机械工程测试技术整理版
机械工程测试技术经典简答题最全汇总
机械工程测试技术经典简答题最全汇总-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII目录一、绪论 ......................................................... 错误!未定义书签。
1、什么是测试有哪两种类型 ................................... 错误!未定义书签。
2、基本的测试系统由哪几部分组成 ............................. 错误!未定义书签。
3、测试技术有哪些应用 ....................................... 错误!未定义书签。
4、测试技术的重要性 ......................................... 错误!未定义书签。
5、测试技术的发展趋势 ....................................... 错误!未定义书签。
6、什么是信息、信号、噪声 ................................... 错误!未定义书签。
7、测试工作的实质（目的 任务） .............................. 错误!未定义书签。
8、测量按测量值获得的方法进行分类有哪些 ..................... 错误!未定义书签。
二、信号及其描述 ................................................. 错误!未定义书签。
1、周期信号频谱的特点： ..................................... 错误!未定义书签。
2、傅里叶变换的性质： ....................................... 错误!未定义书签。
3、非周期信号频谱的特点： ................................... 错误!未定义书签。
机械工程测试技术总结
虚拟测试与仿真测试技术的研究与应用
虚拟测试技术：利用计算机模拟实际机械系统，进行性能测试和优化设计 仿真测试技术：通过建立数学模型和仿真环境，预测机械系统的性能和行 为 应用领域：汽车、航空航天、能源等领域
发展趋势：提高测试精度、降低测试成本、实现智能化测试
测试技术的标准化与可靠性研究
标准化：制定统 一的测试技术标 准和规范，确保 测试结果的准确 性和可比性。
作用：传感器是 机械工程测试系 统中的重要组成 部分，用于采集 各种物理量、化 学量等数据，并 将其转换为可处 理和传输的电信 号
类型：根据不同 原理和应用领域， 传感器可分为多 种类型，如电阻 式、电容式、电 感式、压电式等
工作原理：传感 器的工作原理基 于各种物理效应 和化学反应，通 过感知和检测物 理量或化学量， 将其转换为可处 理的电信号
04 常用机械工程测试技术
应变测试技术
定义：通过测量物体受力变形产生的应变来推断出其应力和应变状态的一 种技术。
应用领域：广泛应用于航空航天、汽车、建筑、化工等领域。
测试方法：采用电阻应变片或光纤应变片进行测量，通过测量应变值来计 算出物体的应力状态。
优点：具有高精度、高灵敏度、可靠性高等优点，能够实现实时监测和自 动化测试。
可靠性研究：对 测试技术的可靠 性和稳定性进行 深入研究，提高 测试结果的准确 性和可靠性。
发展趋势：随着 技术的不断进步， 测试技术的标准 化和可靠性研究 将更术的标准化和可 靠性研究，提高 测试技术的水平 和应用范围。
07 实际应用案例分析
航空发动机性能测试
报告格式：报告应采用规范化的格式，包括标题、摘要、目录、正文和 附录等部分，以便于阅读和存档。
06
机械工程测试技术的发 展趋势与展望
机械工程测试技术
• 能够用二阶微分方程表示的系 统称为二阶系统
传递函数：
相应的频率响应函数、幅频特性和相频特性为
当 n时，（ ）=-90。 ，与阻尼比无关
典型的二阶系统：质量、弹簧、阻尼系统
• 二级系统的单位阶跃响应
y(t ) 1
1 e
nt
2 ζ>1时不振荡 1.8 1.6 2. 阻尼比ζ的取值，决定了阶跃响应趋 1.4 于稳态的快慢， ζ过大或者过小，趋于 1.2 稳态的时间都会过长。为了提高响应速 1 0.8 度， ζ通常选择0.6-0.8之间 0.6 0.4 3. 在ζ一定的条件， ωn越大响应速度越快 0.2 0
/ n 3 5 A( ) 1 x ( )
幅值不失真的条件是传感器惯性系统的固有频率远低于被测物体振动 的下限频率，此时即传感器输出信号的相位滞后约为π 选择适当的阻尼比， 抑制w/wn=1处的共振峰， 使幅频特性平坦部分扩 展，从而扩大传感器可测的下限频率。 降低传感器惯性系统的固有频率， 扩展传感器可测量振动的下限频率 上限频率理论上是无限的，但实际上仪器结构和元件的限制，不能太 高，而下限频率受刚度、质量的限制也不能太低，因此测量频率范围是 有限的。
/ n
1 3 1
2 n
A( ) A(0)
1 常数， 称为灵敏度
x0 1/ n 2 A( ) 2 y0 [1 ( / )2 ]2 (2 / n )2
n
