现代测试技术及应用学习心得

第一篇：现代测试技术及应用学习心得

《现代测试技术》课程总结

学校：太原科技大学 班级：力学141802班姓名：曹华科 学号：201418020202

《现代测试技术》课程总结

经过这学期现代测试技术的学习，让我对测试技术有了一个全新的认识和理解。让我以前对现代测试技术浅薄的认知有了很大的变化，现代测试的飞速发展也让我对之充满信心。

随着自动化技术的高速发展，仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节，同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础，没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息，要实现高水平的自动化就是一句空话。随着自动化程度要求的不断提高，测试技的作用越来越明显。可以说，自动化的提高很大作用取决于现代测试技术的提高。科学技术的发展历史表明，许多新的发现和突破都是以测试为基础的。同时，其他领域科学技术的发展和进步又为测试提供了新的方法和装备，促进了测试技术的发展。

测试的基本任务是获取有用的信息，而信息又是蕴涵在某些随时间或空间变化的物理量中，即信号之中的。因此，首先要检测出被测对象所呈现的有关信号，再加以分析处理，最后将结果提交给观察者或其他信息处理装置、控制装置。测试技术已成为人类社会进步和各学科高级工程技术人员必须掌握的重要的基础技术。

测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。当测试的目的、要求不同时，所用的测试装置差别很大。测试系统的基本特性是测试系统与其输入、输出的关系，它一般分为两类：静态特性和动态特性。在选用测试系统时，要综合考虑多种因素，其中最主要的一个因素是测试系统的基本特性是否能使其输入的被测物理量在精度要求范围内真实地反映出来。

基于计算机的测量师现代测试技术的特点。20多年来，仪器开始与计算机连接起来。如今，计算机已成为现代测试和测量系统的基础。随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，传感器技术、通信技术和计算机技术者3大技术的结合，使测试技术领域发生了巨大变化。

第一种结合是计算机技术与传感器技术的结合。其结果是产生了智能传感器，为传感器的发展开辟了全新的方向。多年来，智能传感器技术及其研究在国

内外测控领域扮演着举足轻重的角色。

第二种结合是计算机技术和通信技术的结合。其结果是产生了计算机网络技术，这一结合所带来的划时代意义已是有目共睹的，它使人类真正进入了信息化时代。

第三种结合是计算机网络技术和智能传感器的结合。其结果是产生了基于TCP/IP的网络智能传感器，使传统测控系统的信息采集、数据处理等方式产生了质的飞跃，而且使测控系统本身也发生了质的飞跃，使测控系统的结构和功能产生了重大变革。对系统的扩充和维护都提供了极大的方便。

现代测试系统组成的结构一般来说是由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。随着微电子技术、计算机技术及数字信号处理器等先进技术在测试中的应用，就共性及基础技术而言，现代电测技术在集成仪器、测试系统的体系结构、测试技术、人工智能测试技术等方面有了长足发展。现代测试系统主要是以通用计算机为核心，采用标准总线，选取标准硬件模板及必要的专用接口与设备，构造满足领域中多种应用要求的分布式测试系统。

现代测试技术的发展几乎是与计算机技术同步、协调向前发展的，计算机技术是测试技术的核心，若脱离开计算机、软件、网络、通信发展的轨道，测试技术产业就不可能壮大。

测试技术的发展主要包括传感器的发展、测试手段的发展、测量信号处理的发展。第一、传感器的发展：传感器的作用主要是获取信息，是信息技术的源头。主要发展方向是面向智能化传感器、多传感器、多功能化和高精度化及传感器的融合。第二、测试手段的发展：主要面向硬件功能软件化、集成模块化、参数整定与修改实时化、硬件平台通用化。第三、测量信号处理的发展：主要是面向信号处理芯片方向。

在以后的学习的生活中，测试技术对未来工业发展有很大重要。对各行各业都非常重要，让我以后对测试技术更加的重视。也希望以后能从事这方面的工作。

第二篇：现代测试技术

《现代测试技术》

课程考核论文

学院：xxxxxxxxxxxxxxxxx

姓名：XXX班级：xxxx 学号：xxxxxxxxxxxxxx

摘要：CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。关键字：电信号、图像信号、相机、摄像机。

该传感器的工作原理

构成CCD的基本单元是MOS（金属－氧化物－半导体）结构。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。工作时，需要在金属栅极上加一定的偏压，形成势阱以容纳电荷，电荷的多少与光强成线性关系。电荷读出时，在一定相位关系的移位脉冲作用下，从一个位置移动到下一个位置，直到移出CCD，经过电荷ˉ电压变换，转换为模拟信号。由于在CCD中每个像元的势阱所容纳电荷的能力是有一定限制的，所以如果光照太强，一旦电荷填满势阱，电子将产生“溢出”现象。另外，在电荷读出时，由于它是从一个位置到下一个位置的电荷转移过程，所以存在电荷的转移效率和转移损失问题

电荷耦合摄像器件（CCD）的突出特点是以电荷为信号载体。它的功能是接受存储模拟电荷信号，并将它逐级转移（并存储）输送到输出端。其基本工作过程主要是信号电荷的产生、存储、转移和检测，因此实际上相当于一个模拟移位存储器。主要有信息处理用延迟线、存储器和光电摄像器件三个方向应用

