传感器题库答案汇总

1、1、地球物理勘探仪器中主要用了什么传感器？这些传感器主要基于什么原理地球物理勘探中主要用到重力传感器、磁场传感器、电场传感器、地震传感器等；晶体发生 作用使介质发生a.重力传感器：重力传感器是根据压电效应的原理来工作的。产生电 电压输出。当 光效应，但是其最 量并用相关电路转化成电所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使 形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力 极化的现象称为正压电效应”。重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会 压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成

2、 然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如电容效应，热气泡效应， 基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形 压输出。(§). 磁场传感器 : 磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。地震勘探中主要用到的是磁阻敏感器；他的原理是物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钻、保及其合金等强磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内磁化方向时，此类金属的电阻值将减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应?. 电场传感器 : 能感受电场强度并转换成可用输出信号的传感器，是一种具有良好的抗电

3、磁干扰广泛用于电场强能力和快速响应速度的传感器。它能够测量高电压电力系统中的瞬变电场，可 度的探测传感器设计用于测量高速脉冲电磁场，特别用抗干扰测试时测量场强，它们包括一个差分传感器和一个无源积分器，积分器输出可直接接在高速小波器上有两种模式用测量电场和场的磁分量。d. 地震传感器：地震检波器是一种将机械振动信号转换为电信号的传感器，分为动圈式、动磁式和压电式三种。动圈式的基本结构式几点转换器通过上下两个弹簧片悬挂在怀兴磁场空隙内，空隙内的磁场呈辐射状均匀分布，线圈与上下两个弹簧片组成一震动系统。时，线圈由于惯性而落后与外壳的运动，线圈与磁场产生了相对运动，切接收震动信号 割磁力线，在线圈中产

4、生感生电势即输出信号磁电式传感器 (Magnetic sensor) 原理：磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。重力传感器 ( Gravity sensor) 原理：根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产

5、生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。电极传感器 (Electrode sensor) 原理：利用一些具有一定介电常数的物质相对位置的变化来改变电容的量值，通过电路的放大后输出一个标准的电信号，以达到测量物位的目的。地面震动转换成电组成。工作时，于磁铁而发生位移， 产生感应电压，从而达地震检波器 ( Geophone) 原理：检波器埋置于地面的装置，把地震波引起的 讯号并通过电缆将电讯号送入地震仪，有磁电、涡流、压电、压阻式。水听器 ( hydrophone) 他是由磁铁及固定在上面的线圈和弹簧物质、软铁片等 旦地震波的到达，将引起水的压力变化，水压的变化必将引起软铁

6、片相对从而导致磁路长度的变化，使磁路中的磁阻也发生变化。结果在线圈中 到检测水下地震波信号的目的2、地质雷达是一种传感器吗？为什么？是的，地质雷达是传感器的一种实际运用。地质雷基本原理是：发射机通过发射天线发射中心频率为 12.5M 至 1200M 、脉冲宽度 为 0. 1ns 的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反射 讯号。直达讯 号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由小波器显小出来。根 据示波器有无反射汛 号，可以判断有无被测目标；根据反射讯号到达滞后时间及目标物 体平均反射波速 , 可以大致计 算出探测目标的距离。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收

7、机，放大后由小波器显小出来。接收天线 实际上 就是电磁传感器，电磁波在空中遇到天线，接收天线的中段就会产生电压和电流，并且产生响应的电信号，在其内部进行整理后传给显小器。是。%1 因为他可以接受地下反射波，接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质 中传 播时遇到存在电性差异的界面时发生反射，根据接收到电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。%1 地质雷基本原理是：发射机通过发射天线发射中心频率为 12.5M 至 1200M 、脉冲宽 度为 0. 1ns 的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反 射讯号。直达讯 号和反射

8、讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由小波器显小出来。 根据示波器有无反射汛 号，可以判断有无被测目标；根据反射讯号到达滞后时间及目标 物体平均反射波速 , 可以大致计 算出探测目标的距离。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。接收天线 实际上 就是电磁传感器，电磁波在空中遇到天线，接收天线的中段就会产生电压和电流，并且产生响应的电信号，在其内部进行整理后传给显示器。3、大地电磁仪中主要用到什么传感器？对这些传感器有何要求？GMR 传感器：互换性较差 磁通门传感器：只能在探测范围为 ( 10-7 到 102) X (103/42 A/m 的情况下使用 , 并且不能

