測試技術(shù)復(fù)習(xí)

1、一二、測試技術(shù)的基本知識(shí)1測試技術(shù)的概念：測試技術(shù)是測量技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的總稱。2非電量測試系統(tǒng)的基本思想：首先要將輸入物理量轉(zhuǎn)換成電量，然后再進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算，最后以適當(dāng)?shù)男问捷敵觥?什么叫測量？直接測量的基本形式是什么？為確定被測對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程稱為測量。比較將待測的未知量和予定的標(biāo)準(zhǔn)作比較。4測量可以分為直接測量和間接測量：需經(jīng)函數(shù)關(guān)系的計(jì)算，直接通過測量儀器得到被測量值的測量為直接測量；間接測量是在直接測量的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出所要測量的物理量的大小。5直接測量可以分為直接比較和間接比較：直接把被測物理量和標(biāo)準(zhǔn)作比較的測量方法稱為直接比較；利用儀器儀表把

2、原始形態(tài)的待測物理量的變化變換成與之保持已知函數(shù)關(guān)系的另一種物理量的變化，并以人的感官所能接受的形式，在測量系統(tǒng)的輸出端顯示出來7直接測量的特點(diǎn)答：待測物理量和標(biāo)準(zhǔn)量是同一物理量。8常用測量系統(tǒng)用哪幾部分組成？各組成部分的租用或用途是什么？答：傳感器由敏感元件和傳感元件組成。傳感器作用：將被測非電量轉(zhuǎn)換成便于放大、記錄。敏感元件(或稱預(yù)變換器，也統(tǒng)稱彈性敏感元件) 將被測非電量預(yù)先變換為另一種易于變換成電量的非電量（例如應(yīng)變或位移），然后再利用傳感元件，將這種非電量變換成電量。傳感元件：凡是能將感受到的非電量（如力、壓力、溫度梯度等）直接變換為電量的器件稱為傳感元件（或稱變換元件）。中間變換與

3、測量電路（二次儀表) 定義：將傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，調(diào)理輸出給記錄儀器的裝置。顯示記錄設(shè)備（三次儀表）作用：把中間變換與測量電路送來的電壓或電流信號(hào)不失真地顯示和記錄出來。9欲使測量結(jié)果具有普遍的科學(xué)意義應(yīng)具備哪些條件？1、作比較的標(biāo)準(zhǔn)必須是精確已知的，得到公認(rèn)的；2、進(jìn)行比較的測量系統(tǒng)必須工作穩(wěn)定，經(jīng)得起檢驗(yàn)。10線性時(shí)不變系統(tǒng)的基本特性有哪些？線性時(shí)不變系統(tǒng)有兩個(gè)十分重要的性質(zhì)，即疊加性和頻率不變性。11正確理解線性測量系統(tǒng)的疊加性及頻率不變性的定義。(計(jì)算題)根據(jù)疊加性質(zhì)，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)有n個(gè)激勵(lì)同時(shí)作用時(shí)，那么它的響應(yīng)就等于這n個(gè)激勵(lì)單獨(dú)作用的響應(yīng)之和。頻率不變性表明，當(dāng)線性系統(tǒng)的

4、輸入為某一頻率時(shí)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)也為同一頻率的信號(hào)。三、工程信號(hào)分析及其可測性1.了解工程信號(hào)的分類方法1.根據(jù)信號(hào)隨時(shí)間變化的情況可分為：動(dòng)態(tài)信號(hào)：隨時(shí)間變化的信號(hào)。靜態(tài)信號(hào)：不隨時(shí)間變化的信號(hào)。2 根據(jù)信號(hào)隨時(shí)間變化的規(guī)律信號(hào)可分為：確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)。2.確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)（隨機(jī)信號(hào)）的區(qū)別？答：確定性信號(hào)是能用確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)。非確定性信號(hào)不能用精確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來表達(dá)，也無法確切地預(yù)測未來任何瞬間精確值的信號(hào)，都可稱之為隨機(jī)信號(hào)。3.周期信號(hào)頻譜分析方法。傅立葉級(jí)數(shù)公式中各物理量的含義？答：借助傅里葉級(jí)數(shù)這一工具來分析。4.周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)：1） 凡是周期量都

5、可看成靜態(tài)分量和諧波分量和，但不同周期量的頻率結(jié)構(gòu)不同（周期信號(hào)的共性與個(gè)性）；2）周期信號(hào)的傅里葉譜有三個(gè)特點(diǎn)：a、離散性：頻譜由一條條不連續(xù)的譜線組成，是離散的，相鄰譜線的間距是W=2/T b；b、諧波性：各頻率分量符合諧波關(guān)系，是基波的整數(shù)倍；c、收斂性：諧波分量的幅值有隨其階數(shù)的增高而逐漸減小的總趨勢。3）隨著階數(shù)n的增加，諧波系數(shù)An逐漸減小，當(dāng)n很大時(shí)，An所起的作用很小。4）低頻諧波幅值較大，是構(gòu)成信號(hào)的主體，而高頻諧波只起美化細(xì)節(jié)的作用。5. 帶寬：把信號(hào)值得重視的諧波的頻率范圍稱為頻帶寬度和信號(hào)有效帶寬，記作Bw=2/6.時(shí)限信號(hào)（瞬態(tài)信號(hào)）頻譜分析方法 周期量的傅立葉級(jí)數(shù)復(fù)

