测量技术知识点汇总

测量技术学问点汇总误差的分类：系统误差、随机误差、粗大误差。测试技术是测量和试验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和动态测量。绘制周期信号x(t)的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是傅氏复指数级数中的各项系数 。频率调制是指利用〔调制信号〕掌握〔高频载波信号〕频率变化的过程。传感器的选用原则一般从灵敏度、(响应特性)、线性范围、〔牢靠性〕、准确度、〔测量方法〕和稳定性这些方面来综合考虑。信号可分为确定性信号和随机信号两大类确定性信号可分为周期信是连续的。依据载波受调制测试系统的静态特性指标有非线性度、灵敏度、回程误差带通滤波器可由低通滤波器〔fc2〕和高通滤波器〔fc1〕而成〔fc2>fc1〕测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是由随机误差引起的传感器按工作原理可分为应变式、电容式、电感式、压电式、〔或热电式等x(t)的傅氏三角级数开放an

表示余弦重量的幅值 ，bn

表示正弦重量的幅值 ，a0

表示直流重量。系统动态特性用脉冲响应函数来描述。将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进展 温度 补偿测试系统的一般组成：被测对象、传感器、信号转换与调理电路、信号分析与处理装置、数据显示与记录仪器、观看者。传感器将被测物理量(如噪声,温度等)检出并转换为电量，中间A/D变换后用软件进展信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，供给应观看者或其它自动掌握装置。数字信号的特性是时间、幅值上均离散非线性度是表示定度曲线(A)的程度。A．偏离其拟合直线余弦函数只有实频 谱图，正弦函数只有虚频谱图差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的 2 倍滤波器的频率区分力主要由其带宽打算。低通滤波器对阶跃响应的建立时间Te带宽B成反比，或者说它们之间的乘机是常数周期信号的频谱具有以下三个特点：1、谐波性：各频率成分的频率比为有理数2、离散性：各次谐波在频率轴上取离散值其间隔为有wnw,n1,2,3,. 各次谐波重量随频率增加，其总体趋势是渐渐衰减的。依据滤波器的选频作用分，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。传感器的动态特性以及描述动态特性主要技术指标？动态特性的性能指标有时域单位阶跃响应性能指标和频域频率特性性能指标压阻效应和压电效应的区分？举例说明应用。压电效应：即一些电介质材料在肯定方向上受到外力作用而产生变形时，在它们的外表上会产生电荷，当外力被去除后，外表又回到不带电状态。压阻效应：是指当物质受到外力作用，其电阻率发生变化的现象。试简述测试系统的静态特性和动态特性的含义，并写出静态特性的主要性能指标。系特性；静态特性的主要技术指标有线性度、灵敏度、滞差。依据信号的性质可分为：1、确定信号与随机信号、对应于某一确定时刻，就有某一确定数知道其变化规律，则该信号称为随机信号，2、能量信号和功率信号、假设一个信号在无限3连续信号与离散信号、号。对任意一个信号，假设自变量仅在离散时间点上有定义，称为离散时间信号。Z1Z1Z3Z2Z4等1324何谓压电效应?压电式传感器对测量电路有何特别要求?为什么?形成电场。当外力去掉时，又重回到原来的状态，这一性质称为压电效应。压电式传感器的测量电路必需有高输入阻抗并在输入端并联肯定的电容Ci以加大时间常数CR0。主要是为了在测量动态量时，获得肯定的输出电压并实现不失真测量。光电效应它是光照耀到某些物质上，使该物质的导电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应和光生伏特效应三类。何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？答：霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中当有电流流过薄片时则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。霍尔效应产生的物理本质在磁场中运动的电荷受到磁场力作用而向垂直于磁场和运动方向的方向移动在两侧面产生正、负电荷积存。可用于测量的物理量：电流的测量，位移测量，磁感应强度测量，力测量；计数装置，转速测量，流量测量，位置检测与掌握，电子点火器，制做霍尔电机—无 刷 电 机 等 。什么是滤波器的区分力？与哪些因素有关？答：滤波器的区分力是指滤波器区分相邻频率成分的力量。与滤波器带宽B、品质因数Q、倍频程选择性、滤波器因数等有关。带宽越小、品质因数越大、倍频程选择性越小、滤波器因数越小，区分力越高。什么是调制？调制的目的是什么？如何实现对信号进展调幅和解调？答：调制是指利用某信号的传输，特别是远距离传输；②提高信号传输中的抗干扰力量和信噪比。对信号进展调幅是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使得高频信号的幅值随被测信号的变化而变相敏检波的方式来实现对信号进展解调。什么是调制和解调？为什么要调制？〔5分〕答：所谓调制，就是在调制信号〔测试信号〕的掌握下，使载波信号〔工作信号〕的某些参数〔如幅值、频率、相位〕发生变化的过程。〔2’〕解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。〔1’〕经过调制后，承受沟通放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰力量强，也便于传输。〔2’〕什么是不失真测试，不失真测试的条件是什么？〔4’〕A0