CCD有表面（沟道）CCD（SCCD）和埋沟CCD（BCCD）两种基本类型。作为图像传感器用摄像器件还另外具有光敏元阵列和转移栅，以进行光电转移，并将光电转换的信号电荷转移到CCD转移电极下。

该传感器的的测量的物理量及范围

线型CCD即CCD的感光元件排列在一条直线上。它成像方式是CCD在光学系统成像所在的焦平面上垂直扫过，地到一幅完整的影像。传统的扫描仪都使用这种类型的CCD，因此我们又称它为扫描型CCD。线性CCD的这种工作方式决定了

2它得到一幅完整的影像需要很长的时间，即嚗光时间很长。自然它就无法用于拍摄动态的物体，另外在嚗光过程中需要一致的光线环境，它也不支持闪光拍摄。虽然有如此重大的缺陷，但线性CCD的感光元件可以做到很高的线密度，这样用线性CCD可以得到极高像素数量的影像，因此它仍然被用于数码相机，拍摄需要超高分辨率的静物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相机，它用三条线性CCD分别感应红蓝绿三色光，每条3648像素，色彩灰度为12位，可得到1640万像素分辨率高达4500*3648的图象，最终的影像容量高达50-100MB。其预扫描时间需要12秒，每一线依精度需要1/15-1/200秒。

面型CCD 又称全幅式CCD,阵列型CCD。面型CCD的嚗光方式有以下三种。1．单CCD芯片三次嚗光：即通过三色滤镜轮盘分别将红蓝绿三色光投射在CCD上，三次采集后合成得到影像。这种方式得到的影像质量很高，但三次嚗光，不能用于拍摄动态影像。

2．三CCD一次嚗光：三个CCD芯片，分别感应红绿蓝三色光（或其中两片感应绿色光，另一片感应红蓝光），自然光通过分光棱镜系统将三色光分别投影在CCD上，一次嚗光得到完整影像。这种方式得到的影像质量和单芯片三次嚗光一样，而一次嚗光可拍摄动态影像.缺点是三CCD的成本很高，分光棱镜的制作技术难度也很大。

3.单CCD芯片一次嚗光：CCD上组合排列感应三种色光的像素，一次嚗光后得到影像，由于人眼对绿色最为敏感，通常CCD上的感绿色像素最多。这种方式的影像质量最低，但受成本的限制和对动态影像的拍摄要求，市面上主流产品大都采用单CCD芯片一次嚗光。

CCD-CCD原理

说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。

CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面

该传感器的对测量某一物理量的具体应用

CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。CCD一般可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。线阵CCD将CCD内部电极分成数组，并施加同样的时钟脉冲，以满足不同场合的应用。面阵CCD较线阵CCD结构更为复杂，由很多光敏区排列成一个方阵并以一定的形式连接成一个器件，以获取大量信息，完成复杂图像的处理。

一般考察CCD质量性能，可以对其不同参数进行考虑。包括CCD的光谱灵敏度、暗电流与噪声、转移效率和转移损失率、时钟频率的上、下限、动态范围、非均匀性、非线性度、时间常数、CCD芯片像素缺陷等。

CCD图像传感器一般体积较小，功耗也较低，因此适应于各类电子产品而不会占用太大空间。同时CCD灵敏度高、噪声低、动态范围大、响应速度快、像素集成度高、尺寸精确等，都让它的应用得到普及。

含格状排列像素的CCD应用于数码相机、光学扫瞄仪与摄影机的感光元件。经冷冻的CCD亦广泛应用于天文摄影与各种夜视装置，而各大型天文台亦不断研发高像数CCD以拍摄极高解像之天体照片。CCD能使固定式的望远镜发挥有如带追踪望远镜的功能，让CCD上电荷读取和移动的方向与天体运行方向一致，速度也同步，以CCD导星不仅能使望远镜有效纠正追踪误差，还能使望远镜记录到比原来更大的视场。一般的CCD大多能感应红外线，所以衍生出红外线影像、夜视装置、零照度（或趋近零照度）摄影机/照相机等

该传感器的技术指标及参考价格、可能的生产厂家 1.光谱灵敏度

CCD的光谱灵敏度取决于量子效率、波长、积分时间等参数。量子效率表征CCD芯片对不同波长光信号的光电转换本领。不同工艺制成的CCD芯片，其量子效率不同。灵敏度还与光照方式有关，背照CCD的量子效率高，光谱响应曲线无起伏，正照CCD由于反射和吸收损失，光谱响应曲线上存在若干个峰和谷。

2.CCD的暗电流与噪声

CCD暗电流是内部热激励载流子造成的。CCD在低帧频工作时，可以几秒或几千秒的累积（曝光）时间来采集低亮度图像，如果曝光时间较长，暗电流会在

4光电子形成之前将势阱填满热电子。由于晶格点阵的缺陷，不同像素的暗电流可能差别很大。在曝光时间较长的图像上，会产生一个星空状的固定噪声图案。这种效应是因为少数像素具有反常的较大暗电流，一般可在记录后从图像中减去，除非暗电流已使势阱中的电子达到饱和。