9、小型化 和集成化巨磁阻传感器：非常弱小的磁性变化就能导致巨大的电阻变化，巨磁阻传感器预计将实 现极高 的灵敏度。采用优化传感器结构的方法，通过有限元分析，获得高信号噪声比 基于霍尔效应的 传感器：探测磁场范围只能在10-105 xX(103/4 “) /m 。使用温度特性 差、灵敏性低感应式磁传感器：频带宽，噪声低，灵敏度高，灵敏度曲线在某个频段范围内不随频率SF =2ti/JcNS变化4、论述传感器融合在地球物理勘探中的应用概况。多传感器信息融合技术的基本原理就像人的大脑综合处理信息的过程一样，将各种传感 器进行 多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释。在这个

10、过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的最终目标 则是基 于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用 信息。这不仅 是利用了多个传感器相互协同操作的优势，而且也综合处理了其它信息源 的数据来提高整个传 感器系统的智能化。平衡各种传感器的优势和劣势，利用单独部 件获得更大的计算能力；充分 利用以下优势，提高计算结果的质量和噪声级：( 1) 传 感器数据之间的已知数据冗余； (2)系统传递函数、动态和 / 或动力学的知识。5、论述传感器融合在地球物理勘探中的应用前景。近年来信息融合技术在基本理论和实现方法上得到极大的完善，显示出自身极大的优越性，主要表

11、现在：容错性好；系统精度高；信息处理速度块；互补性强；信息获取成本低等方面。在未来的几年内，我们将会看到以算法为基础发展起来的应用，它们可以根据研究对系统的行为进行建模，包括系统内传感器的静态噪声级。利用预测的数值比较被测量，通常它可能会将从表面上看似噪声的信号进行提炼整理 。6 、 什么是 MEMS 传感器？在地球物理勘探仪器中有何应用？%1所谓MEMS技术 就是以微机 电系统(Mic r。E leetr oMe eha nie al Systems,简称MEMS) 结构为基础的新型传感器技术困。它采用生产大规模集成电路的加工技术，代替传统的机械和手工方法制作传感器，不但体积微型化 , 而且

12、传感器的总体性能有了 大幅度的提高。%1 以 MEMS 加速度传感器为基础的新型地震检波器大幅度提高了地震检波器的各项性能指标。采用国产 MEMS 加速度传感器，试验性地将其应用于地球物理勘探。设计和制作了进行室内测试的专用振动台及测试软件，建立了一套测试和分析其性能和各项技术指标的方法 , 并在野外与传统检波器进行了实际生产对比试验，结果表明国产 MEMS 加速度传感器在石油勘探中具有广阔的应用前景。以高性能 MEMS 加速度传感器为核心的新型地震检波器的低频响应一直能到直流，其在。一 50Hz 的响应曲线几近平坦。据试验资料，使用 MEMS 技术的检波器所接收到的 地震数据可以在最终叠加数

13、据上保留低至 3 Hz 的地展信号，高频分量有明显的提升。 其动态范围大于 10 0 dB, 使得地震仪器 12 OdB 的动态范围的指标能真正发挥作用7。在三分量地震勘探中，这种检波器良好的矢量保真度（轴间串扰小于1% ）能更 好地分离 P 波和 S 波。由于新型数字地震检波器能获得高质量的全波数据，能对复杂 的地下构造、地层岩性、流体类型以及接触面 有更清晰的描述，提高了成像质量 , 为地震 数据的应用提供了可靠的保证。微传感器是一种基于半导体工艺技术的新一代传感器器件，它应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。微型传感器目前在地球物理仪器中应用起

14、步不久。但是由于微型传感器与传统传感器相比具有许多优点和特点： 1、微尺寸； 2、微结构； 3、分布场测量。传感器的尺寸小，意味着对被测量参数的干扰小，测量精度高，非常适合测量流动场中的分布参数。 4、 节省空间和能源； 5、 动态测量。微传感器质量轻、惯性小、动态响应快，不会对系统 的动态特性产生严重干扰在动 态应用中具有平坦的宽频带相映，使用范围可以从直流到兆赫 （MHz ）量级。 6、集成化等优点。在石油勘探中， MEMS 传感器发挥着不小的作 用。7 、地震勘探对 MEMS 传感器有何要求？ 具有良好的频率响应特性，较高矢量精度，符合地震勘探行业标准要求的灵敏度、符合 地震传 感器所要

