性。但其磁性甚微，只是在一些磁化率很低的逆磁性物質(zhì)中才能反映出來(lái)，如某些碳?xì)溲趸衔镆后w(水、酒精、甘油等)。在這些樣品中質(zhì)子受某強(qiáng)磁場(chǎng)激發(fā)而具有一定方向排列，去掉外磁場(chǎng)，則質(zhì) 子在地磁場(chǎng)作用下 將以同一相位繞地磁場(chǎng) T 旋進(jìn)，其旋進(jìn)頻率 f 與地磁場(chǎng) T 有以下關(guān)系： T=23.4872f, 單位為伽 馬。當(dāng)測(cè)定出頻率 f 以后即可計(jì)算出總磁場(chǎng)強(qiáng)度 T 的數(shù)值。利用 這種原理制成的儀器稱為質(zhì)子 旋進(jìn)式磁力儀，或稱核子旋進(jìn)式磁力儀。質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀 穩(wěn)定性好。溫度影響小、沒(méi)有零點(diǎn)掉 格、精度高，可觀測(cè)弱磁異常工作時(shí)不必準(zhǔn)確定向，適于在

50、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下觀測(cè)。但這類儀器的使用要受到磁場(chǎng)梯度范圍的限制。我國(guó)生產(chǎn)的這 類儀器有 302 型?？蘸俗有M(jìn)磁力儀，精度達(dá) ±1.0 伽馬， CHD 型地面核子旋進(jìn)磁力儀 精度為 ±1.5 伽馬。應(yīng)用：質(zhì)子磁力儀具有磁測(cè)精度高，便攜等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：(1) 磁性礦產(chǎn)勘 查，特別適用于具有弱磁性的多金屬礦產(chǎn)；(2) 油氣田、鹽丘地質(zhì)構(gòu)造、磁性巖體圈定，地質(zhì)填圖；(3)航空、海洋磁測(cè)的地面日變站； (4) 地磁臺(tái)站的長(zhǎng)期與定期觀測(cè)； (5)地震預(yù) 報(bào)研究； (6)磁測(cè) 設(shè)備(如大型螺線管或亥姆霍茲線圈 )的校準(zhǔn)； (7)物性(磁化率 )測(cè) 量； (8)環(huán)境及軍事地球物理

51、工 作: 油氣管線、地下未爆炸彈等的探測(cè)；(9)考古 :古墓、 古城堡的探測(cè)。%1 應(yīng)用：該儀器主要用于地面磁法勘探，如鐵礦及其他金屬礦床的普查、詳查。在航 空、海洋、磁測(cè)的地面日變站及地震預(yù)報(bào)工作中，該儀器可用于地磁臺(tái)站的磁變觀測(cè)及 流動(dòng)磁 測(cè)。另外，該儀器對(duì)小型鐵磁物體的探測(cè)也頗為有效。因此，該儀器特別適用于 弱磁區(qū)的此法 勘探工作。30 、 論述光泵式磁力儀原理及其在地球物理觀測(cè)中的應(yīng)用。光泵磁力儀 optical-pumping magnetometer； 根據(jù)光泉作用原理作成的磁力儀。因?yàn)橛晒獗米饔门帕泻玫脑哟啪?，在特定頻率的交變電磁場(chǎng)的作用下，又將產(chǎn)生 共振吸收作用， 打亂原子的

52、排列情況。發(fā)生共振吸收現(xiàn)象的電磁場(chǎng)的頻率與樣品所在點(diǎn) 的外磁場(chǎng)強(qiáng)度成一比例 關(guān)系，故測(cè)定這一頻率就可以測(cè)出外磁場(chǎng)的值。常用的工作元素有；鉀 (K39) ；釧 (Rb87,Rb85);他(Cs133) ; M(He4, He3)等。光泵磁力儀按線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為跟蹤式及自激式兩大類。這類磁力儀的特點(diǎn)是靈敏度高，可達(dá)±0.01 伽馬(即 nT), 可以測(cè)定總磁場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值，沒(méi)有零點(diǎn)掉格及溫度影響，工作時(shí)不 需準(zhǔn)確定向，適于在運(yùn)動(dòng)條件下進(jìn)行高精度快速連續(xù) 測(cè)量，如航空磁測(cè)和海洋磁測(cè)等。通過(guò)磁異常來(lái)探測(cè)鐵磁物質(zhì)光泵磁力儀可用來(lái)尋找具有磁性的礦體 , 用于鐵礦勘查及尋找 地下鐵質(zhì)埋藏物原理

53、：因?yàn)橛晒獗米饔门帕泻玫脑哟啪兀谔囟l率的交變電磁場(chǎng)的作用下，又將 產(chǎn)生共 振吸收作用，打亂原子的排列情況。發(fā)生共振吸收現(xiàn)象的電磁場(chǎng)的頻率與樣品所 在點(diǎn)的外磁場(chǎng) 強(qiáng)度成一比例關(guān)系，故測(cè)定這一頻率就可以測(cè)出外磁場(chǎng)的值。光泵磁力儀可用來(lái)尋找具有磁性的礦體，用于鐵礦勘查及尋找地下鐵質(zhì)埋藏物31 、 設(shè)計(jì)一款 AMT 磁場(chǎng)傳感器 ( 技術(shù)指標(biāo)自定 ) 32、 設(shè)計(jì)一款 MT 磁場(chǎng)傳感器 (技術(shù)指標(biāo)自定 )33 、 論述不極化電極的原理及其在地球物理觀測(cè)中的應(yīng)用電極是用于接收大地電場(chǎng)信號(hào)的常用傳感器，對(duì)電場(chǎng)的分辨能力將直接影響甚 至決定反演結(jié)果的精度與可信度，是大地電磁測(cè)深法中必不可少的關(guān)鍵輔助設(shè)備