8-5 为了扩展被测频率的下限，应尽量降低惯性式速度传感器 的固有频率，即加大惯性质量、减小弹簧的轴向刚度。因此， 装在芯杆的线圈和阻尼环共同组成了惯性系统的质量元件；弹 簧片径向刚度很大，轴向刚度很小，使惯性系统既可以得到可 靠的径向支承，又能保证有很低的轴向固有频率；铜制阻尼环 一方面可增加惯性系统质量，降低固有频率， 另一方面又利用 闭合铜环在磁场中运动产生的磁阻尼力使振动系统具有合理的 阻尼。
机械工程测试技术
名词解释1.测量：以确定被测物属性量值为目的的全部操作；测试则是具有实验性质的测量，或者可理解为测量和实验的结合。
2.测试：是具有试验性质的测量，或者可理解为测量和试验的结合。
3.测试技术：是指测试过程中所涉及的测试理论、测试方法、测试设备等。
4.测试方法：是指在实施测试中所涉及的理论运算方法和实际操作方法。
5.直接测量法：指被测量直接与测量单位进行比较，或者用预先标定好的测量仪器或测试设备进行测量，而不需要对所获取数值进行运算的测量方法。
6.间接测量法：指被测量的数值不能直接由测试设备来获取，而是通过所测量到的数值同被测量间的某种函数关系运算而获得的被测值的测量方法。
7.静态测量：被测值被认为恒定不随时间变化的测量称为静态测量。
8.测量系统的静态特性：是指被测量不随时间变化或随时间变化很缓慢是测量系统的输入、输出及其关系的特性或技术指标。
9.动态测量：被测量值随时间变化的这种测量称为动态测量。
10.测量系统的动态特性：是指测量系统的输出对于快速变化的输入信号的动态响应特性。
11.系统的动态测量误差：测量系统低于动态量的测量过程中，若测量系统的动态响应特性不够理想，则输出信号的波形与输入信号的波形相比就会产生畸变，这种畸变造成的测量误差称为测量系统的动态测量误差。
12.确定性信号：能够用明确的数学关系式描述的信号，或者可以用实验的方法以足够的精度重复产生的信号。
13.非确定性信号：又称随机信号。
如果描述随机信号的各种统计特征（如平均值、均方根值、概率密度函数等）不随时间推移而变化，这种信号成为平稳随机信号；反之，如果在不同采样时间内测得的统计参数不能看作常数，则这种信号就称为非平稳随机信号。
14.传感器：是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
15.参数式传感器：将输入的工程参数变化转变为电参数变化的传感器。
机械工程测试技术重点总结
1交流电桥与直流电桥的主要区别在哪些方面？（1）桥臂源一个用交流，一个用直流（2）直流电桥用来测量电阻，直流电压，直流电流交流电桥可测量电阻，电容，电感，交流电压，交流电流，还可以测量材料的介电常数,电容器的介质损耗,线圈间的互感系数和耗合系数,磁性材料的磁导率和液体的电导率。
2什么是幅频特性曲线，他是谁对谁的函数？在放大器中,放大倍数随频率变化的关系为Au(jω)=V0Vi=V0Viejφ=Au(ω)ejφ(ω)式中Au(ω)表示电压放大倍数的大小和频率之间的关系,称为幅频特性放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性。
x轴是频率f，y轴是信号频率响应的幅度|S(f)|3.周期信号与非周期信号的频谱图有什么差别？周期信号的频谱是离散谱，最低的那条表示基波；非周期信号的频谱是连续谱。
离散，谐波，收敛周期信号频谱的物理含义是什么?周期信号的频谱反映了信号中各个频谱分量的相对大小周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点?他们的物理意义有和不同周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的，两者的数学推导方法不同，物理意义自然不同，周期信号表示成傅里叶级数形式，对应的频率分量的系数就是该频率分量的具体幅值，非周期信号借鉴了傅里叶级数的推导方式，将周期推广到了无穷大，得到了傅里叶变换，傅里叶变换得到的是频谱密度函数，每个频率点对应的数值并不是信号在该频率上分量的实际幅值，必须要除以信号的周期（即无穷大）才是实际幅值，所以可以说非周期信号在任意频率分量上的幅值都是零4.传递函数和频率响应函数的区别？传递函数是系统的物理参数，也就是它受硬件决定，不会随着输入变化而变化，是分析系统的一个数学公式，而频率响应函数是输出函数，也就是说系统的传递函数乘上输入的信号，而得到的频率响应函数（当然是在频域中分析）。
传递函数H(s)与频率响应函数的关系:在系统传递函数H(s)已经知道的情况下，令H(s)中s 的实部为零，即s=jω便可以求得频率响应函数H(ω) 。
机械工程测试技术课件整理版
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汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 机 械 工 程 测 试 系 统
组成
05 机 械 工 程 测 试 技 术 实例分析
02 机 械 工 程 测 试 技 术 概述
04 机 械 工 程 测 试 技 术 原理
06 机 械 工 程 测 试 技 术 发展趋势与展望
压力测试原理
压力测试的定义：通过施加压力来 检测机械设备的性能和稳定性
压力测试的方法：包括静态压力测 试和动态压力测试
添加标题
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压力测试的目的：确保机械设备在 正常工作条件下能够承受压力避免 故障和损坏
压力域
流量测试原理
传感器是机械工程测试系统 的重要组成部分
