測試技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

填空題測試系統(tǒng)的分析方法理論分析方法：給出定義、基本概念、基本原理方法分析中選擇的輸入信號(hào)是個(gè)未知的信號(hào)，被分析的系統(tǒng)也是個(gè)未知的，輸出的也是個(gè)未知的表達(dá)，是個(gè)函數(shù)關(guān)系的理論表示標(biāo)定分析方法：靜態(tài)標(biāo)定分析方法:給出實(shí)現(xiàn)方法，工程應(yīng)用方法，工程計(jì)算方法等分析中選擇的輸入信號(hào)是個(gè)已知的、高精度信號(hào)，被分析的系統(tǒng)也是個(gè)已知的，輸出結(jié)果也是個(gè)已知的表達(dá)，分析方法，信號(hào)的處理計(jì)算方法都是規(guī)定的動(dòng)態(tài)標(biāo)定分析法： 時(shí)域分析方法 頻域分析方法（理論分析—校準(zhǔn)分析—引入計(jì)量技術(shù)） 根據(jù)時(shí)域計(jì)算頻域方法測試系統(tǒng)的最佳工作條件要求靜態(tài)：U動(dòng)態(tài)：U測試系統(tǒng)的計(jì)算方法測試系統(tǒng)的性能指標(biāo)：靜態(tài)：非線性誤差δF= 滯后性誤差δ 重復(fù)性誤差δC= 靈敏度S= 分辨率Sb=動(dòng)態(tài)：頻域指標(biāo)：幅頻特性A 相頻特性φ 工作頻率fg 動(dòng)態(tài)線性度δFD 動(dòng)態(tài)靈敏度δD 時(shí)域指標(biāo)：上升時(shí)間tr（5%—90%） 響應(yīng)時(shí)間ts（98%A（4τ）—95%A（3τ 超調(diào)量δ=測試系統(tǒng)的誤差計(jì)算方法：——P193最大誤差計(jì)算方法：σ= σ1：傳感器最大誤差，σ2：放大器最大誤差，σ 應(yīng)用場合：設(shè)計(jì)系統(tǒng)參考誤差是系統(tǒng)最大誤差標(biāo)定誤差計(jì)算方法：σ δF：靜態(tài)線性誤差，δH：滯后誤差，δ 應(yīng)用場合：測試系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的真正誤差的計(jì)算不確定度計(jì)算方法：σσ1：傳感器B類不確定度，σ2：放大器B類不確定度，σ3：記錄儀應(yīng)用場合：確定測試系統(tǒng)B類不確定度的計(jì)算測試技術(shù)的組成類型，特點(diǎn)及選擇方法檢測系統(tǒng):（自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用較多） 工業(yè)方面：溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、電壓、電流、流量、加速度等，測試信號(hào)以顯示為主吧，不進(jìn)行具體的處理和計(jì)算監(jiān)測與控制系統(tǒng)：（監(jiān)測顯示與控制組合性） 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中例如：溫度檢測顯示與溫度控制、壓力的檢測顯示與控制、力信號(hào)的監(jiān)測顯示與控制、流量信號(hào)的監(jiān)測顯示與控制等。沒有測試數(shù)據(jù)的處理作用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的測試與控制科研與產(chǎn)品研究的各種實(shí)驗(yàn)信號(hào)的測試系統(tǒng)： 各種實(shí)驗(yàn)研究，產(chǎn)品驗(yàn)收性能測量，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)信號(hào)測試。應(yīng)用是最廣泛的。測試系統(tǒng)的性能提高補(bǔ)償計(jì)算方法根據(jù)系統(tǒng)已知條件給出ω設(shè)計(jì)補(bǔ)償傳函G采用電路程序?qū)崿F(xiàn)驗(yàn)證補(bǔ)償?A傳感器技術(shù)（傳感器的選擇方法）應(yīng)變式傳感器： 原理：應(yīng)變式傳感器是根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)原理設(shè)計(jì)制作的傳感器 測試的物理參數(shù)：壓力、力、拉壓力、力矩、扭矩、加速度、位移、速度壓電式傳感器： 原理：壓電式傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)制作的傳感器 測試的物理參數(shù)：壓力、力、拉壓力、加速度、位移、速度壓阻式傳感器： 原理：壓阻式傳感器是根據(jù)壓阻效應(yīng)原理設(shè)計(jì)制作的傳感器 測試的物理參數(shù)：壓力、加速度、壓差、高度溫度傳感器: 原理：當(dāng)T=0時(shí)：傳感器輸出熱電勢U=0，輸出為零 當(dāng)溫度傳感器測試溫度時(shí)，傳感器中電子高的導(dǎo)體電子定向流動(dòng)產(chǎn)生熱電勢形成電壓信號(hào)，經(jīng)過電壓放大器放大輸出到記錄儀記錄，實(shí)現(xiàn)溫度的測試。 測試的物理參數(shù)：溫度 多種傳感器的制作原理和提高性能的方法制作原理：傳感器是把被測物理量變換為電量，依據(jù)變換點(diǎn)亮的不同其工作原理也就不同提高性能的方法：在使用壓電式傳感器:輸出漂移量較大時(shí)采用保溫法消除在使用傳感器動(dòng)態(tài)性能低時(shí)：采用測試系統(tǒng)補(bǔ)償方法提高系統(tǒng)性能在測試較高的溫度信號(hào)時(shí)采用水冷法、氣冷法、油冷法等在測設(shè)中外界干擾較大時(shí)，采用屏蔽線輸出方法，信號(hào)處理濾波法傳感器的選擇方法——P100測試系統(tǒng)的誤差理論分析隨機(jī)誤差的特點(diǎn)：產(chǎn)生誤差的原因及誤差數(shù)值的大小、正負(fù)都是不固定的，也沒有確定的規(guī)律性，它的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，或者說帶有偶然性。 