岩土工程测试技术课件第二章图文丰富

2.测试技术的基础知识本章简要介绍了测试系统的组成及其静态传递特性、计算机辅助测试系统的基本原理和特点、测量误差及试验数据处理方法等内容。在此基础上，重点介绍了常用传感器的原理和适用范围。2.1测试系统的组成测试技术包括测量技术和试验技术两个方面。测试技术是通过测试系统来实现的，按照信号传递方式来分，常用的测试系统可分为模拟式和数字式两种测试系统。由下图可知，一个完善的力学测试系统由荷载系统、传感器、信号变换与测量电路、显示记录系统四大部分组成。图2.1测试系统的组成2.1.1荷载系统2.1.2测量系统2.1.3信号处理系统2.1.4显示和记录系统2.2测试系统的传递特性

2.2.1概述传递特性是表示测量系统输入与输出对应关系的性能。对不随时间变化的量的测量叫静态测量，对随时间变化的量的测量叫动态测量。与此相对应，又分为静态传递特性和动态传递特性。测试系统的精度很大程度上与其静态特性有关，所以下面介绍测试系统的静态传递特性。2.2.2.1测试系统与线性系统一个理想的测试系统，应该具有确定的输入—输出关系，其中以输出与输入成线性关系时为最佳，即理想的测试系统应当是一个线性时不2.2.2测试系统的静态传递特性2.2.2.1测试系统与线性系统一个理想的测试系统，应该具有确定的输入—输出关系，其中以输出与输入成线性关系时为最佳，即理想的测试系统应当是一个线性时不变系统。因此，我们在研究线性测试系统中的任一环节都可简化为一个方框图，若已知其中任何两个量，即可求第三个量，这便是工程测试中常常需要处理的实际问题。如图所示。图2.2系统、输入与输出2.2.2.2静态方程和标定曲线当测试系统处于静态测量时，输入量x和输出量y不随时间而变化，因而输入和输出的关系如下式：上式称为系统的静态传递特性方程，斜率K是常数。表示静态方程的图形称为测试系统的标定曲线。下图所示是几种标定曲线及其相应的曲线方程。图2.3标定曲线的种类标定曲线是反映测试系统输入x和输出y之间关系的曲线，一般情况下，实际的输入、输出关系曲线并不完全符合理论所要求的理想线性关系。所以，定期标定测试系统的标定曲线是保证测试结果精确可靠的必要措施。对于重要的测试，需在进行测试前、后都要对测试系统进行标定，当前、后的标定结果的误差在容许的范围内时，才能确定测试结果有效。2.3传感器原理在岩土工程中，所需测量的物理量大多数为非电量，如位移、压力、应力、应变等。采用电测方法时，必须将它们转换为便于应用的物理量（主要是电量，如电压、电流、电容、电阻等），这种将被测物理量直接转换为相应的容易检测、传输或处理的元件称为传感器，又称为敏感元件、检测器、转换器等。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路3部分组成，如图所示。图2.4传感器组成框图传感器种类很多，分类方法也很多，岩土工程检测技术中常用的传感器，按被测参数分类，可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器等，按工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电压式、磁电式等，如下图所示。BGK-FGB-4420T型光纤位移传感器FGB1533-S-E型光纤应力传感器891-2型加速度度传感器压电晶体传传感器Fxg-81V型位移传感感器BLR型拉压力传传感器2.3.1电阻式传感感器电阻式传感感器的基本本原理是将将被测的非非电量转变变成电阻值值，通过测测量电阻值值达到测量量非电量的的目的。这这类传感器器的种类很很多，大致致可以分为为电阻应变变式、压阻阻式和热电电阻式传感感器。利用用电阻式传传感器可以以测量形变变、压力、、位移、加加速度和温温度等非电电量参数。。2.3.1.1应变式传感感器电阻应变式式传感器具具有结构简简单、体积积小、使用用方便、性性能稳定、、灵敏度高高、测量精精度高等诸诸多优点，，因此是目目前应用最最广泛的传传感器之一一。