电导率实验测试

电导率实验测试（精选8篇）

篇1：电导率实验测试

电解质与电极界面产物电导率测试与研究

孔伟1，赵芯舫2

本文在《中国测试》2013年第39卷第6期页码：20-23

（1.乌海职业技术学院，内蒙古 乌海 016000； 2.北京海湾联纵安全科技有限公司，北京 100024）

摘要：为研究氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质材料与La1-xMxNiO3（M=Ca、Sr、Mg）电极材料界面反应物的电输运特性，采用二端法测试样品直流电导率和交流电导率。结果表明：样品的直流电导率、交流电导率均随温度的升高而增加，交流电导率在低频区基本不变，在高频区随频率增大而增大，解释了电极的电输运性能，综合比较掺杂Ca的样品性能比较优良。

关键词：电解质物理学；电输运特性；固相反应法；频率

中图分类号：O657.13；O646.5；TM911.4；TM930.12文献标志码：A文章编号：1674-5124（2013）06-0020-04

Testing and research conductivities of electrolyte and the electrode interface products KONG Wei1，ZHAO Xin-fang2

（1.Wuhai Vocational and Technical College，Wuhai 016000，China；

2.Beijing Gulf Link Zone Security Technology Co.，Ltd.，Beijing 100024，China）

Abstract: For studying the electronic transport properties of the interface reactants produced by yttria stabilized zirconia（YSZ）electrolyte materials and La1-xMxNiO3（M=Ca，Sr，Mg）electrode materials，this paper tested DC conductivity and AC conductivity of samples with the two-terminal method，the results show that the DC and AC conductivities of the samples increased with the increasing temperature，and the AC conductivity is almost not changed in the low frequency region，and it increases with frequency in the high frequency region，which explain the electrical transport properties of the electrodes.Comprehensive comparison results indicate the performance of Ca-doped sample is more excellent.Key words: electrolyte physics； electronic transport property； solid state reaction method； frequency

篇2：电导率实验测试

高温高压下滑石的电导率实验研究

在1.0GPa和2.0GPa、400～860℃条件下测定了滑石的电导率.实验表明，增大压力，滑石的`电导率增大，其导电机制为电子导电;在整个实验温度范围内电导率与T的关系都符合Arrhenius公式，滑石的脱水没有引起电导率的突然变化，表明并不是所有的含水矿物的脱水都会引起电导率的急剧上升.电导率的急剧增加还可能与矿物的含水量、脱水后自由水含量及连通度等因素有关.

作 者：朱茂旭 谢鸿森 郭捷 许祖鸣 作者单位：中国科学院地球化学研究所,刊 名：地球物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS年，卷(期)：44(3)分类号：P313.3关键词：高温高压 滑石 电导率

篇3：高温熔体电导率测试研究进展

在科学研究中,熔体电导率可以提供多方面的信息,其在冶金,地矿,玻璃等生产研究中具有重要的意义,通过对熔体电导率的研究,可以判断出在高温状态下物理化学状态,对产品性能的改善,减少能源消耗,研究地球地质结构具有重要的意义[1,2,3,4,5],同时由于电导率和熔体中离子的迁移数存在密切关系,所以研究电解质的电导率,对熔体中离子迁移机理的研究,了解熔盐离子的结构,提高熔体导电能力具有指导意义[6,7]。

本文主要介绍了高温熔体电导率测试原理,电导池结构以及测量方法,指出了各种测试方法的优点以及存在的不足,同时对高温熔体电导率测试的发展做了一定的展望。

1 电导率测试基本原理

高温熔体电导率的测试主要是测试其电阻,然后根据欧姆定律

通过(1)式可以看出要测量确定熔体电导率k,首先需先确定电阻R和电导池常数C。通常通过对已知电导率的标准试剂(如氯化钾溶液或熔体等)电阻的测定,获得电导池常数C,再测定该电导池结构下被测高温熔体的电阻,从而求得电导率k。所以为获得准确的被测熔盐电导率,不仅需要具有稳定电导池常数的电导池结构,还需能对熔体电阻进行准确测定的检测设备与手段[8]。

2 电导池结构与类型

一般情况下熔体温度比较高,电导率随温度变化变化比较大,所以对电导池要求较高,一般普通的电导池无法消除在测量过程中电流所产生的极化效应,不能够准确扣除电极以及电导池本身电阻,将会引起较大的误差。为此,需尽可能缩小电导池截面积,增大电极间距离,以增大电导池常数,并且最大程度地减少极化电阻、电导池自身电阻以及导线电阻。

目前,电导池结构可分为两类:一类是金属电导池,此种电导池所用材料一般为贵金属,如铂、铂-铑和铂-铱等[9,10,11]。这类电导池尽管能耐高温熔体的腐蚀,但由于电导池常数小、测得的熔体电阻值低、极化等因素对测量结果影响大,难以获得准确的电导率值。另一类为“毛细管电导池”,这类电导池的最大特点是增大了测量电阻值,降低了极化电阻、电极及导线电阻测量结果的影响。由于热压氮化硼在电阻率、高温抗热震性以及强度等性能上比热解氮化硼要差,因此后者成为了一种常用材料;也有研究者采用单晶氧化镁、铂、钨以及铟康镍合金作电导池材料[12,13,14]。