15、求的某些电量特性、可在检波器内部进行数模转换，实现检波器数字信 号输出。较高 的技术特性和良好的稳定特性。满足地震勘探应用所要求的传感器低噪声特性，是对传感器制造工业在技术实现方面极 具意义 的挑战。而在 MEMS 传感器中，有两个在制造过程中可以人为加以控制的两个参 数，这两个参量（质量越小，噪声数对传感器内在热血噪声的大小会产生主要影响。一个是校验值凉快的质 越大）。另一个是传感器谐振结构的阻尼，（阻尼越大，将会产生 较大噪声。）（1）灵敏度通常情况下，检波器的灵敏度越高越好，因为灵敏度高，意味着检波 器能够感知的变化量小，即大地有微小振动时，检波器都有较大的响应。这在现在的高分辨率勘探中

16、显得更为重要，因为高分辨率勘探需要的深层 的高频信号十分微弱，如果检波器的灵敏度太低，就不可能很好地接收这 些弱小信号。当然也必须考虑到，灵敏度对信号和噪音的作用是同等的，灵敏度高采集数据的信噪比进时，各种噪音信号也容易被接收。因此对灵敏度的选择要根据勘探目的从 行考虑。（2） 响应特性检波器的响应特性是指在所测频率范围内，保持不失真的测量条件。但目前使用的检波器的响应都有一定的延迟，但希望延迟越小越好。影响 检波器响应特性的主要因素是阻尼，因此在选择检波器的阻尼时，应使检 波器的相位失真越小越好。(3) 容差随着物探技术的发展，检波器的使用量越来越大，如果检波器相互之 间的容差大，就会影响数

17、据采集、处理和解释的精度，因此要求检波器的容差越小越好。(4) 稳定性稳定性表示检波器经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。影响检波器稳定性的因素是时间和环境，当然也有其本身的性能。为了保证稳定性，在选择检波器之前，应对使用环境进行调查，以便选择合适的检波器类型。例如，在潮湿的环境，应选择沼泽检波器；在水中勘探，尽量使用压电检波器；在电磁干扰强的环境中，最好选用全数字检波器或有屏蔽作用的检波器。(5) 精确度检波器的精确度表示检波器的输出与大地振动的对应程度。检波器处于整个地震数据采集系统的输入端，因此检波器的精确度直接影响整个采集系统的性能。由于采集到的数据需要进行定量分析，所以要求

18、检波器的精确度愈高愈好。8、论述超导技术在地球物理传感器中的应用概况及前景。超导磁力仪是利用超导效应与磁场之间的密切关系而研制成的。由于超导磁力仪具有极 高的灵 敏度，因此，主要用于测极微弱的磁场，实际上任何低频的电磁信号 , 只要能转换成 相应的磁通 量信号 , 就可以用超导磁力仪进行高灵敏度测量。目前由测量微弱磁场发展 到测量其它磁场，如 用于磁激发极化和磁大地电流，测量大地磁场的波动变化。美国地质 调查所在地热普查工作中 使用超导磁力仪作为电磁法系统中接收系统的检测器 , 测量磁 场变化。航空电磁系统超导技术的 应用，在实验室内用超导磁力仪测定古地磁标本，用以 研究地磁构造。超导梯度仪及

19、变温超导 磁力仪的应用，都是超导技术在物探上应用的新 进展。人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消 失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。超导是指某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质。超导技术可用于测量磁场、梯度场和重力梯度场，制造磁强计、位移传感器、量子电压基准和直流比较器等。详见 ppt 9、论述光纤技术在地球物理传感器中的应用概况及前景。%1 光纤传感器是近几十年来迅速发展起来的一种新型传感器，它具有抗电磁干扰、电绝 缘性 好、灵敏度

20、高等一系列优点，具有广泛的应用前景。光纤传感器分为两类：一类称为功能型传感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用：另一类称为非功能型传 感器，它的光纤仅 起传输的作用回。功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏 感元件，被测量对光纤内 传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态 等特性发生变化 . 再通过对被调制 过的信号进行解调，从而得出被测信号。光纤在其中 不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光 在光纤内受被测量调制 . 多采用多模光纤。非 功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变 化，光纤仅作为信息的传输介质，常 采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型

