XXXX西电自动测试技术讲稿测试系统的组成和特性

自动测试技术

西安电子科技大学机电工程学院测控工程与仪器系贺华AutomaticTestTechnology老师联系方式

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邮箱:hehua1999@163.com

西安电子科技大学机电工程学院

课程背景老师的几个小心愿:

教育的

终极目的

是什么

？

课程背景

教育的终极目的

是让学生未来活得

尊严而幸福

课程背景老师的几个小心愿:

这种尊严而幸福的生活包括健康的身心、健全的人格、积极的人生态度、自我实现的自觉自信和深度的幸福感等等。

这些来源于家庭和学校的教育，又来源于各个个体不同的自我实现。

学校是培养人的，培养人格健全，能自食其力的人，并不是成名成家者的摇篮。

课程背景老师的几个小心愿:

教育的意义不在于传授，而在于唤醒和鼓舞！

——德国著名的教育家

第斯多惠

课程背景老师的几个小心愿:

教育的意义不在于传授，而在于唤醒和鼓舞！

——德国著名的教育家第斯多惠自动测试技术

西安电子科技大学机电工程学院测控工程与仪器系贺华AutomaticTestTechnology自动测试技术课程的教学目标与任务:

测控技术与仪器专业技术类课程中的专业必修课，是为了提高学生在计算机测控系统设计和智能化仪器仪表设计方面的能力而设置的。课程主要介绍了常用的自动测试技术，自动测试系统的组成和设计方法，使学生熟悉和掌握构成自动测试系统常用的设计方法，具备较全面的自动测试系统分析、设计能力。为今后从事测控技术和智能化仪器仪表方面的销售、运维和研发打下良好的基础。

