测试技术绪论 2

1、 测试技术简介与应用简介与应用 测试技术是实验科学的一部分，主要研究：测试技术是实验科学的一部分，主要研究： 物理量的测量原理物理量的测量原理 测量方法测量方法 测量信号分析处理测量信号分析处理 测试技术的测试技术的基本任务基本任务：把：把未知的被测信号未知的被测信号转化转化为为可观测的信号可观测的信号，并求得所研究对象的有关信息。，并求得所研究对象的有关信息。绪论绪论 一、测试技术研究内容一、测试技术研究内容1.4 1.4 测量仪器仪表的技术指标测量仪器仪表的技术指标 测量装置依据被测信号为静态或动态分别表现为静态特性或动态特性。 测试系统的静态特性或动态特性相互联系与影响。 测试系统的特性

2、分析，就是研究测试系统及其输入信号、输出信号三者之间的关系。1.4.1 测量装置的基本性能测量装置的基本性能 （1）精密度）精密度 精密度是指在相同条件下，即由同一个测量者用一个仪表精密度是指在相同条件下，即由同一个测量者用一个仪表在相当短的时间内重复测量多次，其测量结果的分散程度。在相当短的时间内重复测量多次，其测量结果的分散程度。 分散程度越小，精密度就越高。分散程度越小，精密度就越高。精密度是随机误差的标志：精密度是随机误差的标志： 精密度越高，随机误差越小。精密度越高，随机误差越小。 1. 精确性精确性 精确性的指标：精确性的指标：精密度精密度、准确度准确度和和精确度精确度 （2）准确

3、度）准确度 准确度是指仪器指示值与真实值相符合的程度。准确度是指仪器指示值与真实值相符合的程度。 准确度是系统误差大小的标志：准确度是系统误差大小的标志： 准确度越高，系统误差越小。准确度越高，系统误差越小。 （3）精确度）精确度 综合反映精密度与准确度。常以测量误差的相对值来表示。综合反映精密度与准确度。常以测量误差的相对值来表示。 准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系 准确度准确度表示测量的正确性，而表示测量的正确性，而精密度精密度则表示测量的重复性则表示测量的重复性或再现性。分析工作要求测量的准确度要高，精密度要好。但或再现性。分析工作要求测量的准确度要高，精密度要好。但精密度好并不

4、能保证准确度也高。精密度好并不能保证准确度也高。 例如，某石灰石矿含例如，某石灰石矿含CaO 的质量百分数为的质量百分数为53.77。若甲分。若甲分析得结果为析得结果为53.50、53.56、53.86；乙分析得；乙分析得53.41、53.42、53.40；丙分析得；丙分析得53.76、53.77和和53.78。 比较三人的分析结果，可见甲的准确度低，精密度差；乙比较三人的分析结果，可见甲的准确度低，精密度差；乙的精密度虽好，但准确度却低；只有丙的准确度高，精密度也的精密度虽好，但准确度却低；只有丙的准确度高，精密度也好，其测定结果是可取的。好，其测定结果是可取的。 （3）准确度与精密度的关系

5、）准确度与精密度的关系 事实证明，只有首先保证精密度好，才有可能使准确度高。事实证明，只有首先保证精密度好，才有可能使准确度高。因为分析结果的精密度主要取决于实验操作的仔细与精密程度因为分析结果的精密度主要取决于实验操作的仔细与精密程度（即偶然误差小），而准确度则主要取决于分析方法本身（即（即偶然误差小），而准确度则主要取决于分析方法本身（即由系统误差所决定）。由系统误差所决定）。 因此，粗心大意固然不可能得出准确的分析结果，但分析因此，粗心大意固然不可能得出准确的分析结果，但分析方法本身带来的误差，显然也不会因操作精细而被完全消除。方法本身带来的误差，显然也不会因操作精细而被完全消除。因此，

6、只有在消除了分析的系统误差之后，尽量提高分析的精因此，只有在消除了分析的系统误差之后，尽量提高分析的精密程度，这样所得到的测定结果才是准确、可靠的。密程度，这样所得到的测定结果才是准确、可靠的。静态特性的质量指标静态特性的质量指标 （1）稳定度）稳定度 稳定度是指在测量条件不变的情况下，由于仪表自身随机稳定度是指在测量条件不变的情况下，由于仪表自身随机性变动、周期性变动、漂移等引起的指示值在规定时间内的变性变动、周期性变动、漂移等引起的指示值在规定时间内的变化。化。 一般以仪表精密度数值和时间长短一起来表示。一般以仪表精密度数值和时间长短一起来表示。如：如：1.3mv/h等。等。 2. 稳定性