21、敏感元件上受被测量调制。%1 应用概况：光纤传感器的应用范围很广 . 几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的 日常生 活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的 技术难题，具 有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用：（ 1）城市建设中 桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。（2）在电力系统，需要 测定温度、电流等参数 . 如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由 于电类传感器易受强电磁场的干扰， 无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。（3） 在环境监测、 I 临床医学检测、食品安全检测等方面 . （ 4）医学及生物传感器。 （

22、5） 广泛应用于石油管道、市政工程、电力电线等安全 在线监测。1 根光纤已成为发展趋势。 全光0. IdB 左右， 这样的损耗不影等相关技术等都在研究测量装置的元件数量，又可避%1 应用前景 （ 1）全光纤微型化：传感头由光纤构成且只使用 纤传感头的体积小且工作可靠，由于目前光纤之间的熔接损耗为 响探头的正常工作，目前，光纤之间的粘接技术和光纤端面抛光、镀膜 中。 （2）多参量实时化： 1 只传感器同时测量多个参量既减少为研究的热点。目前已有很多研究者免多只传感器之间相互影响，因而，多只参量实时监测成 在研究能进行温度、应力、应变同时测量的光纤光 栅类传感器，并取得了一定的研究成果。 （ 3）

23、高精度实用化：光纤传感器在研究过程 中各组成元件都是线性理想化的，和实际应用存 在一定的差距。因此，光通道中的非线 性研究、实际检测动态范围的增大是实用化的基础。3 . 4 阵列化，网络化，易于构成分布式检测系统：构成分布式检测系统可以大幅度提高检测效率，节约检测成本，节省时间人力物力，利用无线传输与网络进行远距离监测也可为特殊环境下的实时检测提供极大方便。光纤传感器优点 一、 灵敏度较高；二、几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；三。可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转 等）的器件；四。可 以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境；五。 而且具有与光

24、纤遥测技术的内 在相容性。光纤传感器是最近几年出现的新技术，可以用 来测量多种物理量，比如声场、电 场、压力、温度、角速度、加速度等，还可以完成现 有测量技术难以完成的测量任务。在狭小 的空间里，在强电磁干扰和高电压的环境里， 光纤传感器都显小出了独特的能力。10 、 论述大地电磁勘探中的干扰输入的来源及影响。影响大地电磁测深资料的噪声分为场源噪声、地质噪声和人文噪声。这些噪声因产生 原因不 同，对大地电磁测深资料的影响也就千差万别。场源噪声起源于地球外部的天然电磁场, 它的影响主要表现在以下几方面。 （1 ）因场源 的随机性，可能会出现某些频率成分缺失或极化特性单一等情况13,14 ；（2）

25、在 1Hz 左右，大地电磁场信号能量最低，谱值最小；（3 ）在 3? 30 Hz 范围内，雷暴过程中的闪电信 号在地球和电离层之间来回多次反射，使大地电磁场具有苏曼谐振特征，某些频率必然为 低值； （4）距观测点太近的闪电信号与平面波假设相违背；（5）使用阻抗相位资料做深部电性结构解释。以上几种情况，均会造成阻抗计算值的不真实和不稳定，甚至为飞点。地质噪声为测区地质因素对地球介质电性的影响形成的噪声，诸如地表附近的局部不 均匀体 产生的静位移畸变 ; 地势起伏不平产生的地形影响 ;测区构造异常复杂，很难找到 与此构造相适 应的资料处理、分析和解释方法，用近似方法与简化模型代替而必然导致 的误差

26、等。另外 , 测区期资料探测深部构造致使场源构造的大尺度非均匀性对平面波失效、浅层构造为高阻、用长周影响加剧，由此产生的噪声均属于场源与地质因素共同形 成人文噪声源于地球本体的人工电磁场与其它活动产生的噪声 , 包括电力传输系统、有 线广 播、电器设备与电信工程中的电磁辐射现象以及车辆运行和风等。这些电磁噪声离 观测点很 近，为非平面波，不符合大地电磁测深对场源的要求 ; 而且噪声信号能量可以是 正常信号的数倍 甚至几个数量级，但只集中在少数几个频率（如50 Hz 或 60 Hz 及其谐波） 或某个有限频带。11 、 论述地震勘探中的干扰输入的来源及影响。在反射法地震勘探中，地震干扰或噪声是指

