工程测试技术
工程测试技术基础
工程测试技术基础摘要：1.工程测试技术概述2.工程测试技术的基本原理3.工程测试技术的分类与应用4.工程测试技术的发展趋势正文：一、工程测试技术概述工程测试技术，顾名思义，是指在工程领域中对产品、设备、系统进行检测与测试的一门技术。
其目的是为了确保这些产品、设备、系统在实际应用中能够达到预期的性能、安全和可靠性要求。
工程测试技术在我国各个领域的工程项目中扮演着举足轻重的角色，如航空航天、电子信息、机械制造、能源化工等。
二、工程测试技术的基本原理工程测试技术的基本原理主要包括以下几个方面：1.测试信号与被测对象的相互作用原理：通过测试信号与被测对象之间的相互作用，获取被测对象的响应信息，从而分析和评估被测对象的性能和状态。
2.测试数据的采集与处理原理：测试数据的采集是指通过传感器、仪器等工具将被测对象的响应信息转换为可处理的电信号或其他形式的信息。
测试数据的处理是指对采集到的数据进行分析、处理和解释，以便得到有关被测对象的性能和状态的有用信息。
3.测试结果的评价与分析原理：通过对测试数据的分析和评价，判断被测对象是否满足预期的性能、安全和可靠性要求。
如果被测对象存在问题，还需要分析问题原因，并提出改进措施。
三、工程测试技术的分类与应用根据被测对象和测试目的的不同，工程测试技术可分为以下几类：1.性能测试：主要用于检测产品、设备、系统的性能指标，如速度、精度、稳定性等。
例如，电子产品的性能测试、汽车发动机的性能测试等。
2.安全测试：主要用于评估产品、设备、系统的安全性能，如防爆、防火、防辐射等。
例如，压力容器的安全测试、电梯的安全测试等。
3.可靠性测试：主要用于评估产品、设备、系统的可靠性能，如耐久性、稳定性、抗干扰性等。
例如，电子产品的可靠性测试、飞机发动机的可靠性测试等。
4.环境测试：主要用于检测产品、设备、系统在不同环境条件下的性能和状态。
例如，高温、低温、湿度、盐雾等环境条件下的测试。
四、工程测试技术的发展趋势随着科技的进步和工程领域的不断拓展，工程测试技术呈现出以下发展趋势：1.测试技术与计算机技术的融合：现代测试技术越来越多地依赖于计算机技术，如数据采集、数据处理、结果分析等，计算机技术为工程测试技术提供了更为强大的支持。
工程测试技术实验报告
一、实验名称工程测试技术实验二、实验目的1. 熟悉工程测试技术的基本原理和方法；2. 掌握常用的测试仪器和设备的使用；3. 提高对工程测试结果的分析和判断能力；4. 培养团队合作和实际操作能力。
三、实验原理工程测试技术是利用各种测试仪器和设备，对工程实体或系统进行检测、测量和分析的技术。
通过实验，我们可以了解工程测试的基本原理和方法，以及如何运用这些技术解决实际问题。
四、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 示波器3. 频率计4. 数字多用表5. 电阻箱6. 电容箱7. 电流表8. 电压表9. 万用表10. 实验平台五、实验内容1. 信号发生器与示波器联用实验（1）了解信号发生器和示波器的工作原理；（2）学会使用信号发生器和示波器；（3）观察不同信号波形的变化。
2. 频率计与信号发生器联用实验（1）了解频率计的工作原理；（2）学会使用频率计；（3）测量信号的频率。
3. 数字多用表与电阻箱联用实验（1）了解数字多用表的工作原理；（2）学会使用数字多用表；（3）测量电阻值。
4. 电容箱与示波器联用实验（1）了解电容箱的工作原理；（2）学会使用电容箱；（3）观察电容对信号的影响。
5. 电流表与电压表联用实验（1）了解电流表和电压表的工作原理；（2）学会使用电流表和电压表；（3）测量电路中的电流和电压。
6. 万用表与实验平台联用实验（1）了解万用表的工作原理；（2）学会使用万用表；（3）测量实验平台上的各种参数。
六、实验步骤1. 准备实验仪器和设备，连接电路；2. 根据实验要求，调整仪器和设备；3. 观察实验现象，记录数据；4. 分析实验结果，得出结论。
七、实验结果与分析1. 信号发生器与示波器联用实验：通过实验，观察到不同信号波形的变化，加深了对信号波形的理解；2. 频率计与信号发生器联用实验：成功测量了信号的频率，掌握了频率计的使用方法；3. 数字多用表与电阻箱联用实验：准确测量了电阻值，提高了数字多用表的使用技能；4. 电容箱与示波器联用实验：观察到了电容对信号的影响，加深了对电容的认识；5. 电流表与电压表联用实验：成功测量了电路中的电流和电压，掌握了电流表和电压表的使用方法；6. 万用表与实验平台联用实验：准确测量了实验平台上的各种参数，提高了万用表的使用技能。
工程测试技术
1. 可以用数学关系式或图表精确描述的信号称为确定性信号。
2.周期信号可分为谐波信号和一般周期信号两类。
3.周期信号的强度特征常用峰值、绝对均值、有效值和平均功率来表示。
4.信息技术中比较典型的代表技术有传感技术、通信技术和计算机技术。
5.要实现不失真测试，测试装置的幅频特性为常数，相频特性应为直线。
6.表征测试装置的静态响应特性的参数主要有灵敏度、非线性度、回程误差7.测试装置的响应特性包括静态特性和动态特性。
8.描述测试系统的动态响应特性的函数主要有微分方程、传递函数和频率响应函数9.电容式传感器可分为三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。
10.传感器按工作原理分可分为机械式、电气式、辐射式、流体式传感器等。
