现代测试技术

1.现代测试技术的作用：
1）.通过测量生产过程中的有关公艺参数，对生产过程的运行情况进行监视，使之保持在最佳的工作状态；或对生产设备在运转过程中的有关技术参数进行测量，并对测试结果进行分析，判断设备的工作状态。

2）将生产过程中的有关公艺参数的测量结果与要求的数值相比较，并根据偏差的大小范围要求进行反馈，以对工艺参数进行调整和控制，保证生产过程的要求。

3）根据对工艺过程参数哈设备性能参数测试结果的分析和评价，找出存在的问题，并提出改进工艺过程和设备性能的措施。

4）通过测试技术手段研究机械系统的响应特性和系统参数以及进行载荷识别，为机械系统的动态设计提供依据。

[①监视参数②检测和控制信号③获取结果④为设计提供依据]
2.测试系统的组成：传感器，测量电路，放大器，数据处理装置，显示与记录装置。

3.测试系统的特点：①测量精度高②反映速度快③数据传输方便④能够连续记录
4.测试结果显示三种方式：①模拟显示②数字显示③图像显示
5.测试技术的发展趋势：小型化、智能化、多功能化、无接触化、其特点为：1）测试仪器应用范围的扩大2）新型传感器的研究3）多功能测试仪器的开发4）测试系统的智能化。

6.信号和信息：对信息的表达形式称为信号，信号就是有关信息的载体。

7.信号的分类：根据信号的特点，①连续信号②
连续性信号分为①确定性信号②随机信号
8.通常把测试系统的输入信号称为激励，把输出信号称为响应。

9.理想的测试系统应该具有单值的确定的输入和输出关系。

10.描述测试系统静态特性的指标主要有灵敏度、非线性度和回程误差。

11.描述动态特性的有传递函数和频率响应函数还有脉冲响应函数。

12.幅频特性和相频特性统称为系统的频率特性。

13.传感器是把被测的物理量按一定的规律转换为相应的容易检测、传输以及处理的信息的装置。

14.传感器通常由①敏感元件②转换器件和其他的辅助器件等组成。

其中敏感元件是传感器的核心。

15.传感器的分类：按测量对象分为速度传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

按工作原理分为：电阻式、电感式、电容式、电压式、电光式、射线式等。

16.电阻传式感器：1）变阻器式传感器，结构简单，性能稳定，输出大，使用方便，价格便宜，但工作频率低，分辨率不高，噪声较大，常用于线位移，角位移的测量。

2）电阻应变式传感器（分为金属电阻应变片盒半导体应变片），具有体积小，动态相应好，测量精度高，使用方便等优点。

17.应变效应：在发生机械变形时其电阻值发生变化。

18.压阻效应：单晶体半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时。

其电阻率发生变化的现象。

19涡流式：一个线圈即可构成一个最简单的涡流式传感器，它是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进行变换的。

20.电容式传感器的分类：①极踞变化型②面积变化型③介质变化型。

21.极踞变化型（优点是可进行动态非接触式测量，对被测系统的影响小，灵敏度高，适用于较小的位移量，但这种传感器有非线性，容易受杂散电容的影响等缺点）面积变化型（优点是输出和输入呈线性关系，但与其极踞变化型相比，灵敏度较低，适用于较大位移及角位移测量）
22.电压式传感器不用于静态测量，只用于动态测量。

（有电荷漏）
23.电压效应：当受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且其内部产生极化，表面出现电荷，形成电场，当外力去掉时，它又恢复到原先的不带电的状态，由于外电场作用导致物质产生机械变形的现象称为逆压电效应。

24.温差电现象：将两种不同种类的金属导体或半导体两端紧密的联接到一起，组成一个闭合回路，若两端连接头的温度不同，则该回路中就会出现电动势，并形成电流，两端的温差越大，回路中的电动势就越大，成为温差电效应。