3 高温熔体电导率测试方法

3.1 连续改变电导池常数(CVCC)法

连续改变电导池常数法(Continuously vary cell constant,CVCC)是由Wang Xiangwen[12]等研究并应用到实际测量中的,它是一种采用长度连续变化的毛细管电导池测量熔盐或溶液电导率的方法(如图1),其主要原理为:对于一个固定的电路和固定的施加频率,电路中总电阻的变化与电导池常数的变化是呈线性关系的,线性系数是关于溶液或熔盐电导率的一个常数,电导池常数的变化是由电导池长度的变化所引起,由此可以得到(2)式,式中γ为溶液或熔盐的电导率;A为电导池的内截面积;Z′为电路中的总电阻;L为电导池的长度。式中的A需要通过测定分析标准熔盐或溶液的d Z′/d L值来标定。

由(2)式可以看出使用CVCC法测定熔盐的电导率时,只需要在一个固定的外加频率下,改变毛细管电导池的长度,再读出不同电导池长度时的电路总电阻值即可,没必要进行电阻对频率的外推分析,导线和电极电阻的去除步骤也可以省略;此外,使用CVCC法时,标定和测量时对于电导池的一致性要求不再像使用固定电导池常数法那样苛刻,方便了实验的进行。

KAN Hong-min[15]等利用连续改变电导池常数法测试了Na3AIF6-AIF3-Al2O3-Ca F2-Li F(Na Cl)体系熔体的电导率,测试结果证明了方法的准确性与可靠性,同时通过测试计算得出了体系的电导活化能。王兆文[16]等利用此方法测定了冰晶石系熔盐的电导率,通过对Na3Al F6-Al2O3熔盐的电导率进行测定并与以前研究者的所得数据进行比较,证明CVCC法可以进行铝电解质以及其他高温熔盐的电导率的测定,而且有很高的精确度。黄有国[17]等通过CVCC法测量了KCl水溶液、熔融KCl以及Na3Al F6-K3Al F6-Al F3混合熔体的电导率。研究结果表明电导率随Al F3的增加而降低,每增加1%Al F3平均能使电导率降低01042Ω·cm-1。HU Xian-wei[18]等通过CVCC法测试了Na F-Al F3熔体的电导率与活化能,研究结果表明在固定比例下,其高温熔体的电导率随温度的变化较小,随着Al F3摩尔浓度的增加,其高温熔体的电导率同时也会增大,在Al F3摩尔浓度为29%是其体系的激活能最小。

3.2 四电极法(四探针法)

四电极法解决了传统双电极法在测量过程中会产生一定的极化电压的问题,在实际工作中具有很重要的作用,其最初用于测量薄板电子导体的电导率,后来用于熔盐电导率的测量,其电导池结构如图2所示[19]。测量过程中,交流信号经电流电极1和4通过熔体组成闭合电路,往电压电极(2和3)输入高阻抗,并使其通过的电流几乎为零,依据欧姆定律,建立电极2与3之间熔体的电阻Rx、电压降Ex和标准电阻Rs、标准电压降Es之间的关系,通过(3)式求得被测熔盐电导率。由此可知,四电极法最大程度地减少了极化的产生,但熔体高低、电极浸入深度、电极偏心度以及所采用频率都将对结果产生影响。

Shigeta[20]等用四电极法测量以CaF2为主要成分的熔渣,并对其准确性进行了一定的验证。李运刚[21]等用平行四电极法研究了Na2WO4—ZnO—WO3熔盐体系在x(Na2WO4)为0.40~1.00,x(ZnO)为0~0.4,x(WO3)为0~0.50组成范围内的电导率,研究结果表明体系的电导率与温度的关系成指函数关系。马秀芳[22]等研究了Na3AI—AIF3—LIF—CaF2系熔体变温电导率,研究结果表明分子比的增大可显著增大电解质的电导率,但随着分子比的不断增大,电导率增大的程度在减小,LIF、CaF2量的增加也可使电导率随分子比增大的幅度减小。四电极法虽然简单,但它把复杂的离子导体简单地当成电子导体来处理,而且熔融铝电解质与炉渣相比,电导率高,测得的电阻阻值低,势必产生较大误差,此方法还需要一定的改进,以提高精度。

3.3 交流阻抗谱法

交流阻抗谱是常用的一种电化学测试技术,该方法具有频率范围广、对体系扰动小的特点,是研究电极过程动力学、电极表面现象以及测定固体电解质电导率的重要工具。它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应,在每个测量的频率点的原始数据中,都包含了施加信号电压(或电流)对测得的信号电流(或电压)的相位移及阻抗的幅模值,从这些数据可以计算出电化学响应的实部与虚部。阻抗谱中涉及的参数有阻抗幅模(︱Z︱)、阻抗实部(Z′)、阻抗虚部(Z′′)、相位移(θ)、频率(ω)等变量,同时还可以计算出导纳(Y)和电容(C)的实部与虚部,因而阻抗谱可以通过多种方式表示每一种方式都有其典型的特征,根据实验的需要和具体体系,可以选择不同的图谱形式进行数据解析[23]。

上世界80年代,科学研究者将交流阻抗谱法经过改装应用到了高温熔体电导率测试中,其基本原理如图3下所示:

P.Fellner[9]等以热解氮化硼作毛细管电导池,利用交流阻抗法测试了含Na3AlF6—Al2O3,Na3AlF6—AlF3,Na3AlF6—CaF2,Na3AlF6—MgF2与Na3AlF6—Li3AlF6二元体系高温冰晶石熔体电导率,研究表明不同温度下含不同体系冰晶石熔体电导率可公式(3)得出:

