現(xiàn)代測試技術(shù)試題A

1、現(xiàn)代道路交通測試技術(shù)試題 A- 答案jt一. 解：由題意頻譜函數(shù)：x（）=x tedt( )-=/ 2jt dte/ 2=1 e jt/ 2/ 2/ 2j=1e j/ 2e j / 2j=2 sin2sin /2=/2頻譜函數(shù)虛部為0，故相頻譜為0；X(0)= lim x()limsin/ 2/ 200當(dāng)= n（ n=1,2,3 ）時X （）=0 故幅頻譜圖如下：X（）二解：因為信號是周期信號，可以用一個共同周期內(nèi)的平均值代替整個歷程的平均值故： Rxy ( )1T)dtlimx(t) y(tTT0=1T0) y0 sin (t )dtT0x0 sin( t0=1 x0 y0 cos()2三

2、1試述瞬態(tài)瑞雷面波無損檢測基本原理及其相應(yīng)的測試技術(shù)要求。參考答案：基本原理： 對于均勻的彈性半空間分層介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)表面受到瞬態(tài)沖擊作用時，將產(chǎn)生瞬態(tài)振動。振動組份中包括縱波、 橫波和瑞雷波。 在一次沖擊產(chǎn)生的波能中，瑞雷波占 67%，即從一個振源向一個半無限介質(zhì)表面輻射的總能量的三分之二形成瑞雷型表面波。 而縱波和橫波只占有少量能量； 并且在表面， 隨著波傳播距離的增大其衰減比瑞雷面波大得多。 確切地說， 縱波和橫波引起的位移振幅沿表面隨著距離的平方衰減，而瑞雷面波是隨著距離的平方根而衰減，因此，在地基表面的瞬態(tài)振動中， 瑞雷面波的衰減比縱波和橫波衰減慢得多， 瞬態(tài)表面波主要是由瑞雷波組成。

3、 我們通過一系列的關(guān)系可以得出， 利用瞬態(tài)瑞雷面波的傳播速度和頻率可以確定不同介質(zhì)的穿透深度。技術(shù)要求：檢測系統(tǒng)設(shè)計是否合理、儀表選型與安裝是否符合要求，是保證質(zhì)量檢測精度和可靠性的關(guān)鍵，對其各組成部分有相應(yīng)的技術(shù)要求。1）激振部分力錘的選擇它是整套測量系統(tǒng)的前哨，對路面沖擊信號的產(chǎn)生和沖擊響應(yīng)信號的正確檢取，是系統(tǒng)準(zhǔn)確測試的基本保證。 預(yù)先應(yīng)根據(jù)檢測深度做一些力錘沖擊試驗， 以選擇合理的力錘重量或合適材料的錘頭。 使瞬態(tài)沖擊施加于路面表面后， 能產(chǎn)生一組具有不同頻率的瑞雷面波在介質(zhì)中傳播。2）垂向檢波器的選型垂向檢波器選用壓電式加速度傳感器。對于層狀路面結(jié)構(gòu)來說， 一般選擇小沖擊源作為振源，

4、 使其產(chǎn)生具有豐富頻率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周傳播。 對于高頻短波長的波來說， 選擇加速度傳感器，因為它具有頻率范圍寬， 對沖擊振動的頻響特性好等特點。 如檢測像硅酸鹽、 水泥混凝土和瀝青混凝土路面的剛性層狀體系時需要選擇加速度傳感器。速度、位移傳感器一般不用作沖擊測量。 另外，正確選定壓電式加速度傳感器的型號也是十分重要的 （必須考慮它的頻率范圍、 動態(tài)范圍、 靈敏度等主要特征參數(shù)是否符合測試精度要求） 。3）安裝位置的確定測試前，應(yīng)對現(xiàn)場路面進(jìn)行調(diào)查，確定檢測點，并合理布置。一般兩個垂向檢器之間的距離應(yīng)視測試的路面深度而定，通常應(yīng)使兩個間距大于路面深度的一半以波上，并且取振源到最近的

5、傳感器的距離等于兩傳感器之間的距離。4）連接導(dǎo)線選擇儀器之間的連接導(dǎo)線應(yīng)盡量短， 且記不應(yīng)將各種導(dǎo)線混合使用， 盡量選擇相同線種，且忌抖動，以免引起現(xiàn)場測量不穩(wěn)定。四參考答案：令SAM(t)= (t) cos 0t, 則 SAM(t) 的傅立葉變換為SAM( )=jt + 0)+X( - 0) (t) cos 0t*edt=1/2X(SAM(t)的大致形狀為：頻譜 SAM( ) 的形狀為：若 0< m,則將會出現(xiàn)頻域混疊現(xiàn)象，這樣就無法把相鄰的頻譜分開，也就不能恢復(fù)原信號了。五：答：雷達(dá)測厚技術(shù)的發(fā)射波是由雷達(dá)晶體共振腔產(chǎn)生的，它通過一種特制的非接觸天線向路基表面發(fā)射尖峰脈沖電磁波 0