標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算方法：（兩種）——見書P61貝塞爾公式計(jì)算法極差法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)系統(tǒng)中誤差的控制方法見提高測試系統(tǒng)精度的途徑——P189在設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)時(shí)：選用精度高、可靠性好、動(dòng)態(tài)性能好、噪聲小、抗干擾能力強(qiáng)的儀表測試系統(tǒng)采用最佳組合：系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)輸入輸出信號(hào)正負(fù)一致，屏蔽線傳輸信號(hào)，儀表間匹配，信號(hào)傳輸仙劍五接頭測試系統(tǒng)最佳應(yīng)用:U噪聲采用數(shù)字濾波方式，N<3；干擾采用趨向數(shù)字濾波器補(bǔ)償法測試系統(tǒng)頻響特性不滿足時(shí)，采用模擬—數(shù)字濾波器補(bǔ)償法，提高測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。A類不確定度誤差的定義、計(jì)算方法：定義：μA用統(tǒng)計(jì)方法得到的不確定度。常用于多次試驗(yàn)測試的信號(hào) 據(jù)處理信號(hào)的評(píng)定計(jì)算方法：——見書P49貝塞爾計(jì)算方法極差法計(jì)算方法最小二乘法用算術(shù)平均值作為測量結(jié)果時(shí)B類不確定度誤差的定義、計(jì)算方法定義：μB用非統(tǒng)計(jì)方法得到的不確定度，即用不同于對(duì)的其它方法進(jìn)行不確定度評(píng)定。常用于測試系統(tǒng)的組成各個(gè)單元的誤差評(píng)定 計(jì)算方法： μB=ak——a:區(qū)間的半寬度問答題傳感器的工作原理？傳感器可以測試哪些物理信號(hào)？見填空題提綱測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定詳細(xì)分析方法；分別論述傳感器的靜態(tài)標(biāo)定、動(dòng)態(tài)標(biāo)定有何作用？擬合直線方程有何作用、傳遞函數(shù)有何作用？靜態(tài)特性標(biāo)定分析方法：——P144動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定分析方法：——P192靜態(tài)標(biāo)定作用：確定系統(tǒng)最佳測試工作條件確定測試系統(tǒng)靜態(tài)性能指標(biāo)確定系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)處理系數(shù)確定測試系統(tǒng)擬合直線方程動(dòng)態(tài)標(biāo)定作用：確定系統(tǒng)最佳工作條件確定測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)確定系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)處理系數(shù)確定測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型確定系統(tǒng)幅頻特性、相頻特性確定幅頻特性誤差擬合直線方程作用：用數(shù)學(xué)式表達(dá)系統(tǒng)利用擬合直線方程求：δF處理計(jì)算測試數(shù)據(jù)：x傳遞函數(shù)作用:采用數(shù)學(xué)式表達(dá)任何一個(gè)測試系統(tǒng)，測控系統(tǒng)等利用傳遞函數(shù)可以推導(dǎo)出該測試系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性表達(dá)式利用測試系統(tǒng)的已知傳遞函數(shù)，才能設(shè)計(jì)出該測試系統(tǒng)的補(bǔ)償傳遞函數(shù)，應(yīng)用于提高該測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。否則是無法實(shí)現(xiàn)提高任何測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能可以實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)在測試不同頻率信號(hào)時(shí)的頻響誤差計(jì)算為提高測試系統(tǒng)精度應(yīng)采用哪些技術(shù)措施？提高測試信號(hào)處理精度的方法？提高測試系統(tǒng)精度:在設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)時(shí)：選用精度高、可靠性好、動(dòng)態(tài)性能好、噪聲小、抗干擾能力強(qiáng)的儀表測試系統(tǒng)采用最佳組合：系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)輸入輸出信號(hào)正負(fù)一致，屏蔽線傳輸信號(hào)，儀表間匹配，信號(hào)傳輸仙劍五接頭測試系統(tǒng)最佳應(yīng)用:U噪聲采用數(shù)字濾波方式，N<3；干擾采用趨向數(shù)字濾波器補(bǔ)償法測試系統(tǒng)頻響特性不滿足時(shí)，采用模擬—數(shù)字濾波器補(bǔ)償法，提高測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。