6、數(shù)形式：P277.時(shí)限信號(hào)頻譜的特點(diǎn)8.周期信號(hào)與非周期信號(hào)頻譜分析方法及頻譜結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)。1、相同點(diǎn):周期信號(hào)頻譜的包絡(luò)線與時(shí)限信號(hào)頻譜的包絡(luò)線相似。2、不同點(diǎn)：時(shí)限信號(hào)的頻譜是連續(xù)譜，周期信號(hào)的頻譜是離散譜;從能量角度上看：周期信號(hào)用功率譜表示,時(shí)限信號(hào)用能量譜表示;周期信號(hào)幅值譜縱坐標(biāo)表示相應(yīng)的諧波分量的幅值,時(shí)限信號(hào)幅值譜縱坐標(biāo)表示幅值譜密度；周期信號(hào)采用傅立葉級(jí)數(shù)（FS）分析,時(shí)限信號(hào)采用傅立葉積分分析。9.隨機(jī)信號(hào)的分類方法。若一隨機(jī)信號(hào)x(t)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律均不隨著時(shí)間t而變化，則稱該信號(hào)為平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，否則稱為非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)。平穩(wěn)隨機(jī)過程分為兩大類：各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)隨機(jī)過程；非各態(tài)歷

7、經(jīng)的平穩(wěn)隨機(jī)過程。10.各態(tài)歷經(jīng)隨即信號(hào)的特點(diǎn)各態(tài)歷經(jīng)，即任一個(gè)樣本都可把整體的各種可能出現(xiàn)的情況顯示出來。對(duì)于各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過程，我們可以在任一時(shí)刻取任意一個(gè)樣本進(jìn)行分析，這就使得信號(hào)的分析處理簡化了。11.自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)的描述方法及應(yīng)用。P3212.自譜密度函數(shù)、互譜密度函數(shù)的計(jì)算方法。P32四、測量系統(tǒng)的基本特性1.激勵(lì)，響應(yīng)的概念。激勵(lì)=輸入，響應(yīng)=輸出2.靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性的定義。靜態(tài)特性通過靜態(tài)標(biāo)定，可得到測量系統(tǒng)的響應(yīng)值yi和激勵(lì)值xi之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性。；動(dòng)態(tài)特性：系統(tǒng)對(duì)激勵(lì)（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性。一個(gè)動(dòng)態(tài)特性好的測量系統(tǒng)，其輸出隨時(shí)間變化的

8、規(guī)律（變化曲線），將能同時(shí)再現(xiàn)輸入隨時(shí)間變化的規(guī)律（變化曲線），即具有相同的時(shí)間函數(shù)3.靜態(tài)標(biāo)定，動(dòng)態(tài)標(biāo)定的定義及意義。標(biāo)定：用已知的標(biāo)準(zhǔn)校正儀器或測量系統(tǒng)的過程稱為標(biāo)定。根據(jù)標(biāo)定時(shí)輸入到測量系統(tǒng)中的是靜態(tài)量還是動(dòng)態(tài)量，標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定。4.靜態(tài)標(biāo)定的作用：確定儀器或測量系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，賦予儀器或測量系統(tǒng)分度值；確定儀器或測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)；消除系統(tǒng)誤差，改善儀器或測量系統(tǒng)的正確度 。5.靜態(tài)標(biāo)定的過程及要求：靜態(tài)標(biāo)定：就是將原始基準(zhǔn)器，或比被標(biāo)定系統(tǒng)準(zhǔn)確度高的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器或已知輸入源作用于測量系統(tǒng)，得出測量系統(tǒng)的激勵(lì)響應(yīng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)操作。要求：標(biāo)定時(shí)，一般應(yīng)在全量程范圍內(nèi)均勻地

9、取定5個(gè)或5個(gè)以上的標(biāo)定點(diǎn)（包括零點(diǎn)）。正行程：從零點(diǎn)開始，由低至高，逐次輸入預(yù)定的標(biāo)定值此稱標(biāo)定的正行程。反行程：再倒序依次輸入預(yù)定的標(biāo)定值，直至返回零點(diǎn)，此稱反行程。6.參考工作曲線：端點(diǎn)連線，端點(diǎn)平行線，最小二乘線，過原點(diǎn)的最小二乘線。7.各種參考工作曲線的求取方法，求取的基本思想。（用自己語言描述）P478.測量系統(tǒng)靜態(tài)特性指標(biāo)：靈敏度，線性度，遲滯，重復(fù)性，分辨率，闕值，測量范圍定義，求取方式（靈敏度k=dy/dx、線性度）9.當(dāng)測量系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的非線性時(shí)，可采取哪些措施使用該系統(tǒng)。可以采取限制測量范圍、采用非線性擬合或非線性放大器等技術(shù)措施來提高系統(tǒng)的線性度。10.測量系統(tǒng)傳遞函數(shù)

