包裝測試技術(shù)答案

1、緒論1、什么是測試技術(shù)？測試技術(shù)是測量和試驗技術(shù)的統(tǒng)稱。測試的目的是獲取有用的信息。測試技術(shù)主要研究各種物理量的測量原理和測量信號的分析處理方法2、測試技術(shù)有那些環(huán)節(jié)和裝置組成？各起什么作用？環(huán)節(jié)裝置作用激勵環(huán)節(jié)激勵裝置使被測對象處于測試狀態(tài)輸入環(huán)節(jié)傳感器檢測并轉(zhuǎn)換被測信號處理環(huán)節(jié)中間變換器分析、處理、變換信號輸出環(huán)節(jié)顯示記錄裝置顯不、記錄并輸出結(jié)果3、簡述測試技術(shù)的工作過程。測試過程：首先利用酒精（敏感元件）檢測岀被測對象溫度變化并將其轉(zhuǎn)換成自身體積的變化（熱脹冷縮），然后經(jīng)過等截面的中空玻璃管（中間變換器）再轉(zhuǎn)換成高度的變化（分析處理），最后由外面的刻度線顯示岀測試結(jié)果（顯示、記錄）并提供

2、給觀察者或輸入后續(xù)的控制系統(tǒng)。K M八1顯正、記錄 裝置被測對象傳感器由量中間變換裝置電童激字重物理童4、舉例說明測試技術(shù)的應(yīng)用。1）、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗在汽車、機(jī)床等設(shè)備和電機(jī)、發(fā)動機(jī)等零部件岀廠時，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和岀廠檢驗。2）、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)3）、家電產(chǎn)品中的傳感器4）、樓宇自動化樓宇自動化系統(tǒng)，或稱建筑物自動化系統(tǒng)是將建筑物（或建筑群）內(nèi)的消防、安全、防盜、電力系統(tǒng)、照明、空調(diào)、衛(wèi)生、給排水、電梯等設(shè)備以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的一個綜合系統(tǒng)。5）、身份認(rèn)證第1章信號及其描述1、何為信號？如何建立其模型?1）蘊(yùn)含著信息，且能傳輸信息的物理量稱之為信號數(shù)關(guān)系，如 來建立

3、信號的一2）信號的數(shù)學(xué)模型在測試技術(shù)中，撇開信號具體的物理性質(zhì)，而是將其抽象為某個變量的函 時間的函數(shù)x （t）、頻率的函數(shù)X （f）等，從數(shù)學(xué)上加以分析研究，由此 些基本理論知識。2、信號有哪些分類?1）、確定性信號與非確定性信號（隨機(jī)信號）可以用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式或圖表描述的信號稱為確定性信號，反之，不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式或圖表描述，所描述的物理現(xiàn)象是隨機(jī)過程的信號稱為隨機(jī)信號。2）、連續(xù)信號與離散信號若信號數(shù)學(xué)表達(dá)式中的獨(dú)立變量取值是連續(xù)的，則稱為連續(xù)信號。反之，若獨(dú)立變量取值離散，則稱為離散信號。3）、能量信號，4）功率信號；3、模擬信號與數(shù)字信號如何定義？模擬信號：獨(dú)立變量和幅值均取連續(xù)值的

4、信號。數(shù)字信號：獨(dú)立變量和幅值均取離散值的信號。4、信號的時域描述與頻域描述有何區(qū)別？1）、時域描述直接觀察或記錄到的信號，一般是以時間為獨(dú)立變量，反映的是信號幅值隨時間的變化關(guān)系，因而稱其為信號的時域描述。2）、頻域描述在信號的研究過程中，有時要把信號變換成以頻率為獨(dú)立變量，由此來反映信號的頻率結(jié)構(gòu)和各頻率成分與幅值、相位之間的關(guān)系，信號的這種描述方法稱之為頻域描述。時域描述頻域描述變量時間t頻率3、f內(nèi)容反映信號幅值隨時間變化的關(guān)系反映信號的頻率組成 及其幅值、 相位的關(guān)系數(shù)學(xué)式4 0VN 與-AA(t)=A A 8 1(Z sincof) aiF=na 兀 n=l以2 兀 n=l 3 5

5、 . ?圖形X_7LV)AA_3_A（CD）幅 頻譜*（幅頻譜、相頻譜37須同時存在！I101A t0cuo 3cu 0 5cu 0LA相頻譜。?Uo 3cu 0 5o) 0* 3注蘇 不論作哪種圖形.兩個譜圖都必須包姑!如下所小:5、什么是時間尺度改變特性？其對實(shí)際的測試工作有何意義I、線性性質(zhì)若：工 2(，)=工 2偵)貝 0:%X( )+ 2X2( )=QXI (/)+ QX(/)H 、時間尺度改變特性若:貝y： x(如)十去()(觸o)這個性質(zhì)的意義在于:當(dāng)時間尺度壓縮 (kl) 時(相當(dāng) 于記錄磁帶的慢錄 快放) ，這時，信號的頻帶加寬，幅值壓低 , 雖然提高了處理信號的效率，但對

