测试技术是测量和试验技术的统称

测试技术是测量和试验技术的统称。图0-1中实验及各种过程中的物理量真值、变量或测量值，若随时间变化，通常称为信号。图测最系统的用途T产品开发与工程试胸过囤卜）过程与系魔控制£）监酬与珍断'敏感元件反馈图测最系统的用途T产品开发与工程试胸过囤卜）过程与系魔控制£）监酬与珍断'敏感元件反馈图0-2测量系统的一制或诊断接示口量是指现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性。不是所有的量都有量纲。“量纲”代表一个实体（被测量）的确定特征，而量纲单位则是该实体的量化基础。测量是确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。如果测量涉及实现单位统一和量值准确可靠则被称为计量测试是指具有实验性质的测量。直接测量：直接将被测量与标准量进行比较绝对测量：采用仪器、设备、手段测量被测量，直接得到测量值相对测量：将被测量直接与基准量比较，得到偏差值系统误差：由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生随机误差：因许多不确定性因素而随机发生，偶然性（不明确、无规律），概率和统计性处理（无法消除/修正）粗大误差：检测系统各组成环节发生异常和故障等引起（超出误差范围）.聘信号，蹄信号.聘信号，生偿£ 、一般诟圳信生偿£ 、一般非周期信号号10.确定性信号和非确定性信号（随机信号）10.确定性信号和非确定性信号（随机信号）非平融机信号连续信号和离散信号连续信号是其数学表示式中的独立变量取值是连续的信号。加幅值连续是模拟信号离散信号是其数学表示式中的独立变量取值是离散的信号。加幅值离散是数值信号能量信号和功率信号一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号一般持续时间无限的信号都属于功率信号一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号一般持续时间无限的信号都属于功率信号j8X2（t）dt<8-8—-——j12X2（t）dt<812—\t1周期信号频谱的特点：1） 周期信号频谱是离散的；2） 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，不存在非整倍数的频率分量;

各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。见书p26.TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"x(t)=a+乙(acosgt+bsinn①t)0 n 0n 0\o"CurrentDocument"n=1a= JT02x(t)dt0T_t02a=—JT02x(t)cosnwtdtnT_T& n0p0rt2b= T02x(t)sinnwtdt只有两个频率成分，具有离散频谱，但不是周期信号，故称为准周期。通常所说的非周期信号是瞬变非周期信号，如非周期信号是时间上不会重复出现的信号，般为时域有限信号，具有收敛可积条件，其能量为有限值。矩形窗函数及其频谱。见书p26性时域n城性性时域n城性J®时城买偶阻敝鼻 移酒敷的书实奇函教S转X<-0X(-/)讽虔实性虚倘函或■偶函Tk庄WE-/)临椅函费实奇浦牧时域昼租JTj(i)z*Xj犬心屈S鳗牲•加ar(*弘”】ax</)+ (/)钮域卷枳Xi (r)n肘 祢f)时域精分d/gjvxC/J尺度枚袤-r£>+心)(-展"J项4舟时 咨胃口萱％)x几种典型信号的频谱矩形窗函数的频谱性质：主瓣的宽度为2/T，与时域窗宽度T成反比。T愈大，即截取信号时长愈大，主瓣宽度愈小。5函数及其频谱随机信号是不能确定的数学关系来描述的，不能预测其未来任何瞬时值，任何一次观测值值代表在其变动范围中可能产生的结果之一，但其值的变动服从统计规律。线性度濯D量装置输入、输出之间的关系(标定曲线)与理想比例关系(拟合直线)的偏离程度。灵敏度：当测试系统的输入x有一增量成，引起输出y发生相应的变化州时，则定义:S=