10、的基本定義(聯(lián)系輸入和輸出的關(guān)系是一個(gè)描述測量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換以及傳遞信號(hào)特性的函數(shù))，求取方法（H(S)=Y/X），傳遞函數(shù)的物理意義（常考）物理意義：1）傳遞函數(shù)反映了測量系統(tǒng)的固有特性，不隨輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的變化而變化；2）不同類型的測量系統(tǒng)可用同一種形式的拉氏傳遞函數(shù)表達(dá)。11.測量系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的定義，求取方法及其物理意義物理意義:直觀的反映了測試系統(tǒng)對(duì)不同頻率成分輸入信號(hào)的扭曲情況。12.幅頻函數(shù)，相頻函數(shù)，幅頻特性曲線，相頻特性曲線（看明白）13.測量系統(tǒng)常用的數(shù)學(xué)模型有哪些？（微分方程、傳遞方程、頻率響應(yīng)函數(shù)）14.典型一階測量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，傳遞函數(shù)，頻率響應(yīng)函數(shù)，幅頻函數(shù)，

11、相頻函數(shù)，幅頻特性曲線，相頻特性曲線及其特點(diǎn)P59 PPT74頁15.典型二階測量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，傳遞函數(shù)，頻率響應(yīng)函數(shù)，幅頻函數(shù)，相頻函數(shù)，幅頻特性曲線，相頻特性曲線及其特點(diǎn)P6016.針對(duì)典型一階，二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的討論方法及結(jié)論（?？迹┮浑A系統(tǒng)：時(shí)間常數(shù)愈小，則響應(yīng)愈快二階系統(tǒng)：在（2.5-3）n時(shí)，減小，系統(tǒng)對(duì)斜坡輸入響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差愈小，瞬態(tài)振蕩的次數(shù)增多，過調(diào)量增大，過渡過程增長。=0.6-0.7時(shí)候綜合特性好17.測量系統(tǒng)不失真測量的基本條件（含推導(dǎo)過程）在時(shí)與域滿足 Y=A0X(t-0)，A（）幅頻特性應(yīng)該是常數(shù)，（）相頻特性應(yīng)當(dāng)是線性關(guān)系。條件：精度高、靈敏度高、輸出波形

12、無失真地復(fù)現(xiàn)輸入波形。18.針對(duì)典型一階，二階系統(tǒng)不失真測量的條件，如何選取系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)P6719.動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生的原因，動(dòng)態(tài)誤差的定義原因：對(duì)于動(dòng)態(tài)測量過程來講，若測量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性不夠理想，則輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)波形相比就會(huì)產(chǎn)生畸變。20.典型二階測量系統(tǒng)中各個(gè)物理量的含義及相互關(guān)系：剛度，阻尼系數(shù)，無阻尼固有圓頻率，無阻尼阻尼比，有阻尼固有圓頻率，有阻尼共振圓頻率（定義）21.幾種計(jì)算題的計(jì)算方法五、計(jì)算機(jī)測試技術(shù)1采樣定理：設(shè)信號(hào)采樣周期為T，采樣頻率為 ，采樣頻率必須大于或等于信號(hào)最高頻率的2倍，此即采樣定理，也成為奈奎斯特定理。2計(jì)算機(jī)化測試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行復(fù)雜的

13、分析處理；高精度、高分辨率和高速實(shí)時(shí)分析處理；性能可靠、穩(wěn)定、維修方便；能夠以多種形式輸出信息；多功能；自動(dòng)測試和故障監(jiān)控。3現(xiàn)場總線協(xié)議的參考模型：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，會(huì)話層，表示層，應(yīng)用層4智能傳感器的定義，智能傳感器與傳感器的區(qū)別定義：基于現(xiàn)場總線數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的要求，帶有總線接口，能自行管理自己，能將檢測到的現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行處理變換后，以數(shù)字量形式通過現(xiàn)場總線與上位機(jī)進(jìn)行信息傳遞。5智能傳感器特點(diǎn)：具有非線性自動(dòng)校正功能自校零和自校準(zhǔn)排除干擾和噪聲自補(bǔ)償技術(shù)可改善傳感器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性6自動(dòng)測試系統(tǒng)組成：控制器，程控儀器，總線與接口，測試軟件，被測對(duì)象7GPIB總線的