11.传感器的选用原则主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面。
12.按被测物理量来分传感器可分为位移、速度、加速度和力传感器等。
13.传感器按输出量的性质不同可分为模拟式和数字式传感器。
14.滤波器根据频率特性不同可分为高通滤波、低通滤波、带通滤波和带阻滤波。
15.信号调制时根据可调参数可分为调幅、调频和调相三种调制形式。
16.直流电桥按联接方式不同可分为半桥单臂、半桥双臂和全桥电路等工况。
17.常用的信号调理环节有电桥、放大器、滤波器、调制器和模数转换器。
18.将模拟信号转换为数字信号通常分为采样、量化和编码三个步骤。
19.电桥按桥臂接入的阻抗元件不同则可分为电阻电桥、电容电桥和电感电桥三类20.DA转换过程分为两个步骤，即解码和低通滤波。
21.一般虚拟仪器系统由通用计算机、仪器硬件和应用软件三要素构成。
选择题1.电路中鉴频器的作用是（C）A、使高频电压转变为直流电压B、使电感量转变为电压量C、使频率变化转变为电压变化D、使频率转变为电流2.下列不是电阻应变片的输入为（D）A、力B、应变C、加速度D、速度3.下列传感器可实现非接触测量的是（C）A、压电式加速度B、电动式速度C、电磁式速度D、电阻式应变4.交流的动态电阻应变仪中，具有预调平衡的装置是（C）A、电阻调平衡B、电容调平衡C、电阻、电容调平衡D、标定电桥5.直流电桥电桥中相邻半桥工况的灵敏度是单臂工况的（B）A、1倍B、2倍C、3倍D、4倍6.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（D）A成正比B、平方成正比C、成反比D、平方成反比7.不属于测试系统的静态特性的有（D）A、灵敏度B、非线性度C、回程误差D、阻尼系数8.超声波传感器是实现（A）转换的装置A、声电B、声光C、声磁D、声压9.描述周期信号的数学工具是（）A、相关函数B、傅里叶级数C、拉普拉斯变换D、傅里叶变换10描述非周期信号的数学工具是（C）A、三角函数B、拉普拉斯变换C、傅里叶变换D、傅里叶级数11.将时域信号进行时移，则频域信号将会（D）A、扩展B、压缩C、不变D、仅有相移12.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（D ）A、精度B、灵敏度C、精密度D、分辨力13.描述传感器静态特性的指标有（B ）A幅频特性B线性度C稳定时间D动态范围14.不失真测量除要求测量系统幅频特性是常值外，其相频特性要求满足（A ）A相移与频率成正比B常值相移C任意相移D无特殊要求15.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（C ）A使得系统输出值稳定B使系统不共振C获得较好的幅频、相频特性D获得好的灵敏度16.液柱式温度计系统是（B ）系统A零阶B一阶C二阶D高阶17.半导体应变片是根据（D）原理工作的。
工程测试技术基础
第一章 测试技术基础知识1。
3 用量程为150V 的0。
5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？为什么使用电压表时应尽可能在电压表量程上限的三分之二以上使用？ 解:1)量程为150V 的0.5级电压表，其最大引用误差为0.5％，所以其最大绝对误差为0.5%1500.75()m m x V δγ==⨯=量程为30V 的1。
5级电压表,其最大引用误差为1。
5%，所以其最大绝对误差为1.5%300.45()m m x V δγ==⨯=所以测量25V 电压时，量程为30V 的1.5级电压表的准确度高。
2）测量同一个电压量时,通常量程与被测量越接近的电压表，其测量准确度越高。
1。
4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为:82.40、82.43、82.50、82.48、82。
45、82。
38、82.42、82。
46.试用第3种表达方式表示其测量结果.解:1）常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于不确定度的表达方式等3种2)基于不确定度的表达方式可以表示为0x x x x σ∧=±=±均值为8118i i x x ===∑82。
44标准偏差为s ==0。
04样本平均值的标准偏差的无偏估计值为ˆx σ==0.014 所以082.440.014x =±第二章 信号描述与分析2-2 一个周期信号的傅立叶级数展开为12ππ120ππ()4(cos sin )104304n n n n n y t t t ∞==++∑（的单位是秒） 求:1)基频;2)信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式.解：基波分量为12ππ120ππ()|cos sin 104304n y t t t ==+ 所以：1）基频0π(/)4rad s ω=2）信号的周期02π8()T s ω==3）信号的均值42a = 4）已知 2π120π,1030n n n n a b ==，所以4.0050n A n π=== 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011π()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t ωϕπ∞∞===++=+-∑∑即1π()4 4.0050sin(arctan 20)42n n y t n t ππ∞==+-+∑2—3 某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。
