測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)

測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。圖0-1中實(shí)驗(yàn)及各種過(guò)程中的物理量真值、變量或測(cè)量值，若隨時(shí)間變化，通常稱(chēng)為信號(hào)。圖測(cè)最系統(tǒng)的用途T產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與工程試胸過(guò)囤卜）過(guò)程與系魔控制￡）監(jiān)酬與珍斷'敏感元件反饋圖測(cè)最系統(tǒng)的用途T產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與工程試胸過(guò)囤卜）過(guò)程與系魔控制￡）監(jiān)酬與珍斷'敏感元件反饋圖0-2測(cè)量系統(tǒng)的一制或診斷接示口量是指現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性。不是所有的量都有量綱?！傲烤V”代表一個(gè)實(shí)體（被測(cè)量）的確定特征，而量綱單位則是該實(shí)體的量化基礎(chǔ)。測(cè)量是確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。如果測(cè)量涉及實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠則被稱(chēng)為計(jì)量測(cè)試是指具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。直接測(cè)量：直接將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較絕對(duì)測(cè)量：采用儀器、設(shè)備、手段測(cè)量被測(cè)量，直接得到測(cè)量值相對(duì)測(cè)量：將被測(cè)量直接與基準(zhǔn)量比較，得到偏差值系統(tǒng)誤差：由特定原因引起、具有一定因果關(guān)系并按確定規(guī)律產(chǎn)生隨機(jī)誤差：因許多不確定性因素而隨機(jī)發(fā)生，偶然性（不明確、無(wú)規(guī)律），概率和統(tǒng)計(jì)性處理（無(wú)法消除/修正）粗大誤差：檢測(cè)系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)發(fā)生異常和故障等引起（超出誤差范圍）.聘信號(hào)，蹄信號(hào).聘信號(hào)，生償￡ 、一般詬圳信生償￡ 、一般非周期信號(hào)號(hào)10.確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)（隨機(jī)信號(hào)）10.確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)（隨機(jī)信號(hào)）非平融機(jī)信號(hào)連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)連續(xù)信號(hào)是其數(shù)學(xué)表示式中的獨(dú)立變量取值是連續(xù)的信號(hào)。加幅值連續(xù)是模擬信號(hào)離散信號(hào)是其數(shù)學(xué)表示式中的獨(dú)立變量取值是離散的信號(hào)。加幅值離散是數(shù)值信號(hào)能量信號(hào)和功率信號(hào)一般持續(xù)時(shí)間有限的瞬態(tài)信號(hào)是能量信號(hào)一般持續(xù)時(shí)間無(wú)限的信號(hào)都屬于功率信號(hào)一般持續(xù)時(shí)間有限的瞬態(tài)信號(hào)是能量信號(hào)一般持續(xù)時(shí)間無(wú)限的信號(hào)都屬于功率信號(hào)j8X2（t）dt<8-8—-——j12X2（t）dt<812—\t1周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)：1） 周期信號(hào)頻譜是離散的；2） 每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，不存在非整倍數(shù)的頻率分量;

各頻率分量的譜線高度與對(duì)應(yīng)諧波的振幅成正比。工程中常見(jiàn)的周期信號(hào)，其諧波幅值總的趨勢(shì)是隨諧波次數(shù)的增高而減小的。見(jiàn)書(shū)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只有兩個(gè)頻率成分，具有離散頻譜，但不是周期信號(hào)，故稱(chēng)為準(zhǔn)周期。通常所說(shuō)的非周期信號(hào)是瞬變非周期信號(hào)，如非周期信號(hào)是時(shí)間上不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)，般為時(shí)域有限信號(hào)，具有收斂可積條件，其能量為有限值。矩形窗函數(shù)及其頻譜。見(jiàn)書(shū)p26性時(shí)域n城性性時(shí)域n城性J?時(shí)城買(mǎi)偶阻敝鼻 移酒敷的書(shū)實(shí)奇函教S轉(zhuǎn)X<-0X(-/)諷虔實(shí)性虛倘函或■偶函Tk莊WE-/)臨椅函費(fèi)實(shí)奇浦牧?xí)r域晝租JTj(i)z*Xj犬心屈S鰻牲?加ar(*弘”】ax</)+ (/)鈕域卷枳Xi (r)n肘 禰f)時(shí)域精分d/gjvxC/J尺度枚袤-r￡>+心)(-展"J項(xiàng)4舟時(shí) 咨胃口萱％)x幾種典型信號(hào)的頻譜矩形窗函數(shù)的頻譜性質(zhì)：主瓣的寬度為2/T，與時(shí)域窗寬度T成反比。T愈大，即截取信號(hào)時(shí)長(zhǎng)愈大，主瓣寬度愈小。5函數(shù)及其頻譜隨機(jī)信號(hào)是不能確定的數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)描述的，不能預(yù)測(cè)其未來(lái)任何瞬時(shí)值，任何一次觀測(cè)值值代表在其變動(dòng)范圍中可能產(chǎn)生的結(jié)果之一，但其值的變動(dòng)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。線性度濯D量裝置輸入、輸出之間的關(guān)系(標(biāo)定曲線)與理想比例關(guān)系(擬合直線)的偏離程度。靈敏度：當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的輸入x有一增量成，引起輸出y發(fā)生相應(yīng)的變化州時(shí)，則定義:S=

