测试与传感技术沈艳第1、2章课后习题

1、复习与习题讲解复习与习题讲解Page 22第一章第一章 绪论绪论1.举例说明什么是测试。例如：全自动洗衣机中对洗衣参数的检测及处理，使洗衣机达到最佳洗衣状态；对发动机的性能测试，汽轮机、发电机、压缩机等的动态监测等等。2.测试技术的发展动态是什么？测试技术的发展动态：在不断提高灵敏度、精度和可靠性的基础上，向小型化、非接触化、多功能化、智能化和网络化方向发展。Page 33第一章第一章 绪论绪论3.分析计算机技术的发展对测试技术发展的作用。计算机技术的发展对测试技术发展的作用：随着计算机技术的不断发展和技术进步，在对信号的采集、处理的软硬件方面的提高会极大促进测试技术的发展；另外，计算机技术的

2、网络通信技术的发展也会使测试技术向着网络化、分布性和互操作性方向取得新的进展。4.分析说明信号检测与信号处理的相互关系。信号检测是对原始信号的传感、测量与数据采集或者对所接收到的含干扰噪声的信号进行提取的过程；信号处理就是要把记录在某种媒体上的信号也就是应用信号检测技术得到的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程。信号检测为信号处理提供原始数据，信号处理的结果也会检验信号检测的准确性。两者相辅相成，在测试技术中缺一不可Page 44第二章第二章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性一、名词解释1.误差的分类:根据其表示方法可分为:绝对误差、相对误差和引用误差； 根据其特点、性质和产生原因可分为

3、:系统误差、 随机误差和过失误差。 2.灵敏度S：是仪器在静态条件下响应量的变化y和与之相对应的输入量变化x的比值。常数xyxysPage 55例：示值范围为0150V的电压表，当其示值为100.0V时，用更高一级电压表测量结果为100.4V，则该电压表：V4 . 01004 .100绝对误差%4 . 01001004 . 0相对误差VV%27. 01001504 . 0引用误差VVPage 663.非线性度：是指测量系统的实际输入输出特性曲线对于参考线性输入输出特性的接近或偏离程度，用实际输入输出特性曲线对参考线性输入输出特性曲线的最大偏差量与满量程的百分比来表示。%100FSmaxLYLP

4、age 775.回程误差：表征测量系统在全量程范围内，输入量由小到大(正行程)和由大到小(反行程)两者静态特性不一致的程度。显然, H 越小,迟滞性能越好。同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间差值的最大值与全程输出范围的比值。%100maxFSHyHPage 886.重复性：重复性表示输入量按同一方向变化时，在全量程范围内重复进行测量时所得到各特性曲线的重复程度。一般采用输出最大不重复误差与满量程输出值A的百分比来表示重复性， 即 %100APage 997.漂移：是指测试系统在输入不变的条件下，输出随时间而变化的趋势。通常用零点漂移、灵敏度漂移8.死区：表示当测试系统的输入发生变化时

5、，其输出尚未建立的现象。9.分辨率Page 10109.分辨率：分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。分辨率：是分辨力与整个测量范围的百分比。表明测试装置的相对分辨能力Page 1111简答题：1.希望测试系统为线性系统的原因：一、目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；二、动态测量中的非线性校正较困难，对许多实际的测试系统而言不可能在很大的工作范围内全部保持线性，只能在一定的工作范围和允许误差范围内当作线性系统来处理。Page 12122.频率响应的物理意义是什么？它是如何获得的，为什么说它反映了测试系统的性能？物理意义：在不同参数下系

6、统（或元件）传递信号的能力。确定频率响应的方法通常有两种：分析法基于物理机理的理论计算方法，只适用于系统结构组成易于确定的情况。实验法采用仪表直接量测的方法，可用于系统结构难以确定的情况。当系统的结构参数给定，频率特性随变换的规律也随之确定，所以说它反映了测试系统的性能。Page 13135.试说明理想不失真测试系统的要求是：（常数）， 答案：当（常数）=k， 时， 此式表明这个装置输出的的波形和输入精确地一致，只是幅值放大了k倍，在时间上延迟了t0而已，即满足不失真测量。 02 ftf)()(0ttkxtyPage 14146.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。（1）线性系统的频率保持

7、性，在测试工作中具有非常重要的作用。因为在实际测试中，测试得到的信号常常会受到其他信号或噪声的干扰，这时依据频率保持特性可以认定测得信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输入引起的输出。（2）同样，在故障诊断中，根据测试信号的主要频率成分，在排除干扰的基础上，依据频率保持特性推出输入信号也应包含该频率成分，通过寻找产生该频率成分的原因，就可以诊断出故障的原因。Page 1515计算题3.用时间常数为0.5的一阶装置进行测试，若被测参数按正弦规律变化，要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s和5s，问幅值误差是多少？|=|1-A()|，A(

8、)=，=2f所以，1-0.02解得f0.0455解：（1）=0.5，|0.02Page 1616（2）T1=2s时f1 =0.5，幅值误差 1=1-A()=1-=0.3763（3）T2=5s时f2 =0.2，幅值误差 2=1-A()=1-=0.283Page 17174.用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，求仪器的时间常数的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？解：1) f=100Hz，|=|1-A()| 5%=0.05所以 1- 0.05，=2f=200解得 5.2310-42)(11Page 18182）当f=50Hz，=5.2310-4时振幅误差 =1-A()=1- =1- =0.0132相位滞后 =arctan(-)=arctan(-2f)= -919502)2(11f24-)1023. 5502(11Page 19197在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力测量时，首先将他与增益为 5mV/nC的电荷放大器相连，电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时，压力变化为多少？P