传感器的种类繁多包括温度 传感器、压力传感器、流量
传感器等
传感器的性能直接影响测试 系统的精度和稳定性
信号处理装置
功能：对采集到的信号进行处理和分析 组成：包括信号放大器、滤波器、/D转换器等 工作原理：将模拟信号转换为数字信号并进行滤波、放大等处理 应用：广泛应用于各种机械工程测试系统中如振动测试、噪声测试等
新型传感器技术发展与应用
传感器技术发展 趋势：智能化、 微型化、集成化
新型传感器技术 应用领域：汽车 电子、医疗电子、 工业自动化等
新型传感器技术 特点：高精度、 高灵敏度、高可 靠性
新型传感器技术发 展趋势：无线传感 器网络、物联网、 大数据分析等
虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用与展望
虚拟仪器技术：利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能 应用领域：机械工程测试、控制系统设计、数据分析等 发展趋势：智能化、网络化、集成化 展望：未来将更加广泛应用于机械工程测试提高测试效率和准确性
《机械工程测试技术基础》知识点总结
《机械工程测试技术基础》知识点总结1. 测试是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。
测试工作的目的是为了最大限度地不失真获取关于被测对象的有用信息。
分为：静态测试，被测量（参数）不随时间变化或随时间缓慢变化。
动态测试，被测量（参数）随时间（快速）变化。
2. 基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显示记录装置三部分组成。
传感器：感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式，通常为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电感、电容）。
信号调理装置：对传感器的输出做进一步处理（转换、放大、调制与解调、滤波、非线性校正等），以便于显示、记录、分析与处理等。
显示记录装置对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进行显示、记录、存储，某些显示记录装置还可对信号进行分析、处理、数据通讯等。
3. 测试技术的主要应用：1. 产品的质量检测2.作为闭环测控系统的核心3. 过程与设备的工况监测4. 工程实验分析。
4. 测试技术是信息技术的重要组成部分，它所研究的内容是信息的提取与处理的理论、方法和技术。
现代科学技术的三大支柱：能源技术材料技术信息技术。
信息技术的三个方面：计算机技术、传感技术、通信技术。
5. 测试技术的发展趋势：(1) 1. 传感技术的迅速发展智能化、可移动化、微型化、集成化、多样化。
（2）测试电路设计与制造技术的改进（3）计算机辅助测试技术应用的普及（4）极端条件下测试技术的研究。
6. 信息：既不是物质也不具有能量，存在于某种形式的载体上。
事物运动状态和运动方式的反映。
信号：通常是物理、可测的（如电信号、光信号等），通过对信号进行测试、分析，可从信号中提取出有用的信息。
信息的载体。
噪声：由测试装置本身内部产生的无用部分称为噪声，信号中除有用信息之外的部分。
（1）信息和干扰是相对的。
（2）同一信号可以反映不同的信息，同一信息可以通过不同的信号来承载。
7.测试工作的实质（目的任务）：通过传感器获取与被测参量相对应的测试信号，利用信号调理装置以及计算机分析处理技术，最大限度地排除信号中的各种干扰、噪声，最终不失真地获得关于被测对象的有关信息。
(完整版)-机械工程测试技术_课后习题及答案(全)
机械工程测试技术基础习题解答教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。
绪 论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
解答：教材P4~5，二、法定计量单位。
0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义； 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。
3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。
0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。
①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm 2 解答： ①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±③0.026/5.482 4.743±≈‰ 0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答： (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。
(2)要点：见教材P11。