14、基本特性，相關(guān)的基本概念：通用接口總線，作用是實(shí)現(xiàn)儀器儀表、計(jì)算機(jī)、各種專用的儀器控制器和自動(dòng)測控系統(tǒng)之間的快速雙向通信?；贕PIB測試結(jié)構(gòu)的全部有關(guān)器件可分為控者、講者和聽者三大類：（1）控者：控者指明誰是講者，誰是聽者每個(gè)GPIB系統(tǒng)都必須定義一個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行控者（2）講者：產(chǎn)生指令及數(shù)據(jù)器件。 聽者：接收指令及數(shù)據(jù)器件講者在總線任一時(shí)刻只能有一個(gè)器件,聽者可以有多個(gè)器件。8GPIB：有16條信號(hào)線，8條地回送線。其中16信號(hào)線分8條數(shù)據(jù)線，5條接口管理線，3條握手線9虛擬儀器的特點(diǎn)：是指具有虛擬儀器面板的個(gè)人計(jì)算機(jī)，它由通用計(jì)算機(jī)、模塊化功能硬件和控制專用軟件組成。按其基本形式可分解為以下

15、三個(gè)主要模塊： 輸入: 進(jìn)行信號(hào)調(diào)整并將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式以便處理。輸出: 將量化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并進(jìn)行必要的信號(hào)調(diào)理。數(shù)據(jù)處理: 通常一個(gè)微處理器或一臺(tái)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）可使儀器按要求完成一定功能。優(yōu)點(diǎn)：（1）測量精度高、重復(fù)性好；（2）測量速度高（3）開關(guān)、電纜減少（4）系統(tǒng)組建時(shí)間縮短；（5）測量功能易于擴(kuò)展；六、測量結(jié)果表述及誤差分析1.非線性回歸的基本方法利用變量變換把非線性模型轉(zhuǎn)化為線性模型。利用最小二乘原理推導(dǎo)出非線性模型回歸的正規(guī)方程，然后求解。采用直接最優(yōu)化方法，以殘差平方和為目標(biāo)函數(shù)，尋找最優(yōu)化回歸函數(shù)。2.誤差的定義，產(chǎn)生的原因，分類方法絕對(duì)誤差定義:測

16、量結(jié)果-真值（就是真實(shí)值）（理論真值：也稱絕對(duì)真值）（規(guī)定真值：國際上公認(rèn)的某些基準(zhǔn)測量值）（相對(duì)真值：是指計(jì)量器具按精度不同分為若干等級(jí)，上一等級(jí)的指示值即為下一等級(jí)的真值）。原因：工具誤差：它包括試驗(yàn)裝置、測量儀器所帶來的誤方法誤差：方法引起的，這種誤差亦稱為原理誤差或理論誤差；環(huán)境誤差：在測量過程中，因環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生的誤差。人員誤差：測量者生理特性和操作熟練程度的優(yōu)劣引起的誤差稱為人員誤差。按照誤差的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行分類，可分為:隨機(jī)誤差；系統(tǒng)誤差；粗大誤差3.系統(tǒng)誤差，粗大誤差，隨機(jī)誤差定義及其特性，如何發(fā)現(xiàn)這些誤差產(chǎn)生誤差的原因及誤差數(shù)值的大小、正負(fù)是隨機(jī)的，沒有確定的規(guī)律性，或

17、者說帶有偶然性，這樣的誤差就稱為隨機(jī)誤差。在相同的測量條件下，多次測量同一物理量，誤差不變或按一定規(guī)律變化著，這樣的誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差等于誤差減去隨機(jī)誤差。粗大誤差是指那些誤差數(shù)值特別大，超出在規(guī)定條件下的預(yù)計(jì)值，測量結(jié)果中有明顯錯(cuò)誤的誤差，也稱粗差。出現(xiàn)粗大誤差的原因是由于在測量時(shí)儀器操作的錯(cuò)誤，或讀數(shù)錯(cuò)誤，或計(jì)算出現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤等。4.描述測量結(jié)果的幾個(gè)質(zhì)量指標(biāo)：準(zhǔn)確度，精確度，精密度，不確定度正確度表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，即由于系統(tǒng)誤差而使測量結(jié)果與被測量值偏離的程度。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果越正確。 精密度表示測量結(jié)果中隨機(jī)誤差大小的程度，即在相同條件下，多次重復(fù)測量所得

18、測量結(jié)果彼此間符合的程度。隨機(jī)誤差越小，測量結(jié)果越精密。 準(zhǔn)確度表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合大小的程度，即測量結(jié)果與被測真值偏離的程度。綜合誤差越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。 不確定度表示合理賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。不確定度越小，測量結(jié)果可信度越高。5.不確定度的定義，分類方法A類不確定度評(píng)定：用對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。B類不確定度評(píng)定：用不同于觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度6.A類不確定度與B類不確定度的區(qū)別：A用對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，B不同于觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析7.等精度重復(fù)測量的概念等精度測量定義：使用同樣的儀器，在同等的測量環(huán)境條