晶格点阵的缺陷产生不能收集光电子的死像素。由于电荷在移出芯片的途中要穿过像素，一个死像素就会导致一整列中的全部或部分像素无效；过渡曝光会使过剩的光电子蔓延到相邻像素，导致图像扩散性模糊。

3.转移效率和转移损失率

电荷包从一个势阱向另一个势阱转移时，需要一个过程。像素中的电荷在离开芯片之前要在势阱间移动上千次或更多，这要求电荷转移效率极其高，否则光电子的有效数目会在读出过程中损失严重。

引起电荷转移不完全的主要原因是表面态对电子的俘获，转移损失造成信号退化。采用“胖零”技术可减少这种损耗。

4.时钟频率的上、下限

下限取决于非平衡载流子的平均寿命，上限取决于电荷包转移的损失率，即电荷包的转移要有足够的时间。

5.动态范围

表征同一幅图像中最强但未饱和点与最弱点强度的比值。数字图像一般用DN表示。

6.非均匀性

表征CCD芯片全部像素对同一波长、同一强度信号响应能力的不一致性。

7.非线性度

表征CCD芯片对于同一波长的输入信号，其输出信号强度与输入信号强度比例变化的不一致性。

8.时间常数

表征探测器响应速度，也表示探测器响应的调制辐射能力。时间常数与光导和光伏探测器中的自由载流子寿命有关。

9.CCD芯片像素缺陷

a.像素缺陷：对于在50%线性范围的照明，若像素响应与其相邻像素偏差超过30%，则为像素缺陷。

b.簇缺陷：在3*3像素的范围内，缺陷数超过5个像素。

c.列缺陷：在1*12的范围内，列的缺陷超过8个像素。

d.行缺陷：在一组水平像素内，行的缺陷超过8个像素

价格：600~800元之间

生产厂家：索尼、尼康

优缺点

优点：CCD制造工艺较复杂，成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确一般是颜色好，缺点：费电，曝光时间长的时候温升大，噪点相对严重，最重要的是大规格的成品率低，成本高

针对缺点有何改进措施

1)围绕空间CCD相机的设计技术要求,本文在相机的结构设计过程中完成了以下工作:(a)通过对星载空间相机常用材料的性能分析比较,合理地完成部件结构的材料选择,为达到轻量化的设计要求奠定基础;(b)应用有限元分析方法,对相机关键部件——主镜筒和支架进行了优化设计;2)在该相机精确CAD模型的基础上,对CCD相机进行了简化造型。利用简化后的模型建立了整机的有限元模型,完成了该相机结构动态特性分析计算

参考文献

[1].曾光奇.工程测试技术基础.武汉：华中科技大学出版社.2002.36

第三篇：现代材料测试技术复习题

1、电子显微镜分析法分辨率优先于光学微分分析法的主要原因是什么？

答：光学显微镜的分辨率受限于光的衍射，即受限于光的波长，当入射光为可见光（390—760nm）时，光学显微镜的分辨率本领极限为200nm，相应的有效放大倍数为1000倍。要想进一步提高显微镜的分辨极限和有效放大倍数，途径是寻找波长更短的照明源。

2、透射电子显微镜主要由哪几部件组成？

答：透射电子显微镜主要是由三部分组成，它们是电子光学部分、真空部分、电器部分。

（1）电子光学部分：照明系统；成像系统；像的观察记录系统（2）真空系统（3）电源部分：电器部分包括高压电源、透射电源、真空系统电源和其它电器部件。

3、透射电子显微镜需要真空的原因是什么？

答：（1）因为高速电子与气体分子相遇和相互作用导致随机电子散射引起炫光和减低像衬度。（2）照明系统中的电子枪会发生电离和放电，使电子束不稳定（3）残余气体会腐蚀电子枪的灯丝，缩短其寿命，而且会严重污染样品。

4、TEM通常将式样制成薄膜、单晶或切成超薄切片的原因主要是什么？

答：试样制备是为了使所要观察的材料结构经过电镜放大后不失真，并能得到所需的信息。透射电镜是利用样品对入射电子的散射能力的差异而形成衬度的，这要求制备出对电子束“透明”的样品。电子束穿透样品的能力主要取决于加束电压、样品的厚度以及原子序数。一般来说，加束电压愈高，原子序数越低，电子束可穿透的样品厚度就愈大。

5、TEM萃取复型的基本原理是什么？

使用粘着力较大的复型膜，在复型膜与试样分离时，试样表层某些物质随着复型膜离开试样，因此，试样表面起伏特征被印在复型膜上，又萃取了试样物质，这样可分析试样的形貌结构，并且萃取物质保留了在原试样中的相对位置。

6、能谱仪的工作原理是什么？

答：每一种元素都有它自己的特征X射线,，特征波长的大小取决于能级跃迁过程释放出的特征能量△E，根据特征X射线的波长和强度就能得出定性与定量的分析结果，能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。定性分析依据：试样中不同元素的特征X射线峰，由于能量不同，会在能谱图中不同位置出现。定量分析依据：被测未知元素的特征X射线强度与已知标样特征X射线强度相比而得到它的含量。

