检测技术题库-问答题

1、“检测技术与钻井工程仪表”课程试题库三、 问答题（每题25分）1. 请根据应变片的工作原理推导出金属应变片灵敏度的计算公式：K0=1+2。2. 为什么膜片式应变压力传感器的箔式组合应变片要做成如图1的形式？3. 根据电阻应变片的工作原理可得出公式，请解释公式中各符号的物理意义，并写出金属电阻应变片和半导体电阻应变片的灵敏度表达式。图1图34. 有一测量吊车起重量的传感器（如图2），应如何把R1、R2、R3、R4组成桥路（填入b图），使吊起重物m时桥路的输出最大，并写出输出的电压表达式。5. 根据铁磁材料的压磁效应，并参照图3，解释压磁式压力传感器的工作原理（可以画图辅助说明）。6. 举例说明霍

2、尔元件在检测技术中的应用，并简述其工作原理。7. 电涡流传感器能否测量大位移量？为什么？8. 在用转盘钻机钻进（如石油钻井、工程施工基桩孔等）的场合，是靠钻具自重加压，为准确了解钻头上的轴向载荷，就必须用拉力传感器来检测钢丝绳上的拉力。举一种测钢丝绳拉力的例子说明其工作原理（文字+示意图）。9. 参考图4简述用笛簧接点元件传感器测量液面的工作原理。10. 参考图5简述光栅式位移（速度）传感器的工作原理。11. 根据电容式传感元件可变参数的不同，可以把电容式传感元件分为几种类型？并举例说明每种类型的工作原理（文字+示意图）。12. 简述互感式电感传感元件差动变压器测量位移的工作原理（文字+示意图

3、）。13. 如果要求监测钻进过程的进尺和机械钻速，你认为采用何种检测原理(或传感器)较合适，并简述其完成非电量转换成电量的变换链（变换流程或原理）。14. 工业生产中常常需要对产品进行计数（产品的性能可假设，如反光固体、磁性固体等），请设计2种计数方法并说明其工作原理（文字+示意图）。图4图515. 转速是钻井（探）工程中的重要参数之一。试说明在设备变速箱铭牌已标明各档转速的情况下，还要测量转速的理由，并列举二种或二种以上测量转速的传感器工作原理（文字+示意图），比较其优缺点。16. 试分析霍尔开关式转速传感器是如何检测钻机立轴转速的（文字+示意图）？17. 钻井（探）工程普遍采用体积流量某瞬

4、时单位时间内流过管道某一截面处流体的体积数Q = S v （L/min）。因此，在被测介质密度一定的条件下，当速度v不变时，可借助测S来测量体积流量；而当截面积S不变时，可借助测v来测量体积流量。请分别举出一种按照上述原理工作的流量测量仪表，并解释之（文字+示意图）。18. 试说明检测钻井过程中功率参数的意义，并举例简述测量钻进功率的传感器工作原理（文字+示意图）。19. 如果要求监测钻进过程的泵压和扭矩，你认为采用何种检测原理(或传感器)较合适，并简述其完成非电量转换成电量的变换链（变换流程或原理）。20. 运用注浆法进行软地基处理时，泵压和注浆量的检测计量相当重要，请运用所学知识选择或设计

5、相应类型的传感器，并说明其检测原理和选择的理由。21. 石油钻井要求检测从井内返回的泥浆量，请选择性设计合适的传感器，并简述选择理由及传感器的工作原理。22. 石油钻井要求随时检测泥浆池泥浆液面的高度，请选择性设计合适的传感器，并简述选择理由及传感器的工作原理。23. 为检测油压钻机（由油压缸、油压卡盘驱动）钻进过程中的钻压和进尺量，你认为采用何种检测原理（或传感器）较合适？并简述选择理由及传感器的工作原理。图624. 液动冲击器的单次冲击功和冲击频率是其重要参数，请为检测冲击功和冲击频率，选择性设计合适的传感器，并简述如何通过所选传感器的输出来确定冲击功和冲击频率（文字+示意图）。25. 简

6、述浮子流量计、多普勒超声流量计、电磁流量计、涡轮流量计和靶式流量计的工作原理，并比较其用于钻井现场的优缺点。26. 参照图6，分析重锤-磁针式测斜仪是如何把非电量钻孔顶角和方位角转换成电量的？并简述其工作原理。27. 请参照图7分析光栅的遮光作用，为什么测量钻探进尺和机械钻速的光栅传感器必须用两块光栅（转动的主光栅、固定不动的指示光栅）？它如何实现进尺和机械钻速的检测？28. 请从压磁式扭矩传感器、光栅式扭矩传感器、相位差式扭矩传感器中任选一种解释（简述+示意图）其检测原理。29. 测定液动冲击器的冲击功还可以用速度法和应力波法，请任选一种解释（简述+示意图）其检测工作原理。图730. 钻头进尺量（线位移）和平均钻速是衡量钻头质量，划分岩石级别和判断孔内工况的重要依据。但在硬地层中瞬时钻速很小，分别说明用测速发电机和磁电脉冲原理测量时，可采取什么措施来提高硬地层钻进中的位移和瞬时钻速分辨率。31. 试分析压力式液位计和差压式液位计（图8所示）的工作原理，并比较它们的应用条件。图832. 参照图9，分析重锤-磁针式测斜仪的测量电路直流平衡电桥的工作原理，四个桥臂中