提高測試信號(hào)處理精度：噪聲采用平滑濾波法信號(hào)中有干擾，采用趨向?yàn)V波法測試系統(tǒng)性能不滿足要求，采用補(bǔ)償方法論述各種試驗(yàn)信號(hào)測試方法？應(yīng)用場合。壓力、力、溫度、加速度、聲波信號(hào)等。壓力信號(hào)測試方法：塑性變形測壓法彈性變形測壓法光電測壓法力信號(hào)測試方法：直接測試方法：應(yīng)變式力傳感器、壓電式力傳感器間接測試方法：測量壓力乘以面積計(jì)算力值光學(xué)測試方法溫度信號(hào)測試方法：熱電偶式：傳感器測量法熱電阻測量法輻射測量法紅外測溫儀光電式測溫法（光纖）加速度信號(hào)測試方法：機(jī)械式測速法感應(yīng)式測試法光電式測試法聲波信號(hào)測試方法：聲級(jí)計(jì)測試法聲波傳感器測試法聲壓測試法設(shè)計(jì)放大器電路問題，應(yīng)采用什么方法可以達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求？根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇精度高、性能好的元器件D1、D2——輸入抗共模電壓保護(hù)設(shè)計(jì)D1、D2——輸入抗差模電壓保護(hù)設(shè)計(jì)R4——放大器調(diào)零電路設(shè)計(jì)D3——電源誤接保護(hù)設(shè)計(jì)C1——抗工作電源高頻干擾設(shè)計(jì)，電容0.01—0.33uFC2——抗工作電源低頻干擾設(shè)計(jì)，電容10—200uFR5——輸出電流大小，串電阻實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)電路設(shè)計(jì)D4、D5——限定輸出電壓大小，采用反穩(wěn)壓二極管實(shí)現(xiàn)多路輸出擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)。V/F，F(xiàn)/V，Umax，Imax，Pmax，Kv傳感器的選擇方法，測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則？傳感器選擇方法：確定傳感器型號(hào)確定傳感器量程：產(chǎn)品性實(shí)驗(yàn)：P確定傳感器頻率：固有頻率：f確定傳感器適用溫度：T確定傳感器精度：1%~0.02%；常用：0.1%~0.5%確定傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足的安裝條件測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：測試系統(tǒng)性能指標(biāo)配套性原則測試系統(tǒng)性能重復(fù)性原則測試系統(tǒng)性能隨機(jī)性原則測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性選擇原則測試系統(tǒng)的使用測試參數(shù)范圍測試系統(tǒng)中設(shè)計(jì)輸出檢測與保護(hù)功能多種記錄方式測試應(yīng)用條件的要求：設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)環(huán)境條件要求，抗振動(dòng)沖擊，電場，磁場，灰塵，污染，高溫的影響，具體根據(jù)測試條件確定設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)合理，操作使用方便信號(hào)分析與信號(hào)處理技術(shù)有何不同？定義不同：信號(hào)分析：是研究信號(hào)的構(gòu)成和特征，求取有用信息；信號(hào)處理：是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅葱袠I(yè)規(guī)范要求，將測量數(shù)據(jù)變換計(jì)算的過程處理對(duì)象不同：信號(hào)分析：用于振動(dòng)、噪聲、模態(tài)分析，求出有用信號(hào)；信號(hào)處理用于靜態(tài)標(biāo)定信號(hào)，動(dòng)態(tài)標(biāo)定信號(hào)，試驗(yàn)測試信號(hào)的處理計(jì)算方法不同：信號(hào)分析：自相關(guān)，互相關(guān)，功率譜，F(xiàn)FT，多種分析法，數(shù)字濾波技術(shù) 信號(hào)處理：靜態(tài)信號(hào)，動(dòng)態(tài)信號(hào)，多種試驗(yàn)信號(hào)處理計(jì)算方法精度要求不同：信號(hào)分析無指標(biāo)，信號(hào)處理有要求小于0.1%濾波技術(shù)的作用，模擬濾波與數(shù)字濾波方法有何異同？濾波技術(shù)作用：消除系統(tǒng)中噪聲與干擾信號(hào)分析測試信號(hào)的結(jié)構(gòu)和特征，求有用信號(hào)利用濾波補(bǔ)償原理方法，實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的擴(kuò)展數(shù)據(jù)處理中消除信號(hào)中的噪聲和干擾，提高測試數(shù)據(jù)處理計(jì)算精度模擬濾波與數(shù)字濾波不同點(diǎn)：模擬濾波器：用模擬電路實(shí)現(xiàn)，從根本上解決系統(tǒng)問題，不影響信號(hào)測量，電路實(shí)現(xiàn)調(diào)試不方