式中x(i)代表添加物的摩尔分数,b(Al2O3)=-2.53,b(AlF3)=-1.66,b(CaF2)=-0.76,b(MgF2)=-1.07,b(Li3AlF6)=+0.97,2.80代表1000℃时纯冰晶石电导率。通过此公式可以计算950~1200℃内包含以上二元体系冰晶石高温熔体的电导率。

Ján Híve[10]等通过四电极法研究了含Na3AlF6—Al2O3—CaF2与Na3AlF6—Al2O3—MgF2三元体系冰晶石的电导率,研究结果表明三元体系冰晶石熔体电导率可由公式(4)计算:

式中T单位为K,方括号代表物质的摩尔分数,其中Na3AlF6的摩尔分数为0~26%,CaF2摩尔分数为0~35,MgF2摩尔分数为0-饱和浓度,通过此式可以计算的温度范围为940~1050℃之间含有以上三元体系高温熔体的电导率。

交流阻抗谱测定高温熔体电导率是从体系的等效电路图来求出熔体的电阻,从电阻求出熔体的电导率。如提出的等效电路图合理、能扣除导线和电极的电阻,交流阻抗谱法则是一种快速、简便和准确的测量方法。但是由于高温熔体电化学系统的复杂性,提出合理的等效电路图是一件困难的事情,而且在实际的操作过程中,如何扣除导线和电极的电阻也是一个棘手的问题,这就增加了交流阻抗谱法的难度[24]。

3.3.1 模型估算法

现阶段对熔盐的电导率估算还没有很好的模型。一般都用下面的简单模型进行粗略的估算,其简单模型(The Simple Mode1)假设电导率与熔体中有效电荷的数量成正比。由于电导率与电荷的浓度成正比,故可认为熔体的电导率为:

式中:Xi—组元的摩尔分数

Zi—带荷电粒子的有效电荷

Vmin—熔体的摩尔体积

A—比例因子

用该模型估算熔盐电解质电导率不仅熔盐中各离子的有效电荷和比例因子都很难得到,而且计算出的电导率与熔盐的真实电导率误差较大。为对熔盐电导率进行较好的估算,周传华[25]等利用了简单,串联与并联模型估算了含钾冰晶石熔体电导率,通过计算发现对钠冰晶石及钾冰晶石与各种添加剂组成的二元系的电导的研究中发现,串联模型和并联模型都是以某种极端作为出发点,一旦超出某种范围,偏差明显增大而影电导率的最重要因素是熔液中的离子对含钠冰晶石体系在添加剂的量不大的情况下简单模型给出较好的结论。在添加剂量很大的情况下,并联模型更接近实测值而串联模型能够很好地描述具理想热力学性质的体系。陈金钟[26]等一串联,并联和混联三种模型计算了MgC12—NaC1—KC1—CaC12熔盐体系的电导率,与实际测定值相比较,混联模型与实验值吻合得很好,而串联模型假设两熔体电流移动方向是横穿截面,而并联模型观点则正好相反;实际熔液中离子在电流作用下的移动是很复杂的,所以串联模型和并联模型估算值与实验值吻合较差。

3.4 其它方法

3.4.1 间接测量法

徐岳生[27]等通过在磁场下测定硅熔体的粘度,根据ηeff=(μBb)2σ关系式,间接计算出硅熔体的电导率。其结果与用其他方法测试的数值吻合。用电子导电、离子导电的变化,解释了硅熔体在1420~1690℃范围电导率的变化,研究结果对指导大直径硅单晶生长具有实际意义。研究发现硅熔体电导率的变化,它反映出熔体结晶的变化。由低温至高温,熔体参与导电的载流子,由电子导电,电子和金属离子导电,最后变化至单纯的金属离子导电,它反映出硅熔体结晶,由短程有序到短程有序加长程有序,最后到长程有序。这是一种间接测定熔体电导率的方法,在考虑磁场修正因子,可做为测定导电熔体电导率的方法予以推广。

3.4.2 自行组装法

吴其山[28]通过自行组装设备(如图4)测试了Nd2O3-NdF3-LiF熔盐体系中电导率,结果表明,升高温度,提高Li F浓度以及降低Nd2O3浓度可以提高熔盐体系的电导率;而降低温度,降低LiF浓度以及提高Nd2O3浓度可以减少钕在熔盐中的溶解度。所得研究结果可为电解氟盐法生产钕选择合理的电解质成分提供依据。张明[29]采用电涡流法测量金属电阻率,合理设计传感器结构和标定方法,硬软件结合,消除了温度影响,在熔铝及其合金的凝固过程研究中取得了实用效果(如图5)。自行组装法随比较简单,但是相比较以上几种方法,仍然无法克服在测试过程电流所引起的极化电流以及导线电阻,精度与温度控制需要进一步改进。

4 发展趋势

篇4：从心理实验看心理测试技术

关键词：心理测试技术;心理实验;测试动机

一、心理测试技术概述

心理测试技术俗称“测谎”，是依据人的心理活动与生理活动之间相互关系的原理，通过编制一系列相关测试题，继而形成心理刺激，引发被测人的心理生物反应，通过专用心理测试系统，实时同步采集、记录和显示被测人对主测人言语问题的多项心理生物反应变化，进而评判心理痕迹对应相关度，以甄别判断被测人与案件关系及案件有关情况的心理检测技术[1]。该技术除可应用于各类刑事案件的侦查审理外，还可应用于民事案件、违纪案件、保险理赔的调查审理和重要岗位人员筛查及忠诚度可靠性测试。