工程测试技术基础复习题答案
工程测试技术基础复习题答案TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1．信息与信号之间的关系是 （ D ）。
A ．信息与信号并列B ．信息与信号无关C ．信息包含信号D ．信息在信号之中2．描述周期信号的数学工具是（ B ）。
A ．相关函数B ．傅氏级数C ． 傅氏变换D ．拉氏变换3． 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。
A ．相位B ．周期C ．振幅D ．频率4．关于信息和信号，下面的说法正确的是（ C ）。
A ．信息包含信号B ．信息与信号无关C ．信号是信息的载体D ．信息描述了事物某物理量的变化过程5．多种信号之和的频谱是（ C ）。
A ． 离散的B ．连续的C ．随机性的D ．周期性的6．下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A ．12()sin()sin(3)x t A tB t ωϕωϕ=+++B ．()5sin 303sinx t t =+ C ．0()sin at x t e tω-=⋅ 7．不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。
A ．复杂的周期信号B ．瞬变信号C ．随机信号8．复杂的周期信号的频谱是（ A ）。
A ．离散的B ．连续的C ．δ函数D ．sinc 函数9．数字信号的特性是（ B ）。
A ．时间上离散、幅值上连续B ．时间、幅值上均离散C ．时间、幅值上都连续D ．时间上连续、幅值上量化10．下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。
A ．5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0 B ．()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞ C ．()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞ D ．()1tx t eτ-=-11．下列信号属周期信号的有（ A ）。
《工程测试技术》课件
对材料进行应力测试，评估其耐 久性和可靠性。
学习资源与辅助材料
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提供在线视频课程，帮助学习 者深入了解测试技术和实践应 用。
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多与同学讨论，参加实践 活动，积极参与学习，提 高自己的实践能力。
《工程测试技术》PPT课 件
欢迎来到《工程测试技术》课程！本课程旨在介绍测试技术在工程领域的应 用，并探讨其意义与价值。通过丰富的实践案例分析和学习资源，帮助您掌 握测试方法和技巧。让我们开始学习吧！
课程目标与意义
1 掌握测试技术
了解不同类型的测试方法 和工具，为工程项目提供 准确和可靠的数据支持。
测试工具
探讨测试所需的各种工具和设备，如传感器、 数据采集器、测量仪器等。
测试评估
介绍测试结果的评估方法和标准，为工程项目 提供合理的决策依据。
实践案例分析
结构测试
电气测试
材料测试
通过对桥梁和建筑物进行结构测 试，提升工程的稳定性和安全性。
对电路板和电气设备进行测试， 确保其正常工作并符合安全标准。
2 多角度思考
从不同的角度思考问题， 提出自己的见解和解决方 案。
3 反思总结
学习结束后，及时反思总 结，总结经验教训，进一 步提升自己的所学
总结和回顾所学的测试技术和实践经验。
展望未来
2
展望测试技术的发展前景和应用领域。
3
继续学习
鼓励学习者继续深入学习和探索工程测 试技术。
2 提高工程质量
通过测试技术的应用，发 现和解决潜在问题，提升 工程质量。
《工程测试技术基础》课程总复习分析
程误差,(4)分辨率,(5)零点漂移和灵敏度漂移
第3章 习 题
一、填空题
1、传感器的工作原理中，金属电阻应变片是基于 应变效。应 半导体应变片的是基于 压阻效。应 电感式传感器是基于 电磁感。应原理 磁电式传感器是基于 电磁感应。原理 压电式传感器是基于 压电。效应 光电式传感器是基于 光电。效应 热电式传感器是基于 热电。效应
5、频率保持特性指的是任何测试装置输出信号的频率总等 于输入信号的频率。（ ）
6、一阶系统时间常数τ越小越好。（ ）
7、二阶系统阻尼比 越小越好。（ ）
8、测试装置进行不失真测试的条件是其幅频特性为常数， 相频特性为零（ ）
三、单项选择题
1、传感器的静态特性中，单位输出所需要的输入量，称为 （C ）
工程测试技术基础 课程总复习
考试题型
一.填空题，每空1分，共15分（10题）； 二.选择题，每题2分，共20分（10题）； 三.判断题，每题3分，共15分（5题）； 四.简答题，每题6分，共30分（5题）； 五.计算题，每题10分，共20分(2题）；
考试范围
第一章 1-3节 第二章 1-6节 第三章 1-6节 第四章 1-4节（第4节考了一小部分内容） 第五章 1-3节