27、除一次反射波以外的任何其它地震能量。 从噪 声的数据特征上考虑，常将地震噪声分为规则噪声和随机噪声。规则噪声具有明显 的运动学特 征，可以针对性地衰减。随机噪声无处不在，特别在高频部分它是主要的噪 声，这是高分辨率 的主要障碍。其中规则噪声可分为：面波、声波、多次波、种随机干扰波面波是地震勘探中常见的噪声，分为三种：分布在自由界面附近的瑞雷面波；在表 面介质 和覆盖层之间存在的 SH 型的勒夫面波；以及在深部两个均匀弹性层之间存在的 类似瑞雷面波 型的史东尼面波。如果不加以有效压制，就不能较客观地求取炮集信号的 球面扩散和吸收衰减 补偿函数，势必要影响时频域振幅补偿的处理效果，影响中、深地 层

28、信噪比的提高。声波是在空气中传播的弹性波，速度在 340m / s 左右，频率较高，一般大于 100Hz, 延续 时间较短，在地震记录上形成尖锐的强初至，呈窄带出现，比较稳定。在土坑、浅 井、浅水、 干井中激发时容易产生较强的声波。如果浅、中层存在良好的反射界面并产生了多次波，就有可能掩盖中深层的一次反 射波。随机噪声的种类 ：（ 1 ） 50Hz 交流电干扰。是通过感应或电缆漏电耦合到电路，同地 震 信号一起被送到地震仪而被记录下来。在输电线下面的一道或几道上的交流电干扰特别强，其它道较弱，而被干扰的道从头至尾都有 50Hz 干扰信号。 （2）风吹草动及人为噪 声。它来自 地表的各个方向，频

29、谱很宽，振幅大小变化无规律。（3 ）井中激发的微震干 扰。通常，在砂层中激发易产生气泡干扰，在粘土层中激发易产生喷出物的杂乱干扰， 在坚硬的老地层中激发 易产生锯齿状的高频干扰。 （ 4）大气电离层的噪声。由于空间电场的扰动，感应到大地产生电流，通过电缆和检波器被传的数据采集系统记录下来的干 扰波。它的频谱很宽，在时间域上 是一个很常见的经典脉冲。 （ 5）仪器噪声。任何电子系统在没有输入的情况下，在输出端都可以观测到其自身的最小输出电压，即系统自身 存在的噪声。12 、 双频激电仪中修改输入的主要来源的什么？对观测结果有何影响？双频激电仪出现负值的原因主要有两类：一类是由于电磁耦合效应；另一

30、类是由于地下地质体的影响。%1 电磁感应耦合效应与激电效应同时存在，叠加在一起，这给探测结果带来干扰，给资料的正确解释带来困难，所以必须判别和消除（或削弱）野外实测结果中的电磁耦合效 应，以提I WJ探测数据的质量，更好地反映有价值的地质信息。电磁耦合效应分为两类：电容耦合和 电磁耦 合。%1在野外工作时，由于地下构造复杂及介质分布的不均匀，也会岀现负的Fs,主要表现小面积的、且数据较为稳定，分为三种情况讨论。对于电磁耦合效应，应尽量保持导线干燥、减小接地电阻及采用偶极装置等措施，来削减（或避免）电磁干扰，提高数据质量。对于地下地质体的影响，应仔细分析，提取其中隐含的有用信息。13、论述标定的

31、方法及意义。标定就是使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度（精度）进行检测是否符合标准，一般大多用于精密度较高的仪器。1、消除系统误差，改善仪传感器的精度和精确度。2、确定传感器的输入一输岀关系3、在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤。14、如何标定大地电磁仪？对磁探头进行标定是获得磁探头系统响应的过程，其基本方法是以超低频信号发生器作为标准源输入仪器系统，对不同频率的信号求得振幅特性曲线和相位特性曲线。数据采集前和数据采集后对大地电磁仪器进行标定，是大地电磁资料获取过程中的关 键步骤。标定工作进行得好坏将直接关系到大地电磁资料的质量。15、如何标定双频激电仪？%1 连好测量装置后，发送

32、机开始供电，将接收机的信号输入端连接到 “M、 N”位置，读得MN间高频电位差 V.K,并记入表中AV侬栏，又读得此时的幅频 率，记入Fv栏中。%1将接收机的信号输入端连接到“如、N1”位置，测得标准电阻的两端的高 频电位差，记入AVi栏，又读得幅频率，记入R栏中。%1 当标本形状规则时，可将 M、N 移至标本上，读得高频电位差并记入 AV, 栏，并量下MN间距离L和标本截面积S,记入相应栏中。%1改变供电电流，重复？步骤根据测量结果按下述方法计算：%1 通过标本的电流 I G= A VZ/RS%1 标本幅频率 F 为：标本电阻率P为:SAV S-AVR. P =LIG LAV7多次测量的值取