（一）心理测试技术的理论基础

心理测试技术是建立在人的认知经历及人的心理活动和生理活动之间相互关系的基础上，对人的心理生物反应进行的检测。因此，科学的心理学理论和方法及心理活动的规律，是心理测试技术科学研究和正确应用的基础和依据。

心理测试技术主要依据的是人的客观经历与其认知状况之间的联系;人的行为经历及其认知活动与其情绪体验之间的联系;被测人对主试所提问题的认知活动与其相应情绪活动之间的联系;人的知、情、意等心理因素相互之间的联系以及人的心理活动与其生理活动之间的联系[2]。个体在经历某个客观事件时，都会不断地对该事件进行认知加工，试图判断、评价该事件（刺激物）的发生对其的价值和意义，从而影响个体最终对此事件持肯定态度还是持否定态度[3]。在这个判断和评价的过程中，个体就会对该事件产生相应的情绪体验，而这种体验又会反过来影响个体对事件的再加工和再评价，在其大脑中就会留下深刻的心理痕迹。心理测试过程中，就是通过一系列的相关测试题作为刺激，重新诱发经历过该事件的个体的认知过程和情绪体验。正因为人的知、情、意等心理活动与生理活动的联系，被测人在接受相應刺激后所引发的心理波动就会使其产生对应的特异生物反应[4]。

正是基于这种科学的理论基础，心理测试认为只有经历过相应事件的被测人才会在面对测试题刺激时，产生相关、特异的心理生物反应。因为心理测试的测试题，作为一种探针刺激，能够成功诱发被测人隐藏在心底的对该事件的认知、记忆及情绪活动。而对未经历过该事件的被测人来说，测试题对他们并没有什么特殊意义，自然不会产生任何心理上的波澜，更不会有特异的生理反应出现。

（二）心理测试技术的客观依据

从上述心理测试的理论基础可以发现，心理测试技术得以实施的客观依据在于：特殊经历及事件事实，是经历人相应心理痕迹形成的客观基础;特殊而深刻的心理痕迹，是引发经历人相应心理活动并引起其生理指标变化的客观因素[5];反映经历人独知的事件客观事实情况的语言刺激，是触发经历人心理活动并引起其生理指标变化的条件。因此，心理测试技术并不是万能的，并不是什么情况下都可以使用。它要求被测人在其大脑中留有所经历事件独特而深刻的心理痕迹，并能够被刺激诱发出来。这一点提示我们，若个体在醉酒、服药、催眠甚至昏迷等非正常意识下经历了某个事件，虽然此事件确实客观存在，但没能在个体大脑中留下足够强烈的心理痕迹，个体对此记忆不深，或者毫无察觉，测试的效果就会很差。同样，如果被测人在测试时不能准确接受主测人提供的言语刺激，无法有效触发其心理活动，自然也就不能引起其生理指标的变化，无法达到最佳的测试效果，甚至不能进行测试。

因此，依据事件事实和经历人心理活动，客观、科学、准确、有效地编题并提问，能够触发经历人相应的心理活动并引起其生理指标的变化，从而获取与事件事实有关的心理生物反应图谱，进而评判被测人与事件的关系并认知事件有关情况。

二、心理测试技术中的实验心理学变量

根据心理实验的S—O—R模式，可以将变量分为三类：自变量、因变量和主体变量。自变量是由研究者选定并进行操纵、变化的能引发所欲研究的心理现象的因素或因素的组合[6]。因变量则指的是被试的反应或输出，是受测的有机体被观测的方面。因变量依据自变量的变化而变化，但不能简单认为它就是因变量的果[6]。而主体变量是指存在于研究对象主体身上的各种变量，既包括被试的生理变量，如性别、年龄、身体状况等;也包括被试的心理变量，如教育水平、性格、动机、态度等。

事实上每一次心理测试都是一次心理实验，只有明确心理测试技术中的自变量、因变量以及控制变量，才能准确地认识并使用心理测试技术。

（一）自变量的确定

心理测试中自变量的确定就是编制心理测试题的过程。只有通过科学有效的手段编制出来的测试题，才能保证自变量选取的准确性。一次实验，如果对自变量的操纵不当，甚至自变量的选取错误，自然就不能观察到因变量的变化，或者因变量的变化并非由自变量引起，而是由其他变量造成的，也会导致研究结论错误。确定心理测试的自变量，就是充分依据事件的关键情节，准确地编制包含关键情节在内的多选题，最终由主试以读题的方式通过言语刺激施加给被试。

（二）因变量的确定

被试在接受刺激后，如果其大脑中确实存在该事件的心理痕迹，他的各项生理指标及面部表情、姿态表情在目标题上就会出现相应的变化。因此，心理测试技术的因变量就可以包括被试的生理指标、面部表情和姿态表情的变化。然而，实际测试中很难对被试的面部表情和姿态表情的变化下操作性定义，个人评判由于具有较高的主观性，难以量化。而被试的生理指标，包括皮肤电阻、呼吸、脉搏和脑电等，可以通过特定的仪器准确地测量出来，转化为数值与曲线，即时反映在电脑屏幕上，成为心理测试主要依赖的因变量。被试的表情和动作变化则可以作为辅助的因变量，加以综合判断。