7、扫描电电子显微镜主要由几部分组成？

答：扫描电子显微镜主要有电子光学系统、真空系统、电器系统三部分，另外还有信号检测系统。如果配置了能谱仪，则还有包括特征X射线处理系统。

8、制备SEM样品应考虑那些问题？

答：(1)观察样品一定是固体,在真空下能保持长期稳定.含水样品应先行干燥或予抽真空.(2)导电性不好或不导样品,在电镜观察时,电子束打在试样上,多余的电荷不能流走,形成局部充电现象,干扰了电镜观察.为此要在非导体材料表面喷涂一层导电物质(如碳、金)，涂层厚度0.01-0.1μm，并使喷涂层与试样保持良好的接触，使累积的电荷可流走。（3）扫描电镜样品的尺寸不像TEM样品那样要求小和薄，扫描电镜样品可以是粉末状的，也可以是块状的，只要能放到扫描电镜样品台上即可，一般SEM最大允许尺寸为φ25mm，高20mm。（4）将样品放入样品室观察前先需用丙酮、酒精或甲苯这类溶剂清洗掉样品表面的油污，因为这些物质分解后会在样品表面沉积一层碳和其他产物，当放大倍数缩小时，图像中原视域就成为暗色的方块。（5）在SEM里，是用特征X射线谱来分析材料微区的化学成分。X射线谱的测量与分析主要有能谱仪（EDS）。

9、举例说明电镜在科学研究中的作用：

答：1）断口形貌分析 2）纳米材料形貌分析

3）微电子工业方面的作用 4）可实现微区物相分析 5）高的图像分辨率 6）获得丰富的信息

单壁碳纳米管吸附对三联苯的研究、没食子酸还原法制备金银合金纳米粒子及其吸收光谱研究

第2章 热分析

1、简述差热分析的原理和装置示意图。

原理：差热分析是在程序控温下，测量物质和参比物的温度差随时间或温度变化的一种技术。当试样发生任何物理或化学变化时，所释放或吸收的热量使样品温度高于或低于参比物的温度，从而相应地在差热曲线上得到放热或吸热峰。

差热分析仪主要由加热炉、温差检测器、温度程序控制仪、讯号放大器、量程控制器、记录仪和气氛控制设备等所组成。

1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电偶； 6-冰冷联结；7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品热电偶； 10-放大器；11-x-y记录仪

2、影响差热分析效果的仪器、试样、操作因素是什么？

实验条件的影响：①升温速率的影响----影响峰位和峰形②气氛的影响---影响差热曲线形态③压力的影响：压力升高，试样分解、扩散速度下降，反应温度偏高。④热电偶热端位置：插入深度一致，装填薄而均匀。⑤走纸速度（升温速度与记录速度的配合）：走纸速度与升温速度相配合。

样品的影响：①样品用量的影响②样品粒度的影响③试样的结晶度、纯度和离子取代④试样的装填：装填要求：薄而均匀。试样和参比物的装填情况一致。⑤参比物的选择：整个测温范围无热反应；比热与导热性与试样相近；粒度与试样相近（100－300目筛）

3、阐述DSC技术的原理和特点。

示差扫描量热法是在程序控制温度下,测量输入到试样和参比物的功率差与温度之间关系的一种技术。

原理：示差扫描量热法对试样产生的热效应能及时得到相应补偿，使得试样与参比物之间无温差，无热交换；而且试样升温速率始终跟随炉温呈线性升温，保证补偿校正系数K值恒定。因此，不仅使测量灵敏度和精密度都大大提高，而且能进行热量的定量分析。

特点：使用的温度范围较宽、分辨能力高和灵敏度高，在测试的温度范围内除了不能测量腐蚀性物质外，示差扫描量热法不仅可以替代差热分析仪，还可以定量的测定各种热力学参数，所以在科学领域中获得广泛应用。

4、简述DTA、DSC分析对样品的要求和结果分析方法。对样品的要求：①样品用量：通常用量不宜过多，因为过多会使样品内部传热慢、温度梯度大，导致峰形扩大和分辨率下降。样品用量以少为原则，一般用量最多至毫克。样品用量0.5~10mg。②样品粒度：粒度的影响比较复杂。大颗粒和细颗粒均能使熔融温度和熔融热焓偏低。样品颗粒越大，峰形趋于扁而宽。反之，颗粒越小，热效应温度偏低，峰形变小。颗粒度要求：100目-300目（0.04-.15mm）④样品的几何形状：增大试样与试样盘的接触面积，减少试样的厚度，可获得比较精确的峰温值。⑤样品的结晶度、纯度和离子取代：结晶度好，峰形尖锐；结晶度不好，峰面积小。纯度、离子取代同样会影响DTA曲线。⑥样品的装填：装填要求薄而均匀，试样和参比物的装填情况一致。结果分析方法：

①根据峰温、形状和峰数目定性表征和鉴别物质。方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。②根据峰面积定量分析，因为峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计算参与反应的物质的量或测定热化学参数。③借助标准物质，可以说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、熔化等热效应的关系。在DTA曲线中，吸热效应用谷来表示，放热效应用峰来表示；在DSC曲线中，吸热效应用凸起正向的峰表示(热焓增加)，放热效应用凹下的谷表示(热焓减少)。