它是利利用电阻应应变效应，，由电阻应应变片和弹弹性元件组组合起来的的传感器。。通过测量量电阻应变变片的电阻阻值变化，，可以用来来测量位移移、加速度度、力、力力矩、压力力等各种参参数。1、应变片的的工作原理理电阻应变片片的工作原原理是基于于金属的应应变效应。。金属丝的的电阻随着着它所受的的机械变形形的大小而而发生相应应的变化的的现象称为为金属的电电阻应变效效应。由物物理学可知知：由材料力学学可知，在在弹性范围围内，可得得大量实验证证明，在电电阻丝拉伸伸极限内，，电阻的相相对变化与与应变成正正比，即K0为常数，各各种材料的的灵敏度系系数由实验验测定，一一般用于制制造电阻丝丝应变片的的金属丝其其灵敏系数数多在1.7~3.6之间。2、应变片片的构造造和种类类金属电阻阻应变片片分为丝丝式应变变片、箔箔式应变变片和薄薄膜应变变片3种。其中中使用最最早的是是电阻丝丝式应变变片，构构造如图图所示。。电阻应变变片必须须被粘贴贴在试件件或弹性性元件上上才能工工作，黏黏结剂和和粘结技技术对测测量结果果有直接接的影响响，因此此，粘结结剂的选选择、粘粘贴技术术、应变变片的保保护等必必须认真真做好。。图2.5应变片的的构造1—基片2—电阻丝3—覆盖层4—引出线3、电阻应应变片的的特性实际应用用中，选选用应变变片时，，要考虑虑应变片片的性能能参数，，主要有有：应变变片的电电阻值、、灵敏度度、允许许电流和和应变极极限等。。1）电阻应应变片的的灵敏系系数2）横向效效应3）温度误误差及补补偿（2）温度补补偿方法法◆电桥补偿偿法（也也称补偿偿片法））◆应变片的的自补偿偿法粘贴在被被测部位位上的应应变片是是一种特特殊应变变片，当当温度变变化时，，产生的的附加应应变为零零或相互互抵消，，这种应应变片称称为温度度自补偿偿应变片片。利用用这种应应变片实实现温度度补偿的的方法称称为应变变片自补补偿法。。2.3.1.2压阻式传传感器金属电阻阻应变片片性能稳稳定、精精度较高高，至今今还在不不断改进进和发展展，并在在一些高高精度应应变式传传感器中中得到了了广泛的的应用。。这类应应变片的的主要缺缺点是应应变灵敏敏系数较较小。而而20世纪50年代出现现的半导导体应变变片可以以改善这这一不足足，其灵灵敏系数数比金属属电阻应应变片约约高50倍，用半半导体应应变片的的传感器器称为压压阻式传传感器，，其工作作原理是是基于半半导体材材料的压压阻效应应。1、半导体体的压阻阻效应半导体的的压阻效效应是指指单晶半半导体材材料在沿沿某一轴轴向受外外力作用用时，其其电阻率率发生很很大变化化的现象象。不同同类型的的半导体体，施加加荷载的的方向不不同，压压阻效应应也不一一样。目目前使用用最多的的是单晶晶硅半导导体。其其应变灵灵敏系数数可表示示为2、体型半半导体电电阻应变变片半导体应应变片的的主要优优点是灵灵敏系数数比金属属电阻应应变片的的灵敏系系数大数数十倍，，通常不不需要放放大器就就可以直直接输入入显示器器或记录录仪，它它的横向向效应和和机械滞滞后极小小。但是是，半导导体应变变片的温温度稳定定性和线线性度比比金属电电阻应变变片差很很多，很很难用它它制作高高精度的的传感器器，只能能作为其其他类型型传感器器的辅助助元件。。近年来来，由于于半导体体材料和和制作技技术的提提高，半半导体应应变片的的温度稳稳定性和和线性度度都得到到了改善善。3、扩散型型压阻式式压力传传感器为了克服服半导体体应变片片粘贴造造成的缺缺点，采采用N型单晶硅硅为传感感器的弹弹性元件件，在它它上面直直接蒸镀镀半导体体电阻应应变薄膜膜，制成成扩散型型压阻式式传感器器。其原原理与半半导体应应变片传传感器相相同，不不同之处处是前者者直接在在硅弹性性元件上上扩散出出敏感栅栅，后者者是用粘粘结剂粘粘贴在弹弹性元件件上。扩散型压压阻式压压力传感感器的主主要优点点是体积积小，结结构比较较简单，，动态响响应好，，灵敏度度高，能能测出十十几帕的的微压，，长期稳稳定性好好，滞后后和蠕变变小，频频率相应应高，便便于生产产，成本本低。