5、若 x(t) 的频谱为X ( f ) ，则 X (t) 的频谱为 X ( f ) 。（ ）
三、单选题
第1章 习 题
1、描述周期信号的数学工具是（ B ）
A.相关函数 B.傅氏级数 C.拉氏级数 D.傅氏变化
2、已知 x(t) 10sint, (t)为单位冲击函数，则积分
x(t) (t
工程测试技术试题及答案
复习总结一、概念题1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。
如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。
2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。
3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。
4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。
5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。
6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。
7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。
8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。
9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。
10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。
11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。
（因为：△R=KεR，K 为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量）12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。
13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。
14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。
15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。
16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。
17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。
18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。
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2）偏值法
工作原理：在不平衡条件下，电路中一个或多个桥电阻的变 化可以通过电压表的压降或者桥式电路的电流表的大小显示 出来。
在基本电桥中，可通过内阻无穷 大的电压表测得从节点b到节点d 的电压降，作为电阻变化的指示。
第五章 模拟信号调理与转换
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（1）电桥的和差特性
b
UyBiblioteka R1R3R1 R2R2 R4
R3 R4
U0
为了简化, 采用全等臂电桥,即
R1 R2 R3 R4 R0
R1
R2
a
I1
I2
c
Uy
R4
R3
d
当每个电桥上有电阻值变化且满足：
若 R1 R1 R2 R2
U0
R3 R3 R4 R4
忽略Ri的高次项
则电桥的输出
Uy
U0 4 R0
3
c
Uy
•
与半桥单臂相比，灵敏度提高了4倍。
灵敏度S
U0 4 R0
• 与半桥双臂相比，灵敏度提高了2倍。 S U y U0
R 2R0
第五章 模拟信号调理与转换
广东工业大学机电工程学院
Uy
U0 4 R0
R1
R2
R3
R4
（3）偏值法的特点
• 与零值法相比，偏值法需要已知的稳定输入电压，以及一个
半桥双臂接法：
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R1和R2随被测量发生变化，分别为 Δ R1、ΔR2
b
U y
U0 4 R0
R1 R2 R3 R4
a
R
I1
2
I2
R1±Δ
1
±
ΔR 2 R
c
Uy
Uy
R 2 R0
U0
R4
R3
d
灵敏度 S U y U0
R 2R0
U0
* 与半桥单臂相比，灵敏度提高了一倍。
Uy
U0 4 R0
R1
R2
R3
R4
第五章 模拟信号调理与转换
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（2）电桥的连接形式
半桥单臂接法
R1随被测量变化，变化量为Δ R
若 R R0 则 :
Uy
R 4 R0
U0
S
R
b
R1±Δ R
1
R2
a
I1
I2
c
Uy
R4
R3
灵敏度S U0
d
4 R0
U0
第五章 模拟信号调理与转换