5、简述热重分析的特点和影响因素。

热重法是对试样的质量随以恒定速率变化的温度或在等温条件下随时间变化而发生的改变量进行测量的一种动态技术.特点:热重法的特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化和变化的速率，例如物质在加热过程中出现的升华、气化、吸附或解吸以及有气体产生或有气体参加的化学反应等均可以通过热重分析仪上物质质量的改变得到反映。所以，热重法可以用来研究物质的热分解、固态反应、吸湿和脱水、升华或挥发等多种物理和化学过程，并可用于研究反应动力学。可以说，只要物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。

影响因素:1）样品盘的影响2）挥发物的冷凝的影响3）升温速率的影响4）气氛的影响5）样品用量的影响6）样品粒度的影响

第3章 电子能谱分析

一定能量的电子、Ｘ射线或紫外光作用于样品，把样品表面原子中不同能级的电子激发成自由电子，这些电子带有样品表面的信息，且具有特征能量，收集并研究这类电子的能量分布，这就是电子能谱分析。

1、简述X光电子能谱分析的基本原理.一定量的X光照射到样品表面,和待测物质发生作用,可以使待测物质原子的电子脱离原子成为自由电子。

2、简述俄歇电子能谱基本原理.由Ｘ射线与物质作用产生一种特殊的二次电子（俄歇电子），通过测量这类电子的能量分布，得到的电子能谱。

3、电子能谱仪的主要构件是什么? 电子能谱仪通常由激发源、离子枪、样品室、电子能量分析器、检测器和真空系统组成。

第四篇：现代多媒体技术学习心得

现代多媒体技术学习心得

通过八周的现代多媒体技术的课程，让我充分的加深了对现代多媒体技术的认识和感悟，收获也颇为丰富，并且感受到掌握和运用多媒体技术的重要性，下面就是我对现代多媒体技术学习课的心得体会。

随着计算机网络的高速发展，21世纪的社会信息化已促使社会的经济与发展依赖于信息，通过网络传播信息，而信息的传播又依赖于媒体，在此背景下应运而生了新兴的多媒体技术，并形成了一个朝气蓬勃的产业，多媒体是集蚊子，图形，图像，声音和视频动画于一体的，具有交互性的传媒展示综合技术，因为是图文并茂，有声有色，会动会跳，所以引人入胜，宣传效果显著，受到各阶人士的欢迎和接受，多媒体不仅展示新颖，更因为它采用的是最新的数字技术，所以又是一个典型的技术密集型产业，几乎涉及了高新技术的每一个热点。

多媒体技术是将计算机系统中的图形，图像，声音，文字等多种信息媒体综合于一体进行编排处理的技术。它是在原有的计算机运算能力的基础上，扩充了数字信号处理器，大容量光盘，触摸屏和其它的外围设备作为系统的基本配置，以多种形式表达，存储和处理信息，充分调动人们的耳闻，口述，目睹，手触等多种感觉其关于计算机交互作用，交流信息，使人与计算机的交通更加方便，更加友好。专家们预言，要80年代的个人计算机一样多媒体技术将是90年代计算机技术的一场革命。

近年来，多媒体技术得到迅速发展，多媒体技术的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。

可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。其二，随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。其三，由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。

音频技术

音频技术发展较早，几年前一些技术已经成熟并产品化，甚至进入了家庭，如数字音响。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。

音频数字化目前是较为成熟的技术，多媒体声卡就是采用此技术而设计的，数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数，人耳听觉上限在20KHz左右，目前常用的采样频率为11KHz，22KHz和44KHz几种。采样频率越高音质越好，存贮数据量越大。CD唱片采样频率为44.1KHz，达到了目前最好的听觉效果。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围，目前常用的有8位、12位和16位三种。不同的采样数据位数决定了不同的音质，采样位数越高，存贮数据量越大，音质也越好。CD唱片采用了双声道16位采样，采样频率为44.1KHz，因而达到了专业级水平。

音频处理包括范围较广，但主要方面集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放，目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段，汉语合成几年来也有突飞猛进的发展，实验系统正在运行。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别，虽然目前只是处于实验研究阶段，但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。视频技术

虽然视频技术发展的时间较短，但是产品应用范围已经很大，与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。目前采样格式有两种:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2，前者是早期产品采用的主要格式，Y:U:V4:2:2格式使得色度信号采样增加了一倍，视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。

视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。图像压缩技术

图像压缩一直是技术热点之一，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。

MJPEG是指MotionJPEG，即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。

MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。MPEG算法的缺点是压缩算法复杂，实现很困难。

多媒体教学

随着教学改革的不断深入，应试教育正在逐步向素质教育转轨，传统的教学手段已跟不上教育前进的步伐。现代多媒体技术以迷人的风采走进了校门，进入了课堂。实现教学手段的现代化已是初中物理课堂教学改革的当务之急，势在必行。只有充分发挥多媒体技术优势进行物理课堂教学，才能实现初中物理课堂教学的最优化。本人通过多年的教学实践认为利用多媒体技术优化物理课堂教学能够起到以下几方面的积极作用：

