反应测试范文

反应测试范文第1篇

【关键词】敏捷反应测试 CC2530 ZigBee 红外感应

在时空急剧变化的条件下能迅速表现出对动作的准确判断、灵活应变、快速敏捷的反应速度、高度的自纵能力以及迅速改变身体部位，运动方向的能力，是每个运动员应该具备的。敏捷反应测试系统是为训练运动员敏捷反应而设计的，是测试和训练运动员敏捷性的使用工具。该系统的灵活性使得教练能够建立适用的训练计划，提高运动员的成绩。

敏捷反应测试系统由一个PAD中心控制器和多个红外感应灯座组成。一种使用方式是，将灯座按一定规律摆放在运动员周围，通过PAD控制器随机点亮一个感应灯座，运动员需要迅速做出反应动作使感应灯座熄灭。随后控制中心再次随机点亮一个感应灯座，重复此过程，控制器记录整个过程中运动员的反应时间数据。使用者可以通过PAD观看经过处理后的实时数据。

敏捷反应测试系统可以训练运动员的手/眼/身体/大脑协调性、视觉认知能力、意识、手/眼/大脑处理速度和精度、视觉/听觉/手的协调性、反应速度、视觉锐度、视觉记忆。

1 总体设计

该系统主要由LED红外感应灯座和PAD中心控制器两部分组成。PAD中心控制器可以与任意多个LED感应灯座进行性无线连接，并控制其相关动作。灯座的结构框图如图1所示。

LED红外感应灯座主要由ZigBee模块、调制及功率放大模块、红外感应模块、led灯组和电源模块组成。如图2所示。

ZigBee模块采用CC2530为其核心，其结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM和许多其它强大的功能。它可以通过极低的材料成本建立强大的网络节点。该模块通过ZigBee协议实现各个灯座与PAD中心控制器的无线连接。功率放大模块用来调节红外模块的输出功率从而调节感应距离。红外感应模块用来实现对人体及运动器械的感应。

整个系统通过感应人体的相关动作来控制led红外感应灯组的亮灭，并且记录动员从反应到动作结束的时间。

2 硬件设计

2.1 电源模块

为了满足不同模块的供电需求，并能使感应灯座自由摆放不受电源束缚，系统采用6V锂电池为其供电源。通过电压转换芯片TLE4274和LM1117-3.3为系统提供稳点的5V和3.3V电压输出。

为了使红外模块达到更高的感应距离，采用5V电压为其供电。功率放大模块也采用5V供电使其获得更大的功率调节范围。而ZigBee模块的芯片CC2530需要3.3V供电，因此系统特为此设计了5V和3.3V两个电源转换以满足需求。

2.2 调制及功率放大模块

一般的红外发射管的工作电子流为40-100mA，而CC2530的I/O管脚最大输出电流只有40mA。经过试验验证，当采用直流为红外管供电时，即使电流达到100mA，接收管能够感应到的反射距离也只能在20cm以内。为了增大感应距离，系统采用调制频率为300KHz的脉冲信号为红外发射管供电，这样在高电平时刻的瞬时电流可以达到200-300mA，而在低电平时刻电流为零，而在一个周期内的平均电流仍然保持在100mA以下。这样既提高了发射模块的感应距离，同时又保证了红外发射管工作在额定电流下不至于烧坏管子。

为了能够提供足够大的供电电流，将CC2530的输出端与三极管基极相连，通过三极管将电流放大后作为红外发射管的供电电流，以满足其大电流的工作需求。

设计考虑到方便以后进行功率调节，在CC2530与三极管间加入一个数字可调电阻X9511，从而可以通过CC2530控制红外管的供电电流来实现对感应距离的调节。其中需要对R3、R13等电阻进行微调从而使两个红外管的发射功率尽量相同。其原理图如图3所示。

2.3 红外感应模块

红外感应模块是通过红外发射管向外发射940nm的红外光束，当运动员通过手、脚、头或者其他运动器械进行遮挡时，光束就会被反射，此时安装在同一侧的红外接收头会接收到反射的红外光束。为了避免周围的环境灯光、阳光中的红外光线干扰，系统采用一个调制管将发射的光调制为300KHz的调制光，而系统采用的接收头内置了解调模块，可以直接对接收光进行解调，当收到的光线为940nm的300KHz调制光时，接收头会输出低电平，否则输出高电平。

为了提高系统的红外感应准确率以及系统的鲁棒性，采用两个红外发射管与两个红外接收头分立工作的设计，两个发射管互不影响。两个红外接收头通过74LVC2G14后经过与门与CC2530相连，任意一个接收头接收到任意一个红外发射管发出的信号都可以置位CC2530相应引脚。图4所示为红外接收电路原理图。

由于红外发射管发射的光束为散射光，大大降低了反射距离，因此为每个发射管和接收头都安装了透镜。经过实验验证，感应达到的最大反射距离可以达到1m以上。

3 软件设计

红外感应灯座上的CC2530程序主要实现与PAD中心控制器通过ZigBee协议进行无线通信。当接收到点亮led命令时，控制8个高亮led点亮，同时使能红外感应模块，使其发射红外信号。当感应到运动员的相应动作时，熄灭led，同时发送消息报告PAD控制中心。其程序流程如图5所示。

PAD控制中心程序主要实现当启动程序时随机或按规则选择要点亮的感应灯座，并开始计时，待接收到感应灯座收到感应的消息后停止计时将此时间记录并显示，然后再次选择要点亮的感应灯座如此往复数次后，根据每次记录的感应时间数据来实现对运动员反应能力的测试目的。

4 结语

本文设计的敏捷反应测试系统能够帮助教练获取运动员的体能训练状况视觉反应、敏捷反应运动技巧、运动效率认知能力、记忆能力、垂直升降能力、方向改变能力、加速能力、速度与敏捷性、耐力损伤恢复、运动员运动能力和动作的流畅性的相关数据，数据能监测运动员一段时间内的进展情况或提供训练中的性能反馈。教练可使用这些客观数据以便为提高运动员的成绩而做出更好的决定。

（通讯作者：李欣）

参考文献

[1]吴媛媛，叶茂森.红外遥控技术浅析[J].计算机与信息技术，2009（1）：72-73.

[2]石晓岚.红外遥控监测系统[D].兰州：兰州大学，2011.

[3]裴彦纯，陈志超.基于单片机系统的红外遥控器应用[J].现代电子技术，2004，27（4）：87-89.

[4]苏长赞，红外线与超声波遥控[M].北京：人民邮电出版社，2001.

[5]马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[6]龙桂铃，徐磊，侯英龙.基于单片机的智能车避障的实现[J].计算机与数字工程，2011，39（3）：182-184.

[7]李俊斌，胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计[J].电子设计工程，2011，19（16）：108-111.

[8]闫沫.ZigBee协议栈的分析与设计[D].厦门：厦门大学，2007.

[9]宁炳武.Zigbee网络组网研究与实现[D].大连：大连理工大学，2007.

[10]赵西堂，张玉宝，葛春林.运动灵敏素质理论与方法研究进展[J].首都体育学院学报，2015，27（3）：249-256.

通讯作者简介

李欣，男，工学学士学位。现为中国海洋大学信息科学与工程学院教授。研究方向为水下探测系统、通信传输技术、嵌入式系统应用。

作者单位

反应测试范文第2篇

关键词：土基；反应模量；测试技术

1、引言

土基的反应模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值，能较真实的反映天然土层的变形特性，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。因此测定土的反应模量具有重要意义。

2、测试方法及试点制备

本次土基反应模量载荷试验点位于沈阳市北方通用航空机场，具置及数量由建设方、设计及试验单位共同确定，共选取了3个具有代表性的试验点进行试验，其编号分别为ZH1号、ZH2号、ZH3号，并在试验点处挖掘试坑，试坑宽度4.0m，试坑深度0.6―0.8m，通过试坑处观察试坑处土层上部为薄层耕土层，下部均为呈硬塑状态的粉质粘土。各试点的制备、测试仪器的安装以及反力的提供均按照有关规定进行，首先将测点土基表面铲平，再用水平尺找平后均匀铺设细砂，厚度约5mm，安装承压板时，将一块承压板轻轻旋转，用水平尺校正，并使上下板中心对准，用垂球检查平台荷载中心是否对准承压板中心。承压板安装平稳后，将三只位移传感器放置于最下层承压板边缘一定位置上，各位移传感器距离承压板边缘约5mm，三只位移传感器夹角呈120o，位移传感器表架支点距离承压板中心大于2m，在千斤顶与上部平台荷载之间垂直放置传感器及垫衬物等，再给千斤顶加载，使上部垫板与平台荷载之间轻微接触，确保试验装置稳定后，为消除间隙，减少试验误差，用15.5KN荷载预压两次，卸除预压荷载，记录各位移传感器读数，然后分级连续加荷，荷载分为6级，各级荷载应稳定3分钟，且沉降量小于0.25mm/min，进行下一级加载，加载过程中尽量保证加载速率的均匀性，在各试点进行试验时，按试验规程中的加荷顺序进行加载，具体为36KPa、72KPa、108KPa、144KPa、180KPa、216KPa，在试验同时记录相应试验数据。