33、平均，作为标本的幅频率和电阻率，并计算测定结果的均方误差或均方相对误差作为衡量该标本测定精度的标准。16 、如何标定地震勘探仪器？标定的基本分析步骤包括:地质和测井资抖的整理与统计分析，确立先验的地质信息或数理统计关系%1 层位追踪对比；%1 地震属性分析，形成若干种沿层属性参数数据文件 ; 形成研究区内所有井的井旁地震 属性参数文件；%1 建立井内先验信息和井旁地震信息之间的某种对应关系或判别模式；%1 判别与综合解释，包括编制相应的图件；17 、 如何标定检波器？18 、 论述“人不能两次踏进同一条河流”这一哲学思想对传感器特征研究的重要意义19 、 论述精度和准确度的区别和联系 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.测量的精密度高，是指偶然误差较小，测量数据比较集中。但系统误差的大小并不明确的情况，即偶然误差的大小不明确。测量的精确度 (精度) 高，是指偶然误差与系统误差都比较小。这是测量数值比较集中在真值附近。20 、

40、结合运算放大器的特征论述电子测量系统中系统误差的来源。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 、 结合运算放大器的特征论述电子测量系统中随机误差的来源。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 、 影响测量系统静态特征的主要因素有哪些？静态特性： 1 、线性度2、滞后性3 、 重复性4 、 灵敏度5、 传感器总静态特性误差6 、 准确度详见 ppt23 、如何分析测量系统的动态特征？传感器设计基础 P2524 、 如何分析地震检波器的动态特征和静态特征？应 性、灵敏微的信号静态特性反映的是当信号为定值或变化缓慢时，系统的输出与输入的关系，它可以用一个相 的代数方程来描述静态特性的主要技术指标有线性度、量测范围和量程、迟滞和重复 度、分辨力和阈值、稳定性、漂移和静态误差。动态特性：当被测量随时间迅速变化时，输出量与输入量之间的关系称为

44、动态特性，可以用 分方程表示。传感器原理及应用 P625 、 论述磁场传感器在地球物理观测中的应用概况。磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。由于天然电磁场十分微弱、动态范围大、频带范围宽，特别是音频范围内磁分量的信号十分微弱。器具有高灵敏度、高磁场分辨率和宽频带等性能，能检测微弱的磁场信号，无论是在灵敏度、磁场分辨率、带宽方面，还是在便携性方面都能够胜任磁场传感器可以测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分 地磁场的磁倾角等数据，在地球物理勘探中，可以通过磁场传感器观测和分析 性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源的分布规律。26、地球物理观

45、测中主要用到什么磁场传感器，这些磁场传感器基于什么原理?磁通门磁场传感器：利用某系高磁导率的软磁性材料做磁芯，以其在交流磁场作用下的 特性及法拉第电磁感应原理研制成的测磁装置，适合在零磁场附近工作的弱磁场 超导磁场传感器: 感应式磁场传感器：感应式磁传感器基于法拉第电磁感应原理，制造工艺简单，使用方 能比较稳定，可以用来测量恒定的、交变的或脉冲的磁场。它最适合于测量交变 被测磁场频率的增加其测量灵敏度也获得提高，其测量范围很广，分辨率而磁场传感 感应式磁场传感器量，测量由岩石、矿石磁磁饱和进行测量便，性磁场，并随着-13可达io-12IO T磁阻敏感器 Coil Magnetometer 感应

46、式磁场传感器Fluxgate Magnetometer 磁通门磁场传感器 SQUID磁强计 Scalar Magnetometers 标量磁强计 Proton Precession Magnetometer 质子旋进 磁力仪 Optically Pumped Mag netometer 光泵磁力仪详见ppt227、论述感应式磁场传感器的主要设计方法？感应式磁场传感器由线圈骨架、线圈、磁芯、信号调理电路、壳体与屏蔽等五部分组成，按信号调理原理的不同，可将传感器分为闭环调整式和开环调整式两种形式。图1给岀了两种方式传感器的原理框图。一般来说，开环调整感应式磁场传感器的信号调理电路的调试不影响感应线