一、利用多媒体技术设置情境可激发学习爱好，发挥学生的主体作用

美国教育学家布鲁纳说：“学习的最好刺激，乃是对所学材料的爱好”。我国教育家孔子也曾说过：“知之者不如好知者，好知者不如乐知者”。爱好的力量是巨大的。作为教师要充分挖掘物理教材中的爱好因素和艺术魅力，而运用多媒体技术进行初中物理课堂教学可以充分调动起学生的求知欲望和学习爱好，发挥他们的主体作用，达到“寓教于乐”的目的。多媒体技术辅助教学能使学生看到图文并茂、视听一体的交互式集成信息，可以在多媒体课件中阅读教学内容，也可以从中听取与课堂教学相关联4192的声音信息，观看实验过程以及原理。这种新的信息形式改变了枯燥单一的教学模式，使学生能够更加形象地理解信息，产生学习的爱好与乐趣，主动、及时地获取信息，激发表达欲望，从而形成师生互动，而不再是课堂教学的被动接受者。如在讲解“机械能的相互转化”这一章节时，利用Flash课件，使学生能够听到水流声，能够感受到气势磅礴的长江、黄河所产生巨大的能量带动水轮机转动而发电的情景，使没有见过大型水电站的学生也能熟悉到水电站的运转过程。通过这样的情境教学，不但让学生形象的理解了机械能的相互转化的水力发电原理，也让学生很好感受到保护水资源的重要性。可见，多媒体技术可以提供丰富多彩的声、光、电等各种信息，使得课堂变得绚丽多彩，大大优化了教学氛围，使师生之间的信息交流环境变得丰富而生动，学生置身于这样一个合谐的教学情境，学习爱好将得到极大的提高。使课堂教学的综合性、实践性、趣味性、应用性得到进一步加强，从而使学生学习获得事半功倍的效果。

二、利用多媒体技术发挥物理演示实验的作用，优化物理实验教学

物理是一门实验学科，物理知识、物理规律来源于生活实践，学习物理离不开理论联系实际，通过丰富多彩有趣生动的物理实验，让学生分析、归纳物理概念及规律，从而提高教学效果。但由于受到实验仪器本身的限制，如可视性不强的实验，抽象物理现象，实验效果不如人意，而通过多媒体技术可模拟完成现实环境下难以操作的物理实验，可提高物理实验的演示效果。如：电流的形成，电磁感应，失重状态等，教师利用多媒体技术再现模拟，是教师用叙述、挂图等传统教学方式无法比拟的效果。

三、利用多媒体技术可控制教学节奏，提高教学效果

利用多媒体技术可控制教学节奏，提高教学效果。在物理课堂教学中，教师可利用多媒体把全部学生答案迅速收集统计，及时分析教学效果，从而调整教学的节奏和进程，及时反馈，使教学的调控合理化，又进一步调动了学生学习的积极性和主动性，提高了课堂教学效率。物理教学离不开实验，实验是物理研究的基础，可以很好的辅助教学，使教学效果事半功倍。但不可能每个实验必做，对某些演示实验在进行效果不是很明显的，如用天平测固体液体的质量、牛顿第一定律、焦耳定律等在实验室进行，其他诸如安全用电等物理性质的示范性实验，则通过多媒体课件来进行辅助。通过多媒体课件的演示可合理控制教学节奏，使教学过程能够按照预设的思路进行。全面提高了教学效果。

四、利用多媒体技术创设学习氛围可有效激发学生的求知欲望，培养学生的能力

在教学中创设学习氛围，自古有之，但多以语言、动作、图片和简单的实物来烘托气氛，不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，难以提取长时记忆中的有关学习内容。而多媒体教学设计能够提供文本、图形图象、音频、动画、视频等多种媒体，甚至是人工智能。充分的交互性能够创设生动、直观、形象的学习氛围，使教学直观化、模型化、动态化，有效地激发学生的求知欲望，从而培养学生的能力。例如：在初二物理“浮沉的条件及应用”的教学中，我设计编辑了一个短片，配以和谐的音乐解说，有轮船、潜水艇上浮下沉、气球、飞艇等浮力应用于实际的画面，学生马上被吸引了。于是出现质疑题目，这些飞行物是怎样实现上浮和下沉？学生讨论，适时出示本课学习目标，轻松引入新课，引导学生去探求新知，从而水到渠成。在这样的教学氛围中学生会有更多的感受和启发，有效地丰富了学生的感性熟悉，提高了物理课堂的教学效果。

多媒体的主要应用出了上述之外其实还有很多，无法一一例举，但是上面几点已经具有相当的代表性。

多媒体化湿信息化发展的一个必然阶段，是一个崭新的技术时代。多媒体引起了诸多信息技术的集成与融合的革命，它将计算机，家用电器，通信网络，大众媒体，人机交互和娱乐机器等原来界限分明的东西，融合成了新的应用。多媒体与英特网一起，成为推动20世纪末，21世纪初社会信息化发展两个最重要的技术作为一种划时代的高新技术给我们的生活带来了难以想象的变化。我们没有理由不相信：在不久的将来，多媒体技术一定会在社会生产，生活的各个方面全面开花，结果，更加强而有力的服务于人类。