3、测试结果分析

3.1P―l曲线

根据试验结果整理得到P―l试验成果表（表1）

P―l试验成果表 表1

观察各试验点的曲线，随荷载增加地基发生缓慢变形，曲线呈抛物线型，试点处土基仍处于弹性变形阶段，依据试验规程，3个试验点的试验终止荷载均为216 KPa，试验结束卸荷后，对各个试验点承压板下地基土进行观察，均未发现任何破坏迹象。

3.2土基反应模量计算公式

对于一般地基Ku=PB/0.00127

对于坚硬土基Ku=7.00/Su

Ku―现场测得的土基反应模量（MPa）；

PB―承压板下沉降量为0.127cm时对应的单位面积压力（MPa）；

lu―承压板在单位面积压力为0.07MPa时对应的沉降量（cm）。

3.3 Ku的确定

当地基较软弱时，用l=0.127cm的沉降量控制承压板荷载，即用一般土基计算公式计算Ku。

当地基坚硬，沉降难以达到0.127cm时，用P=70 KPa控制承压板荷载，即用坚硬土基计算公式计算Ku。

根据P―l试验成果表（表1）中的数据可知，三个试验点的荷载P达到72 KPa时，其沉降量均超过了0.127cm，故按一般土基计算公式计算Ku。分别在三个试验点的P―l曲线上查取对应于l=1.27mm处的荷载值P（即PB），然后依据上述公式计算土基反应模量Ku，见表2。

现场测得土基反应模量Ku（MPa） 表2

3.4经最不利季节修正后的反应模量KD的确定

由于浅部土层受气候影响较大，旱季地下水位低，含水量较小，雨季地下水位高，含水量较大。为确保工程安全宜采用最不利情况下的反应模量，即土基在饱和状态下的反应模量，因此对反应模量的实测值应进行修正，修正公式为：KD=d/du・Ku。

KD―经修正后的土基反应模量（MPa）；

d―现场原状试样（在试验土层中采取）在0.07 MPa压力下的下沉值，在实验室用固结仪测得；

du―现场原状试样（在试验土层中采取）浸水饱和后在0.07 MPa压力下的下沉值，在实验室用固结仪测得。

4结论

根据计算结果，三个试验点现场测得的的土基反应模量Ku分别为46.42 MPa、55.63 MPa、40.39 MPa，其平均值为47.48MPa。经不利季节修正后的土基反应模量KD为36.6MPa。

参考文献：

[1]GB5007―2011，建筑地基基础设计规范；

[2]JTG C20―2011，公路工程地质勘察规范；

[3]GB50021―2001（2009年版），岩土工程勘察规范；

[4]GB/T50123―1999，土工试验方法标准；

反应测试范文第3篇

关键词： 全身反应时；选择反应时；压力传感

中图分类号：G804.23 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1110057-03

1 背景简介

反应时间是指人体从刺激开始到发动明显的反应所需要的时间，是实验心理学经常使用的变量之一。自从18世纪天文学家提出这一概念后，许多心理学家在反应时间的理论研究和使用技术上都做出贡献，荷兰生理学家唐德斯（F.C.Donders）受人差方程式启发，测量了辨别和选择等心理过程的生理时间即反应时间，并创立了选择反应时间的实验[1]。

20世纪50年代以来，出于康复医疗和运动生理学领域研究的需要，对反应时开展了更为系统的研究。库瑞同（Cureton）

采用对视觉信号做出纵跳反应的方法，测定了许多项目运动员的全身反应时[2]。猪饲道夫应用肌电图方法对全身反应时进行了研究[3]。

很多人类运动行为的实验数据证明，“反应时”反映了人对自已运动行为控制的一个复杂过程。这一复杂的行为控制过程基本上包括：人对外界信息的辨认（identification）、人对反应行为的选择（response selection）和人对具体反应动作的程序化（programming）[4]。随着人体反应理论和测试方式的不断发展，对人体反应时的研究体现出了越来越重要的意义。

2 测试原理

全身反应时可分为简单反应时和选择反应时。一般来说，在高难度任务条件下，提高反应准确性需以降低反应速度为代价[5][6][7]。而反应时间又有多种评价方式，接收信号不同，产生动作不同，都会影响到反应时间的长短。研究表明，对于相同测试条件下，同一个体不同部位（如手、脚）的反应时间不同。近年来，多种测试仪器被设计出来以满足科研和测试的需求[1]。本文研制了一种仪器用来满足中学生日常测试的需要。

[8]AlfredWeiss提出将反应时划分成前反应时（PMT）和动作时（MT），前者为从刺激开始到肌肉产生动作电位的这段时间，后者又称电机械延迟（EMD），即肌肉兴奋产生动作电位到开始产生收缩变化的这段时间。而测定EMD需要植入肌肉探针，这种方式不适合中小学体能测试应用。更重要的是，对于同一个年龄段的测试者，EMD的测定仅具有生理学意义，并不能为体育锻炼提供指导。所以本仪器采用更为简单的测定全身反应时的方式。而当前国内的同类设备，大多采用手指按键的方式作为反应终止信号，这种方式并不能准确全面地反应测试者的全身反应时。本仪器采用弹跳的方式，通过检测测试者双脚对踏板压力的变化来测试从发出声光信号到测试者腿部肌肉群开始动作的时间差。不同于手指按动按钮，弹跳动作是一个全身性运动，整个过程涉及更多的肌肉组织。因此这种动作方式，能够更加全面地反应身体的反射时，同时也更能客观地反应出训练对人体反应时的缩短作用。

该仪器不仅可以测量人体的全身反应时和选择反应时，还可以借助设备平台测量测试者的起跳时间及最大瞬间弹力，绘制出整个起跳过程中的压力曲线，由此可以对测试者的其他身体素质指标如爆发力，进行辅助分析。

3 系统概述

本系统由主机和弹跳台组成，主机上有一个3.5寸液晶屏幕、起跳按键、起跳方式设置按键、起跳方向指示灯、起跳蜂鸣器以及开关和数据电缆组成。主机内部包含所有电子系统。

进行测试时，操作员手持仪器主机，被测试者站在弹跳测试台上，等待操作员口令。操作员发出口令，被测试者屈膝做准备弹跳姿势。操作员根据情况突然按下开始测试按钮，由测试仪发出起跳指令，接收到起跳指令后，被测试者起跳。起跳指令可以为直接起跳指令和选择起跳指令，在直接指令方式下，被测试者收到指令后直接起跳；在选择起跳指令方式下，起跳方向指示灯会产生一个随机方向的起跳灯光信号，被测试者在收到起跳指令后要根据指令进行判断，并按照指令所示方向进行弹跳。在发出起跳信号后，系统会自动记录从指令发出到被测试者开始动作的时间（tr）、被测试者起跳过程所花时间（tj）和起跳最大瞬间弹力（Fmax）3个参数，并将该参数显示在液晶屏上。

本仪器按照功能可以分为4个模块，包括弹跳台、放大电路、测量与主控芯片、USB通信模块。弹跳台内部装有压力传感器，可以监测弹跳台上的压力变化；放大电路将压力传感器的信号滤波后转换为适合采集的电压信号；电压信号经由单片机内部的AD转换器转变为数字信号，经过处理与分析，在液晶屏显示出所需要的测量数据，也可以通过USB通信模块将测量的原始数据上传到个人电脑中进行进一步的分析。

仪器的工作过程如下：测试开始后，单片机在计时的同时，不断测量弹跳台的受力变化，在检测到受测试者有动作，即踏板压力产生变化时，系统记录下此时的时间，即为被测试者的“反应时间”，在此之后到被测试者完全脱离踏板的时间间隔，记录为“起跳时间”，而在整个起跳过程中的弹力最大值，被记录作为“最大弹力”。

4 系统硬件

由主机和弹跳测试台组成。传感器的信号经由电缆，放大电路，由模拟-数字转换器（ADC）转换为数字信息，这些数字信息由单片机进行处理、分析，得到所需要的数据。具体过程如下：

1）弹跳台：

弹跳测试台由4个单臂半桥式电阻应变片构成，应变片与自带的等值电阻组成了2组差动单臂全桥电路，在5V供电下，每组应变片可以输出2mV/kg的电压偏移。这2组偏移量经过差动放大变成0～4V的电压输出，可以直接与ADC相连接。主控电路经过采样，就可以实时监测弹跳测试台受到的压力。

2）放大电路：

放大电路的目的是把传感器产生的微弱电信号放大。变成适合ADC识别的电压输出（0-5V）。由于传感器输出的是差动信号，所以采用多组差动电路进行放大。

3）主控制器和电路：

系统主控制器为STC12C5AS2，该芯片为高性能8位单片机，增强型Intel8051内核，内置AD转换器。K1为“开始测试”按钮，检测到按钮按下后，控制器完成数据采集，分析的任务，并通过通用并行输入输出接口（GPIO）将结果输出到液晶屏幕上显示。