6、儀器設(shè)備要求較高；反之 , 信號的頻帶變窄，幅值增高，這樣，對儀器設(shè)備的 要求可以降 低，但信號的處理效率也隨之降低。6、什么是時移特性？它反映了什么規(guī)律？UI 、時移和頻移特性a時移特性若：x(t)-X(f)貝 lj : e時移特性表明：信號在時域中平移，其幅頻譜不變 , 頻譜中的相角改變量與頻 率成正比，即7、簡述單位脈沖函數(shù)的采樣性質(zhì)和卷積性質(zhì)采樣性質(zhì)由貝f)函數(shù)的定義可知，當(dāng)其寫任一連續(xù)函數(shù)武，)相乘時，其乘積僅在Z=o處存在，且為八0)況r),這是一個強(qiáng)度為/ (0)的d函數(shù)。如果再對該乘積積分，則有：匚八W(Bdt二匚/(0)施)明八0)匚如)冷/( 0)對處于任意時刻辦的 d 函

7、數(shù) d(t-to), 同樣也有：Anft)d(t-to)dt=J? to)dt=fto)匚 d(t-to)dt=fto)4此可想而知，室不同的時刻，用 d函數(shù)與任一連續(xù)函數(shù) 八，)相乘，則其 乘積的積分值就是函麴 ) 在該時刻的函數(shù)值， d 函數(shù)的這個性質(zhì)就稱之為 凡)乎 微炒見朋我制呻 采樣性質(zhì)。如石圖所示： /( o)AFTK/A 01 4 A 4 A 4卷積性質(zhì)任何函數(shù)與單位脈沖函數(shù)的卷積是最簡單的卷稅運(yùn)算，即：X(Z)* 頃，)=J 二T)dz=t)dT=xt)同樣，對任熹時刻的單位脈沖函數(shù)均有：x(t) * 5(tfc/o)= J 二一T)dv=xt to)由以上結(jié)果可五看山：任何函

8、數(shù)與單位脈沖函數(shù)的卷稅結(jié) 果就是將該函數(shù)搬移 到脈沖函數(shù)所在的位置處，叩在發(fā)生A函數(shù)的坐標(biāo)位置上簡單的將 X。)函數(shù)重新構(gòu) 圖。AA1、什么是線性系統(tǒng)的頻率保持特性？有何意義？t5(/ 4)彳-4 01 la 3頻率保持性線性系統(tǒng)輸出的頻率必然等于其輸入的頻率。這個性質(zhì)對測試工作的指導(dǎo)意義在于： 可以由此判斷測得 的信號中只有與輸入頻率相同的成份才是真止由該輸入引起的 輸出，其它的頻率成份就可以認(rèn)為是干擾, 從而加以排除。2、測試裝置的靜態(tài)特性包括哪些？線性度，是指測試裝置輸出與輸入之間保持常值比例關(guān)系的程度；靈敏度，用來描述測試裝置對測量變化的反應(yīng)能力；回程誤差，是描述測試裝置的輸出同輸入方

9、向有關(guān)的特性，也稱為滯后或變差。3、如何測定測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)？實(shí)驗測定法頻率響應(yīng)函數(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠用實(shí)驗的方法來求得。常用的實(shí)驗測定方法是止弦輸入法，又稱頻率響應(yīng)法。具體的實(shí)驗過程為：依次用不同頻率的正弦信號去激勵測試系統(tǒng)，同時測出輸入和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值 X、和相 位差0。這樣，對于任一頻率皿便有一組刀 尸A和啊與之對應(yīng)，全-Az部的4皿和們一心。=1, 2, 3,)便可表達(dá)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)4、一階系統(tǒng)中的時間常數(shù)對系統(tǒng)有何意義?嘛之為時間常數(shù)，它是一階系統(tǒng)特柱的重要參數(shù)，它實(shí)際上決定了該裝置適用的頻率克國。5、影響二階系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)有哪些？對系統(tǒng)有何意義？ 當(dāng)0)奶時，日