第五篇：材料现代测试技术 期末复习题

1.X射线管主要由，和

2.X射线透过物质时产生的物理效应有：

3.德拜照相法中的底片安装方法有：正装，反装，和偏装三种。

4.X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种。

5.透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。

7.电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。

8.扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。

9.人眼的分辨率本领大约是：0.2mm

10.扫描电镜用于成像的信号：二次电子和背散射电子，原理：光栅扫描，逐点成像。

11.TEM的功能是：物相分析和组织分析（物相分析利用电子和晶体物质作用可发生衍射的特点；组织分析；利用电子波遵循阿贝成像原理）

12.DTA：定性分析（或半定量分析），测温范围大。DSC：定量分析，测温范围常在800℃以下。

13.放大倍数（扫描电镜）：M=b/B（b：显像管电子束在荧光屏上的扫描幅度，通常固定不变；B：入射电子束在样品上的扫描幅度，通常以改变B来改变M）

14.X射线衍射分析方法中，应用最广泛、最普通的是衍射仪法。

15.透射电镜室应用透射电子来成像。

16.TEM无机非金属材料大多数以多相、多组分的非导电材料，直到60年代初产生了离子轰击减薄法后，才使无机非金属材料的薄膜制备成为可能。

17.适合透射电镜观察的试样厚度小于200nm的对电子束“透明”的试样。

18.扫描电镜是用不同信号成像时分辨率不同，分辨率最高的是二次电子成像。

19.在电子与固体物质相互作用中，从试样表面射出的电子有背散射电子，二次电子，俄歇电子。

20.影响红外光谱图中谱带位置的因素有诱导效应，键应力，氢键，物质状态。

1.电离能：在激发光源作用下，原子获得足够的能量就发生电离，电离所必须的能量称为电离能。

2.原子光谱分析技术：是利用原子在气体状态下发射或吸收特种辐射所产生的光谱进行元素定性和定量分析的一种分析技术。

3.X射线光电效应：当X射线的波长足够短时，其光子的能量就很大，以至能把原子中处于某一能级上的电子打出来，而它本身则被吸收，它的能量就传递给电子了，使之成为具有一定能量的光电子，并使原子处于高能的激发态。这种过程称为光电吸收或光电效应。

4.5.衍射角：入射线与衍射线的夹角。背散射电子：电子射入试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，有一部分电子的总散射角大于90℃，重新从试样表面逸出，成为背散射电子。

6.7.磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。俄歇电子：当外层电子跃入内层空位时，其多余的能量也可以不以X射线的形式放出，而是传递给其他外层电子，使之脱离原子，这样的电子称为俄歇电子。

8.热重法：把试样置于程序控制的加热或冷却环境中，测定试样的质量变化对温度 1

活时间作图的方法。

9.相干散射：X 射线光子与原子内的紧束缚电子相碰撞时，光子的能量可以认为不受损失，而只改变方向。因此这种散射的波长与入射线相同，并且有一定的位相关系，它们可以相互干涉，形成衍射图样，称为相干散射。

10.质厚衬度：对于无定形或非晶体试样，电子图像的衬度是由于试样各部分的密度ρ（或原子序数Z）和厚度t不同形成的，这种衬度称为质量厚度（Pt）衬度，简称质厚衬度。

11.景深：指透镜高低不平的样品各部位能同时聚焦成像的一个能力范围，这个范围用一段距离来表示。

12.复型法：用对电子束透明的薄膜把材料表面或断口的形貌复制下来的方法叫复型法，次薄膜即为复型。

13.差热分析：在程序控制温度下测定物质和参比物之间的温度差随时间或温度变化的一种分析技术。

14.质谱分析：是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。

15.分辨率：两个埃利斑中心间距等于埃利斑半径Ro时，平面上相应的两物点的间距△ro为透镜能分辨最小间距。

1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求？

要求粉末粒度要大小适中，在1um-5um之间，粉末不能有应力和织构，样品有一个最佳厚度。

2.透射电子显微镜的主要组成部分，功能，应用？

组成部分：电子光学系统，真空系统和电源与控制系统。功能：观察材料内部组织形貌和进行电子衍射以了解选区的晶体结构。应用：可以进行材料组织形貌观察，研究材料的相变的规律，探索晶体缺陷对材料性能的影响，分析材料失效原因，剖析材料成分，组成及经过的加工工艺等。

3.TEM与 SEM的原理，结构，用途不同？

TEM透射电镜:原理：阿贝成像原理，平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征像。结构：由电子光学系统，真空系统及电源与控制系统组成。用途：微区物相分析。

SEM扫描电镜：原理：即光栅扫描，逐点成像，电子束受到扫描系统的控制在样品表面上做逐行扫描。结构：由电子光学系统，扫描系统，信号检测盒放大系统，图像显示与记录系统，真空系统和电源系统组成。用途：物体表面形貌分析。