5 系统软件

5.1 模型的建立

系统需要测量的参数有3个，分别是反应时间（tr）、起跳时间（tj）和最大弹力（Fmax）。

以下是实际测量中的2个典型时间对弹力（F-t）的曲线，可以明显地看出弹跳板随时间的受力情况。显然，该过程可以分为静止，起跳，脱离3个阶段。从操作者按下开始按钮开始计时，到被测试者开始对踏板发力，这段时间记为“反应时间（tr）”；从该时刻到被测试者脱离踏板，这个时间记为“起跳时间（tj）”；全程最数据最大值记为“最大弹力（Fmax）”。

在测试的过程中，要求被测试者屈膝站立，一般情况下，F-t曲线如图1（a）所示。但很多被测试者也常常会在听到起跳命令后习惯性地外加一个屈膝动作，造成曲线在起跳开始时有

测法，即检测单位时间内的受力变化量的绝对值，若该值超过预设值，则认为已经开始起跳。

5.2 程序流程图

6 微机界面

如果需要，仪器可以通过USB接口连接到PC上，在每次测量结束后，仪器会发送整个测量的原始数据到PC上以供研究。借助于上位机应用程序，可以接收测试仪发送的测试结果。并可以将测试结果以Txt文件格式导出，或将数据描绘成时间-弹力曲线，导出成为Excel文件保存。

7 结论

本文介绍的测试系统，可以快捷、无伤害地测试人眼-股二头肌的反应时间，是一种快速、低成本的全身反应时测试方案，广泛适合于大中院校、体质评测机构的推广应用。

参考文献：

[1]王斌，反应时及其影响因素的研究现状，首都体育学院学报，2003，15（4）：110-113.

[2]全国体育学院教材委员会，运动生理学[M].北京：人民体育出版社，1998.

[3]猪饲道夫，关于全身反应时的研究[J].OLYMPLA，1961（7）：8-11.

[4]严进洪，反应时与动作速度精确度之关系[J].体育科学，2001，21（1）：66-68.

[5]Meyer， David E，The Dynamics of Cognition and Action： Mental Processes Inferred from Speed-Accuracy Decomposition[J].Psychological review，1988，95（2）：183-237.

[6]李今亮、张力为，对运动员反应时问题的探讨（综述）[J].北京体育大学学报，1995，18（3）：31-35.

[7]任未多、王小铭、肖云，运动反应过程中速度-准确性权衡的研究[J].心理科学，1993，16（5）：291-294.

反应测试范文第4篇

关键词：地基土；反应模量；测试

中图分类号：TL372文献标识码： A

引言

我国城镇化建设的发展脚步日益提速，其配套设施的建设需求也愈发凸显。如飞机场，地铁，便捷的公路等等，基建项目的成功，推动着我们检测技术的发展。

本文所述测试方法有两个显著的优点；1.试验装置简单可靠，操作易行。2.试验点布置于所求层位，测值能够准确的反应地基真实情况。

在此我们对地基反应模量的测试方法加以浅析并小结，仅供同行参考。

2.地基反应模量的试验方法研究

2.1 原理

本试验方法是荷载-弯沉法，其理论依据是文克勒地基模型理论。

K=P/L

式中K――地基的反应模量(MPA/M或MN/M3)；

P――单位压力(MPA)；

L――弯沉值(M)。

地基反应模量K值，用刚性承载板试验测定，通过逐级加载测定相应的总弯沉值，得到荷载-弯沉曲线，如下图所示。由于土基变形的非线性特性，K值随所增加的压力(或弯沉)而变化。为了使所确定的地基反应模量值有代表性，通常有两种作法：当地基较软弱时，取L=0.127CM时相对应的压力P计算地基反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压力P=0.07MPA时相对应的弯沉值L计算地基反应模量。

2.2 实验操作

（1）. 试验设备：采用具有反力装置的堆载平台（主梁、工字钢、堆载重物），装有测力计的油压千斤顶，位移传感器，5层厚28-30mm、直径不同（450-750mm）的钢垫板，5.4米贝克曼梁弯沉仪，沉降测量百分表。

（2）. 测试准备：在预定试验点位开挖基坑，约直径大于2.8米的圆型试坑（保证最下层钢垫板外缘距基坑边缘大于1米），要求坑底整理平坦，不得有浮土或松动；坑槽长度：通过试坑中心，分别成120度角方向，在同一土层位，三侧开挖长各6米、宽1米的坑槽（安装贝克曼梁）；承重平台：在垂直坑槽方向，根据实际情况堆砌承重平台。

（3）. 设备安放：在已挖好的试坑中心点安防钢垫板，在安放第一块钢垫板时，首先保证钢垫板的接触面与土层完全接触，然后将钢垫板逆时针旋转360度，再顺时针旋转180度，就位完毕，其上依次叠加其余钢垫板，保证每块钢垫板的圆心对齐，接着安装千斤顶，也要中心对齐，调整与反力梁之间的间隙，安装调试贝克曼梁及百分表，安装完毕，准备开始试验。

（4）. 试验过程：本工程所涉场地均为粉质粘土，试验中，首先用15.4KN的荷载，预压2次，使受力土层与钢垫板紧密接触，消除表层虚土影响，卸载后清表调零，同时调整贝克曼梁，亦调零。准备就绪，正式开始试验，分级加荷，每级加载分别为：0.0MPa0.034 MPa0.069 MPa0.103 MPa0.137 MPa0.172 MPa0.206 MPa；实际加载值折算为KN，每级加载不低于120min，且保证沉降量相对稳定，并读取沉降值后，方可施加下一级荷载，如此往复，直至试验结束。

（5）. 注意事项：试验过程中，必须对图的原始状态、土质形状、含水量等物性指标，同步检测，这是因为，机场跑道项目试验土层，多数为浅部土层受气候、大气降水等因素影响较大，土基试验结果也会发生相应变化。因此，为保证工程质量及使用安全，土基模量应按最不利因素考虑，对于多雨或潮湿地区，宜采用土壤预浸水，使土壤呈饱和状态，再试验为宜。

机场项目，地基反应模量试验P-S截图

3. 成果分析与应用

本场地多为可塑粉质粘土，持力能力受液性状态、含水量影响较大，通过实验数据分析：黄褐色可塑粘土层地基反应模量值为：19.3~43.3MN/ m3，褐色可塑粉质粘土层地基反应模量值为：21.2~39.5MN/ m3。可以看出同种土质性状的土层，其地基反应模量K值的变化，与液性指数呈反比，即含水量越大其K值越小，反之越大。

综述：本实验特点是操作简便，试验结果直接可靠，可控性强，并适应不同地质条件土层。但要注意，本实验与土质性状、含水量状态密切相关，所以试验中务必减少扰动，保证土层原始状态，操作中严格执行操作规程，确保测取真实有效数据，为设计、施工提供科学支持。

另附某新建机场工程的测试数据如下表：

试点编号 土层深度 土样状态 地基反应模量

土样点描述 土性 容重 含水量 液性指数 塑性指数 MN/m3

1 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.85 23.5 0.33 12.3 33.1

2 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.86 24.4 0.44 12.5 25.6

3 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.88 24.9 0.46 12.5 23.6

4 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.86 26.2 0.59 12.4 19.3

5 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.87 22.8 0.28 12.2 43.3

6 0.8m 黄褐色、可塑 粉质粘土 1.86 24.1 0.44 12.7 26.4

7 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.89 25.8 0.51 13.3 21.2

8 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.88 25.2 0.4 13.4 26.3

9 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.91 24.9 0.34 13.2 31.8

10 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.9 25.1 0.38 13.1 29.4

11 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.89 23.1 0.31 13.4 39.5

12 0.8m 褐色、可塑 粉质粘土 1.88 25.9 0.49 13.2 23.7

机场项目，地基反应模量试验数据汇总截表

在该工程中，试验数据全部被有效采用，即提高了工作效率，又取得了很好的设计、施工效果和经济效果。

本文述例的实验方法，快捷易操作，且准确度高，希望为更多的工程实例借鉴。

参考文献：

〔1〕.文克勒地基模型理论。

〔2〕. 《工程地质手册》，工程地质手册编委会，北京：中国建筑工业出版社。

反应测试范文第5篇

关键词： 碱集料反应（AAR）； 集料； 膨胀率

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0055-02

前言

碱集料反应（AAR）作为导致混凝土耐久性下降的重要原因之一，已在世界范围内造成了大量混凝土工程的破坏和巨大的经济损失。因为由AAR造成的开裂破坏难以阻止其继续发展和修补，所以被称为混凝土的“癌症”。我国建设速度飞速发展，各种工程混凝土的破坏原因也较多，因此对大型混凝土工程的AAR破坏鉴定，显得极为重要。各国都采取了大量的措施预防AAR的发生，其中使用非活性集料是预防AAR最安全可靠的措施。因此，如何判断集料的碱活性便成为预防AAR的关键。本文主要介绍了如何判定混凝土的AAR破坏和检测对集料的AAR活性的方法。