19、件下，同一人員進(jìn)行的測量。8.單次測量結(jié)果試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)差與平準(zhǔn)值試驗(yàn)校準(zhǔn)差9.B類不確定度的評(píng)定的信息來源以前的觀測數(shù)據(jù)；對(duì)有關(guān)技術(shù)資料和測量儀器特性的了解和經(jīng)驗(yàn)；生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件；校準(zhǔn)證書、檢定證書或其它文件提供的數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確度的等級(jí)或級(jí)別，包括目前暫時(shí)在使用的極限誤差等；手冊或某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度；規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限r(nóng)或復(fù)現(xiàn)性限R。10不確定度的含義：對(duì)測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小，測量結(jié)果必須附有不確定度說明才完整并具有意義七信號(hào)調(diào)理電路及指示記錄儀器1濾波器：濾波器是一種選頻裝置，可使信號(hào)

20、中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其它頻率成分2分類：低通，高通，帶通，帶阻濾波器3.理想濾波器：頻率響應(yīng)函數(shù) ，幅頻特性 相頻特性4.實(shí)際濾波器主要參數(shù)：紋波幅度、截止頻率、帶寬、品質(zhì)因素以及倍頻程選擇性5.RC調(diào)諧式濾波器：6. 調(diào)幅：是將一個(gè)高頻正弦信號(hào)（載波）與測試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測試信號(hào)的變化而變化，現(xiàn)以頻率為的余弦信號(hào)作為載波進(jìn)行討論。八應(yīng)變測試技術(shù)1.金屬應(yīng)變片的工作原理，應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作原理：基于金屬的應(yīng)變效應(yīng)。金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬絲的電阻隨著它所受的機(jī)械變形（拉伸或壓縮）的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象。2.應(yīng)變片優(yōu)點(diǎn)：非線性小，應(yīng)變片尺寸小，測量范圍廣，誤差小

21、，可在各種復(fù)雜或惡劣的環(huán)境中進(jìn)行測量3.應(yīng)變片種類：1絲式應(yīng)變片（回線式，短接式）2箔式應(yīng)變片3半導(dǎo)體應(yīng)變片4.應(yīng)變片材料：敏感柵：靈敏系數(shù)KS和電阻率r要盡可能高而穩(wěn)定電阻溫度系數(shù)小，電阻-溫度間的線性關(guān)系和重復(fù)性好機(jī)械強(qiáng)度高，碾壓及焊接性能好抗氧化、耐腐蝕性能強(qiáng)，無明顯機(jī)械滯后；基底材料 機(jī)械強(qiáng)度好，撓性好；粘貼性能好；絕緣性能好；熱穩(wěn)定性和抗?jié)裥院?；無滯后和蠕變；引線材料：康銅絲敏感柵應(yīng)變片，引線采用直徑為0.050.18mm的銀銅絲，采用點(diǎn)焊焊接。5.金屬應(yīng)變片的主要特性參數(shù)變片的主要工作參數(shù)（1）應(yīng)變片的尺寸 標(biāo)距l(xiāng) ：順著應(yīng)變片軸向敏感柵兩端轉(zhuǎn)向處之間的距離。柵寬b：敏感柵的橫向尺

22、寸稱為柵寬，以b表示。使用面積：lb。應(yīng)變片的基底長LS和寬度W要比敏感柵大一些。（2）應(yīng)變片的電阻值指應(yīng)變片沒有安裝且不受力的情況下，在室溫時(shí)測定的電阻值。應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)名義電阻值通常為60、120、350、500、1000W五種。應(yīng)變片在相同的工作電流下，電阻值愈大，允許的工作電壓亦愈大，可提高測量靈敏度。（3）機(jī)械滯后 對(duì)已安裝的應(yīng)變片，在恒定的溫度環(huán)境中，加載和卸載過程中同一載荷下指示應(yīng)變的最大差數(shù) 。（4）熱滯后 對(duì)已安裝的應(yīng)變片試件可自由膨脹并不受外力作用，在室溫與極限工作溫度之間增加或減少溫度，同一溫度下指示應(yīng)變的差數(shù)。（5）零點(diǎn)漂移 對(duì)已安裝的應(yīng)變片，在溫度恒定試件不受力的條件下

23、，指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化（6）蠕變對(duì)已安裝的應(yīng)變片，在溫度恒定并承受恒定的機(jī)械應(yīng)變時(shí)，指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化（7）應(yīng)變極限 溫度不變時(shí)使試件的應(yīng)變逐漸加大，應(yīng)變片的指示應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變的相對(duì)誤差（非線性誤差）小于規(guī)定值（一般為10%）情況下所能達(dá)到的最大應(yīng)變值為該應(yīng)變片的應(yīng)變極限。（8）絕緣電阻 應(yīng)變片引線和安裝應(yīng)變片的試件之間的電阻值，此值常作為應(yīng)變片粘結(jié)層固化程度和是否受潮的標(biāo)志。絕緣電阻下降會(huì)帶來零漂和測量誤差 。（9）疲勞壽命 對(duì)已安裝的應(yīng)變片在一定的交變機(jī)械應(yīng)變幅值下，可連續(xù)工作而不致產(chǎn)生疲勞損壞的循環(huán)次數(shù)。（10）最大工作電流 允許通過應(yīng)變片而不影響其工作特性的最大電流值 6.應(yīng)變片粘貼