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（三）主体变量的确定

随着心理科学的发展，研究者们逐步认识到人类的心理并不是机械的刺激—反应（S—R）模型，还要取决于被试主体变量对因变量的影响。例如，对于没有经历过特定事件的被试来说，由于其大脑内不存在该事件的心理痕迹，测试题的刺激就不会对其造成心理上的波动，更不能使其产生心理上的变化;而对于经历过该事件的个体来说，其认知的选择性会促使其对测试题中提及的关键项目保持高度的关注，引发强烈的定向反应，生理指标变化显著。正是存在这种主体变量的调节或中介作用，被试的主体变量也影响着被试对刺激的反应，即被试的年龄、生理状态、情绪、动机也都可能影响被试对心理测试题的反应。而这些主体变量的影响也会影响主试对于被试反应的解释，因此，心理测试技术必须逐个考察这些主体变量对于个体在接受测试时对测试效果的影响，从而利用这些变量更好地服务于心理测试技术。

三、被测人测试动机对心理测试的影响

心理学上的动机，指的是直接推动一个人进行活动的内部动力。它是引起和维持个体行为，并将此行为导向某一目标的愿望或意念[7]。而在心理测试中，被测人的测试动机则是推动被测人接受心理测试的内部动力，这种内部动力会促使被测人在测试过程中为实现特定的测试目标而做出某些行为。因此，被测人所持测试动机的不同，会驱使被测人在测试时作出不同的反应，从而影响心理测试的效果。所以，考察不同被测人的不同测试动机在心理测试时的反应表现，通过实验研究探索各种测试动机对测试效果的影响，对心理测试技术的实际应用极具价值。

兹维（Zvi）等人通过一个2（事件角色）×2（动机）的多因素实验研究，考察了不同事件角色被试在不同动机引导下在心理测试中的表现情况和测试效果[8]。研究首先将被试随机分配到执行组或非执行组，使被试获得不同的事件角色。执行组的被试需要在指导语的指导下，亲身经历某个特定的事件，熟知该事件的全部细节;而非执行组的被试仅需阅读一篇有关此事件发生的报道性文章，大致了解事件的发生过程。虽然两组被试对于事件的经历和认知并不相同，但二者共同的任务都是要在心理测试中证明自己与该事件无关，也就是证明自己只是通过阅读才知道事件发生的经过的。

研究的第二步是操纵不同被试的测试动机，执行组和非执行组各有一半被试会被随机分配到对抗动机组，采取各种反测试手段;而对于剩下的被试，主试则会要求他们尽量听从主试的安排、指导，与主试合作。这种动机的操纵使得被试的测试动机与现实情况十分接近。因为，无论何种被测人在测试前，都会对心理测试作出自己的价值判断，有肯定倾向，也会有否定倾向。持肯定态度的被测人会在测试时相信心理测试技术这门科学技术，信任主测人能够以此技术作出正确的决断，在测试时对主测人友好，心态上非常放松，尽可能地配合主测人完成测试;而持否定态度的被测人则对心理测试技术十分不信任，认为心理测试技术本身就会对他不利，主测人也对其抱有偏见，主观上十分不愿意参加心理测试，抱有抵触心态，只是迫于压力才不得不参加，这种被测人在测试时就会采取对抗的态度，进行反测试，试图通过某些行为，避免心理测试准确探明其真实的心理状态。

兹维等人的研究最终表明，执行组的被试在持有对抗动机进行测试时，他们的心理生物反应在目标题上会显著增强;而非执行组的被试在持有合作动机进行测试时，其心理生物反应普遍下降[3]。这说明行为人对抗动机越强，越不配合测试，越采取反测试行为，反而越容易被心理测试技术检测出来;而真正的无辜者采取合作、放松的态度，心理测试就不会将他们的误判。

伊拉得（Elaad）的研究添加了外界刺激作为诱因，考察不同测试动机对测试效果的影响，也得出了与兹维相同的研究结论[9]。

四、被测人测试动机研究对心理测试技术的

意义

从现有的对被测人测试动机的研究我们可以看出，不同的被测人通常会在测试时持有不同的测试动机，而这种特异的测试动机会影响测试的整体效度。

就犯罪心理测试而言，一般来说，犯罪被测人对测试通常抱有敌意，会采取转移注意力、数数字等反测试手段对抗测试，表面上装作若无其事，企图通过这些手段逃避心理测试技术的检测。事实上，这些犯罪被测人虽看上去与正常人无异，实际上在测试中特别惧怕心理测试技术探测到其隐藏在内心深处的秘密，对心理测试的内容非常关注，时刻保持着对关键字、词的注意，犯罪被测人越是装作若无其事，越是采取手段转移注意力，当敏感的关键字、词出现时，其越是难以克服自身强烈的定向反应，面对关键项目时，其心理生物反应显著升高，更易于被检测出来。

而对于无辜者来说，一般的无辜者都持有“不做亏心事，不怕鬼敲门”的思想，整体上比较放松，对测试人员也比较信任，基本上处于一个合作的姿态，不会过于紧张，都能够顺利通过测试，降低自身的嫌疑程度。值得注意的是，在某些特殊情况下，有的无辜被测人可能对心理测试技术抱有一定的误解，可能通过媒体了解到一些不合格主测人员经办的一些错案，对心理测试技术十分怀疑，甚至抵制。这样的被测人在测试时就有可能抛弃其应有的合作动机，转而对抗测试，结果反而对其不利，增加了其被误判的风险。