1工程中AAR的判定

现场混凝土破坏原因众多，要肯定其破坏原因确为AAR引起的，需要综合分析才有说服力。诊断实际混凝土结构物发生破坏的原因时，仅从一种现象判断是否为AAR是不够的，必须要从反应环、混凝土溶出物以及取样的膨胀值，甚至应根据岩相石学、化学的试验验证的结果，来进行综合的判断。具体方法如下：

1.1结构外观的观察：主要对结构外观主要包括裂纹、裂纹部位、裂纹变色、裂纹悬差、变位破损等几个方面进行观察判断。

1.2超声波技术测试：利用超声波检测技术，对波速进行辨别，混凝土实际结构物，当V

1.3钻孔取样测试：对钻孔取样试件进行判断，存在裂纹、胶凝浸出、反应环、芯样膨胀、静弹性模量明显降低以及微观方面分析等六个方面的特征，可以判定其存在AAR。

2 集料碱活性的测试方法

2.1岩相法

岩相分析通常是指通过肉眼观察和借助光学显微镜鉴定集料的岩石种类、矿物组成及各组分含量，并依此判断集料的碱活性。完整的岩相分析需借助X射线衍射分析、差热分析、红外光谱分析等。

岩相法是集料碱活性鉴定的必选方法，通过岩相分析首先对集料进行分类，对其后选择合适的检测方法有重要的指导作用。该方法的优点是速度快，可直接观察到集料中的活性组分；缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系，且此法需要有相当熟练的技术。

2.2化学法

化学法是将集料破碎筛分，并以粒径在150~300μm之间的颗粒作为试样。取25g试样和25ml1N氢氧化钠溶液混合并在80℃温度的封闭状态下加热24h。用化学分析法求出混合物滤出液中氢氧化钠浓度降低值Rc（以及mmol/L计）和溶解的二氧化硅的浓度Sc（以及mmol/L计）。根据标准给出的Rc-Sc坐标图，并根据已有的相关集料岩相检验和砂浆测长试验的资料在图上做出一条分界曲线，凡是Rc-Sc坐标位于该曲线的左侧的集料均可认为是无害的，而位于该曲线右侧的则可认为是有害的或是准有害的。

该方法的最大缺点在于非SiO2物质的干扰，如碳酸盐（方解石、碳酸镁、碳酸铁）、水化硅酸镁、石膏、沸石、粘土矿物、有机物、铁的氧化物和铝酸盐等。另外，该方法能够成功鉴定高碱条件下快速膨胀的集料，不能鉴定由于微晶石英或变形石英而导致的众多慢膨胀集料，因为这些集料的硅溶出量和碱度降低值都很低。

2.3砂浆棒法

砂浆棒法的砂浆试件是将拟采用的集料加工至具有规定的级配，并用合计含碱量大于0.6%的水泥按1份水泥和2.25份集料的比例加水拌制成规定稠度的砂浆，模制成棱柱体试件。试件成型脱模后，封存在（37.8±1.7）℃、100%RH的潮湿容器中。在脱模时以及龄期为1/2、1、2、3、4、6、9和12个月时，分别用测长仪器测量试件冷却到23℃温度的长度，并求出试件膨胀率。

砂浆棒法是ASR活性鉴定的经典方法，但它也是存在问题最多的方法，方法本身程序方面的问题主要表现为：

（1）结果受养护容器条件的影响，也即湿度控制精度的影响；

（2）水泥碱含量的规定不科学，研究发现，在水泥满足规定碱含量的前提下，也可以得出两种相反的结果。因此推荐使用碱含量1.2%，若不足此值，外加1.79mol/L NaOH溶液调整；

（3） 该方法的提出是基于高活性、快膨胀的集料，适用于快快速反应类集料的岩石和矿物，而工程中大部分集料的活性和膨胀速度远低于试验的要求；

（4） 水灰比不确定，用水量靠控制流动度确定。

2.4快速砂浆棒法

快速砂浆棒法是在砂浆棒法的基础上发展而来的，解决了砂浆棒法的试验周期长，很多情况下不能满足工程对进度的需要，克服了由于试验周期长造成无法对工程进行判定，造成大量错判、漏判的问题。快速砂浆棒法在砂浆棒法的基础上进行了改进，将养护温度从38℃提高到80℃，将湿气养护改为1mol／L NaOH溶液养护。温度和碱度的提高，加快了碱集料反应的速度，可达到快速检测集料碱活性的目的。

与砂浆棒法相同，快速砂浆棒法的集料采用五级配，水灰比为0.47，流动度为205mm～220mm，灰砂比为1∶2.25，水泥的碱含量为1.0%Na2O。成型后1d脱模，然后将试块放入80℃水中养护1d，迅速取出试件并测量长度L0，再在80℃、1mol／L NaOH溶液中养护14d，并测定不同龄期试件长度Li，并计算膨胀率。

快速砂浆棒法存在的主要问题是：

（1）该方法太严格，据国外研究经验，虽然能够检测砂浆棒法漏判的慢膨胀集料，但膨胀值在所有方法中是最大的；

（2）判据不统一，需进一步研究。有标准中规定14d膨胀率0.20%为活性，0.1%

（3）该方法的研究者和检验者都认为由于试件浸在80℃碱溶液中，水泥的碱含量对膨胀几乎没有影响，或影响甚小可以忽略。有研究结果表明水泥的碱含量对膨胀有影响，宜采用标准水泥；

（4）方法宜作为筛选集料的强有力工具，不宜作为拒绝集料的依据。

2.5混凝土棱柱体法

该方法实质与砂浆棒法类似，不同之处在于试件的尺寸，集料的尺寸及配比，水灰比的不同。

混凝土棱柱体法使用高碱水泥，水泥碱含量为（0.9±0.1）%，在混凝土拌和水中掺加NaOH使水泥碱含量为1.25%。按规定配比成型后，试件成型后用塑料膜覆盖置于（23±2）℃、100%RH条件下预养24h，脱模测初长在（23±2）℃，然后38℃养护，测定1、2、4、8、13、26、39、52周各龄期的膨胀率。

该方法既能用于硅质集料，又可鉴定碳酸盐集料。由于它可以使用粗集料，无须破碎成砂的粒径，因而更接近混凝土实际。但膨胀结果受水泥细度、水灰比和养护条件（温度、湿度）及配合比（粗细集料之比）影响。

2.6快速混凝土柱法

快速混凝土柱法是在混凝土棱柱体法基础上建立起来的。它的试件尺寸、集料粒径及级配、配合比等与混凝土棱柱体法完全相同，为了加快反应速度，缩短评价的时间， 快速混凝土柱法将养护温度提高到60℃，养护时间缩短为20周。它有三个方面的应用：（1）作为鉴定集料潜在碱活性的方法；（2）作为评价特定混凝土配合比ASR安全性的方法；（3）作为评价集料和混凝土阈值碱含量的方法。

测试方法：试件成型后一天脱模，测初始长度，然后在60℃、100%RH条件下养护20周，定期测量4、8、12、16、20周试件的长度。可采取两种不同的养护程序，一种与混凝土棱柱体法相同，采用湿布加两层塑料袋包裹试件；另一种是将试件垂直放入底部装有水的密封罐中，再将密封罐放在60℃的恒温容器中，测量时将密封罐提前24h放置在20℃的室内冷却，以确保每次测量时试件的温度均保持在20℃。

2.7压蒸法

根据试件的组成，可将压蒸法分为压蒸砂浆试件法和压蒸混凝土试件法。

（1）砂浆试件压蒸法

采用单级配、多配比制备试件，拌和水中掺加KOH使水泥碱含量为1.5%，试件经室温养护1d、100℃蒸养4h和150℃1.79mol/L KOH溶液中压蒸6h后，冷却至室温测长并计算小砂浆棒试件膨胀率。

（2）混凝土试件压蒸法

压蒸混凝土试件法主要有日本和法国的压蒸混凝土法。

日本Tamura提出的压蒸法主要根据压蒸前后混凝土试件性能的变化判别集料的碱活性。主要程序为：600g待测集料级，600g非活性砂，300gNaOH溶液，溶液浓度按使碱含量达到2.5%调整，成型后1d脱模，置常温水中放1d，测量超声脉冲速度和动弹性模量后立即放入110℃水中压蒸2h，观察压蒸前后试件表面有无裂纹，并比较超声脉冲速度和动弹性模量的变化。

法国的压蒸混凝土法采用现场实际混凝土配比，成型后在150℃碱溶液中压蒸3周，测量试件的膨胀。该方法的优点是接近混凝土实际，缺点是压蒸设备价格昂贵。

2.8碳酸盐集料快速初选法

碳酸盐集料快速初选法是基于南京工业大学提出的碳酸盐集料碱活性试验方法而制订的。在国际上，碱碳酸盐反应研究较少，这类反应专属的快速鉴定方法也缺乏。

碳酸盐集料快速初选法以压蒸法为试验基础，适当增大碳酸盐集料的粒径以强化集料膨胀对混凝土膨胀所起的作用。对于大部分硅质集料，集料粒径的减小可促进碱集料反应，而对于碳酸盐类集料，在0.8mm～10mm粒径范围内随着粒径的增加，膨胀加剧。方法采用5mm～10mm单一粒径的集料，使用纯硅酸盐水泥，外加KOH调整水泥碱含量至1.5%，水泥／集料比为1∶1，水灰比0.30。试件成型后在20℃±2℃、85%RH的养护室内预养护24h，脱模后编号并将试件放入已升温至80℃、1mol／L NaOH 养护液中预养护4h，以保证试件内外温度都达到80℃，迅速取出测初长，再将试件放回至80℃碱溶液中，定期测量7d、14d、21d、28d各龄期的膨胀率。由于该方法为试行方法，还需要经过大量的试验加以验证。

