测试技术试卷库

1何为标定？标定可分为几种类型？静态标定的作用和意义有哪些？答：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程称为标定。根据标定时输入到测量系统中的已知量是静态量还是动态量.标定分静态标定和动态标定。作用：（1）确定仪器或测量系统的输入-输出关系赋予仪器或测量系统分度值。（2）确定仪器或测量系 统的静态特性标定。（3）消除系统误差.改善仪器或测量系统的正确度。通过标定.可得到测量系统的响应值yi和激励值xi之间的一一对应关系。2. 试证明：二阶测量系统当阻尼率Z为0.7时.输入信号在00.583的频率范围内.其幅频特性A（3）n的变化不超过5%。答：二阶系统的幅频特性为A） =+当阻尼率Z为0.7丫1-6+ 426时输入信号在00.583的频率范围内其幅频特性A（3）的变化 范围为10.9535。即A（3 ）的最大变化率为4.65%.小于5%.命题得证。3. 欲测量某回路中一标称值为10Q1%电阻器的功率损耗P,可采用两种方法进行.一是只测电阻器两端的 电压V,然后用公式P=V2/R计算功率损耗；二是分别测量电阻器两端的电压V和流过电阻器的电流I,由公 式P=VI计算电阻器上的功率损耗。估算这两种方案的电功率误差.设V和I的测量结果为V=1001%（V）, I=101%（A）。答：= 3%APAIAU= + PIU= 2%a p = 2V. a v = r( dP ilav丿 v(dP G 2ldR 丿 R( 4V 2dV丿I=I 2a 2 + V 2a 2 IV4a + rlR丿=人 X 0.012 + 0.012) = 2.236%dP=I 6.012 + 0.012) = 1.414%4. 叙述测量系统实现不失真测量的条件。在工程测试技术中如何保证测试系统的测试不失真？答：其幅频和相频特性应分别满足：A（3）=A0=const .e（3）=-t03即为实现不失真测试的条件。 对一阶测试系统而言.测试系统的时间常数t原则上越小越好。对二阶测试系统而言.其特性曲线中有两段值得注意。一般而言.在30.33 范围内.e（3 ）的数值较小.n而且e（3）- 3特性接近直线。a（3）在该范围内的变化不超过10%.因此这个范围是理想的工作范围。在 3 （2.53）3范围内e （3）接近180且差值很小.如在实测或数据处理中采用减去固定相位差值或把n测试信号反相180的方法.则也可接近于不失真地恢复被测信号波形.若输入信号频率范围在上述两者之 间.则系统的频率特性受阻尼比Z的影响较大.因此需做具体分析。分析表明.Z越小.测量系统对斜坡输入 响应的稳态误差2 Z /3愈小。但是对阶跃输入的响应.随着Z的减小.瞬态振荡的次数增多.过调量增大.过渡过程增长。n在Z =0.60.7时.可获得较为合适的综合特性。对于正弦输入来说当z =0.60.7时.幅值在比较宽的范 围内保持不变。计算表明当Z=0.7时.3在00.58 3的频率范围中幅值特性A（3 ）的变化不会超过5%.n同时在一定程度下可认为在33 的范围内系统的e（3）也接近于直线.因而产生的相位失真很小。n5. 何为动态误差？为了减少动态误差.在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施？答：除了具有理想比例特性的环节外.输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数.这种输入与输出之 间的差异就是动态误差。对于一阶系统系统：时间常数t越小频响特性越好.当wt1时.A （w）约等于1表明测试系统输入输出 为线性关系。对于二阶系统.当w/wn1. Z =0.707时.增大wn.可使无失真测试范围更广。6.某测量系统的频率响应曲线H（ j）=1 + 0.05 j若输入周期信号x(t)=2Cos10t+0.8Cos(100t-30(),式求其响应 y(T)。答：10 = 2 coslOf-1-0.3 cos(100f -30)X0= 2J e2，eo 0 反之1 2 0 测杆上移后，W o W的互感增大，W o W 互感减小，e1 2 1e 0。3选用传感器要考虑2）响应特性（4）稳定性（6）测量方法（1）灵敏度（3）线性范围（5）精确度把调制过的交流信号还4. 把缓慢变化的信号变为频率适当的交流信号称为信号调制； 原到原来的信号称为解调。调制的目的是为了便于信号的处理和放大。5光电转换元件的优点是：灵敏度高、体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜。 