针对此种情况，在心理测试技术实际应用的过程中，主测人应当在测试前通过测前谈话对被测人给予相应提示。通过指导语说明心理测试技术的科学原理和技术构成，使被测人对心理测试技术有一个初步的感性认知。通过阐述心理测试技术的科学性和测试效度，给予犯罪被测人心理上的压力，促使其采取应对动机，增加其整体的紧张度。相反，对于无辜被测人来说，测前谈话能够有效降低他们的测前焦虑，排除遗忘的误解，积极放松地配合测试。除测前谈话外，还可通过在正式测试前进行激励测试[10]的方式，让被测人进一步了解心理测试技术。

综上所述，被测人的测试动机会直接影响被测人在测试时所采取的行为，进而影响测试的效果。因而在测试前，主测人员应当通过测前谈话准确把握被测人可能持有的测试动机，通过其测试动机进一步推测其心理状态。在某些情况下，主测人员甚至需要主动出击，或通过指导语，或通过激励测试，对被测人的测试动机进行操纵，使其更好地服务于心理测试技术。若主测人员对被测人测试动机这一重要影响因素视而不见，在实测时不予以重视，就有可能造成犯罪被测人测试时紧张度不够，导致测试效果不好，被主测人员漏过;无辜被测人过于紧张，心理生理反应太强，影响测试判断，甚至有被误判的风險。

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以此類推，在心理测试技术的使用中，不能忽视任何一个心理过程和心理状态对心理测试技术的影响，必须要对每一个可能影响测试效果的因素加以考察，掌握其发展、变化的规律，更好地为心理测试技术服务。在心理测试技术的实际应用中，要结合心理痕迹动态分析技术、认知综合测试法编题技术，再将测前访谈、实测操作同步评图和测后谈话综合起来，客观、严谨地对被测人进行分析，得出科学、准确、有效的心理测试鉴定分析报告。

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[8]Zvi L，Nachson I，Elaad E. Effects of coping and cooperative instructions on guilty and informed innocents' physiological responses to concealed information[J]. International Journal of Psychophysiology，2012，84（2）：140-148.

[9]Elaad E. Effects of goal-and task-oriented motivation in the guilty action test[J]. International Journal of Psychophysiology，2013，88（1）：82-90.

[10]激励测试，即在正式测试之前，给被测人进行数字测试或个人信息测试等游戏测试，使其了解心理测试技术的科学性和高效度。

栏目编辑 / 王晶晶 终校 / 黄才玲

篇5：便携式电导率测试仪的设计

1 测量原理和系统设计

电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。溶液的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定的关系, 当它们的浓度较低时电导率也较低, 电导率随着浓度的增大而增加。电导 (G) 是电阻 (R) 的倒数, 两个电极插入溶液中, 可以测出电极间的电阻R, 从而测出电导。电解质溶液的电导率 (K) 指相距1cm的两平行线电极间充以1cm3溶液时所具有的电导, 根据公式G=1/R=K* (1/J) 以及电极常数 (J) 就可以测出电导率。

设计中我们采用51系列AT89C51单片机作为控制核心, 人机对话部分包括显示、按键、声光报警三部分, 采用单片机串口通信。数据采集包括方波发生、电流电压转换和模数转换三部分。在基本功能实现的基础上, 还可以加入温度采集模块。

2 硬件设计

我们重点对电导率数据采集部分的电路进行设计, 主要分为方波发生、电流电压转换和模数转换三部分。

2.1 方波发生电路

由于直流电压供电会产生介质极化现象, 溶液电导率的测量必须采用交流激励进行供电。我们采用双极性脉冲为电导池提供激励 (电源信号) , 采用高频率的双极化脉冲作为激励源, 由于在激励信号的前半个周期和后半个周期, 激励电流同值反向, 被测系统的介质极化现象就得以削弱。

方波发生电路如图1所示, MC1403为2.5V精密电压基准源, 误差范围为25mV, 因为输出单一, 所以接法简单。2.5V经过射极跟随器到+2.5V电压, 另一路2.5V经反向比例, 得到-2.5V电压, 反向比例增益为1。正负2.5V电压分别接到模拟开关两个通道, 模拟开关选用八选一CD4051型。

2.2 电流—电压转换部分

电流-电压转换电路如图2所示, 在理想运放条件下, 输入电阻Ri=0, 输出电压为-Is*Rf。Rs比Ri大的愈多, 转换精度愈高。我们选用OP07实现电流-电压转换, 电阻Rf由CD4501根据溶液的电导率选择不同的值。电流信号经过电流电压转换电路, 把溶液的电流值转换为电压值。

2.3 模数转换部分

数据采集要用到模数转换, 如图3所示, 在一些情况下可以V/F考虑利用幅频变换进行AD转换, 这种方法也可以得到模拟信号的数字量。TLC1549系列是美国德州仪器公司生产的具有串行控制、连续逐次逼近型的模数转换器。参考电压的低端接地, 参考电压高端接VCC即DC5V, 分辨率为10位, 最小分辨电压为4.8mV, 输入信号为0V~5V电压信号, 数字量范围0-1023, 供单片机处理。

3 软件设计

硬件部分完成后, 电导率测试仪功能的实现关键是软件的设计, 我们重点对电导率测量部分的程序进行分析, 具体程序如下:

4 测量精度测试

为验证设计效果, 采用实验板焊接电导率测试硬件电路, 用KeiluVision3编译程序, 然后把调试通过生成的.hex文件烧写到单片机中。用电导率测试实验电路和赛科品牌的CM-230型电导率仪测量含不同物质水溶液的电导率作对比, 如表1所示, 测试数据的相对测量精度都在0.38%以下, 测量精度较高。

摘要：电导率的测量广泛应用于电厂、制药、纯水处理和工业污水处理中。本文以51单片机为控制核心, 对系统的硬件设计进行了分析, 并重点对电导率测试部分的软件进行设计, 编程采用C语言。所设计的电导率测试仪具有测量精度高、方便携带、成本低等优点。

关键词：电导率,测试仪,设计

参考文献

[1]余成波.单片机实用技术与应用[M].北京:清华大学出版社, 2010.