6、，如圖所示：雷達(dá)測厚原理圖該脈沖電磁波0 到達(dá)路面以后，由于01 ，首先，一部分能量發(fā)生界面R0 反射， a0應(yīng)等于 a1 ，反射量為 I 1 。同時，另一部分能量繼續(xù)往路面以下各層傳播。由于各結(jié)構(gòu)層的材料在電性能方面主要是介電常數(shù)i 等具有明顯不同，脈沖電磁波0 在其中行進(jìn)的速度也隨之不同，如下式所示：i c /i(1)由式（ 1）看出，當(dāng)介電常數(shù)i 增加時，脈沖電磁波0 傳播速度減小。i 減少時，0的傳播速度i 增加。由于速度i 是個矢量，路面各材料層的介電常數(shù)均比空氣大，因而，脈沖電磁波0 在材料層中發(fā)生折射，改變了原來入射方向，偏向R0 第一界面法線，此時，沿0 方向傳播。 當(dāng)?shù)竭_(dá)界面

7、 R1處時，折射波的一部分能量通過R1 界面法線反射， 0 應(yīng)與 1相等，同時，又向 R0 界面穿透反射，與 R0界面第二法線成反射角2 ，反射量為 I 2 。同理，得反射量 I 3，甚至是 I4 與 I 5等。脈沖電磁波 0 從 R0 界面射入，并到R1 界面反射，在空氣中，得到反射能I 2 ，該反射波由特別的雷達(dá)接收天線接收，所歷經(jīng)的時間ti 可通過時間脈沖記錄器測知，0 在 1介質(zhì)中所經(jīng)過的距離為：Sihi2hi2cos 0cos 0由式（ 1）與（ 2）得下式：sin0c /0sin0c/1sin01sin000 sin 10sin 01sin 0（ 01時）sin11在（ 5）中，1

8、 由試驗測得， 0為脈沖電磁波0的入射角，是設(shè)定的，因而，由該式解得。于是，路面結(jié)構(gòu)材料層厚度可由下列公式計算：iSi2hi / cos0titi2hi / cos 0c / ihiccos 0titi2i（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）0 就能（ 6）六：工作原理由發(fā)射源發(fā)出的電磁波，大部分經(jīng)微波網(wǎng)絡(luò)天線發(fā)射出去，一小部分又發(fā)射源泄漏至混頻器，反射信號只能沿著微波網(wǎng)絡(luò)到混頻器，不能進(jìn)入體效應(yīng)振蕩器。接收的反射波在混頻器中與來自振蕩器泄漏過來的少部分發(fā)射波進(jìn)行混頻，混頻的結(jié)果就得到了這兩個頻率的差值即多譜勒頻移，又叫多譜勒頻率。根據(jù)多譜勒效應(yīng), 當(dāng)發(fā)射波的波速遇到運動物體返回時, 其回波有下面

9、的關(guān)系成立:f '0f 02VRf0C(1)式中 :f 'o 為反射信號的頻率。fo 為微波源產(chǎn)生的發(fā)射頻率。VR 為運動物體的徑向速度分量。從 (1) 式中可以看出 , 接收到的反射信號頻率f 'o 是由兩項組成的。第一項是由微波源產(chǎn)生的發(fā)射頻率, 第二項是由物體運動引起反射信號的多譜勒頻移。當(dāng)運動物體駛近微波源時 ,VR 為正 , 當(dāng)運動物體遠(yuǎn)離微波源時,VR 為負(fù) ,C 為電磁波在空間的傳播速度, 可將 (1) 式表示成如下形式 :fdf0 'f02VR f 0(2)n將 f d 稱為多譜勒頻移又叫多譜勒頻率, 由(2) 可求得 :VRCf d2 f0(3

10、)由于 C 和 fo 是已知量 , 顯然運動物體的徑向速度VR 與 f d 成正比 , 即測得 f d 就可求得目標(biāo)運動物體的徑向速度 VR 。上面的假定當(dāng)微波源處于靜止不動，而物體相對微波源移動時的情形；反之，當(dāng)物體靜止不動，而微波源相對于物體移動時，上面的結(jié)論也是成立的。也就是說，只要兩者之間有相對運動，多譜勒效應(yīng)就發(fā)生。采用測頻原理測量速度的方法：我們可以通過設(shè)置可編程定時、 計數(shù)器 8253 的時間常數(shù)， 并將 8253 的輸出端連接到單片機(jī)的外部中斷上， 程序通過檢測中斷信號對定時、 計數(shù)器 8253 發(fā)出相應(yīng)的控制命令（如設(shè)置為 100ms中斷一次），然后計算在標(biāo)準(zhǔn)的單位時間內(nèi)記錄

11、的多譜勒信號脈沖個數(shù)，即可換算出相應(yīng)的車速值。采用測頻的方法測量速度，在標(biāo)準(zhǔn)的單位時間內(nèi)測得的脈沖數(shù)越多，精度就越高，適用于高速測量。而在低速測量時，由于在單位時間內(nèi)測得的脈沖數(shù)量少，誤差較大，多采用測周期的方法來測速。采用測頻原理測量速度的方法圖譜采用測周期原理測速的方法：可以利用單片機(jī)內(nèi)的震蕩信號產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，然后測出在待測多普勒信號的一個脈沖周期內(nèi)有多少個標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，即可換算出車速。該方法適用于低速測量。采用測周期原理測速的方法圖譜f d1= vR .f9850/2=2*10.575*10 *60/3600*3* 10 * 10 =1200HZTd 1= 1=1 sf d11200因為測量誤差小于1%，所以它的門控時間里面需要100個脈沖。所以 xt11=