24、工藝：1）應(yīng)變片檢查（2）修整應(yīng)變片3）試件表面處理4）劃粘貼應(yīng)變片的定位線（5）貼應(yīng)變片6）粘合劑的固化處理（7）應(yīng)變片粘貼質(zhì)量的檢查8）引出線的固定保護(hù)（9）應(yīng)變片的防潮處理7.應(yīng)變片的橫向效應(yīng)：將直的金屬絲繞成敏感柵之后，雖然長度相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同，應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較直的金屬絲小，因而靈敏系數(shù)有所降低，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變片的橫向效應(yīng)。8.應(yīng)變片產(chǎn)生溫度效應(yīng)的原因、計(jì)算公式、補(bǔ)償方法原因：(1)溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變。(2)試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償方法：有橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。9.金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的異

25、同點(diǎn)（PPT57頁）10.常用彈性敏感元件的基本特性參數(shù)（柱形、懸臂梁、應(yīng)變桶）（含剛度、靈敏度、固有頻率計(jì)算方法）(PPT4到34頁)彈性元件：具有彈性變形特性的物體；彈性元件可分為：彈性敏感元件和彈性支承元件。彈性敏感元件：將被測參量變換成為應(yīng)變、位移（或轉(zhuǎn)換成另一種需要的相應(yīng)物理狀態(tài)）。彈性支承元件：作為傳感器中活動(dòng)部分的支承，起支承導(dǎo)向作用；11.溫度補(bǔ)償方法：橋路補(bǔ)償法，應(yīng)變片自補(bǔ)償法12.電橋的分類、電橋平衡條件、電橋輸出公式、直流電橋與交流電橋的異同點(diǎn)，電橋輸出公式應(yīng)用（含計(jì)算）P202直 流 電 橋交 流 電 橋輸出的是正或負(fù)的直流電壓，與應(yīng)變同頻率變化。 輸出的是正弦調(diào)幅波；

26、從輸出電壓的正或負(fù)，可以判斷是拉應(yīng)變還是壓應(yīng)變。可通過輸出與參考橋壓的相位相同或是相反來判斷拉、壓應(yīng)變的關(guān)系； 只要電阻調(diào)平衡。既有電阻調(diào)平衡，又有電容調(diào)平衡。分類：按橋壓分：直流電橋（恒流源電橋；恒壓源電橋）、交流電橋。按輸出方式分：功率電橋（按低阻抗負(fù)載）、電壓電橋（按高阻抗負(fù)載）直流平衡條件：相對(duì)橋臂電阻之積相等。交流平衡條件：相對(duì)橋臂阻抗之積相等可分解為：相對(duì)橋臂電阻之積相等；相對(duì)應(yīng)的電容、電阻之積相等。直流、交流電橋相同點(diǎn)：輸出電壓的幅值都與被測的應(yīng)變成正比；不同點(diǎn)：右表： 13.應(yīng)變儀的分類、載波放大式應(yīng)變儀的組成及工作原理、檢敏檢波器的作用。P21114.應(yīng)變測量中信號(hào)轉(zhuǎn)換的歷程

27、（能舉例說明）常用應(yīng)變式傳感器 應(yīng)變式力傳感器（柱形、懸臂梁式） 應(yīng)變式壓力傳感器（應(yīng)變桶式、活塞式） 應(yīng)變式加速度傳感器（含半導(dǎo)體式加速度傳感器） 以上傳感器的工作原理（含彈性敏感元件）、應(yīng)變片的粘貼位置、方向（含工作應(yīng)變片、溫度補(bǔ)償應(yīng)變片）、如何運(yùn)用電橋輸出特性（相鄰相減，相對(duì)相加的原則）連橋九壓電測試技術(shù)1.壓電陶瓷：是人工制造的多晶壓電材料，它由無數(shù)細(xì)微的單晶組成。2.正壓電效應(yīng)：有些材料，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)為不帶電的狀態(tài)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性隨之改變。逆壓電效應(yīng)：在這些材