10、(功網(wǎng)；當(dāng)(V奶時， 固有頻率和阻尼比是二階系統(tǒng)的重要參數(shù)，尤其是在決定裝置的使用頻率范圍時，固有頻率顯得更為重要。系統(tǒng)的幅頻特性在=0附近時受阻尼比的影響極大，且當(dāng)gtu ”時，系統(tǒng)會發(fā)生共振，在實(shí)際使用裝置時，應(yīng)盡量避免這種頻率關(guān)系， 而在實(shí)驗測定系統(tǒng)本身的參數(shù)時，卻常常利用這種頻率關(guān)系。 二階系統(tǒng)是一個振蕩系統(tǒng)，對具有這種特性的測試裝置在使用時，要選擇恰當(dāng)?shù)墓逃蓄l率和阻尼比，以便使裝置獲得較小的誤差和較寬的工作頻率范圍。通常情況下?。?ov( 0. 6? 0. 8)v u,;f= (0. 65 ? 0. 7)。6、測試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件是什么？1. 測試裝置的幅頻特性為一個常數(shù)，即

11、：A ( o) =A0o這就要 求裝置在任何頻率上，其輸出與輸入的幅值比都要保持不變。2. 測試裝置的相頻特性為一線性關(guān)系，即：戒宓 =-而。這 就是要求裝置輸 出的相位變化與頻率成線性關(guān)系 O能實(shí)現(xiàn)不失真測試的裝置的幅頻和相頻特性曲線如下所示：第3章常用傳感器1、應(yīng)變片有哪幾部分組成？各有何用？(1) 敏感元件：感受應(yīng)變并將其轉(zhuǎn)換為自身阻值的變化。一般用康銅、鐐銘合金或半導(dǎo) 體材料做成。它要用粘合劑牢牢地固定在基片上。(2) 基片：固定和保護(hù)敏感元件，并將應(yīng)變準(zhǔn)確的傳遞給敏感元件。材料可以是紙、膠膜、玻璃纖維布等。(3) 覆蓋層：保護(hù)敏感元件不受外界環(huán)境中灰塵、濕氣等的影響。(4) 引線：將

12、敏感元件的阻值變化引入后接電路。2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的區(qū)別有哪些？工作原理不同：金屬電阻應(yīng)變片基于機(jī)械變形引起電阻的變化；半導(dǎo)體應(yīng)變片基于電阻 引起電阻的變化。靈敏度不同：金屬電阻應(yīng)變片的靈敏度取決于泊松比的大小；半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度取 阻系數(shù)和彈性模量的大小。3、差動變壓器電感式傳感器使用時要注意哪兩個問題？如何解決？差動變壓器式傳感器使用要注意的問題：(1) 差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，其輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小， 反應(yīng)移動的方向；(2) 傳感器輸出電壓存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，即使活動銜鐵位于中間位置時，輸出 零，這是由于兩個次級線圈的結(jié)構(gòu)不對稱以及初級線圈銅損電

13、阻、鐵磁材質(zhì)不均勻、等原因所造成的。解決方法：后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移方向，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動直流 路。率變化決于壓而不能也不為線圈間分布電容輸岀電特點(diǎn)：差動變壓器式傳感器精度可高達(dá)0.1 U m,線圈變化范圍可擴(kuò)大到土100mm,結(jié)構(gòu) 簡單，穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于直線位移測量及其它壓力、振動等參量的測量。4、常用的壓電材料有哪些？常見的壓電材料可分為以下三類：(1) 壓電單晶：壓電單晶為單晶體， 常用的有石英晶體(SiO2),旬酸鋰(LiNbO3),祖酸鋰(LiTaO2) 等。(2) 壓電陶瓷：現(xiàn)在常用的是 PZT錯鈦酸鉛系列壓電陶瓷，其具有制作方便， 成本低 等優(yōu)點(diǎn)。(3)

14、有機(jī)壓電薄膜： 這類壓電材料具有面積大、柔軟不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，可用于微壓測 量和機(jī)器人的觸覺，常用的是二氟乙烯PVdF。注意：居里點(diǎn)：壓電材料失去壓電特性的溫度點(diǎn)5、前置放大器的作用是什么？有哪兩種類型？各有何特點(diǎn)？前置放大器的作用有兩點(diǎn)：其一是將傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出；其二是放大傳感器輸出的微弱電信號。前置放大器電路有兩種形式：1、 電阻反饋的電壓放大器，其輸岀電壓與輸入電壓(即傳感器的輸岀)成正比。2、電容反饋的電荷放大器，其輸岀電壓與輸入電荷成正比。6、傳感器選用時要考慮哪些方面的問題選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面的問題。第4章