,t都是常数，假设一个测试装置，则有y(t)A0

x(tt0

)，即认为该测试装置实现了不失真测量。〔2’〕这说明，输出信号较输入信号，幅值放大了A0

倍，时间上滞后了tY()A0

ejtX)。所以，假设要实现输出波形不失真，其幅频、相频特性应满足如下A()A0

)t0

。〔2’〕什么是测试？说明测试系统的构成及各组成局部的作用。息的过程。〔1〕测量对象〔2〕传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了肯定〔3〕中间转换电路〔信号调理电路〕：作用是将传感器的输出信号进展传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。〔4〕信号处理单衣：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理〔如：计算、频谱分析、数据储存等〕〔5〕显示、记录局部：作用是输出测试结果。6.电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？〔5’〕答：包括电阻式、电感式、电容式三种。电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；〔2’〕电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；〔2’〕电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。〔1’〕测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？答：静态特性：〔1〕线性度，〔2〕灵敏度，〔3〕回程误差，〔4〕区分率，〔5〕零点漂移和灵敏度漂移。动态特性：〔1〕传递函数，〔2〕频率响应函数，〔3〕脉冲响应函数，〔4〕环节的串联和并联。沟通电桥到达平衡时必需满足的条件是什么？如何来实现沟通电桥的平衡？电阻平衡，电容平衡。求如下图三何谓压电效应?压电式传感器对测量电路有何特别要求?为什么?形成电场。当外力去掉时，又重回到原来的状态，这一性质称为压电效应。压电式传感器的测量电路必需有高输入阻抗并在输入端并联肯定的电容Ci以加大时间常数RC0为了在测量动态量时，获得肯定的输出电压并实现不失真测量。角脉冲信号的频谱。x(t)x(t)A-T/20T/2t解：1.求如下图三角脉冲信号的频谱。解：一个周期内的表达式为：2Atx(t)T2At

T0t2T t0

〔2’〕 T 2x(t)为偶函数，所以bn

〔1’〕T1 T/2 2 T/22A 4A1 2 ATa x(t)dt tdt t2 0 T T/2 T 0

T22 20a 2

T/

x(t)cosn

4T/22Atcos

tdt8A

(cosn1)〔2’〕n T

T/2[(1)n

0 4A1](n)2

0 T n1,3,5

T2(n)200(n)2 0

n2,4,60n0n0n120n0n0n122n2Tn1,3,5〔1’〕n次谐波重量的幅值A an2nb2n4An22〔1’〕n次谐波重量的相位 arctanb nna〔1’〕nx(t)的频谱如下图。〔2’〕2.用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变。其贴片及组桥方法如图所示。已知图中R R”R R”1 1 22120k2。应变值10103，电桥供x(t)a

A4A

ui压u ?o

3V。试分别求出如图组成桥路时的输出电解：如图〔b〕组桥时的输出电压为〔5’〕Ru ( 1R1

R

RR 1

1ku

o RRR2R1

RR

RR1

i 2

2R i 2 i如图〔c〕组桥时的输出电压为RRR”R” Ru (

1 1 1 )uo RR1 1

R”1

R”1

R2R”2

R”2R2

RR

i〔5’2R2Ru

1Ru

0.03(V)4R i 2 i 2R i(a)(b)RR

R R

RR、R

R、R

为固定电阻。试求在电阻应变片阻值1 2 3 4 0 1 2 3 4变化为R时，两电桥的输出电压表达式并加以比较。解：图〔a〕中，卧式桥的输出电压为RR R R R R Ru u

R1R1

RuR

4Ru 0R

20 u20 uo b

R 1 1 2 2

i 23 4

R i R i0 0〔4’〕图(b)中，立式桥的输出电压为u u u

RR1 1 u

R R2

R R R Ru 0 0 uo b

RRR 1 1 4

R R R 2 2 3

2R R 2R0 RiR2RR 2R

〔4’〕 0 u 0 u4R R2 0

R2 i1 2R0R2 R由此可知，当2R 0

1时，得u o 2R01R

u，在无视了高阶无穷小之后，两电桥的输出i电压是一样的，均为u o 2 R

u。〔1’〕不同之处是：立式桥由非线性误差，而卧式桥i没有，所以卧式桥更准确。〔1’〕对称方波的波形图如下图。求傅里叶级数的三角形式开放，并画出频谱。解：由图可知，它是正负交替的周期信号。其直流重量为：a0

0〔1’〕，其脉宽等于周期的一半，即

1，〔1’〕将此代入式可得T2TEwa 1

sin

12

2E

sin

n；b 0〔3’〕n nw n 2 n12因此，对称方波的傅立叶级数三角函数形式为：f(t)2E

cosnwt2E(coswt1wt1wt

)〔2’〕 n 2

1 1 3 1 5 1〔3’〕调幅波xa(t)=(100+30cos t+20cos3 t)cos ct，其中fc=10kHz，f =500Hz。试求： 1xa(t所包含的各重量的频率及幅值； 2绘出调制信号与调幅波的频谱。解：1〕xa(t)=100cos ct+15cos( c- )t+15cos( c+ )t+10cos( c-3〔3’〕)t+10cos(c+3 )t各频率重量的频率/幅值分别为：10000Hz/100，9500Hz/15，10500Hz/15，8500Hz/10，11500Hz/10。2〕调制信号x(t)=100+30cos t+20cos3 t，各重量频率/幅值分别为：0Hz/100，500Hz/30，1500Hz/20。 调制信号与调幅波的频谱如图所示以阻值120R5.2S的电阻丝应变片与阻值为1204V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000时，分别求出单臂、双