54、。 地電場(chǎng)觀測(cè)的當(dāng)務(wù)之急是提高電極的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，尤其是長(zhǎng)周期大地電磁測(cè)深，迫 切需要一種 極差小、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量精度高的不極化電極。而不極化電極實(shí)際上 就是在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中 不會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象的電極，其中電極極化就是在一定外電場(chǎng) 作用下，電極電位與相對(duì)平衡的電 極電位之間的差值。而我們所設(shè)計(jì)的電極不會(huì)發(fā) 生極差躍變現(xiàn)象，主要作用是將地表土壤層中 的電位值傳遞給精密導(dǎo)線，再經(jīng)導(dǎo)線 傳送回接收系統(tǒng)，因?yàn)橥寥朗请x子導(dǎo)電體，而金屬電導(dǎo)線 是電子導(dǎo)電體，如果讓金 屬導(dǎo)線與土壤直接接觸，避免不了出現(xiàn)介于兩種導(dǎo)電介質(zhì)之間的新界 面，從而在這 個(gè)界面產(chǎn)生極化電位。若二個(gè)電極間的極化電位不一致，會(huì)在接下來(lái)的測(cè)量

55、回路 中 產(chǎn)生一個(gè)附加的電極極化電位差 Vsp , 最終影響到對(duì)地電場(chǎng)的觀測(cè)；倘若附加極化 電位 Vsp 不穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，保證電極極化電位的一致性以及穩(wěn)定 性對(duì)我們觀測(cè)地電 場(chǎng)有著很重要的作用。伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的更新發(fā)展，人類對(duì) 電場(chǎng)有著越來(lái)越深入的認(rèn)識(shí)， 依靠電場(chǎng)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)信息的有效監(jiān)測(cè)和檢測(cè)， 從而獲得電場(chǎng)分布和電場(chǎng)變化的信息，通 過(guò)電極采集數(shù)據(jù)已經(jīng)成為多數(shù)科學(xué)研究和 生產(chǎn)加工過(guò)程的主要信息來(lái)源。34 、如何評(píng)價(jià)不極化電極的性能。 極差電位小、穩(wěn)定性能好、噪聲低、頻帶寬、輕便耐用、易于保存的不極化電極是追求 目標(biāo)。 不同類型的不極化電極在相同溫度、酸堿度、濃度等情

56、況下長(zhǎng)時(shí)間對(duì)制備的各類電極進(jìn) 行跟蹤 監(jiān)測(cè)，觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄相關(guān)結(jié)果，包括電極分辨率、內(nèi)阻大小、噪聲范圍、電位極差、精確程度、穩(wěn)定時(shí)間的指標(biāo)參數(shù)，從而得出電極合適的殼體結(jié)構(gòu)，理想的介 質(zhì)成分以及合理的配 比比例，正確的保養(yǎng)環(huán)境 ; 分析外界溫度、 PH 值、干濕度、介質(zhì)濃 度、埋置環(huán)境對(duì)電極電位極 差的影響；用于同一種類型的不極化電極的卡接。在很多野外的激電參數(shù)測(cè)量過(guò)程中，只需將不極化電極在各個(gè)測(cè)試點(diǎn)上進(jìn)行移動(dòng)，測(cè) 試方式稍作改動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)其參數(shù)測(cè)量 ; 很大程度上提高了野外測(cè)量效率。其中電場(chǎng)傳 感器一不置地下直極化電極，是探測(cè)系統(tǒng)的最前端裝置，感應(yīng)大地電場(chǎng)的靈敏探頭，接收?qǐng)鲈葱?息的傳感器

57、，它 的性能指標(biāo)將直接影響到接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度、真實(shí)程度以及可信程度。電場(chǎng)傳感器 - 不極化電極，是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的最前端裝置，最核心的部件之一，電極埋 接與大地接觸，是接收地球電場(chǎng)信息的傳感器和靈敏感應(yīng)探頭，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò) 采集電極上的信 號(hào)來(lái)獲取大地電場(chǎng)信息，它的性能好壞直接影響接收到信息的可靠程 度、真實(shí)程度、觀測(cè)資料 的有效質(zhì)量和成果解釋驗(yàn)證。因此，電極在電場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中的 作用是非常重要的。在野外的實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)使用電極需要達(dá)到以下幾點(diǎn)要求： 極差電位在 1mV 以下 ;%1 24 小時(shí)內(nèi)的極差穩(wěn)定性優(yōu)于 1mV/Km ；%1 電極的自噪聲小于 10dB ；%1 頻率范圍在 0.005Hz ? 3KHz ；%1 輕便耐用、易于保存；%1 不會(huì)出現(xiàn)極差躍變現(xiàn)象；%1 一次裝填，可以長(zhǎng)期使用；%1 能夠在相對(duì)復(fù)雜環(huán)境下工作；%1 在運(yùn)輸過(guò)程中不懼顛簸擠壓碰撞；%1 與接收機(jī)采集系統(tǒng)達(dá)到良好的阻抗匹配35 、 如何測(cè)量不極化電極的主要技術(shù)指標(biāo)