Ay/Ax回程误差：是描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性。分辨力：引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量变化值。零点漂移和灵敏度漂移：测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。动态特性的数学描述：传递函数，频率响应函数。系统特性的时域、频域和复数域可分别用脉冲响应函数H（t）、频率响应函数H（w）和传递函数H（s）来描述。三者存在一一对应的关系。24.一介系统例题此时的振幅误差和相用一个一阶系统作100Hz正弦信号测量。（1）如果要求限制振幅误差在5%以内，则时间常数t应取多少？⑵若用具有该时间常数的同一系统作50Hz信号的测试，角差各是多少？a（①）=时间常数t是反应一介系统特性的重要参数。该测试系统的输出波形与输入信号的波形精确地一致，只是幅值放大了气倍，在时间上延迟了此时的振幅误差和相时间常数t是反应一介系统特性的重要参数。该测试系统的输出波形与输入信号的波形精确地一致，只是幅值放大了气倍，在时间上延迟了to而已。这种情况下，认为测试系统具有不失真的特性。 °某装置由于后接另一装置而产生的种种现象，称为负载效应。减轻负载效应的措施 提高后续环节（负载）的输入阻抗 在原来两个相连的环节之中，插入高输入阻抗，低输出阻抗的放大器，以便一方面减小从前环节吸取能量，另一方面在承受后一环节（负载）后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应。测量装置的干扰源电磁场干扰2.信道干扰3.电源干扰传感器分类物性型传感器（水银温度计）、结构型传感器、能量转换型、能量控制型电阻式传感器-变阻式（电位差计式）传感器-电阻应变片式传感电阻应变片式传感器金属电阻应变片变长度A、1+（gA^t=1A^t=1-A0)|Ai1- 1W0.05\，伽)2+1「 15|W5%=0.051(皿)2W 0.952TJ0.108•—=\0.108-2槌 2kx100-1=0.1081=5.23x10-450Hz时5=1- 1 =1- 1二=1一 1 ==1-0.9868=1.32%(ot)2+1 (2，t)2+1 ](2兀x50x5.23x10-4)2+19=arctan(-OT)=arctan(-2KfT)=arctan(-2兀x50x5.23x10-4)=-9o19'50"半导体应变片 变p半导体应变片工作原理：基于半导体材料的压阻效应。所谓压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率p发生变化的现象。34.电容式传感器分类：极距变化型、面积变化型和介质变化型运算放大器电路，输出电压域电容传感器间隙成线性关系。这种电路用于卫衣测量传感器。电感式传感器按照变换方式的不同可分为自感型（可变磁阻式、涡流式）变R互感型（差动变压器式）涡流式传感器的变换原理是利用金属导体在交流磁场中的涡电流反应一个高频反射式涡电流传感器的工作原理。磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器，又称为电磁感应式或电动力式传感器。压电式传感器是一种可逆型换能器。前置放大器的主要作用一、 将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出二、 放大传感器输出的微弱电信号前置放大器电路形式用电阻反馈的电压放大器，其输出电压与输入电压（即传感器的输出）成正比；带电容反馈的电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比；热电动势由接触电势和温差电势两部分组成。光电效应（按其作用原理分）外光电效应、内光电效应、光生伏打效应光敏电阻主要特征参数-光电流、暗电阻、亮电阻-光照特性同：光电流与光通量的关系-伏安特性：两端所施加的电压与光电流之司的关系-光谱特性：对不同波长的入射光，相对灵敏度不一样46.光纤传感器的分类按光波的调制方式：强度调制、频率调制、相位调制、偏振调制按光纤的作用：功能型、传光型-功能型光纤传感器的光纤不仅起着传输光波的作用，还起着敏感元件的作用，由它进行光波调制；它既传光又传感。-传光型光纤传感器的光纤仅仅起着传输光波的作用，对光波的调制则需要依靠其他元件来实现。光纤传感器的特点1） 采用光波传递信息，不受电磁干扰，电气绝缘性能好，可在强电磁干扰下完成传统传感器难以完成的某些参量的测量，特别是电流、电压测量。2） 光波传输无电能和电火花，不会引起被测介质的燃烧、爆炸；光纤耐高温、耐腐蚀；因而能在易燃、易爆和强腐蚀性的环节中安全工作。3）某些光纤传感器的工作性能优于传统传感器，如加速度计、磁场计、水听器等。4） 重量轻、体积小、可挠性好，利于在狭窄空间使用。5） 光纤传感器具有良好的几何形状适应性，可做成任意形状的传感器和传感器阵列。6） 频带宽、动态范围大，对被测对象不产生影响，有利于提高测量精度。7）利用现有的光通信技术，易于实现远距离测控。在半导体