[2]顾涵.基于IIC协议小型温度采集系统的设计[J].科技传播, 2012:204-205.

[3]谭浩强.C程序设计[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[4]陈玲.便携式土壤电导率测试仪改进设计及实验[J].农机化研究, 2009.

篇6：《测试技术》课程个人实验室开发

【摘 要】本次基于虚拟仪器和嵌入式系统的《测试技术》课程个人实验室开发，借助用于试用和学习的免费开发平台，学生个人电脑资源，以及购入和定制价格低廉性能良好的多种传感器和信号调理模块，完成了多种信号分析与处理的软件设计以及完整的测试系统的搭建和应用.

【关键词】测试技术；个人实验室；虚拟仪器；嵌入式系统

一、引言

测试技术涉及多门学科，传感器技术以各种物理、化学、生物机理为基础，信号分析技术涉及电脑软件技术及各种复杂的数学运算。而模拟信号的调理，又涉及电子电路知识和技术。根据被测对象搭建一个最终能获取有用信息的测试系统，对于提高学生学习兴趣和动手能力至关重要。鉴于虚拟仪器对仪器功能的集成性和嵌入式系统的便携性，本次工作应用虚拟仪器和嵌入式系统技术开发了一个测试技术个人实验室（实验库）。

二、《测试技术》个人实验室硬软件资源及制备

（一）硬件资源及制备

传感器资源：1.个人电脑，如话筒、鼠标等。2.购入多种低价传感器，如BMA250三轴加速度传感器、各种温度传感器、智能小车避障传感器等。

中间调理电路：购入和设计定制低价电路模块。

数据采集卡：个人电脑的声卡。

嵌入式系统：定制和购入一批价格低廉，性能优良的ADuC812微控制器及外围电路模块。

（二）软件资源及开发

虚拟仪器开发平台：采用NI公司的Labview平台，NI官网提供有免费Labview试用和学习版。

ADuC812开发包：AD公司提供有用于学习和客户体验的免费QuickStart开发包下载。

应用程序：课题组开发多种基于虚拟仪器和嵌入式系统的应用程序。

三、实验开发

基于Labview平台的实验，软件功能结构包括数据采集模块、数据分析模块、数据存取模块和数据输出模块。开发了频谱分析、相关分析、功率谱分析，以及周期信号的合成与分解实验等。

基于嵌入式系统的测试系统开发以图1所示的光纤位移传感器为例，运行Quick-Start软件包中的Download.exe程序把单片机的程序代码写入到ADuC812的闪速/电擦除程序存储器。ADuC812完成两路信号的数据采集和相除排噪、线性化处理、自检以及自校功能。除常用硬件电路，还设计了AduC812与电脑通讯的RS-232 接口电路。

四、结论

借助虚拟仪器技术和嵌入式系统技术，硬件充分利用学生个人电脑资源，以及价廉的硬件芯片，软件利用免费试用、学习平台，开发了《测试技术》课程个人实验室，对增加学生对课堂知识的感性认识以及动手能力起到了非常好的促进作用。

参考文献：

[1]江征风等.测试技术基础（第二版），北京：北京大学出版社，2001.

[2]陈国顺，张桐，郭阳宽，王正林，精通LabVIEW程序设计[M].北京：电子工业出版社.

[3]康华光等. 电子技术基础（第三版），北京：高等教育出版社， 1988， 342～391.

[4]JoelR.Williams提供.嵌入式系统及如何开发自己的嵌入式系统.华恒嵌入式Linux技术资料网站（http：//www.hhen.org/）.

作者简介：

篇7：论数字电路系统的测试与实验分析

掌握数字系统的分析和设计方法。

能够熟练地、合理地选用集成电路器件。

提高电路布局、布线及检查和排除故障的能力。

培养书写综合实验报告的能力。

（二）实验要求

1.根据设计任务要求，掌握数字系统的分析和设计方法。首先按单元电路进行设计，然后选择合适的元器件，最后画出总原理图。

2.安装调试电路直至实现任务要求的全部功能。对电路要求布局合理、走线清楚、工作可靠。

3.写出完整的实验报告，包括调试中出现异常现象的分析和讨论。

（三）实验说明

1.数字系统的设计方法。数字电路通常是由组合逻辑和时序逻辑功能部件组成的，这些功能部件可以由各种各样的SSI（小规模）、MSI（中规模）、LSI（大规模）器件组成。数字电路系统的设计方法有试凑法和自上而下法。下面对这两种方法进行简要介绍。

试凑法的基本思想是把系统的总体方案分成若干个相对独立的功能部件，然后用组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法，分别设计并构成这些功能部件；或者直接选择合适的SSI、MSI、LSI器件实现上述功能，最后把已经确定的部件按要求拼接组合起来，构成完整的数字系统。

近年来，随着中、大规模集成电路的迅猛发展，许多功能部件的读数据选择器、译码器、计数器和移位寄存器已经大量生产和广泛使用，不需按照组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法来设计，可直接用这些部件来构成完整的数字系统。对于一些规模不大，功能不太复杂的数字系统，选用中、大规模器件，采用试凑法设计，具有设计过程简单，电路调试方便，性能稳定可靠等优点，因此，仍被广泛使用。