15、中間變換器1、何謂電橋平衡？直流電橋平衡應(yīng)滿足什么條件？交流電橋應(yīng)滿足什么條件？當(dāng)參量型傳感器把被測量轉(zhuǎn)換為電路參數(shù)R、L、C的變化后，電橋可以把這些參數(shù)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌蜉敵鲭妷旱淖兓Ｖ绷麟姌虻钠胶鈼l件為：R1R3=R2R4交流電橋平衡必須滿足兩個條件：(1)相對兩臂阻抗之模的乘積應(yīng)相等；(2)相對兩臂阻抗 角的和也必須相等。2、什么是調(diào)制和解調(diào)？調(diào)制：利用調(diào)制（控制）信號使載波的某個參數(shù)（幅值、頻率或相位）發(fā)生變化的過程稱為調(diào)制。（載波一般是高頻穩(wěn)定的交變信號。經(jīng)過調(diào)制的信號稱為已調(diào)制波。）解調(diào)：從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制（控制）信號的過程稱為解調(diào)。3、簡述調(diào)幅的原理及其解調(diào)方法。1、原理調(diào)幅

16、是在時域?qū)⒁粋€高頻簡諧信號（載波）與測試信號（調(diào)制信號）相乘，使載波信號的幅值隨測試信號的變化而變化。而在頻域，則是將信號的頻譜搬移到載波的頻率處，相當(dāng)于頻譜的“搬移”過程。2、解調(diào)方法（1）同步解調(diào)；（2）包絡(luò)檢波；（3）相敏檢波5、濾波器的帶寬與響應(yīng)建立時間有何關(guān)系？其對測試工作有何意義？ r ,帶寬3與響應(yīng)建立時間T之間存在一個反比關(guān)系，艮B?T二常數(shù)帶寬標(biāo)志著濾波器的分辨力， 帶寬越窄，分辨力越高，但由上式可知濾波器 達(dá)到穩(wěn)態(tài)輸 出的時間會加長，反之，若想獲得較快的輸出，就要選擇帶寬較大的濾波器，但由此會導(dǎo)致濾波的精度下降。實(shí)際使用時，要綜合考慮這兩個因素。6、恒帶寬比濾波器與恒帶寬濾

17、波器有何區(qū)別？各有何特點(diǎn)？1、恒帶寬比濾波器中心頻率與帶寬的比值（品質(zhì)因數(shù)）是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，優(yōu)點(diǎn)是用較少的帶通濾波器個數(shù)就可以覆蓋較大的頻率范圍，缺點(diǎn)是中心頻率越高，帶寬也越寬，高頻濾波性能下降。2、恒帶寬濾波器帶寬B不隨中心頻率而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其優(yōu)點(diǎn)是不論帶通濾波器的中心頻率處在任何頻段上，帶寬都相同，即分辨率不隨頻率變化，缺點(diǎn)是在覆蓋頻率范圍相同的情況下，要比恒帶寬比濾波器使用較多的帶通濾波器。第5章振動的測試1. 根據(jù)激振要求應(yīng)如何安裝激振器？（1） 高頻激振時，用軟彈簧把激振器懸掛起來，或用足夠長的繩子以一定的傾斜角度把 激振器懸掛起來；（2）低頻激振時

18、，將激振器安裝在地面上，或剛性好的架子上。2. 如何用自由振動法估計振動參數(shù)？ 自由振動法自由振動法是一種簡單易行的時域測量方法。測試時，對系統(tǒng)進(jìn)行激勵，測(1,有頻率：成二亍)阻尼匕3.如何用共振法估計振動參數(shù)？2、共振法一一通過振動信號的頻域圖形進(jìn)行估計(1) 從幅頻曲線上進(jìn)行估計：已知一振動系統(tǒng)的幅頻曲線如圖所示 *固有頻率：幅值最大對應(yīng) 的頻率即為系統(tǒng)的固有頻 率，=co ra1 M=式中L*阻尼比：_ 少 2 _刻 0 2 叼(2) 從相頻曲線上進(jìn)行估計：已知一振動系統(tǒng)的相頻曲線如圖所示*固有頻率：相位為-90。對應(yīng)的頻率即 為系統(tǒng) 的固有頻率*阻尼比：_ arctan 玉 4 1-?7cp _式中,CD=dcp I dr/I=itan oc第6章應(yīng)變、應(yīng)力和力的測試1、測量應(yīng)變時應(yīng)遵循的原則是什么？ 應(yīng)變片布置的原則：應(yīng)變片應(yīng)粘貼在被測對象應(yīng)變最大的位置處，并盡量排除非測力的影響接電橋?2、用彈性柱加應(yīng)變片測量空間任一力的大小和方向時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連分析：測乙分力的應(yīng)變片的布置和電橋的連接。應(yīng)變片米用四個：Ri、& &電橋米用全橋方式。 應(yīng)變片受到的應(yīng)變?yōu)椋?X1 :&仁&+ 弓一私，&X2 :&2=_&+ 弓_與,RX3 : &3=$, 一弓一場,RX4 : &4=_&_ 弓民。由此可得電橋的輸出為：U