3 结论与存在的问题

（1）诊断实际混凝土结构物发生破坏的原因时，应从结构外观、钻孔取样等各种方面，利用各种检测手段对裂纹、浸出的凝胶、反应环以及取样的膨胀值等进行系统综合的分析；

（2）集料碱活性的检测方法研究应系统化。由于AAR的复杂性和各国的集料类型、分布的差异决定了每种检测方法都有其适应范围，任何一种方法不可能对所有的集料都能地行准备的评价，必须综合运用几种检测方法才能对集料的碱活性进行比较准确的判定；

（3）重复研究很多，缺乏创新性。评定集料碱活性的新方法中，试件级配甚至尺寸多是套用传统方法，仅在养护温度或碱含量方面作些改变，然后进行大量试验研究，提出其重复性，再与传统方法比较，判断其可靠性，而对方法中试件具体参数的确定缺乏足够研究。

参考文献：

[1] 唐明述.碱硅酸反应与碱碳酸盐反应[J].中国工程科学，2000（01）.

[2] 莫祥银，许仲梓，唐明述.国内外混凝土碱集料反应研究综述[J]材料科学与工程，2002（01）.

[3] 唐明述，许仲梓，邓敏等.我国混凝土中的碱集料反应[J].建筑材料学报，1998（03）.

反应测试范文第6篇

【关键词】焦炭；热反应性；实验设备

引言

近年来，国内外对一些高炉进行解剖研究后发现：焦炭的反应性（CRI）及反应后强度（CSR）能较好地反映焦炭在高炉中的实际状况，是评价焦炭热反应性的重要指标[1]。

焦炭在高炉内由于碳熔反应、碱金属的侵蚀、高温作用和机械磨损，焦炭气孔变大、破碎、粒径变小，含粉增加，骨架透气作用逐渐降低，使高炉生产受到影响。反应性低的焦炭，在高温下不易被CO侵蚀，而高的反应后强度使焦炭到达炉腹后仍有一定的强度，保持炉内气体的畅通[2]。焦炭热性能指标（CRI、CSR）与高炉操作参数如：透气性、透液性、气流分布、悬料次数、风口寿命等均有良好关系。为减少渣蚀反应和增加炉料的透气性，必须保证焦炭具有良好的抵抗炉内高温的热性能[3]，降低焦炭反应性，提高反应后强度，改善高温冶金性能已经成为焦化和炼铁行业的共识[4]。

因此，研究和提高焦炭热性能对确保高炉处于良好的运行状态具有重要的意义。焦炭热反应性试验就是模拟焦炭在高炉内的反应过程[5]，为高炉生产提供可靠的参考数据。焦炭反应性与反应后强度的测定[6]，涉及到化学试剂、玻璃器具、气体钢瓶、高温设备、机械装置和电路连接等方面，这些都是容易发生安全事故的环节。如果不加以重视、防范，并采取相应措施，轻则导致测定结果错误或不可靠、实验过程无法正常进行，重则造成仪器损坏，甚至人员伤亡的严重后果。

1旧式焦炭反应测定装置缺陷

旧式焦炭热反应性测定装置，在吊出反应器环节，需要将超过1000℃的反应器吊出加热电炉，操作人员要严格按照操作规程进行操作，必须戴耐高温石棉手套，一定要将吊装设备与反应器正确连接，确保牢固，然后缓慢从电炉中垂直吊出，轻轻放在支架上，严禁将身体直接接触高温设备或部件而造成烫伤[7]。整个过程要加倍小心，稍有不慎会造成实验人员的烧伤、灼伤。

2KF-2008H型焦炭反应测定装置特点

鉴于旧式焦炭热反应性测定装置，在高温下吊出反应器的操作，对检测人员的人身安全具有构成巨大威胁。我站综合各方信息，引进一套KF-2008H型焦炭反应测定装置，该装置在构造方面进行了全面升级改进，不但测定结果完全符合GB/T40000-2008的相关要求，而且整个测定过程实现自动化全程安全、简便，取得了较好的使用效果。

KF-2008H型焦炭反应测定装置的结构和使用特点。

3重复性和再现性分析

3.1重复性分析

4结语

KF-2008H型焦炭反应测定装置，其设计免除了1100℃的高温下吊出反应器，使得实验操作的安全性大为增强，同时实现了气体流量控制、自动预热、独立切换，对反应开、关，升温速率调节，恒温控制，数据处理等操作的程序化、智能操作。同时，准确度和精确度均符合国标要求，而且使用安全、方便、稳定性好，在实际检测工作中有较好的应用前景。

参考文献：

[1]胡红玲，付利俊.焦炭光学组织与反应性关系的研究[J].包钢科技.第31卷第3期2005（6）.

[2]刘丹，张泽志.宋成盈等.新型钝化剂对焦炭热性能改善的研究[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2010（2）.

[3]李明富.王文军.杜庆平等.焦炭反应性及反应后强度的试验与研究[J]..莱钢科技，2004（1）.

[4]王利宾，任学利.关于炼铁焦炭钝化剂试验的总结[J].大观周刊，2011（44）.

[5]陆永亮，张文成，梁忠柳.焦炭反应性试验影响因素分析[J].梅山科技，2007（2）.

[6]GB/T40000-2008.焦炭反应性及反应后强度试验方法.

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反应测试范文第7篇

【关键词】项目反应理论；教学效果测试；计算机自适应测试

【中图分类号】G632

项目反应理论是一种现代测量理论，可以指导项目筛选和测验编制。基于项目反应理论的教学效果测试建立在以下两个基本概念之上：（1）被测者的具体表现情形，可根据被测者能力因素来加以预测；（2）被试者的表现情形与能力的关系，可通过一条项目特征曲线来加以诊释。

一、教学效果测试的一般理论

测试是有组织、有系统地收集学习者的学习信息，并通过对这些信息的处理作出确切判断和适当决定的科学手段和工具。测试可以是针对技能、知识、能力、适应性和心理特征等方面进行。根据不同的分类方式，可以将测试分为客观测试与非客观测试，纸笔测试与器具测试，分析测试与综合测试，标准测试与非标准测试，集团基准测试与达到基准测试等。

测试理论主要有经典测试理论和项目反应理论。

二、项目反应理论与经典测试理论的比较

经典测试理论是以信度、效度、区分度等统计特征量为中心的测试理论，是建立在真实分数理论基础上的，依据弱势假设而来，所采取的公式简洁明了，但由于其理论体系先天不足，有以下几个缺点：测量结果拓广的有限性；测量分数的依赖性；统计量的样本依赖性；信度估计的不精确性；能力量表与难度量表的不一致性。

项目反应理论以潜在特质理论为基础，建立了深刻地、综合地反映被测者作答反应与题目质量、能力水平间关系的非线性模型，能力水平并不依赖于特定的测试样本， 而且能明确算出测量精度。

与经典测试理论相比，项目反应理论有以下优点：

1.试题参数确定更为精确；

2.项目反应理论对不同个体提供不同的能力估计值；

3.项目反应理论能既能估算被试测验总分等值，又能计算试题参数等值；

4.项目反应理论针对每个被试提供了能力估计值的测量误差指标；

三、项目反应理论的模型

项目反应曲线P（θ）是以被测试者对项目的正答率与被测试者的能力参数和项目参数的函数关系所表示的。在项目反应的逻辑斯蒂模型中，根据提供参数的不同，特征函数可分为单参数（难度）、双参数（难度和区分度）和三参数（难度、区分度、和猜测度）三种模型，形式分别如下：

项目测试理论模型 函数表达式 参数意义

单参数逻辑斯蒂模型

P（θ）：被测试者的正确应答概率

D=1.7

θ：被测试者的能力参数；

b：难度参数

二参数逻辑斯蒂模型

a：区分度参数

三参数逻辑斯蒂模型

c：猜测参数

单参数逻辑斯蒂模式并不把试题鉴别度参数考虑在内，影响考生在试题上表现好坏只有试题的难度系数，特征曲线会随着难度的变化平移；二参数逻辑斯蒂模式是把试题区分度参数考虑进单参数逻辑斯蒂模式里，区分度参数影响特征曲线的斜率；三参数逻辑斯蒂模型增加了一个猜测系数，把低能力考生的表现好坏因素也考虑在模式里，猜测参数影响特征曲线的截距。