28、料的極化方向施加電場，它們就會(huì)產(chǎn)生變形。機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦?yīng)，即由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象，稱為壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)。壓電常數(shù)d：Q=d F3.極化處理的目的、方法極化處理：在一定溫度下，對(duì)壓電陶瓷施加強(qiáng)電場，使電疇的自發(fā)極化方向按外加電場的方向取向。4.壓電元件的等效電路：5.壓電傳感器靈敏度定義靈敏度有兩種:電壓靈敏度Ku:單位力的電壓; Ku=U/F, 電荷靈敏度Kq:單位力的電荷;Kq=Q/F 兩種靈敏度的關(guān)系: 6.壓電傳感器的等效電路（兩種電壓源、電荷源）7.壓電傳感器與電壓放大器相連的等效電路、電器特性、使用注意事項(xiàng)P2398.壓電傳感器與電荷放大器相連的等效電路9.電荷放大器輸出

29、公式推導(dǎo)、電荷放大器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在一定條件下，傳感器的靈敏度與電纜長度無關(guān)。10.壓電式測量系統(tǒng)的工作頻率上下限的確定及其相關(guān)的影響因素上限頻率取決于傳感器的機(jī)械特性；下限頻率取決于測量電路的時(shí)間常數(shù)。11.引起壓電式傳感器測量誤差的主要因素（溫度、濕度）溫度環(huán)境溫度的變化對(duì)壓電材料的壓電常數(shù)和介電常數(shù)的影響最大，它將造成傳感器靈敏度發(fā)生變化（英晶體對(duì)溫度并不敏感，人工極化的壓電陶瓷受溫度的影響比石英要大得多）環(huán)境濕度對(duì)壓電式傳感器性能影響很大。如傳感器長期在高濕環(huán)境下工作，傳感器的絕緣電阻（泄漏電阻）將會(huì)減小，以致使傳感器的低頻響應(yīng)變壞。要選用絕緣性能良好的絕緣材料，零件表面的光潔度要高，對(duì)

30、一些長期在潮濕環(huán)境或水下工作的傳感器，應(yīng)采取防潮密封措施12.常用壓電式傳感器的工作原理壓電式力傳感器 典型的結(jié)構(gòu)、工作原理、使用注意事項(xiàng)壓電式加速度傳感器 典型的結(jié)構(gòu)、工作原理、上下限工作頻率的影響因素、橫向靈敏度壓電式壓力傳感器膜片式壓電壓力傳感器：結(jié)構(gòu)、工作原理、提高靈敏度的方法、各組成結(jié)構(gòu)單元的作用，溫度補(bǔ)償?shù)脑?、加速度補(bǔ)償原理活塞式壓電壓力傳感器：結(jié)構(gòu)、工作原提高壓電式傳感器靈敏度的方法（兩種：機(jī)械口串聯(lián)、機(jī)械口并聯(lián)）十光電測量技術(shù)1.光電傳感器的定義將被測量的變化轉(zhuǎn)換成光量的變化，再通過光電元件把光量變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置2.光電效應(yīng)及其分類（內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)）物體在光

31、的照射下產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象稱為光電發(fā)射效應(yīng)或外光電效應(yīng)。3.常用光纖式傳感器傳光型光纖位移傳感器光纖式溫度傳感器光纖式加速度傳感器十一溫度測量技術(shù)1.溫度測量方法的分類：接觸式（基于熱平衡原理，即測溫敏感元件必須與被測介質(zhì)接觸，使兩者處于同一熱平衡狀態(tài)）和非接觸式（利用物質(zhì)的熱輻射原理，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸）2.熱電偶：將溫度轉(zhuǎn)換為電勢之變化 熱電阻：將溫度轉(zhuǎn)換為電阻阻值之變化 3.金屬測溫電阻的工作原理一般金屬導(dǎo)體具有正的電阻溫度系數(shù)（電阻率隨溫度的上升而增加），在一定的溫度變化范圍內(nèi)，電阻和溫度之間的函數(shù)關(guān)系,R、R0分別表示溫度為t和t0時(shí)的電阻值; 為材料的電阻溫度系數(shù)，=(46

32、)10-3/0C。在不同溫度范圍內(nèi)，電阻溫度系數(shù)是不同的，希望在測量溫度的范圍內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。4.測溫電阻金屬材料的要求1)電阻溫度系數(shù)要大；2）在測量范圍內(nèi)，材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；3）電阻率要大，可提高溫度計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；4）電阻溫度關(guān)系線性好；5）材料要容易制作，價(jià)格便宜。常用材料有：鉑、銅、鐵、鎳等5.半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理（熱敏電阻的阻值隨溫度上升而下降），溫度系數(shù)的求取方法熱電阻材料應(yīng)具備以下性質(zhì)：1）電阻溫度系數(shù)要大；2）在測量范圍內(nèi)，材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；3）電阻率要大，可提高溫度計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；4）電阻溫度關(guān)系線性好；5）材料要容易制作，價(jià)格便宜6.金屬測溫電阻與半導(dǎo)體熱敏