25.电阻效应：导体的电阻值随温度的变化而变化。

26.热释电效应：某些晶体在温度变化时，会发生电极化，均匀加热晶体，在其某些方向想会产生等量的电荷，冷却晶体时，电荷变化与加热时相反的现象。

27内光点效应：物质受到光照时，电阻值减小的现象。

外光电效应：光照射时，光的能量转变为物质内子的能量，是这些电子溢出外体的现象。

28.光伏特效应：光电池就是利用半导体材料的光伏特效应工作的，它直接将光能转换为电能，直接输出电动势。

29.光电转速计工作原理。

30.p75，p86（厚度的测量）
31.多普勒效应：当波源或观察者相对于介质运动时，观察者所接受到的波的频率不同于波源的频率的现象。

32霍尔效应：通过半导体放在均匀磁场中，在垂直于电场和磁场的方向上产生横向电场的现象。

33.噪声是人们不希望听到的声音。

34.听阈声压合痛阈声压：听阈声压是正常人能听到的最小声压20upa到20pa时。

痛阈声压能使人耳产生疼痛的感觉。

35.声强：是在声音的传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能。

36.噪声的测量仪器：声级计，（普通、精密、和脉冲精密声级计）
37.电桥的加减特性电桥的输出与相对臂电阻变化之和及相邻臂电阻变化之差成正比，与桥压成正比。

38.调制：是用一个低频信号对一个高频信号的某一参数进行控制。

解调：是对已调制波作适当的处理，使之恢复成原来的低频信号的过程。

39.调制的目的：提高测试系统选择信号、抗干扰的能力和尽可能减小各种干扰的影响。

调制的类型:载波若是高频正（余）弦波可分为幅值调制、频率调试和相位调制；载波若是用高频周期方脉冲波可分为脉幅调制、脉宽调制，和脉位调制。

40.滤波分为低通滤波器，高通滤波器，宽通滤波器和宽阻滤波器。

41.记录仪器的组成：记录头和记录介质。

42.采样保持：在A/D转换过程中应该保持输入信号不变，采样保持（S/H）可以取出输入信号某一瞬间的值在一定时间内保持不变。

43.虚拟仪器：软件就是仪器的虚拟仪器，核心是软件。

44.测试系统中无用的信号就是干扰。

45.干扰的类型：①装置的干扰（电磁干扰、信道干扰、电源干扰），②供电系统的干扰，
③信道通道的干扰（信道通道元器件噪声干扰，信道通道中信号的串扰，长线输送干扰和场干扰）。

46.干扰信号的基本输入方式：①电容耦合（干扰源是以电压的形式出现）②电感性耦合（干扰源以电流的形式出现）③公共阻抗耦合（干扰是在同一系统的电路和电路之间、设备和设备之间总存在着公共阻抗）④串膜干扰（是由外界条件引起的、在测试仪器输入端叠加于被
测电压上的干扰信号）⑤共膜干扰。

47常用的抗干扰技术：①正确接地，采用电源滤波器、浪涌吸波器、交流稳压器和直流稳压电源，②隔离和屏蔽③加去耦电容④正确配线和布线⑤软件滤波
48.误差的来源：装置的误差、环境的误差、方法误差和理论误差、操作误差。

49.误差的分类：系统误差、随机误差、过时误差。

50由于系统误差和随机误差的性质不同，对精度的影响表现在准确和精密度两个方面。

51.准确度-------反映系统误差对测量结果的影响程度，表示测得值和真实值的偏离程度。

精确度--------表示测得值分布的密集程度，反映随机误差对测量结果的影响程度。

52.通带：对于一个滤波器，能够通过它的频率范围。

阻带：对于一个滤波器所抑制或极大地震荡的范围频率。

截止频率：通带与阻带的交点。

传感器：把被测物理量按一定规律转换为相应容易检测传输及处理的信息装置。

（是获得信息的手段，主要用于检测控制领域）
传感器通常由：①敏感元件②转换器件其他辅助器件等组成。

要求：①灵敏度高线性度好②抗干扰能力强③特性的复现性好④滞后和偏移小⑤对被测对象的影响小。

半导体应变片最突出的特点：灵敏度高。

测量电路时将输出电信号进行传输、放大和转换等。

测量系统的基本特性可分为静态特性和动态特性。

静态特性：指被测信号为定值或变化十分缓慢时测试装置的输出与输入关系。

其中主要指标为：①灵敏度②非线性度③回程误差。

动态特性：指测试系统对随时间变化的输入量响应特性。

衡量传感器动态特性的重要指标是：①线性度②准确度③灵敏度④重复性。

传感器的选用：①灵敏度②响应特性③稳定性④精确度⑤测量方法。

电桥按其激励电源类型分为直流电桥和交流电桥。