四、项目反应理论的应用

1.试题库的建设

题库的建立要根据课程标准、教材和学生情况编写而成，它的建立过程可以分为：试题开发、参数估计试测、更新、测验编辑编辑、评估测试质量、测验是否达到预期的水准、执行考试、评分、决策、研究与评定等过程。

在项目反应模型中，试题的主要参数有难度参数、区分度参数和猜测系数三种。以上三个参数也是试题库中各项测试题目的主要参数，可以根据经典测试理论或者项目反应理论的三种模型，确定试题的各项参数，为试题提供更加详尽的参数系统。

2.理论得分分布估计

根据项目反应理论的各个模型，可以对测试的理论得分模型进行估计，基于测试正答数的得分以S表示，则： ，其中n为测试项目数，xj为第j个项目的得分。

对于给定的被测试者的能力参数（θ）值，其测试得分S可由符合二项分布式 {Pj（θ）+Qj（θ）的各项说表示。测试得分S的分布结果可表示为：

（S|θ）h（θ）dθ，该积分由数值积分进行计算。对于编辑完善的测试试卷用于预想的被测试集团时，可以使用以上方法对测试得分分布进行预测。

3.计算机自适应测试

基于项目反应理论的计算机自适应测试分为以下两个阶段：

试验性探查阶段。通过自动调节试题的难度参数，检测被测试者的能力水平。

精确估计阶段。计算机试验性阶段得到的能力值θ0，从题库中选取合适的测试项目，学生答题之后，继续判断和修正能力参数，直到能力参数达到要求时停止。

基于项目反应理论的计算机自适应测试过程如图1所示。

图1 自适应考试过程

4.大规模教育考试命题质量评价

大规模教育考试由于是高利害关系的考试，大规模教育考试始终未能建立题库， 只能在考后对考试数据进行分析的基础上， 对命题质量进行综合评价。项目反应理论能够对试题进行深入细致的分析， 对测验的编制也提出了相应的指标和方法。

结语

基于项目反应理论的教学效果检测，对测试中各种参数进行评估时，可以使用计算机对样本数据进行处理，大大简化了测试数据的处理难度，也为项目反应理论的发展与推广提供了更多的参考依据。

五、参考文献

[1]何克抗.教育信息处理[M] .上海人民出版社，2001

[2]孙俊三.教育原理[M] .中南大学出版社，2001

[3]朱靖华.项目反应理论的发展综述及其在教育测量学中的应用[J].湖南大学， 2008

[4]王晓华，文剑冰.项目反应理论在教育考试命题质量评价中的应用[J].教育科学， 2010.3

[4] 农作清.谈课程内容设置与教学测试 [J]. 广西财政高等专科学校学报， 1998.8

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反应测试范文第8篇

关键词：FPGA;EDA;生理刺激反应;通用逻辑器件

中图分类号：TM13 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1717103

Design of a Circuit for Physiological Stimulus Reaction

LIU Yuying

(School of Information Science,Donghua University,Shanghai,200135,China)

Abstract：It is tenderncy of modern education that FPGA will be applied to the electronic teaching practice.By using physiological stimulus reaction in design,this article introduces the design application of digital logic circuit.This paper gives a complete example of design report.By the design,students′interest and activity are aroused and they can skillfully master the capibitity of EDA.This pratice is a pivotal step to enhance the integrative diathesis and the innovative ability of the students in order to meet the need of the times.

Keywords：FPGA;EDA;physiological stimulus reaction;general logic device

随着电子技术发展，电子电路的形式趋向复杂化，面对这一状况，人们已经清醒地认识到，要分析和设计复杂的电子系统人工的方法已不适用。依靠传统的实验教学已远不能满足社会对高新技术人才的培育需要。本文就一个综合性的实例“生理刺激反应时间测试仪”的设计过程具体说明了FPGA在电子电路设计中所起的作用。

1 总体方案的设计

人体在受到外界声、光信号刺激后作出反应的时间有快有慢，某些职业对从业人员的生理刺激反应时间有一定要求。比如，短跑、跨栏运动员的成绩都精确到0.01 s，所以运动员在起跑瞬间对发令枪响做出的反应时间对其运动成绩有很大程度的影响。生理刺激反应时间测试仪就是用于测量被测试者在受到声、光信号刺激后做出反应动作的滞后时间。本文通过生理刺激反应时间测试仪的设计和实现，介绍数字测量仪器的功能分析和设计综合方法。

1.1 设计要求

(1) 受试者可以按“刺激源选择”键选择刺激信号是光或声。

(2) 当受试者按 “测试开始”按键后，系统进入准备状态，“准备”灯亮，其他指示灯灭，显示器显示全零。

(3) 测试仪在“准备”灯亮后的1~10 s时间内随机发出光刺激信号(“测试”灯亮)或声刺激信号(蜂鸣器响),“准备”灯灭。

(4) 当刺激信号发出后测试仪开始计时，直到受试者按下“反应”键停止计时，计时单位为0.1 ms。

(5) 以七段 LED数码管显示计时测量值的高三位，最低位测量值进行四舍五入处理，显示值保持到新的测量开始。

(6) 若受试者的反应时间超过999.5 ms，“溢出”灯亮指示，测试计数器立即停止计时，“测试”灯灭或蜂鸣器停，“溢出”灯持续发光直到下次测试开始。

(7) 若受试者在刺激信号未发出前按“反应”键，“违例”指示灯亮，“准备”灯灭，并禁止刺激信号发出。

1.2 硬件环境

测试仪的控制部分以FPGA实现，光刺激信号由发光二极管产生、声刺激信号由蜂鸣器产生。“测试开始”按键和“反应”按键选择点触键产生脉冲信号，刺激源选择采用自锁键产生电平信号。测量值采用3个七段LED数码管显示，显示方式由FPGA开发装置决定。设计随机脉冲发生模块在DE2开发板或LP-2900开发装置上实现，其原理框图如图1所示。

2 设计任务分析

分析设计要求可知，生理刺激反应测试仪的基本功能是随机产生刺激信号、计时显示以及对受试者的操作进行逻辑判断。在数字逻辑电路中，计数器具有累计时钟脉冲的作用，可以实现定时、延时或计时功能，所以，生理刺激反应测试仪的主要部件是计数器和逻辑控制电路。系统设计中需要解决以下几个问题。

2.1 随机信号产生

随机信号是指控制条件满足后脉冲出现时间无法确定的信号。如果以一个任意出现的控制电平去选通一个周期性定时出现的脉冲信号，由于脉冲出现的时间与控制电平有效的时间没有任何关联，当控制信号有效后，在定时周期时间范围内会随机出现选通脉冲。在数字电路中，计数器的溢出信号是循环定时产生的。比如，计数器的模为M、计数脉冲频率为1 s，则计数器的溢出信号周期为M s，信号宽度一般为1 s。若用一个电平信号通过逻辑门选通该计数器的溢出脉冲，则当控制电平有效后，逻辑门的输出在0~M s之间产生随机脉冲信号。

同样，若用电平信号控制一个模为N、初始值为0、计数脉冲频率为1 s的计数器使能端，当使能电平有效后，计数器产生溢出信号的延时时间为N-1~N s。

2.2 最低位计数值的四舍五入处理

生理刺激反应测试仪的时间测量为四位十进制数，而显示值为三位十进制数，最低位测量值要求进行四舍五入处理。即当最低位计数值小于5时，高三位测量值直接显示；当最低位计数值大于4时，高三位测量值加1后显示。数字电路中实现数值四舍五入的方法很多，本设计可以利用计数器的预置数功能，在测量前将测试计数器的初始值预置为5。这样，测试结束时的计数值是实际测量值加5。当最低位测量值大于等于5时，必然产生向高位的进位，实现了测量值的四舍五入功能。

2.3 逻辑控制电路

逻辑控制电路的功能是根据按键信号控制延时、定时电路和测试计数器，判断受试者发出的反应信号response是否违例、测试计时是否溢出，并根据各信号控制相应的指示灯点亮。在生理刺激反应测试仪中，部分控制信号是互相关联的,比如A信号使Q信号置位，B信号使Q信号复位。这样的逻辑关系可以有很多方法实现，比如利用D触发器的同步触发功能和异步复位功能：A脉冲的上升沿触发D触发器使其输出Q置位,B脉冲的有效电平使D触发器立即复位。信号时序波形示例和参考电路原理如图3所示。

3 电路的实现

反应测试范文第9篇

关键词：区分度;a值; 英语测试； 题库

中图分类号：TN911-34 文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)20-0111-03

Adjustment of a Value for Debugging English Test Based on Item Response Theory

FENG Kai-ping1, LIANG Xian2

(1. Dept. of Information Technique, Sichuan Higher Institute Cuisine, Chengdu 610072, China;

2. College of Foreign Languages, Hainan University, Haikou 570228, China)

Abstract： The distinction degree a value is the most important parameter that assesses the quality of examination questions. In computer English adaptive test, it's difficult to construct a database. The main reason is that the definition of a value line is abnormally fuzzy ,and the a value is difficult to be sure. The traditional artificially definition method is very time-consuming, Can't even finish. An accurate mathematical model for the distinction degree a value was established with the maximum likelihood method. A calculator procedure was compiled to solve the model of a value. The quick and accurate adjustment for a value was implemented.