因因此，它它是一种种目前比比较理想想的、发发展较为为迅速的的压力传传感器。。现在出出现的智智能压阻阻式压力力传感器器，将传传感器与与计算机机集成在在同一硅硅片上，，兼有信信号检测测、处理理、记忆忆等功能能，从而而大大提提高了传传感器的的稳定性性和测量量精确度度。4、压阻式式加速度度传感器器压阻式加速度传传感器如图所示示，它的的悬臂梁梁直接用用单晶硅硅制成，，4个扩散电电阻扩散散在其根根部的两两面。当当梁的自自由端的的质量块块受到加加速度作作用时，，悬臂梁梁受到弯弯矩作用用发生变变形产生生应力，，使电阻阻值变化化。由4个电阻组组成的电电桥产生生与加速速度成比比例的电电压输出出。图2.10压阻式加加速度传传感器结结构简图图2.3.2电感式传传感器电感式传传感器是是根据电电磁感应应原理制制成的，，它是将将被测非非电量转转换为线线圈的自自感系数数L或互感系系数M变化的装装置，由由于电感感式传感感器是将将被测量量的变化化转换成成电感量量的变化化，所以以根据电电感的类类型不同同，电感感传感器器可分为为自感式式（单磁磁路电感感式）和和互感式式（差动动变压器器式）两两类。2.3.2.1单磁路电电感传感感器单磁路电电感传感感器由铁铁芯、线线圈和衔衔铁组成成，当衔衔铁运动动时，衔衔铁与带带线圈的的铁芯之之间的气气隙发生生变化，，引起磁磁路中磁磁阻的变变化，因因此，改改变了线线圈中的的电感。。线圈中中的电感感量L可按下式式计算：：上式表明明，电感感量与线线圈的匝匝数平方方成正比比，与空空气隙有有效导磁磁截面积积成正比比，与空空气隙的的磁路长长度成反反比，因因此，改改变气隙隙长度和和改变气气隙截面面积都能能使电感感量变化化，从而而形成三三种类型型的单磁磁路电感感传感器器。它可可做成位位移的电电感式传传感器和和压力的的电感式式传感器器，也可可做成加加速度的的电感式式传感器器。2.3.2.2差动变压器式式电感传感器器差动变压器式式电感传感器器是互感式电电感器中最常常用的一种。。其原理如图图所示。(a)原理图（（b）等效电路图图图2.12差动变压器式式电感传感器器原理图和等等效电路图2.3.3电容式传感器器、压电式传传感器和压磁磁式传感感器2.3.3.1电容式传感器器电容式传感器器是以各种类类型的电容器器作为传感元元件，将被测测物理量或机机械量转换成成为电容量变变化的一种转转换装置，实实际上就是一一个具有可变变参数的电容容器。广泛用用于位移、角角度、振动、、速度、压力力、介质特性性等方面的测测量。最常用用的是平行板板型电容器或或圆筒形电容容器。平行板型电容容器是有一块块定极板与一一块动极板及及极板间介质质所组成，其其电容量为：：上式表明，如如果保持其中中两个参数不不变，只改变变其中一个参参数，则电容容量C就是该参数的的单值函数，，就可把该参参数的变化转转换为电容量量的变化。由由此原理，电电容式传感器器分为极距变变化型、面积积变化型和介介质变化型三三类。它们的灵敏度度分别为：极距变化型面积变化型式中、b为电容器的极极板宽度。电容式传感器器的输出是电电容量，尚需需有后续测量量电路进一步步转换为电压压、电流或频频率信号，利利用电容的变变化来取得测测试电路的电电流或电压变变化的常用电电路有：调频频电路、电桥桥型电路和运运算放大电路路。其中，以以调频电路用用得较多，其其优点是抗干干扰能力强、、灵敏度高、、但电缆的分分布对电容输输出影响较大大，使用中调调整比较麻烦烦。2.3.3.2压电式传感器器压电式传感器器的工作原理理是基于某些些介质材料的的压电效应，，利用压电效效应制成了电电势型传感器器，是典型的的有源传感器器。当材料受受力作用而变变形时，其表表面会有电荷荷产生，从而而实现非电量量测量。压电电式传感器具具有体积小、、重量轻、结结构简单、工工作可靠、动动态特性好、、静态特性差差的特点，因因此在各种动动态力、机械械冲击与振动动测量，以及及声学、医学学、力学、宇宇航等方面都都得到了广泛泛的应用。