47、圈的输出特性，因此设计调试相对容易。28、论述磁通门传感器的原理及其在地球物理观测中的应用。磁通门传感器的基本原理是基于铁芯材料的非线性磁化特性，其敏感元件为高磁导率、易饱和材料制成的铁芯，有两个绕组围绕该铁芯：一个是激励线圈，另一个是信号线圈。在交变激励信号fl的磁化作用下，铁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化，从而使围绕在铁芯上的感应线圈感应岀反应外界磁场的信号，该信号包括fl, 2f1以及其 他谐波成分，其中偶次谐波含有外磁场的信息，可以通过特定的检测电路将其提取出来。1. 磁场监测：比如做成单轴磁强计、三轴磁强计、磁强梯度测量仪2.电磁参数检测：3.工程检测：材料和零件磁性分检和

48、残磁检测；铁磁矿勘探等磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。与其他类型测磁仪器相比，磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。利用磁通门高斯计制作的高斯计，是目前低磁测量领域中较先进和稳定的测量工具。无须对仪表进行调整零点或增益，磁通门测量原理提供固有的稳定性和精确度。29 、论述质子旋进式磁力仪的原理及其在地球物理观测中的应用。质子旋进式磁敏传感器是利用质子在地磁场中的旋进现象，根据磁共振原理研制成功的。用这种传感器制作的测磁仪器，在国内外均得到广

49、泛应用。在外磁场的作用下自旋质子将按一定方向排列，称为核子顺磁性。但其磁性甚微，只是在一些磁化率很低的逆磁性物质中才能反映出来，如某些碳氢氧化合物液体(水、酒精、甘油等)。在这些样品中质子受某强磁场激发而具有一定方向排列，去掉外磁场，则质 子在地磁场作用下 将以同一相位绕地磁场 T 旋进，其旋进频率 f 与地磁场 T 有以下关系： T=23.4872f, 单位为伽 马。当测定出频率 f 以后即可计算出总磁场强度 T 的数值。利用 这种原理制成的仪器称为质子 旋进式磁力仪，或称核子旋进式磁力仪。质子旋进磁力仪 稳定性好。温度影响小、没有零点掉 格、精度高，可观测弱磁异常工作时不必准确定向，适于在

50、运动状态下观测。但这类仪器的使用要受到磁场梯度范围的限制。我国生产的这 类仪器有 302 型海空核子旋进磁力仪，精度达 ±1.0 伽马， CHD 型地面核子旋进磁力仪 精度为 ±1.5 伽马。应用：质子磁力仪具有磁测精度高，便携等优点，可广泛应用于以下领域：(1) 磁性矿产勘 查，特别适用于具有弱磁性的多金属矿产；(2) 油气田、盐丘地质构造、磁性岩体圈定，地质填图；(3)航空、海洋磁测的地面日变站； (4) 地磁台站的长期与定期观测； (5)地震预 报研究； (6)磁测 设备(如大型螺线管或亥姆霍兹线圈 )的校准； (7)物性(磁化率 )测 量； (8)环境及军事地球物理

51、工 作: 油气管线、地下未爆炸弹等的探测；(9)考古 :古墓、 古城堡的探测。%1 应用：该仪器主要用于地面磁法勘探，如铁矿及其他金属矿床的普查、详查。在航 空、海洋、磁测的地面日变站及地震预报工作中，该仪器可用于地磁台站的磁变观测及 流动磁 测。另外，该仪器对小型铁磁物体的探测也颇为有效。因此，该仪器特别适用于 弱磁区的此法 勘探工作。30 、 论述光泵式磁力仪原理及其在地球物理观测中的应用。光泵磁力仪 optical-pumping magnetometer； 根据光泉作用原理作成的磁力仪。因为由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将产生 共振吸收作用， 打乱原子的

52、排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所在点 的外磁场强度成一比例 关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。常用的工作元素有；钾 (K39) ；钏 (Rb87,Rb85);他(Cs133) ; M(He4, He3)等。光泵磁力仪按线路结构特点又可分为跟踪式及自激式两大类。这类磁力仪的特点是灵敏度高，可达±0.01 伽马(即 nT), 可以测定总磁场强度的绝对值，没有零点掉格及温度影响，工作时不 需准确定向，适于在运动条件下进行高精度快速连续 测量，如航空磁测和海洋磁测等。通过磁异常来探测铁磁物质光泵磁力仪可用来寻找具有磁性的矿体 , 用于铁矿勘查及寻找 地下铁质埋藏物原理