Keywords： degree of distinction; adjustment; a value

决定测试题质量最重要的参数是题目的区分度a值。一般情况下，包括经典测试在内的所有考试形式都应当较精确地确定题目的区分度值。在经典英语测试中，每位考生做同样的考题，题目质量对于确定考生的能力特质作用不明显，一般不重视a值优劣。但是在调试性英语测试中，a值在极大程度上决定了考生的特质水平，因此对于题目a的确定就显得格外重要。通常情况下，确定a值的办法是通过专家对该考题的长期观察与测试实践而最终确定的，人为主观性较强，而且由于对题库中上千道测试题确定a值的工作量巨大，致使这种先进的测试形式得不到普及。本文通过建立a值的数学模型，编写计算机程序，自动调整a值。

1 调试性测试理论基础

项目反应函数用来描述项目反应模型特性，如下式［1］：

ИP(θ)=c+1-c1+e-1.7a(θ-b)（1）И

项目反应函数描述的是考生的答对概率P（θ）与项目的质量参数a,b,c及考生特质水平θ在数值上的关系，如图1所示\。

图1 罗杰斯蒂模型

在调试性英语测试系统中，区分度a用于精确界定题目是否能够真实反映考生的能力，区分度越高，题目质量越高。理想情况下，图1中难度值b值点的曲线斜率a应当是垂直的，但实际中却是按（式（1）变化的1条曲线。

a表示b点处曲线的倾斜度，它反映了试题的区分特性。分为5个级别，即0.5，1，2，5，10。每次考试结束后，对每个选择了该考题的考生根据能力值θ调整a值。从题目有效性来讲，当a值低于0.5时，表明区分度较低，此考题将被淘汰。图2显示了c=0时不同a 值下的罗杰斯蒂曲线。

2 信息量函数

题目的信息量越大，越能反映被测者的能力或特质水平，信息函数则是描述一个测验或一道试题信息量的工具。对第i道题，其信息函数可用下式表示［2］：

当考试结束后，由考试管理员运行一次上述代码段进行a值调整。

5 结 语

a值的大小决定了题库的质量，决定英语自适应测试的成效。在初期测试阶段，其a值的确定主要靠专家主观观察而确定，精度不能保证，因此，必须在每次考试时或考试后对a值不断进行调整，使得a值逐渐趋于真实。调整的方案可以是即时调整法，即考生每做一道题立刻进行调整。这样做势必增加服务器的负担，降低程序运行速度，考生调题时会感觉到明显的延迟，延长了考生的等待时间和考试时间。基于上述调整法的不足，尝试着采用统一调整法，即考试结束后进行a值的统一调整，它既减轻了服务器的负担，同时也使得所有考生使用同一个a值进行考试，保证了考试的公平性。

在实际应用中观察到，在主频为3.2 GHz的服务器上运行该程序，600人参加的考试，一次调整时间为32 s左右。

参考文献

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作者简介: 冯凯平 男，1959年出生，副教授。研究方向为数据库、程序设计、教学研究。

反应测试范文第10篇

【关键词】学习心理生理反应信息；虚拟仪器；系统；设计；开发

【中图分类号】G40-57 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097 (2008) 09―0089―04

一 引言

现代认知心理学、心理生理学认为通过观察测定学生在学习过程中受到刺激时的各种生理反应变化信息，可以了解学生在学习过程中的情绪反应及注意状况，可以获取学生学习过程认知加工情况的信息，这些信息可以作为开展教育科学研究的客观依据。在教育技术领域，通过获取学习者在学习过程中的各种心理参数变化信息，可以从心理、生理层面开展教育教学传播效果、教学媒体质量的研究和评价。

要在教育技术领域开展学习心理生理反应信息的相关研究，需要相应的测量工具（系统）支持。在国内，华南师范大学开展了相关的研究，取得了一些有意义的成果[1][4][5][6][7][8]，并先后开发了两代的学习反应信息实时测试系统[2][3]。但是，由于新技术的发展，原来的两代系统已经不能适应教育技术发展的需要。而且由于进口的系统价格昂贵[9]，不利于普及应用。笔者基于微机接口与网络通讯技术，利用虚拟仪器技术开发了一个基于网络的学习心理生理反应信息测试分析系统。本文主要介绍该系统的设计思想以及系统硬件设计、软件设计及实现方法。

二 系统设计思想和设计目标

1 系统设计思想

在教育教学传播过程中，学生主要是通过视觉、听觉来感知教学内容。学生在视听媒介的刺激下会发生一系列的心理状态的变化，从而引发生理参数的变化，这些生理变化是学生接受媒体刺激时所产生的心理状态的反映。在教育技术领域，利用生理指标进行教育教学传播效果、教学媒体质量研究和评价的基本思路是：在一定的环境下给予学习者（被试）一定的外因刺激（如教学媒体刺激），使学习者产生心理行为变化，通过观察测量其生理变化，从中探讨学习者的心理活动与生理变化的关系，如图1所示。

同时，由于是针对教育教学传播效果和教学媒体质量开展研究，研究的对象是小群体学生，在设计系统时必须考虑：

（1） 要求系统能连续长时间、同时测量几个学生的心理生理反应。

（2） 系统进行生理信号采集时应尽可能减少对学生的约束。

目前，在心理生理学研究中常用的人体生理指标有：皮肤电反应、脉搏、血管容积和血压、呼吸、语图分析法、脑电波、生化指标等等，不同的生理指标有不同的传感技术或测量方法[3]。在教育技术领域开展人体生理指标研究有别于其它领域的生理指标研究，笔者认为在此领域选取生理指标的基本原则是：反映心理变化灵敏、测量易实现、不损伤人体和学生容易接受；同时要求所用的测量仪器应尽可能少地约束学生。基于这样的思想，在众多生理指标中笔者选取皮肤电反应作为在研究中测量的主要生理指标，选取呼吸、脉搏、血压和脑电波等作为辅助的生理指标（本文中探讨的生理指标测试与分析主要是指皮肤电反应生理指标的测试与分析）。

（3） 应能对学生的心理生理反应进行实时、同步、对比的分析研究。

实时：是指能实时显示学生的生理反应曲线。

同步：要求能对学生的生理反应、媒体内容、学生的外显反应三者同步记录分析。

心理生理学研究认为单纯的生理测量仅能提供有关有机体所处的特定唤醒水平的信息。因此，在教育技术领域，要从心理、生理层面上开展教育教学传播效果、教学媒体质量的研究和评价，必须把学生的外显反应（表情、言语、动作）、教学内容、学生的生理反应同步记录，进行综合分析。

对比：包括同一学生不同时间的生理反应对比研究；同一时间内几个学生的生理反应对比研究。通过对比，找出个体、群体的变化规律。

（4） 找出生理指标参考值的变化规律。

本研究测量的是生理指标的相对值，着眼点在于找出教育教学过程中学习者生理指标相对值的变化规律。

（5） 建立适合教育教学传播效果、教学媒体质量评价和研究的分析处理方法。

系统必须提供一套适应教育教学传播效果、教学媒体质量研究和评价的分析处理方法，如：生理曲线压缩分析、A-S平面分析、（A-f-S）-t平面分析、主成份分析与聚类分析、频谱分析等，从不同的侧面为研究者提供对心理生理问题进行研究的多种方法。

2 系统设计目标

通过本系统可实时录学生外部行为和表情，实时监测记录学生在学习过程中的心理生理指标变化，并进行相应的分析处理，从而探测学生学习过程情绪心理活动与注意状态，进行教育教学传播效果、教学媒体质量的研究和评价。

三 系统硬件设计

1 系统总体架构

系统主要由三部分组成：媒体刺激呈现系统、生理信号采集处理系统、同步记录系统。根据实际需要，这三个系统的各部分硬件被布置在测试室（观察室）和控制室内，如图2所示。

（1） 媒体刺激呈现系统

主要用于向学生（被试）提供各类媒体刺激。包括：位于控制室内的1台DVD机、1台录像机、1个录音卡座和观察室内的1台电视机、4台多媒体计算机、1对音箱。

（2） 生理信号采集处理系统

用于实现生理信号的模数转换，生理信号的显示、存储与分析处理。包括生理信号传感子系统和生理信号采集、存储与分析处理子系统。

生理信号传感子系统：用于将皮肤电阻变化信号转换成随时间变化的模拟电信号，进行滤波放大，送往生理信号采集、存储与分析处理子系统处理。包括位于观察室内的4路生理信号传感器和滤波放大电路。本研究中，皮肤电传感器采用银－氯化银电极，测量时电极置于被试左手掌面侧食指和中指的第一指节，电极面积为1CM2，系统采用UA741CP放大器，对皮肤电反应信号进行滤波放大。

生理信号采集、存储与分析处理子系统：用于将传感子系统送来的模拟生理信号进行模数转换，然后通过计算机进行生理信号的采集、存储和显示，并进行进一步的分析处理。包括位于控制室内的1个UA301数据采集器、1台多媒体计算机和1台打印机。