1、压电效应及及压电材料压电式传感器器的工作原理理以晶体的压压电效应为理理论依据。某某些电介质，，当沿着一定定方向受到压压力或拉力作作用而变形时时，其内部就就会产生极化化现象，其表表面上就会产产生电荷，若若将外力去掉掉时，它们又又重新回到不不带电的状态态，这种现象象就称为正压压电效应（机机械能转为电电能）。相反反，当在电介介质极化方向向施加电场，，这些电介质质也会产生变变形，这种现现象称为逆压压电效应（电电致伸缩效应应）。具有压压电效应的材材料称为压电电材料，它能能实现机—电能量的相互互转换。在自自然界中大多多数晶体具有有压电效应，，但压电效应应十分微弱。。随着对材料料的深入研究究，发现石英英晶体、钛酸酸钡、锆钛酸酸铅等材料是是性能优良的的压电材料。。2、压电传感器器的应用压电传感器从从它可测的基基本参数来讲讲是属于力传传感器，因此此，应用最多多的是测力，，但是，也可可测量能通过过敏感元件或或其他方法变变为力的参数数，如位移、、加速度等，，尤其是对冲冲击、振动加加速度的测量量。1）压电式加速速度传感器如图所示，测测量时，将传传感器基座与与试件刚性固固定在一起，，当传感器受受到振动时，，质量块就有有一正比于加加速度的交变变力作用在压压电元件上，，由于压电效效应，因此就就产生了交变变电荷（电压压），传感器器的输出电荷荷与试件的加加速度成正比比，输出电量量由传感器输输出端引出，，输入到前置置放大器后就就可以用普通通的测量仪器器测出试件的的加速度，如如在放大器中中加进适当的的积分电路，，就可以测出出试件的振动动加速度或位位移。图2.15压电式加速度度传感器结构构图2）压电式测力力传感器如图所示是压压电式单向测测力传感器的的结构图，主主要用于机床床动态切削力力的测量，上上盖为传力元元件，当外力力作用时，它它将产生弹性性变形，将力力传递到石英英晶片上，石石英晶片采用用xy切型，利用其其纵向压电效效应，通过x方向受力的压压电系数实现现力—电转换。2.3.3.3压磁式传感器器压磁式传感器器是测力传感感器的一种，，它利用铁磁磁材料的压磁磁效应，即当当铁磁材料受受到外界机械械力的作用后后，其内部产产生机械应力力，从而引起起铁磁材料的的磁导率改变变，这种现象象称为压磁效效应；如果在在铁磁材料上上有线圈，由由于导磁率的的变化，将引引起铁磁材料料中的磁通量量的变化，磁磁通量的变化化则会导致线线圈上自感电电势或感应电电势的变化，，从而将力转转换成电信号号。铁磁材料的压压磁应变灵敏敏度表示为：：压磁应力灵敏敏度定义为：：单位机械力力所引起的磁磁导率相对变变化，即：我们利用以上上介绍的关系系可以做成压压磁传感器，，经常用来测测量压力、拉拉力、弯矩、、扭转力，这这种传感器输输出的电参数数为电阻抗或或是二次绕组组的感生电势势，即有如下下变换链：压磁式传感器器可整体密封封，因此具有有良好的防潮潮、防油和防防尘等性能，，适合于在恶恶劣环境条件件下工作，此此外，还具有有温度影响小小、抗干扰能能力强、输出出功率大、结结构简单、价价格较低、维维护方便、过过载能力强等等优点。其缺缺点是线性和和稳定性较差差。2.3.4光纤传感器光纤传感器是是基于光导纤纤维的新型传传感器，起源源于光纤通讯讯技术，它的的应用是传感感器领域的重重大突破。在在光通讯利用用中发现当温温度、应力等等环境变化时时，引起光纤纤传输的光波波强度、相位位、频率、偏偏振态等变化化，测量光波波量的变化，，就可知道导导致这些变化化的温度、应应力等物理量量的大小，根根据这些原理理便可研制出出光导纤维传传感器。到目目前为止，光光纤技术主要要用于光纤通通讯、直接信信息交换，把把待测的量和和光纤内的导导光联系起来来，形成光纤纤传感器。它它与传统传感感器相比具有有许多优点，，目前已研制制了多种不同同的光纤传感感器用于磁、、声、压力、、温度、加速速度、位移、、液面、扭矩矩、应变等物物理量的测量量，解决了以以前认为难以以解决、甚至至不能解决的的技术难题。。