7、稳定性稳定性：在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的稳定性：在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳定性。能力称为稳定性。 一般将影响因素与指示值偏差同时表示：一般将影响因素与指示值偏差同时表示： 如：如：1.3mA/（U10%） （2）影响量）影响量由于外界环境变化引起的指示值变化量，称由于外界环境变化引起的指示值变化量，称为影响量。为影响量。通常由温度、湿度、气压、振动、电源电压通常由温度、湿度、气压、振动、电源电压及电源频率等外界环境变化影响引起。及电源频率等外界环境变化影响引起。211()( )100%( )SS TS TaS TT b b）灵敏度温度系数灵敏度

8、温度系数：当温度升高时，系统的灵敏：当温度升高时，系统的灵敏度变化，温度每升高度变化，温度每升高11，灵敏度系数变化的百分比，灵敏度系数变化的百分比，称为灵敏度温度系数。称为灵敏度温度系数。 ySx输出量的变化量输入量的变化量如如温度系数（温漂）温度系数（温漂） a a）零点温度系数零点温度系数：在工作温度范围内，环境温度：在工作温度范围内，环境温度每变化每变化11时，引起的零点输出变化与额定输出的百分时，引起的零点输出变化与额定输出的百分比，称为零点温度系数。比，称为零点温度系数。00FS100%yaTy静态特性的质量指标静态特性的质量指标 已知测量仪器特性，输出可测，求输入；已知测量仪器特

9、性，输出可测，求输入； 已知测量仪器特性和输入，推断输出；已知测量仪器特性和输入，推断输出； 由已知或观测仪器的输入、输出，推断仪器特性。由已知或观测仪器的输入、输出，推断仪器特性。1.4.2 仪器的静态特性仪器的静态特性仪器概述仪器概述仪器概述仪器概述仪器概述仪器概述仪器概述仪器概述仪器静态特性仪器静态特性 输入信号不随时间变化或随时间变化缓慢以至于可以忽略时，仪器输入与输出之间呈现的关系就是仪器的静态特性。（1 1）线性度线性度：指仪器标准输入输出特性与拟合直线的不一致：指仪器标准输入输出特性与拟合直线的不一致程度，也称非线性误差，用标准特性曲线与拟合直线之间的程度，也称非线性误差，用标准

10、特性曲线与拟合直线之间的最大偏差相对满量程的百分比表示最大偏差相对满量程的百分比表示 maxFS|100%LLy 常用的直线拟合方法有：理常用的直线拟合方法有：理论拟合、端点连线拟合、最小二论拟合、端点连线拟合、最小二乘拟合等。相应的有理论线性度、乘拟合等。相应的有理论线性度、端点连线线性度、端点连线线性度、最小二乘线性最小二乘线性度度等。实际中常用最小二乘拟合等。实际中常用最小二乘拟合直线。直线。xyOLmaxyFS静态特性的质量指标静态特性的质量指标（2 2）灵敏度：）灵敏度：静态特性的基本参数静态特性的基本参数（3 3） 迟滞迟滞（正返程差（正返程差/ /量程）量程）oyxFSxyFSH

11、maxmaxFS|100%HHy原因：磁滞、弹性滞后、原因：磁滞、弹性滞后、间隙、材料变形等。间隙、材料变形等。静态特性的质量指标静态特性的质量指标 （4 4）重复性重复性OyxyFSxFSRmax1Rmax2maxFS|100%RRy 衡量测量结果分散性的衡量测量结果分散性的指标，即随机误差大小的指指标，即随机误差大小的指标。标。静态特性的质量指标静态特性的质量指标（5 5）分辨力分辨力：仪器能够检测到的最小输入增量。：仪器能够检测到的最小输入增量。 分辨率分辨率：仪器测量下限对上限的比值。：仪器测量下限对上限的比值。 使仪器产生输出变化的最小输入值称为传感器的阈值。使仪器产生输出变化的最小输入值称为传感器的阈值。 例如：电压表的最大读数为例如：电压表的最大读数为999