（3） 同步记录系统

用于对媒体内容、生理信号、学生表情的实时同步记录。包括：位于控制室内的2台摄像机和位于控制室内的4台监视器、2台视音频矩阵切换器、1台特技机、1个云台控制器、1台录像机和1个视音频编码盒。

本子系统通过云台控制器控制2台摄像机，拍摄学生接受媒体刺激（如观看教学电视节目、多媒体教学光盘、网络课程等）时的表情动作，包括：面部表情、身段表情和语调表情。摄取的视音频信号通过视音频矩阵切换器送到特技机与媒体内容、学生生理反应曲线合成1路视音频信号供录像机记录监视，并可通过视音频编码盒编码后连接到交换机提供远程监控之用。

2 系统的联接与抗干扰技术

（1） 观察室与控制室的设计

学习反应测试分析实验室为专用实验室，配备有空调，保证实验所需的温度、湿度条件。观察室与控制室相隔离，避免两者之间的互相干扰。所有的布线均采用隐蔽式布线，整个实验室整洁、安静。

（2） 系统的抗干扰措施

各种干扰普遍存在于各种测试装置中，本系统在生理信号的测试过程中的主要干扰源有电气设备干扰，对于这类干扰，笔者采取的措施是尽可能减少干扰源，同时对生理信号测量系统采取屏蔽、接地、隔离等技术措施，并在电路中加入适当的滤波电路，有效地抑制各类干扰，提高生理信号的信噪比。

第二类干扰为测试用电极引发的干扰。人体皮肤电极接触会产生极化电动势，实验中采用银-氯化银电极可有效地消除这种干扰。对于电极与手指接触不良引起的干扰，系统采用大小不等的半园形电极，以适应被试手指粗细的差别，并采取测试前洗手，用75%乙醇对安放电极的手指部位作脱脂处理、涂导电膏，用胶布固定等一系列措施。本研究针对这两种主要的干扰源，分别采取相应的抗干扰措施。这些措施有效地抑制了测试用电极所引发的干扰。在实际的生理信号测量情况下，除了上面提到的各种自然干扰外，还有可能出现种种人为干扰。如，实验时的环境噪声干扰、被试对象的生理状态等，实验者对实验进行精设计，有效控制，可以避免这类人为干扰。

四 系统软件设计

1 软件功能模块设计

在本系统中，共设计有了实验配置、生理信号采集、生理信号分布式采集、生理信号回放、生理信号分析处理、报告生成打印、帮助、扩展八个功能模块，如图3所示。

（1） 实验配置模块

本模块主要完成生理信号采集前的实验配置工作，并提供实验配置报告生成功能。

用户可依据向导方式建立实验配置文件，完成：实验编号、实验名称、实验目的、采集参数、实验对象、生理信号记录文件存放路径、实验者、实验日期、实验备注的设定，并生成Word格式的实验配置文件。

用户可按默认的参数进行数据采集，也可打开已有配置文件进行数据采集。

（2） 生理信号采集模块

本模块完成生理信号的实时采集、同步显示、实时记录。

用户可根据实验配置文件中的相关设定，将生理信号传感系统传送来的生理信号经UA301型采集器进行模－数转换后，利用此模块完成生理信号的采集、同步显示、并按需要实时保存在硬盘上，供采集后进行分析处理。

（3） 生理信号分布式采集模块

本模块采用C/S模式，利用NI公司开发的Data Socket协议，完成基于网络的生理信号的分布式远程采集。

客户端可以对服务器端设定采集参数（生理信号类型、采集通道、采样频率、采样信号放大倍数）并可设定服务器端与客户端生理信号数据存储位置。通过计算机网络实现生理信号的分布式远程采集。

同时在VI开发环境下，系统还提供B/S模式的远程采集功能，远程用户可通过浏览器实时监视服务器端采集的生理信号波形。

（4） 生理信号回放模块

本模块用于将存储的生理信号记录文件还原回放，用于事后结合同步记录的录像内容，对生理信号波形的分析研究。用户可调节生理信号回放的速度，可实现快速回放、慢速回放、正常回放（即按采集时的速度回放）。

（5） 生理信号分析模块

本模块主要提供了多种生理信号分析处理方法和手段，具有如下功能：波形修正、波形压缩、平均值与方差计算、t检验、F检验、A－S分析、（A－f－S）－t分析、主成份分析与聚类分析、频谱分析。

（6） 报告生成打印模块

本模块整合于上述的五个功能模块之中，可根据用户的需要生成Word、Excel等各种文档格式的报告。用户可根据自己的需要将分析处理的结果（如波形、表格等）生成各种文档保存。同时模块还提供打印功能，用户可以根据自己的需要将分析得到的各种图片、表格、波形直接送往打印机打印、也可将屏幕上的各个对象以不同图片文件格式进行保存。

（7） 帮助模块

本模块也整合于上述的各个功能模块之中，用户随时可获取所需的帮助。

除上述的七个功能模块外，本研究还设计了安装与反安装程序项。用户得到安装文件后，可依据提示进行安装，程序将自动生成程序组。当用户要将本系统卸载时，可在控制面板中的添加/删除程序中将其完全卸载。

（8） 扩展模块

本模块用于将来对系统功能进行扩展。

2 软件实现

笔者选取了LabVIEW6.1PDS作为开发工具，在Windows平台上，采用虚拟仪器技术开发本系统。

UA301采集器并没有提供支持LabVIEW的驱动程序，所以其在LabVIEW编程环境中不能直接使用。考虑到代码的复用性，在本系统开发过程中利用LabVIEW提供的库函数调用接口，对UA301数据采集器随板提供的库 UA300.DLL动态链接库中的各个函数应用WINAPI（stdcall）规范进行调用，开发成各个组件，如图4所示。在编程过程中，直接调用相应组件即可实现相应的数据采集。

由于篇幅所限，这里选取基于网络的生理信号分布式采集模块和系统分析模块中的EDR（A-f-S）-t分析子模块两个子模块对系统的软件实现过程进行简单介绍：

（1） 基于网络的生理信号分布式采集模块的实现

将虚拟仪器与网络技术相结合，构成分布式网络化虚拟仪器系统是虚拟仪器系统发展的方向之一。本系统中，实现基于网络的生理信号分布式采集，方便用户进行实验，有利于减少实验过程中对实验对象的干扰，更有助于实现资源共享，从而提高系统的整体效益。

基于网络的生理信号分布式采集模块其主要功能是实现远程计算机通过网络对服务器端生理信号采集控制及监测。本系统采用DataSocket技术来实现基于网络的生理信号分布式远程采集。Nl公司提供的Datasocket（DS），是一种能够简化应用程序之间，以及计算机之间进行数据传输的新的网络编程技术。Datasocket建立在TCP/正协议基础之上，不用进行复杂的底层TCP编程，就可以通过计算机网络向多个远端的终端同时广播现场的测量数据。使用Datasocket传输数据，可以在程序运行后自动查找网络设备，局域网上的计算机会通过网卡或调制解调器连接到网络服务器上。本系统将生理信号采集服务器端程序和DS服务器放在观察室内同一台计算机上，将其作为服务器端，而生理信号采集客户端程序在网络上的其他计算机上运行，客户端可为服务器端设定采集参数，进行生理信号的远程采集，采集的生理信号数据可保存在服务器端或本地客户机上。客户端也可不对服务器端进行控制，只是进行服务器端生理信号采集波形的监视。配合同步记录子系统送来的视频流，可同步监视学生的生理反应、媒体内容、学生的外显反应。

（2） EDR（A-f-S）-t分析子模块的实现

利用学习心理生理反应信息进行教育教学传播效果与教学媒体质量研究和评价，不能止于生理信号波形的记录观察，必须对生理信号曲线作进一步的分析处理，以获取更多的具有心理生理学意义的信息，使得从心理、生理层面对教育教学传播效果、教学媒体质量的研究和评价具有科学性、客观性。下面简单介绍一下系统分析模块中的EDR（A-f-S）-t分析子模块。

此模块主要用于对批量学生进行EDR（A-f-S）-t分析。在利用华南师大此前开发的第一代系统进行电视教材的皮肤电反应分析时，提出了皮肤电反应的A-f-S综合分析模型[7]，并用手工运算的方法进行了少量学生观看电视教材时的皮肤电A-f-S分析。在本系统中，笔者对此模型加以完善，使其成为从心理、生理层面研究和评价教育教学传播效果、教学媒体质量的EDR（A-f-S）-t分析方法。

程序运行界面和部分框图程序，如图5和图6所示。

五结束语

本系统系统开发完成后，笔者用其进行了几种媒体刺激的皮肤电反应实验[9]¬，实验表明本系统达到了预期的设计目标，可供项目研究使用。本系统可将学习者的三种反应信息：认知、行为和心理生理一起同步测量，突破了传统的教育技术研究方法的束缚，使得对教育传播效果信息的研究深入到人体生理层面，从而为教育传播信息效果的研究提供一种先进的支撑环境、测量手段和分析方法，对拓宽教育技术学科的研究领域具有一定的意义。

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