Ay/Ax回程誤差：是描述測(cè)量裝置同輸入變化方向有關(guān)的輸出特性。分辨力：引起測(cè)量裝置的輸出值產(chǎn)生一個(gè)可察覺(jué)變化的最小輸入量變化值。零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移：測(cè)量裝置的輸出零點(diǎn)偏離原始零點(diǎn)的距離。動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述：傳遞函數(shù)，頻率響應(yīng)函數(shù)。系統(tǒng)特性的時(shí)域、頻域和復(fù)數(shù)域可分別用脈沖響應(yīng)函數(shù)H（t）、頻率響應(yīng)函數(shù)H（w）和傳遞函數(shù)H（s）來(lái)描述。三者存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。24.一介系統(tǒng)例題此時(shí)的振幅誤差和相用一個(gè)一階系統(tǒng)作100Hz正弦信號(hào)測(cè)量。（1）如果要求限制振幅誤差在5%以?xún)?nèi)，則時(shí)間常數(shù)t應(yīng)取多少？⑵若用具有該時(shí)間常數(shù)的同一系統(tǒng)作50Hz信號(hào)的測(cè)試，角差各是多少？a（①）=時(shí)間常數(shù)t是反應(yīng)一介系統(tǒng)特性的重要參數(shù)。該測(cè)試系統(tǒng)的輸出波形與輸入信號(hào)的波形精確地一致，只是幅值放大了氣倍，在時(shí)間上延遲了此時(shí)的振幅誤差和相時(shí)間常數(shù)t是反應(yīng)一介系統(tǒng)特性的重要參數(shù)。該測(cè)試系統(tǒng)的輸出波形與輸入信號(hào)的波形精確地一致，只是幅值放大了氣倍，在時(shí)間上延遲了to而已。這種情況下，認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)具有不失真的特性。 °某裝置由于后接另一裝置而產(chǎn)生的種種現(xiàn)象，稱(chēng)為負(fù)載效應(yīng)。減輕負(fù)載效應(yīng)的措施 提高后續(xù)環(huán)節(jié)（負(fù)載）的輸入阻抗 在原來(lái)兩個(gè)相連的環(huán)節(jié)之中，插入高輸入阻抗，低輸出阻抗的放大器，以便一方面減小從前環(huán)節(jié)吸取能量，另一方面在承受后一環(huán)節(jié)（負(fù)載）后又能減小電壓輸出的變化，從而減輕負(fù)載效應(yīng)。測(cè)量裝置的干擾源電磁場(chǎng)干擾2.信道干擾3.電源干擾傳感器分類(lèi)物性型傳感器（水銀溫度計(jì)）、結(jié)構(gòu)型傳感器、能量轉(zhuǎn)換型、能量控制型電阻式傳感器-變阻式（電位差計(jì)式）傳感器-電阻應(yīng)變片式傳感電阻應(yīng)變片式傳感器金屬電阻應(yīng)變片變長(zhǎng)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時(shí)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"半導(dǎo)體應(yīng)變片 變p半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理：基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。所謂壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時(shí)，其電阻率p發(fā)生變化的現(xiàn)象。34.電容式傳感器分類(lèi)：極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型運(yùn)算放大器電路，輸出電壓域電容傳感器間隙成線性關(guān)系。這種電路用于衛(wèi)衣測(cè)量傳感器。電感式傳感器按照變換方式的不同可分為自感型（可變磁阻式、渦流式）變R互感型（差動(dòng)變壓器式）渦流式傳感器的變換原理是利用金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的渦電流反應(yīng)一個(gè)高頻反射式渦電流傳感器的工作原理。磁電式傳感器是把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種傳感器，又稱(chēng)為電磁感應(yīng)式或電動(dòng)力式傳感器。壓電式傳感器是一種可逆型換能器。前置放大器的主要作用一、 將傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出二、 放大傳感器輸出的微弱電信號(hào)前置放大器電路形式用電阻反饋的電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓（即傳感器的輸出）成正比；帶電容反饋的電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比；熱電動(dòng)勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成。光電效應(yīng)（按其作用原理分）外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光生伏打效應(yīng)光敏電阻主要特征參數(shù)-光電流、暗電阻、亮電阻-光照特性同：光電流與光通量的關(guān)系-伏安特性：兩端所施加的電壓與光電流之司的關(guān)系-光譜特性：對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光，相對(duì)靈敏度不一樣46.光纖傳感器的分類(lèi)按光波的調(diào)制方式：強(qiáng)度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制、偏振調(diào)制按光纖的作用：功能型、傳光型-功能型光纖傳感器的光纖不僅起著傳輸光波的作用，還起著敏感元件的作用，由它進(jìn)行光波調(diào)制；它既傳光又傳感。-傳光型光纖傳感器的光纖僅僅起著傳輸光波的作用，對(duì)光波的調(diào)制則需要依靠其他元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。光纖傳感器的特點(diǎn)1） 采用光波傳遞信息，不受電磁干擾，電氣絕緣性能好，可在強(qiáng)電磁干擾下完成傳統(tǒng)傳感器難以完成的某些參量的測(cè)量，特別是電流、電壓測(cè)量。2） 光波傳輸無(wú)電能和電火花，不會(huì)引起被測(cè)介質(zhì)的燃燒、爆炸；光纖耐高溫、耐腐蝕；因而能在易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性的環(huán)節(jié)中安全工作。3）某些光纖傳感器的工作性能優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器，如加速度計(jì)、磁場(chǎng)計(jì)、水聽(tīng)器等。4） 重量輕、體積小、可撓性好，利于在狹窄空間使用。5） 光纖傳感器具有良好的幾何形狀適應(yīng)性，可做成任意形狀的傳感器和傳感器陣列。6） 頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大，對(duì)被測(cè)對(duì)象不產(chǎn)生影響，有利于提高測(cè)量精度。7）利用現(xiàn)有的光通信技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)控。在半導(dǎo)體