2.3.4.1光导纤维的结结构和导光原原理1、光纤的结构构光导纤维，简简称光纤，是是一种用于传传输光信息的的多层介质结结构的对称圆圆柱体，结构构如图所示：：纤芯的主要成成分为二氧化化硅，其中含含有极微量的的掺杂剂，一一般为二氧化化锗，用以提提高纤芯的折折射率，形成成全内反射条条件的弱导光光纤将光限制制在纤芯中。。涂覆层一般为为环氧树脂、、硅橡胶等高高分子材料，，用于增强光光纤的柔韧性性、机械强度度和耐老化特特性。而有些些类型的光纤纤传感器由于于使用的场合合不同需要对对普通光纤做做些加工处理理，使其对特特定的信号更更加敏感。光光纤的最外层层加上一层不不同颜色的塑塑料套管，一一方面起到保保护作用，另另一方面以颜颜色区分各种种光纤。可以以将许多条光光纤组成光缆缆，光缆中的的光纤数少则则几根，多则则几千根。光光缆主要用于于通讯。2、光纤的导光光原理根据光的折射射定律，光折折射和反射之之间的关系为为：当光线的入射射角增大到某一角角度时，透射入光光疏物质的光线线的折射角折射光沿界面面传播，称此此时的入射角角为临界角，大大于临界角入入射的光线在在介质交界面面全部被反射射回来，即发发生光的全反反射现象。临临界角由下式式确定：由上式可知：：临界角仅与介质的折折射率之比有有关。利用光的全反反射原理，只只要使射入光光纤端面的光光线与光轴的的夹角小于一一定值，使得得光纤中的光光线发生全反反射时，则光光线射不出光光纤的纤芯，，如图2.19所示。光线在纤芯和包层层的界面上不断地地发生全反射，经经过若干次的全反反射，光就能从光光纤的一端以光速速传播到另一端，，这就是光纤导光光的基本原理。图2.19光在光纤中的全反反射2.3.4.2光纤传感器基本原原理及类型1、光纤传感器基本本原理光纤传感器的基本本原理是将来自光光源的光经过光纤纤送入调制器，使使待测参数与进入入调制区的光相互互作用后，引起光光纤传输的光波强强度、相位、频率率、偏振态等发生生变化，称为被调调制的信号光，再再经过光纤送入光光探测器，经过解解调器解调后，获获得被测参数。2、光纤传感器的类类型光纤传感器可以分分为功能型、非功功能型和拾光型三三大类，如图所示示：1)功能型，如上图所所示，光纤在其中中不仅是导光媒质质，而且也是敏感感元件，光在光纤纤内受被测量调制制。此类传感器的的优点是结构紧凑凑、灵敏度高，但但是，它需用特殊殊光纤和先进的检检测技术，因此成成本高。2）非功能型，光纤纤在其中仅起导光光作用，光照在光光纤型敏感元件上上受被测量调制。。光纤与普通传感感器中的导线作用用相当，因而不能能称为严格意义上上的光纤传感器。。它成本低、比较较容易实现、但灵灵敏度也较低，应应用于对灵敏度要要求不太高的场合合。3）拾光型，用光纤纤作探头，接收由由被测对象辐射的的光或被其反射、、散射的光。2.3.4.3光纤传感器的特点点1）质量轻、体积小小2）灵敏度高3）耐腐蚀4）抗电磁干扰5）绝缘性能高6）传输频带较宽7）使用期限内维护护费用低2.3.4.4光纤传感器的应用用作为20世纪70年代中期出现的一一种新型传感器，，光纤传感器是对对以电信号为基础础的传统传感器的的变革。通过前面面对光纤传感器工工作原理及特点的的介绍可知，光纤纤可以被应用到很很多领域，目前的的工程应用中，光光纤可以构成位移移、应变、压力、、速度、加速度、、转矩、角速度、、角加速度、温度度、电流、电压、、流量、流速，以以及磁、光、声、、射线等近百种物物理量检测的传感感器，所以光纤传传感器可以被称为为万能传感器。当当然，光纤传感器器在开发过程中还还有不少的实际困困难，如噪声源、、检测方法、封装装、光纤的被覆等等问题。因此，光光纤传感器的实用用化研究还在进行行中。下面介绍一种较为为实用的光纤位移移传感器。如图所所示为光纤位移测测量的原理图。光光纤作为信号传输输介质，起导光作作用。光源发出的的光束作为信号传传输介质，起导光光作用。光源发出出的光束经过光纤纤1射到被测物体上并并发生散射，有部部分光线进入光纤纤2并被光电探测器件件接收，转变为电电信号。由于入射射光的散射作用随随着距离x的大小而变化，所所以进入光纤2的光强也会发生变变化，光电探测器器转换的电压信号号也将发生变化。。