33、電阻的主要區(qū)別半導(dǎo)體熱敏電阻與金屬熱電阻相比, 有以下優(yōu)點(diǎn)：1）溫度系數(shù)的絕對(duì)值較熱電阻大，靈敏度高，可測0.0010.00050C的微小溫度變化；2）電阻率大，時(shí)間常數(shù)小(毫秒級(jí))。可制成體積小、熱慣性小、響應(yīng)速度快的感溫元件。半導(dǎo)體熱敏電阻缺點(diǎn)： 1）電阻溫度特性分散性大；2）穩(wěn)定性差；3）非線性較嚴(yán)重。 7.常用二線接橋法測溫存在的問題：采用二線接橋法時(shí)，引出導(dǎo)線r r 被接于電橋的一臂上，當(dāng)由于環(huán)境溫度發(fā)生變化或通過電流引起溫度變化是，將產(chǎn)生附加電阻，引起測量誤差。8.采用三線接橋法測量電阻的工作原理、接橋方法用具有相同溫度特性的導(dǎo)線r1、r2分別接到兩個(gè)鄰臂上，因而可互相抵消，而第三

34、根線與負(fù)載電阻相串聯(lián)，由于負(fù)載的輸入阻抗都很大，r3則可忽略不計(jì)。 9.熱電偶的材料應(yīng)具備以下特性：1）物理性能穩(wěn)定，能在較寬的溫度范圍內(nèi)使 用，熱電性質(zhì)不隨時(shí)間變化； 2）化學(xué)性能穩(wěn)定，不易被氧化或腐蝕；3）靈敏度要高，且有近似的線性關(guān)系；4）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)??；5）材料的復(fù)制性和工藝性能良好。 10.熱電偶的基本實(shí)驗(yàn)定律（必考）1均質(zhì)導(dǎo)體定律（含應(yīng)用）由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論回路中是否存在溫度梯度，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢。它說明： 熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的熱電極組成；提供了一種檢查熱電極材料均勻性的辦法。2熱電勢定律熱電偶的熱電勢只和接點(diǎn)溫度有關(guān),而和其它部位的溫度無關(guān)。它說明

35、：用熱電偶測溫時(shí)，只需要關(guān)注接點(diǎn)溫度，其他部位以及引線所處的溫度環(huán)境，都不會(huì)影響測量結(jié)果。3中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中加入第三種均質(zhì)材料，只要它的兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同，則對(duì)回路的熱電勢沒有影響。它說明：第三種均質(zhì)材料可以是接在兩個(gè)熱電極之間，也可接在某個(gè)熱電極之中，因此在用熱電偶測溫時(shí)，只要保證熱電偶和連接后續(xù)測量電路或儀表的引線的兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同，接入電路或儀表都不會(huì)影響熱電勢的數(shù)值。4中間溫度定律某熱電偶接點(diǎn)溫度為T1和T2時(shí)的熱電勢為E1，接點(diǎn)溫度為T2和T3時(shí)的熱電勢為E2，則當(dāng)接點(diǎn)溫度為T1和T3時(shí)的熱電勢為E1+E2。5參考電極定律（標(biāo)準(zhǔn)電極定律）有三種金屬A、B、C兩兩相接，當(dāng)接點(diǎn)溫

36、度分別為T1和T2時(shí)，金屬A和C的熱電勢為EAC，金屬C和B的熱電勢為ECB，則金屬A和B的熱電勢：EAB=EAC+ECB 十一噪聲測量技術(shù)1.描述噪聲特性的幾個(gè)參數(shù)（聲壓、聲強(qiáng)、聲級(jí)和分貝P303、聲級(jí)計(jì)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、A聲級(jí)P307）聲壓 聲壓是指有聲波時(shí)，媒質(zhì)的壓力對(duì)靜壓（沒有聲波時(shí)媒質(zhì)的壓力）的變化量，通常以其均方根值來表示。聲壓記為P，單位為牛/米2（N/m2）,即帕（Pa）。 聽閥聲壓：正常人雙耳能聽到的1000Hz的純音的聲壓為210-5Pa； 基準(zhǔn)聲壓 : 210-5Pa聲強(qiáng) 聲場中某一點(diǎn)處的聲強(qiáng)定義為一個(gè)與指定方向（聲波由聲源該點(diǎn)的傳播方向）相垂直的單位面積上、每單位時(shí)間內(nèi)傳過的聲能 。以I表示，其單位為瓦/米2（W/m2） 聽閾聲壓的聲強(qiáng)為10-12W/m2，以此值作為基準(zhǔn)聲強(qiáng) 。聲功率 聲功率是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量，通常用W表示，單位為瓦（W）。取10-12W作為基準(zhǔn)聲功率。2.常用傳聲器的工作原理、結(jié)構(gòu)、種類（含電容式傳聲器、壓電式傳聲器、電動(dòng)式傳聲器）P3103.傳聲器的參數(shù)（靈敏度、頻率響應(yīng)特性、動(dòng)態(tài)范圍、指響性）靈敏度S