、计算题（每小题10分共20分）1.一阶量仪的频率响应函数H（j）=,幅频特性1 + jTWH(w) = 1/、1 + 3)2 .欲误差小于5%. H(e)应大于0.95,已知6 = 2兀f = 205故：1/1 + （200皿）2 应大于 0.95，解得:t3的条件下。0(2)f (7 -8)f 即f 70 80Hz。此时幅值误差很小相位差接近180。.成为一0个反相器。3. 针对回转误差运动测量的特定情况：(a)测量精度高(b)量程范围小(c)非接触测量(d)材质不均等。逐一分析对照 各传感器性能；(1) 电感式：a、b、c均可满足.d不满足；(2) 电容式：采用极距变化型a、b、c、d各点均能满足；(3) 电阻式：除d以外a b c均不满足；(4) 光栅式：b c不满足；(5) 磁栅式：除d以外a b c均不满足；经上述分析可知仅极距变化型电容式传感器适用。(2)简述参数式传感器和发电式传感器的区别.并各举出相应的例子。 参数式传感器:从外部供给能量并有被測量控制外部供给能量的变化 例如：电阻应变片 发电式传感器：直接由被测对象输入能量使其工作 例如：热电偶温度计、压电式加速度计说明二阶测量装置的阻尼比的值多采用0.60.7的原因。时域分析：二阶系统对阶跃信号的响应.当=0.6-0.8之间.系统以较短时 间进入稳态误差+ (2%5% )范围频域分析：从实现不失真测试的条件出发.当4=0.6-0.8之间.可以获得较 为合适的综合特性。计算分析表明.当4=0.7时.在0-0.0583*的频率范围内.幅频特性的变化不超过5%.同时相频特性接近与直线.因而所产生的相位失真也 很小(11 )测量仪表的主要性能指标有哪些？请简要说明其含义。量程：仪表能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围 精度(精确度)：测量某物理量时.测量值与真值的复合程度。灵敏度：仪表在做静态测量时.输入端的信号增量Ay与输入端信号增量AX之 比分辨率：仪表能够检测出被测量最小变化的能力。稳定性：在规定的工作条件下和规定的时间内.仪表性能的稳定程度.它用观测 时间内的误差来表示重复性：在同一测量条件下对同一数值的被測量惊醒重复測量时测量结果的 一致程度。温度误差：当环境温度偏离仪表的定标温度(20摄氏度)时.其输出值的变化 零点漂移：仪表工作的环境温度偏离20摄氏度时.零位的温度误差随温度变化 而变化的变化率动态误差：在对随时间变化而变化的物理量进行测量时.仪表在动态下的读数 和它在同一瞬间系相应量值的静态读数之间的差值。频响特性(17 )请说明什么是系统不失真测量条件？时域中不失真测试的条件：此式表明装置的输出波形和输入波形精确地一致.只是幅值放大了 A0倍和时 间上延迟了 tO而已频域中不失真测试的条件：y (t)二 A x (t -1 )运用时移性质对上式作傅氏变换得Y=A e旳XH(缪=A(%凡円=8 = Ae-器X ( )0 u若要求装置的输出波形不失真.则其幅频和相频特性应分别满足： 人)=人0=常数 e(3)=-t03。(18)信号数字化采样时对频率有什么要求？工程实际中如何处理。采样频率应不小于输入模拟信号频谱中最高频率的两倍.一般实际应用中 采样频率为信号最高频率的5至10倍。显然采样频率越高.采样输出的信号就 越接近连续的模拟信号。(19 )比较铂热电阻和铜热电阻的特点。铂热电阻：优点：精度高.稳定性好性能可靠尤其是耐氧化性能很强缺点：电阻温度系数比较小.价格贵； 铜热电阻：优点：价格便宜.在一般测量精度要求不高温度较低的场合.普遍使用 缺点：电阻率小.支撑相同阻值的电阻时铜电阻丝要细.机械强度不高或者就 要更长停机增大铜容易氧化(24 )何为测试仪器的静态特性和动态特性？测试装置的静态特性：在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系 统的接近程度。线性度、灵敏度、稳定度和漂移动态特性：动态特性是指输入随时间变化时.测试装置输入 与输出间的关系。(25 )电容式传感器可用于测哪些物理参数？举两个例子。 位移、振动、角度、加速度电容式位移传感器 电容式加速度传感器 电容式差压传感器(27)说明弹簧管式压力计的工作原理。P66弹簧管压力计主要有弹簧管、齿轮传动机构、指针等部分构成.弹簧管 又称为波登管.是一根一端固定的C形椭圆截面的管子.管子的自由端是封闭的. 在波登管内部加压时.其截面积因力的作用变圆结果使波登管伸展.自由端产 生位移.借助拉杆.带动齿轮传动机构.是固定在齿轮上的指针旋转从而指示出被测压力值。