第五章 模拟信号调理与转换 3. 直流电桥的特点
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1）优点：采用稳定性高的直流电源作激励电源；电桥的 输出是直流量，可用直流仪表测量，精度高。电桥与后 接仪表间的连接导线不会形成分布参数，因此，对导线 连接的方式要求较低。
2）缺点：易引入工频干扰，由于输出为直流量，故需对 其作直流放大，而直流放大器一般都比较复杂，容易受 到零点漂移和接地电位的影响。
第五章 模拟信号调理与转换
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全桥接法
四个桥臂的电阻均随被测量变化
b
R1±Δ
1
±
R2 Δ R
当R1 R2 R3 R4 R0，
R
2
R1 R2 R3 R4 R时 a
I1
输出
Uy
R R0 U 0
±
ΔR 4 R4
I2 d
灵敏度 S U y U0
R R
U0
R
3
±Δ
R
U0 —输入的直流电源的电压
a
I1
I2
R4
c
R3
Uy
U y —输出电压
d
U ab
R1 R1 R2
U0
U0
U ad
R4 R3 R4
U0
U y U ab U ad
R1R3 R2 R4 R1 R2 R3 R4
U0
第五章 模拟信号调理与转换
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Uy
Uab
U ad
R1 R1 R2
U0
R4 R3 R4
U0
R1R3 R2 R4
R1 R2 R3 R4
U
0
2. 平衡条件 电桥平衡：直流电桥输出为零
则有 R1R3 R2 R4
* 直流电桥的工作原理:四个桥臂中一个或数个桥臂的电 阻值变化会引起电桥输出电压的变化，基于此可使输出 仅与被测量引起的阻值变化有关。
能够精确指出输出电压的电压表。
• 优点是频率响应性好。在检测设备的工作频率内，电桥的输
出应能跟随任何频率的电阻的变化。
第五章 模拟信号调理与转换
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3）电桥应用例：偏值法，和差特性的应用
（1）如图所示测量，灵敏度是多少？如何提高灵敏度？ （2）如果温度变化使得电阻值变化，会不会产生误差？如 何消除温度引起的误差？
R1 R2 R3 R4
电桥的和差特性：相邻相减，相对相加
第五章 模拟信号调理与转换
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电桥的和差特性：相邻相减，相对相加
• 相邻两桥臂电阻的变化所产生的输出电压为该两
桥臂各电阻值变化产生的输出电压之差；
• 相对两桥臂电阻的变化所产生的输出电压为该两
桥臂各电阻值变化产生的输出电压之和。
工程测试技术
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第五章 模拟信号调理与转换
信号由于存在噪声干扰、多种信号混合、跨
距传输等现象，因此需对信号进行调理和转换， 抑制干扰噪声、提高信噪比和方便后续的传输和 处理，才能满足测试系统的测量需求，包括：滤 波、调制、以及数/模与模/数转换。
第五章 模拟信号调理与转换
5.1 电桥
第五章 模拟信号调理与转换 4. 直流电桥有零值法和偏值法两种
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1）零值法
工作原理：电桥在平衡状态下，检流计输出为零，由于被测量 变化引起电阻R1变化引起电桥不平衡。 • R1: 由于被测物理量的变化而发生变化时 . • R2 :可变电阻，可调整变电阻使电桥再次平衡 . • G: 检流计
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* 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转化为 电压或电流输出的一种测量电路。
* 分类：
按激励电压的性质分为直流电桥和交流电桥
按工作方式分为偏值法(不平衡桥式)和零值法(平衡 桥式)。
第五章 模拟信号调理与转换
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5.1.1直流电桥
b
R1
R2
1. 电路形式
第五章 模拟信号调理与转换
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零值法的优缺点
零值法多用于测量静态物理量
优点:
不需要知道输入电压，不影响测量的准确性;
检流计只要求检测是否有电流流过，而无需测 量它的 大小
缺点:
因为检流计的分辨率是有限的，不 能确定电流是否精确为零，引入检 流计的分辨误差。
第五章 模拟信号调理与转换
第五章 模拟信号调理与转换
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半桥双臂
第五章 模拟信号调理与转换
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5.1.2 交流电桥
1.交流电桥的平衡
交流电桥采用交流激励电压。电桥的四个臂可为电感、电
容或电阻。 交流电桥平衡条件
Z1
Z2
Z1Z3 Z2Z4
Uy
把各阻抗用指数式表示
Z4
Z3
Z1 Z 01e j1 Z 2 Z 02e j2