课程背景教学目标本课课程与其他课课程的联系与与分工:自动测试技术术课程综合性性、应用性强强，是测控技技术与仪器专专业的专业主主干课程之一一，涉及到C语言程序设计计、数字电路路与逻辑设计计、微机原理理与接口技术术、单片机原原理与程序设设计、电子测测量技术等基基础课专业课课的相关知识识，要求在先先修课程中要要能基本具备备数字电路的的设计、微机机原理、单片片机原理与程程序设计等能能力。后续课程：本课程也为““虚拟仪器设设计”课程的的学习建立基基本概念。课程背景教材：课程背景课程背景课程背景课程背景课程背景课程背景课程背景参考书：课程背景参考书：课程背景参考书：课程背景第1章概论论自动测试技术术1.1测试系统的组组成和特性1.2基本测试技术术的分类1.3测试技术的自自动化1.4自动测试技术术的发展1.5自动测试系统统的特点自动测试技术术第1章概论论1.1测试系统的组组成和特征一、测试的概概念测试：泛指生产和科科学实验中经经常进行的满足一定准确确度要求的试验性测量过程。人们通过测试试可以取得研研究对象的有有关信息，能能够正确地了了解被测物理理对象的量值值或特性。测试技术：研究和探索对对各种被测对对象实现试验验性测量过程程的途径和方方法。事实上，凡是是需要研究某某种客观事物物和现象时，，在要希望弄弄清被研究对对象的状态、、变化和特性性并对其进行行一定的定量量描述和定性性说明时都离离不开测试技技术。二、测试系统统的组成一个典型的传传统测试系统统一般由哪几几部分组成？？一个典型的传传统测试系统统常由实验装装置、测试部部件、数据处处理和输出设设备等几部分分组成。测量部分（激励装置））（结果表达））我们的测试工工作就是要根根据不同的测测试对象，选选择适当的传传感器，设计计或选择有效效而准确的中中间变换电路路、测量仪器器和信号处理理部件，以最最方便、科学学的形式把测测试结果显示示出来。三、测试系统统的特性描述述测试系统特性性描述分系统统质量指标、系统的静态特性和系统动态特性三个方面。一个测试系统统的性能常用用以下几种质质量指标来描描述：（１）准确度。测试系统的的准确度（或或称精度）用用来表示测试试结果值与被被测量真值的的一致程度，，它的定义方方法与电子测测量是一致的的。准确度往往往可用测量量误差的大小小来表示。（２）分辨率。指测试系统统能检测到的的输入信号的的最小变化的的能力，可用用数值量或灵灵敏量程的百百分数来表示示。（３）测试范围。指系统中测测量电路或仪仪器能够正常常工作的被测测量的量值范范围。在讨论论测试范围时时必须注意系系统的工作频频率范围。1、测试系统的的质量指标如果测量时，，测试装置的的输入、输出出信号不随时时间而变化，，则称为静态测试。静态测试时，，测试装置表表现出的响应应特性称为静静态响应特性性。在静态测试中中，系统的输输入输出关系系与时间无关关。理想系统统的静态特性性可用如下表表达式表示：：y=ax+b（0-1）由于系统实际际情况并非如如（0-1）式表示的那那样理想，因因此系统的静静态特性可以以用直线性、、灵敏度、滞滞后量（差））等参数来描描述。2、测试系统的的静态特性描描述（１）直线性它一般指系统统的输入输出出关系接近理理想线性关系系的程度。理想的测试系系统应该具有有单值的、确确定的输入－－输出关系。。对于每一输输入量都应该该只有单一的的输出量与之之对应。知道道其中一个量量就可以确定定另一个量。。其中以输出出和输入成线性关系最佳。xy线性xy线性xy非线性非线性度：标定曲线与拟拟合直线的偏偏离程度就是是非线性度。。若在标称（（全量程）输输出范围A内，标定曲线线偏离拟合直直线的最大偏偏差为B，则定义非线线性度为非线性度=B/A×100%有时也叫线性性度。拟合直直线该如何确确定，无统一一的标准。较常用的是最最小二乘法。。yxB①用测试系统的的输入与输出出信号的变化化之比来表示示。（２）灵敏度它用来表示测测试系统的输输入输出之间间量值比例的的对应关系。。常用两种表表示方法：例如，某温度度测试系统，，每当被测温温度变化1℃时，系统输出出电压变化100mV，则可知系统统的灵敏度为100mV／℃。灵敏度(s)＝输出信号变变化量／输入入信号变化量量(0-2)例如，用示波波器观测信号号时，输入信信号为3.2V,在示波器屏幕幕上显示的波波形偏转了6.4div,这时示波器的的偏转灵敏度度为0.5V/div。在这种情况况下，测试另另一个信号，，显示了5div，按0.5V/div灵敏度计，就就可估算出该该信号为2.5V。这种定义方方法所得结果果与第一种恰恰好是互为倒倒数，因此有有时也称为““传输因数””（r）。由于它与与电流表灵敏敏度的估算方方法是一致的的，将它称为为“测试灵敏敏度”比较容容易理解，用用起来也方便便，人们也就就直呼它为仪仪器的测试灵灵敏度了。②有时为了理解解方便，灵敏敏度也可用测测试系统或仪仪表的输出指指示刻度每变变化一分度所所对应的输入入信号变化量量来表示。灵敏度（s）＝输输入信信号的的变化化量／／输出出指示示刻度度的变变化量量（（0-3）灵敏度度的量量纲由由输入入和输输出的的量纲纲决定定。应该注注意的的是，，装置置的灵灵敏度度越高高，就就越容容易受受外界界干扰扰的影影响，，即装装置的的稳定定性越越差。。滞后量量也称称滞后后差，，表示示系统统的输输入信信号有有正反反方向向变化化时，，测试试系统统的输输出呈呈现的的非重重合结结果误误差。。在整个个测试试范围围内，，当系系统输输入发发生相相反方方向变变化时时，在在同一一个输输入点点上输输出非非重合合的最最大差差值称称为系系统的的滞后后量。。（3）滞后量量yxhmaxA传感器器的滞滞后误误差表明传传感器器在正正（输输入量量增大大）、、反（（输入入量减减小））行程程期间间输出出-输入曲曲线不不重合合的程程序，，也就就是说说，对对应于于同一一大小小的输输入信信号，，传感感器正正、反反行程程的输输出信信号大大小不不相等等。滞后误误差是是传感感器、、测量量装置置和仪仪器的的一个个性能能指标标，它它反映映了传传感器器的机机械部部分和和结构构材料料方面面不可可避免免的弱弱点，，如轴轴承摩摩擦、、灰尘尘积塞塞、间间隙不不适当当、螺螺钉松松动、、元件件磨蚀蚀或碎碎裂以以及材材料的的内摩摩擦。。滞后误误差大大小一一般由由实验验确定定。。灵敏阀阀（阈阈）：：又称为为死区区，用用来衡衡量测测量起起始点点不灵灵敏的的程度度。稳定性性：是指在在一定定工作作条件件下，，当输输入量量不变变时，，输出出量随随时间间变化化的程程度。。可靠性性：是与测测试装装置无无故障障工作作时间间长短短有关关的一一种描描述。。（4）静态响响应特特性的的其他他描述述3、测试试系统统的动动态特特性描描述在对动动态物物理量量（如如机械械振动动的波波形））进行行测试试时，，测试试装置置的输输出变变化是是否能能真实实地反反映输输入变变化，，取决决于测测试装装置的的动态态响应应特性性。系统的的动态态响应应特性性一般通通过描描述系系统传传递函函数、、频率率响应应函数数等数数学模模型来来进行行研究究。系统的的动态态特性性反映映了系系统对对被测测时间间信号号的响响应能能力，一般般用系系统的的传递递函数数来表表示。。H（s）=(bmsm+b