1、“檢測(cè)技術(shù)與鉆井工程儀表”課程試題庫三、 問答題（每題25分）1. 請(qǐng)根據(jù)應(yīng)變片的工作原理推導(dǎo)出金屬應(yīng)變片靈敏度的計(jì)算公式：K0=1+2。2. 為什么膜片式應(yīng)變壓力傳感器的箔式組合應(yīng)變片要做成如圖1的形式？3. 根據(jù)電阻應(yīng)變片的工作原理可得出公式，請(qǐng)解釋公式中各符號(hào)的物理意義，并寫出金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的靈敏度表達(dá)式。圖1圖34. 有一測(cè)量吊車起重量的傳感器（如圖2），應(yīng)如何把R1、R2、R3、R4組成橋路（填入b圖），使吊起重物m時(shí)橋路的輸出最大，并寫出輸出的電壓表達(dá)式。5. 根據(jù)鐵磁材料的壓磁效應(yīng)，并參照?qǐng)D3，解釋壓磁式壓力傳感器的工作原理（可以畫圖輔助說明）。6. 舉例說明霍

2、爾元件在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用，并簡述其工作原理。7. 電渦流傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？8. 在用轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)鉆進(jìn)（如石油鉆井、工程施工基樁孔等）的場(chǎng)合，是靠鉆具自重加壓，為準(zhǔn)確了解鉆頭上的軸向載荷，就必須用拉力傳感器來檢測(cè)鋼絲繩上的拉力。舉一種測(cè)鋼絲繩拉力的例子說明其工作原理（文字+示意圖）。9. 參考圖4簡述用笛簧接點(diǎn)元件傳感器測(cè)量液面的工作原理。10. 參考圖5簡述光柵式位移（速度）傳感器的工作原理。11. 根據(jù)電容式傳感元件可變參數(shù)的不同，可以把電容式傳感元件分為幾種類型？并舉例說明每種類型的工作原理（文字+示意圖）。12. 簡述互感式電感傳感元件差動(dòng)變壓器測(cè)量位移的工作原理（文字+示意圖

3、）。13. 如果要求監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)過程的進(jìn)尺和機(jī)械鉆速，你認(rèn)為采用何種檢測(cè)原理(或傳感器)較合適，并簡述其完成非電量轉(zhuǎn)換成電量的變換鏈（變換流程或原理）。14. 工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)（產(chǎn)品的性能可假設(shè)，如反光固體、磁性固體等），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)2種計(jì)數(shù)方法并說明其工作原理（文字+示意圖）。圖4圖515. 轉(zhuǎn)速是鉆井（探）工程中的重要參數(shù)之一。試說明在設(shè)備變速箱銘牌已標(biāo)明各檔轉(zhuǎn)速的情況下，還要測(cè)量轉(zhuǎn)速的理由，并列舉二種或二種以上測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳感器工作原理（文字+示意圖），比較其優(yōu)缺點(diǎn)。16. 試分析霍爾開關(guān)式轉(zhuǎn)速傳感器是如何檢測(cè)鉆機(jī)立軸轉(zhuǎn)速的（文字+示意圖）？17. 鉆井（探）工程普遍采用體積流量某瞬

4、時(shí)單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面處流體的體積數(shù)Q = S v （L/min）。因此，在被測(cè)介質(zhì)密度一定的條件下，當(dāng)速度v不變時(shí)，可借助測(cè)S來測(cè)量體積流量；而當(dāng)截面積S不變時(shí)，可借助測(cè)v來測(cè)量體積流量。請(qǐng)分別舉出一種按照上述原理工作的流量測(cè)量儀表，并解釋之（文字+示意圖）。18. 試說明檢測(cè)鉆井過程中功率參數(shù)的意義，并舉例簡述測(cè)量鉆進(jìn)功率的傳感器工作原理（文字+示意圖）。19. 如果要求監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)過程的泵壓和扭矩，你認(rèn)為采用何種檢測(cè)原理(或傳感器)較合適，并簡述其完成非電量轉(zhuǎn)換成電量的變換鏈（變換流程或原理）。20. 運(yùn)用注漿法進(jìn)行軟地基處理時(shí)，泵壓和注漿量的檢測(cè)計(jì)量相當(dāng)重要，請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)選擇或設(shè)計(jì)

5、相應(yīng)類型的傳感器，并說明其檢測(cè)原理和選擇的理由。21. 石油鉆井要求檢測(cè)從井內(nèi)返回的泥漿量，請(qǐng)選擇性設(shè)計(jì)合適的傳感器，并簡述選擇理由及傳感器的工作原理。22. 石油鉆井要求隨時(shí)檢測(cè)泥漿池泥漿液面的高度，請(qǐng)選擇性設(shè)計(jì)合適的傳感器，并簡述選擇理由及傳感器的工作原理。23. 為檢測(cè)油壓鉆機(jī)（由油壓缸、油壓卡盤驅(qū)動(dòng)）鉆進(jìn)過程中的鉆壓和進(jìn)尺量，你認(rèn)為采用何種檢測(cè)原理（或傳感器）較合適？并簡述選擇理由及傳感器的工作原理。圖624. 液動(dòng)沖擊器的單次沖擊功和沖擊頻率是其重要參數(shù)，請(qǐng)為檢測(cè)沖擊功和沖擊頻率，選擇性設(shè)計(jì)合適的傳感器，并簡述如何通過所選傳感器的輸出來確定沖擊功和沖擊頻率（文字+示意圖）。25. 簡

6、述浮子流量計(jì)、多普勒超聲流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和靶式流量計(jì)的工作原理，并比較其用于鉆井現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)。26. 參照?qǐng)D6，分析重錘-磁針式測(cè)斜儀是如何把非電量鉆孔頂角和方位角轉(zhuǎn)換成電量的？并簡述其工作原理。27. 請(qǐng)參照?qǐng)D7分析光柵的遮光作用，為什么測(cè)量鉆探進(jìn)尺和機(jī)械鉆速的光柵傳感器必須用兩塊光柵（轉(zhuǎn)動(dòng)的主光柵、固定不動(dòng)的指示光柵）？它如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)尺和機(jī)械鉆速的檢測(cè)？28. 請(qǐng)從壓磁式扭矩傳感器、光柵式扭矩傳感器、相位差式扭矩傳感器中任選一種解釋（簡述+示意圖）其檢測(cè)原理。29. 測(cè)定液動(dòng)沖擊器的沖擊功還可以用速度法和應(yīng)力波法，請(qǐng)任選一種解釋（簡述+示意圖）其檢測(cè)工作原理。圖730. 鉆頭進(jìn)尺量（線位移）和平均鉆速是衡量鉆頭質(zhì)量，劃分巖石級(jí)別和判斷孔內(nèi)工況的重要依據(jù)。但在硬地層中瞬時(shí)鉆速很小，分別說明用測(cè)速發(fā)電機(jī)和磁電脈沖原理測(cè)量時(shí)，可采取什么措施來提高硬地層鉆進(jìn)中的位移和瞬時(shí)鉆速分辨率。31. 試分析壓力式液位計(jì)和差壓式液位計(jì)（圖8所示）的工作原理，并比較它們的應(yīng)用條件。圖832. 參照?qǐng)D9，分析重錘-磁針式測(cè)斜儀的測(cè)量電路直流平衡電橋的工作原理，四個(gè)橋臂