时间证明：在一一定范围内，光电电探测器件的输出出电压U与位移量x之间呈线性关系。。在非接触式微位位移测量、表面粗粗糙度测量等场合合采用这种光纤传传感器是很实用的的。图2.21光纤位移传感器2.3.5.钢弦式传感器2.3.5.1基本原理岩土工程测试中常常用钢弦式应变计计、压力盒作为量量测传感器，其基基本原理是由钢弦弦内应力的变化转转换为钢弦振动频频率的变化，钢弦弦应力与振动频率率的关系为：2.3.5.2钢弦式压力盒压力盒是常见的测测试土、岩石压力力的传感器，钢弦弦式压力盒做成后后，为为定值，钢弦频率率只由张拉应力确确定，张拉应力取取决于外力P，钢弦频率与薄膜膜所受压力P满足关系钢弦式传感器主要要有钢筋应力计、、压力盒、表面应应变计、孔隙水压压力计等，其主要要优点是构造简单单，受温度影响小小，易于防潮，在在岩土工程中、地地下工程监测中得得到广泛使用。钢钢弦式传感器的钢钢弦振动频率由频频率仪测定。根据据钢弦式传感器在在岩土工程中使用用后的测定的频率率就可以得到压力力、应变等物理量量。2.3.6传感器的选择和标标定2.3.6.1传感器的选择应遵循的一般原则则是：1）根据测试对象、、实际条件、测试试方式确定传感器器的类类型；2）传感器的灵敏度度和精确度应满足足测试的要求；3）传感器的频率响响应特性应满足测测试的要求。4）传感器在线性范范围内工作5）传感器具有良好好的稳定性6）传感器除满足足技术要求外，，应尽可能满足足体积小、质量量轻、结构简单单、价格便宜、、易于维修、易易于更换、便于于携带、通用化化和标准化等条条件。2.3.6.2传感器的标定传感器的标定，就就是通过试验建立立传感器输入量与与输出量之间的关关系，即求取传感感器的输出特性曲曲线（又称标定曲曲线）。由于传感感器在制造上的误误差，即使仪器相相同其标定曲线也也不尽相同。因此此，传感器必须在在使用前进行标定定。另外，经过一一段时间的使用后后应对传感器的复复测，这种再次标标定可以检测传感感器的基本性能是是否发生了变化，，判断其是否可以以继续使用。对可可以继续使用的传传感器，若某些指指标（如灵敏度））发生了变化，应应通过再次标定对对原始数据进行修修正或校准。传感感器的标定工作由由具有资质的计量量部门按照有关规规范完成，并对使使用单位具有相应应的标定结果证明明。2.4计算机辅助测试系系统基本原理及其其特点2.4.1基本原理计算机技术与原有有测试技术相互渗渗透、融合产生了了一门新兴的测试试技术—计算机辅助测试系系统，简称现代测测试系统，它由计计算机和若干台测测量仪器组成自动动测试系统，可对对生产过程中的参参数进行在线（实实时）自动测量。。它集数据采集、、数据处理和测试试控制于一体，可可充分发挥计算机机和各种设备在独独立使用中不可能能发挥的潜力，有有自动、快速、方方便、灵活、测试试精度高、测试费费用少等优点，因因而稳定可靠、检检测精确、功能丰丰富。计算机辅助助测试系统在组成成方式上可以分为为积木型和集中型型两大类，集中型型与积木型测试系系统相比，有测量量和处理速度快、、硬件较少而测试试功能强的特点。。如下图所示是集集中型测试系统的的原理框图。图2.22集中型计计算机测测试系统统2.4.2特点计算机辅辅助测试试需要有有如下一一般系统统所不具具备的特特点：1）随着应应用软件件的开发发，功能能可以不不断扩展展，形成成水平更更高的计计算机辅辅助测试试系统2）便于测测试后记记录数据据与图形形的多重重反复处处理3）同时或或依次对对多个信信号进行行在线实实时高速速动态测测试4）实时进进行各种种数据处处理、信信号交换换与复杂杂过程控控制5）能够对对被测对对象进行行故障的的检测测测试或诊诊断测试试2.5误差与数数据处理理2.5.1测量误差差2.5.1.1误差的分分类被测对象象某参数数的量值值之真实实大小是是客观存存在的，，由于使使用的仪仪器设备备、测量量方法、、周围环环境、人人的因素素等条件件的限制制，测量量值与真真值之间间存在差差值，该该差值称称为测量量误差。。在