自上而下（或自顶向下）的设计方法适合于规模较大的数字系统。由于系统的输入变量、状态变量和输出变量的数目较多，很难用真值表、卡诺图、状态表和状态转换图来完整、清晰地描述系统的逻辑功能，需要借助某些工具对所设计的系统功能进行描述。通常采用的工具有：逻辑流程图、算法状态机流程图、助记文件状态图等。

这种方法的基本思想是，把规模较大的数字系统从逻辑上划分为控制器和受控制器电路（受控电路）两大部分，采用逻辑流程图或ASM图或MDS图来描述控制器的控制过程，并根据控制器及受控制器电路的逻辑功能，选择适当的SSI、MSI功能器件来实现。控制器或受控器可分别看成一个子系统，所以，逻辑划分的工作还可以在控制器或受控器内部多重进行。按照这种设计思想，一个大的数字系统，首先被分割成不同层次的许多子系统，再用具体的硬件实现这些子系统，最后把它们连接起来得到完整的数字系统。自上而下设计方法的步骤如下：

（1）明确设计系统的逻辑功能。

（2）拟定数字系统的总体方案。

（3）逻辑划分，即把系统划分成控制器和受控电路两大部分，规定具体的逻辑要求，不涉及具体的硬件电路，如下图所示。

（4）设计受控电路及控制器。受控电路可以根据其逻辑功能选择SSI、MSI、LSI功能部件来实现，由于控制器是个复杂的时序逻辑系统，很难用传统的状态图来描述其逻辑功能，如果采用ASM图或MDS图来描述控制器的逻辑功能，再通过程序设计反复比较判断各种方案，则可不受条件限制地导出控制器的最佳方案。

现代数字系统的设计，可以用EDA工具，选择PLD器件来实现电路设计，可以将上面的描述直接转换成EDA工具使用的硬件描述语言送入计算机，由EDA完成逻辑描述、逻辑综合及仿真等工作，完成电路设计。

自上而下的设计过程，并非是一个线性过程，在下一级定义和描述中往往会发现上一级定义和描述中的缺陷或错漏。因此，必须对上一级的定义和描述加以修正，使其更真实地反映系统的要求和客观可能性。整个设计过程是一个反复修改和补充的过程，是设计者追求自己的设计目标日臻完善的积极努力的过程。

2.试验电路的故障检查和排除。在实验中，当电路不能完成预期的逻辑功能时，就称电路有故障。典型故障有三类：设计错误导致的故障，布线错误导致的故障，器件与底板故障。其中大量的故障是由于接触不良造成的，其次是布线错误（漏线和错线），因集成器件本身问题导致的故障是较少的。

篇8：直流电阻测试仪现场实验注意事项

1现场试验时工作环境条件因素

因为需要试验的公司大多数是新建、迁址或者偏僻地方的工厂，提供给我们的测试条件非常有限。有的新建厂房没有电源，只能从很远的地方拉到工作现场，使用的是0.25mm²护导线，到达工作点电压已经很低，这时，测试仪无法正常工作。有时插座接触不良，只能借助其他工厂发电机发电，这时电压忽高忽低，很不稳定，极易造成一系列问题，例如开机后容易烧了保险，或者无法正常开机。综合以上条件，在今后安排专用发电机、电缆、插座等准备工作中，以解决电源不稳定和测量时严禁断开电源回路问题为主。

2现场试验时仪器操作的注意事项

我在工作现场往往工作量大、任务重。在实操中，工作一展开就常常碰到问题，工作人员直接把测试接线夹夹在变压器抽头，不分电压线在内、电流线在外的原则，从而造成此原则上和操作上的习惯性错误动作。然而工作人员依然疏忽，常常强制性地将测试接线夹的最里端夹在抽头，使两者之间的接触面很少，同时由于操作不当，测出的电阻数值很大，无法跟出厂家原资料对比，因此很容易造成误评。

工作人员由于配合不当，在测量结束后没有及时将仪器程序退出，另一工作人员便直接拔下测试接线夹，此时接线会发出很沉的放电声音，犯下测量时不解断开测量回路的严重错误，从而很容易损坏仪器的正常功能。另外测量中型变压器时，工作人员在测量好ABC三相，需要换分接开关档位时，由于他们之间配合不默契，没有及时退出仪器程序，直接换分接开关档位，使得分接开关触点仍然带电，这种错误操作会造成严重危害。因此测试结束后，改拆接线时一定要在测试回放电后再进行另一项操作。 以上各种情况都是由于工作人员没有认真阅读说明书、不了解仪器功能、在实践中没有遵守测量操作上的原则等行为造成的。在以后的工作中，当碰到容易酿成习惯性、破坏性、不合理局面的细节问题时，需要我们在工作中不断地改进工作方法和完善实际操作中的操作程序：(1)测量时严禁断开测量回路；(2)测量时严禁断开电源回路；(3)测试结束，改拆接线时一定要对测试回路放电后进行；(4)电源线三眼插头不要变成两眼插头。

3现场试验时电流选择

现场进行实际操作时，还应注意变压器直流电阻测试仪的测量电流选择：

(1)35kV及以下电力变压器采用电流为1-3A直流电阻测试仪；

(2)110kV电力变压器采用电流为3～5A直流电阻测试仪；

(3)220kV电力变压器采用电流为10A直流电阻测试仪；

(4)500kV电力变压器采用电流为5A直流电阻测试仪。