6.TEM式样的制备方法？

1块体材料制备薄膜试样（离子减薄，电解双喷减薄）利用超薄砂轮片，金属丝锯等方法从试样切取0.7mm左右的薄片，利用机械研磨，化学抛光等方法将薄片试样减薄至100-150um，离子减薄仪或双喷装置对薄片试样进行最后减薄直至试样穿孔。

2粉末试样，通常将粉末颗粒放入蒸馏水或其他合适的溶液中，形成悬浮液，最好将悬浮液放在超声波搅拌器中搅拌，使得颗粒尽可能的分散，然后用滴管将悬浮液滴在支持膜上，待其干燥后再蒸上一局碳膜，成为观察用的粉末样品。

3复型法

4超薄切片法

7.DSC与DTA测量原理不同点？

DSC是在控制温度变化情况下，以温度或时间为横坐标，以样品与参比物温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线，为差示扫描量热曲线或DSC曲线，DAT是测量△T-T的关系，而DSC是保持△T=0，测定△H-T的关系。两者最大的差别是DTA只能定性或半定量，而DSC的结果可用于定量分析。

8.原子发射与原子吸收原理？

原子发射：元素受到热或电击发时，由基态跃迁到激发态，在返回基态时，发射出特征光谱。原子吸收：基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁到激发态而产生原子吸收光谱。

9.差热分析DTA的 基本原理？

将样品和参比物同时升温，由于样品在加热或冷却过程中产生的热变化而导致样品盒参比物间产生温度差，这个温度差通过差热电偶测出，温差的大小主要决定于样品本身的热特性，通过信号放大系统和记录仪记下的差热曲线，便能如实的反映出样品本身的特性，通过对差热曲线的分析，可以实现物相鉴定的目的。

10.扫描电镜图像的忖度？

1形貌忖度——由于样品表面形貌差别而形成的忖度（二次电子）。

2成分忖度——由于样品表面化学成分差别而形成的忖度（背散射电子像）。

3电压忖度——样品表面电位差别而形成的忖度。

11.影响差热曲线的因素？

1样品方面：热容量和热导率变化，样品的用量，样品的颗粒度和装填情况，样品的结晶度和纯度，参照物。2仪器方面3实验条件：升温速率，气氛，压力。

12.光源：

1X射线衍射仪——X射线。

2光学显微镜——电子束。

3透射电子显微镜——高速电子束。

4扫描电子显微镜——高速电子束。

13.综合热分析的优点？

利用多种热分析方法联用形成的综合热分析，可以获取更多的热分析信息，同时，多种热分析技术集中在一个仪器上，实验条件相同，使用方便，实验误差小，可对物理或化学进行简单的判断。

14.原子吸收光谱仪由光源，原子化系统，单色器，检测器等部分组成（重点：光源的原理，雾化器的作用及原理）

光源的原理：光源的作用是发射被测元素的共振辐射，对光源的要求：锐线光源，辐射强度大，稳定性高，背景小等。

雾化器的作用及原理：使气溶胶的雾粒更小，更均匀并与燃烧和助燃气混合均匀后进入燃烧器。

15.分析紫外——可见吸收光谱，可以得到的结论？

1同一种物质对不同波长光的吸光度不同，吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长。2不同浓度的同种物质，吸收曲线形状相似，而最大吸收波长不变，而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和最大吸收波长则不同。

3吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。

4不同浓度的同种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在最大吸收波长处吸光度A的差异最大，此特性可作为物质定量分析的依据。

5在最大吸收波长处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定灵敏度最高，吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

16.红外吸收光谱产生的条件？

1辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量。2辐射与物质之间有相互作用。

17.关于对峰位，峰数与峰强的理解？

峰位:化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高频率区(短波长区），反之出现在低频率区（高波长区)。

峰数：峰数与分子自由度有关，无瞬间偶极矩变化时，无红外吸收。

峰强：瞬间偶极矩变化大，吸收峰强，键两端原子电负性相差越大，吸收峰越强，由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰位基频峰，由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰称为倍频峰。

18.色谱分析技术？

一类相关分离方法的总称，利用不同组分在两相间物化性质的差别，通过两相不断的相对运动，是使各组分以不同的速率移动，从而达到将各组分分离检测的目的的技术。

19.差热分析中，参比物的要求？常用什么物质作为参比物？

要求：1在整个测温范围内无热效应2比热和导热性能与试样接近3粒度与试样相近（50-150um）

物质：α-Al2O3（1720K煅烧过的高纯Al2O3粉）。

20.二次电子是怎样产生的？主要特点？

产生：单电子激发过程中被入射电子轰击出的试样原子核外电子，二次电子像主要反映试样表面的形貌特征。特点：1二次电子的能量小于50ev，主要反映试样表面10nm层内的状态，成像分辨率高。

2二次电子发射系数与入射束的能量有关，在入射束能量大于一定值后，随入射束能量的增加，二次电子的发射系数减小。

3二次电子发射系数和试样表面倾角q有关。

4二次电子在试样上方的角分布，在电子束垂直试样表面入射时，服从余弦定律。

21.提高显微镜的分辨率的方法?

选择更短的波长，采用折射率n较高的介质，增大显微镜的孔径角α。