53、：因为由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将 产生共 振吸收作用，打乱原子的排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所 在点的外磁场 强度成一比例关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。光泵磁力仪可用来寻找具有磁性的矿体，用于铁矿勘查及寻找地下铁质埋藏物31 、 设计一款 AMT 磁场传感器 ( 技术指标自定 ) 32、 设计一款 MT 磁场传感器 (技术指标自定 )33 、 论述不极化电极的原理及其在地球物理观测中的应用电极是用于接收大地电场信号的常用传感器，对电场的分辨能力将直接影响甚 至决定反演结果的精度与可信度，是大地电磁测深法中必不可少的关键辅助设备

54、。 地电场观测的当务之急是提高电极的长期稳定性，尤其是长周期大地电磁测深，迫 切需要一种 极差小、稳定时间长、测量精度高的不极化电极。而不极化电极实际上 就是在整个测试过程中 不会发生极化现象的电极，其中电极极化就是在一定外电场 作用下，电极电位与相对平衡的电 极电位之间的差值。而我们所设计的电极不会发 生极差跃变现象，主要作用是将地表土壤层中 的电位值传递给精密导线，再经导线 传送回接收系统，因为土壤是离子导电体，而金属电导线 是电子导电体，如果让金 属导线与土壤直接接触，避免不了出现介于两种导电介质之间的新界 面，从而在这 个界面产生极化电位。若二个电极间的极化电位不一致，会在接下来的测量

55、回路 中 产生一个附加的电极极化电位差 Vsp , 最终影响到对地电场的观测；倘若附加极化 电位 Vsp 不稳定，导致测量结果不准确。因此，保证电极极化电位的一致性以及稳定 性对我们观测地电 场有着很重要的作用。伴随着现代科学技术的更新发展，人类对 电场有着越来越深入的认识， 依靠电场传感器实现对电场信息的有效监测和检测， 从而获得电场分布和电场变化的信息，通 过电极采集数据已经成为多数科学研究和 生产加工过程的主要信息来源。34 、如何评价不极化电极的性能。 极差电位小、稳定性能好、噪声低、频带宽、轻便耐用、易于保存的不极化电极是追求 目标。 不同类型的不极化电极在相同温度、酸碱度、浓度等情

56、况下长时间对制备的各类电极进 行跟踪 监测，观察实验数据，记录相关结果，包括电极分辨率、内阻大小、噪声范围、电位极差、精确程度、稳定时间的指标参数，从而得出电极合适的壳体结构，理想的介 质成分以及合理的配 比比例，正确的保养环境 ; 分析外界温度、 PH 值、干湿度、介质浓 度、埋置环境对电极电位极 差的影响；用于同一种类型的不极化电极的卡接。在很多野外的激电参数测量过程中，只需将不极化电极在各个测试点上进行移动，测 试方式稍作改动，就可实现其参数测量 ; 很大程度上提高了野外测量效率。其中电场传 感器一不置地下直极化电极，是探测系统的最前端装置，感应大地电场的灵敏探头，接收场源信 息的传感器

57、，它 的性能指标将直接影响到接收数据的准确程度、真实程度以及可信程度。电场传感器 - 不极化电极，是整个测试系统的最前端装置，最核心的部件之一，电极埋 接与大地接触，是接收地球电场信息的传感器和灵敏感应探头，测试系统通过 采集电极上的信 号来获取大地电场信息，它的性能好坏直接影响接收到信息的可靠程 度、真实程度、观测资料 的有效质量和成果解释验证。因此，电极在电场测试过程中的 作用是非常重要的。在野外的实地现场测试时使用电极需要达到以下几点要求： 极差电位在 1mV 以下 ;%1 24 小时内的极差稳定性优于 1mV/Km ；%1 电极的自噪声小于 10dB ；%1 频率范围在 0.005Hz ? 3KHz ；%1 轻便耐用、易于保存；%1 不会出现极差跃变现象；%1 一次装填，可以长期使用；%1 能够在相对复杂环境下工作；%1 在运输过程中不惧颠簸挤压碰撞；%1 与接收机采集系统达到良好的阻抗匹配35 、 如何测量不极化电极的主要技术指标