现代检测技术大作业

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1、现代检测技术作业1、等精度测量某电流10次，测量结果如下表所示，请判断其系统误差。表1测量结果及计算表11X,v,ViVi+iv,21101.05+0.45■0.20252100.90+0.300.1350.09003100.90+0.300.0900.09004100.70+0.100.0300.01005100.60000.00006100.50-0.1000.01007100.40-0.200.0200.04008100.30-.0300.0600.09009100.35-0.250.0750.06251010030-0.300.0750.0900L1006.00

2、■0.4850.6850%=^-!-=100.60n解：观察残差Vi的符号和数值，宥明显的卜降趋势，估计存在变值系统误差。利用马利科夫准则进行判断，因n为偶数，取k=5,利用公式510/=1i=5=(0.45+0.30+0.30+0.10)+(0.10+0.20+0.030+0.25+0.30)=2.3»X-因此测量中存在线性系统误差。用阿卑一赫梅特准则判断，得：9=0.485求测量数据的方差:(7/=!_0.68509=0.076=0.028ex2*7^=0.076*3=0.228显然故测量中含有周期性系统误差。2、已知某电容的剩余误差及测量值的标准差的估计值分别为:

3、nV,nVt1-0.0450.042-0.0160.013-0.027-0.034•0.0280.04<7=0X)27/^在置信概率为0.99时，试用格罗布斯准则判断有无粗大误差。临界值见附表1。解：由题可知Go(8,O.Ol)=2.22按测量值的大小顺序排列得x(5)、x(8)、x(6)、x(2)、x(3)、x(4)、x(7),x(l)首先怀疑x(5)含有粗大误差。0.040.028=1.428〈G0(8,0.01)=2.22故有格罗不斯准则可知不含粗大误差。3、什么叫线偏振光？什么叫圆偏振光？如果一束线偏振光在传播过程中变成了圆偏振光，试问原因何在？答:1)线偏振光

4、：光矢呈只沿一个Pd定的方向振动时，这种光称为线偏振光，乂称为平面偏振光。1)岡偏振光：光波是一种电磁波，它由电场和磁场共同构成。两者均为乖直于光波仿播方M的欠量。光波仿播在电场和磁场中出现偏转成为偏振。当这两个矢量都鬧绕自身旋转吋，光波便处于圆偏振状态。圆偏振光的特点是光矢量在垂直于光的传播方句的平面内按一定频率旋转(左旋或右旋)。如果光矢量端点的轨迹是一个圆，这种光称为圆偏振光。2)线偏振光在传播过程中经过波晶片可以产生产生圆偏振光和椭圆偏振光，如果一束线偏振光在传播过程屮变成了圆偏振光是因为偏振方向和波片的光轴而方向有夹角。4、归纳四种光纤中光波的调制技术答：(1

5、)光强调制型光纤传感器：光的强度变化來反映被测物理两的变化。其特点是:结构简单，抗干扰性差。(2)和位调制型：利用光的相位变化来反映被测量的变化。通常利用和干解调形成干涉。特点：有很高的灵敏度，易受多种环境干扰。(3)偏振态调制：通常需耍捡偏器解调，通常用來测电磁场、成力等。(4)波长调制：利用某种波长的变化。特点：抗干扰能力强，解调费用高5、什么叫光模式耦合，如何利用它来调制光波？答：1)光模式耦合：当单模光纤足够长时，由于受外界因素影响，双折射的快慢轴会随长度和时间而随机变换，以致沿光纤传输的两种模式的光强度会重新分布，这种现象称为模式耦合。2)利用耦合进行光波调制

6、利用光纤内发生模式耦合，这些耦合模变为辐射模，造成传播光能量的损耗。利用光纤中强度的衰减原理，构成调制器对光进行调制。具体调制分为三类：①用光直接耦合进行强度调制，用入射光纤和出射光纤为直接耦合，以改变光纤木身的位置或光纤木身的参数来调制光强。②用光闸进行强度调制，这种强度调制也称遮光式强度调制。由于被测对象遮挡一部分光,出射光纤屮的光强随被遮挡而积的多少仙变化，所以出射光纤屮的光强为被测对象宥关参数的函数。③反射式和透射式强度调制，反射式强度调制的工作原理是基于光反射系数的变化。6、什么叫布拉格波长？简述利用布拉格光栅检测温度和应力的工作原理。答：1）布拉格波当一束光

7、照射到具有周期结构的材料上（光栅）时，由于周期结构对光的发射具冇波长选择性，如果光波波长满足布拉格条件即称为布拉格波长。2）布拉格光栅检测原理：光纤布拉格光栅是通过改变光纤芯K折射率，使其产生小的周期性扰动而形成。由于扰动仅会对很窄，的一小段光谱产生影响（典型光谱宽度约0105〜013™），因此当宽带光波在光栅屮传输吋，入射光波将在相应的频率上被反射冋來，其余的透射光波则几乎不受影响。这样，光纤光栅实际上就起到了光波选择反射镜的作用。当光栅周围的温度或应力发生变化吋，将导致光栅栅距周期及纤芯折射率的变化，从而使光纤布拉格光栅中心波长发生移