0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？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？ 解答： (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而 引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
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绪论
• 了解测试的基本概念 • 理解测试的基本内容与任务 • 掌握信号和信息的关系 • 理解测试系统的组成及各环节功能 • 了解测试信息处理技术的发展方向
第一节 测试技术概况
1 测试的基本概念
• 测量： 是指确定被测对象属性量值为目的 的全部操作。
• 试验： 对未知事物探索性的认识过程 • 测试： 是具有试验性质的测量，或者可以
第一节 信号的分类与描述
一 信号的分类 1 确定性信号和非确定性信号 （随机信号） 确定性信号 能用明确的数学关系式或图象表
达的信号称为确定性信号。
非确定性信号(随机信号)是无法用明确的数学 关系式表达的信号。
分类图
• 周期信号是按一定时间间隔周而复始出现，无始
2 视觉测试技术
视觉测试技术是建立在计算机视觉研究 基础上的一门新兴测试技术。与计算机视 觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容 不同，视觉测试技术重点研究物体的几何 尺寸及物体的位置测量，如三维面形的快 速测量、大型工件同轴度测量、共面性测 量等。它可以广泛应用于在线测量、逆向 工程等主动、实时测量过程。
X(ω)
系统
h(t) H(s) H(ω)
y(t)
Y(s) Y(ω)
输出 (响应)
信息 信号
• 信息的定义：事物运动的状态和方式 • 信息的基本性质 1．可识别 通过各种探测与检测手段识别 2．可以转换 可从一种形态转换成另一种形态
如：语言、文字、图象、图表，电信号，电压电流 3．可以存贮
如：计算机，内外存贮器，磁盘，光盘，录音带 4．可以传输
c）准确度
不确定度 ：意味着对测量结果可信性、有效 性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测 量结果的质量的一个参数。
测量不确定度就是说明被测量之值分散性 的参数，它不说明测量结果是否接近真值。
测量不确定度用标准〔偏〕差表示，这时称其 为标准不确定度。
第一章 信号及其描述
• 了解信号的分类 • 掌握对周期性信号及非周期信号的描述 • 了解随机信号
3 两个极端发展
• 两个极端就是指相对于现在测量尺寸的大尺寸和小尺寸。 通常尺寸的测量已被广为注意，也开发了多种多样的测试 方法。近年来，由于国民经济的快速发展和迫切需要，使 得很多方面的生产和工程中测试的要求超过了我们所能测 试的范围，如飞机外形的测量、大型机械关键部件测量、 高层建筑电梯导轨的准直测量、油罐车的现场校准等都要 求能进行大尺寸测量；微电子技术、生物技术的快速发展， 探索物质微观世界的需求，测量精度的不断提高，又要求 进行微米、纳米测试。纳米测量也多种多样，有光干涉测 量仪、量子干涉仪、电容测微仪、X射线干涉仪、频率跟 踪式法珀标准量具、扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道显 微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、分子测量机 M3(molecular measuring machine)等。
2.准确度：表示示值均值的准确程度，表现为均值与真 值的相差程度，反映了系统误差的大小和程度。准确度愈低 则系统误差愈大。
3.精确度（精度）：表示精密度和准确度的综合程度。 反映了随机误差和系统误差合成的大小和程度。
..........
a）精密度
........ ......
b）正确度
...பைடு நூலகம்...........
• 信号处理：接受来自条理的信号，并进行各种运算、 滤波、分析，将结果输至显示记录或控制系统。
• 信号显示、记录：以观察者易于识别的形式来显示 测量的结果，或将结果进行存储，供必要时使用。
工程测试问题总是处理输入量x(t)、 装置（系统）的传输特性h(t)和输 出量y(t)三者之间的关系。如图：
x(t) 输入 (激励) X(s)
4．测量人员引起的误差
三、测量误差的分类
系统误差 测量系统本身所有的误差 随机误差 不可预知变化的误差 粗大误差 由读数，操作，记录，计算机失
误引起，或设备突然故障，粗大误处理方 法易除。
精度、精密度、及准确度
1.精密度：表示示值的分散程度，表现为示值在平均值 左右波动，反应了随机误差的大小和程度，精密度高则随机 误差小。
测量误差=测量值 - 真值
二、测量误差产生的原因
1．测量方法引起的误差 基准误差（基准不统一）方法误差，物理量转换 为电量转换误差，安装操作误差。
2．设备引起的误差 测量器件的误差，如标准法码，量规，刻度尺， 电器电阻误差等。 如设计误差，零件误差，安装误差，系统老化等
3．环境条件引起的误差 如：温度、湿度、气压、光照、电磁场，振动等。
3、 测试系统的组成
• 测试系统是指由相关的器件、仪器和测试 装置有机组合而成的具有获取某种信息之 功能的整体。
测试系统框图
• 传感器：直接用于被测量，并能按一定规律将被测 量转换成同种或别种量值输出。这种输出通常是电 信号。
• 信号调理：把来自传感器的信号转换成更适合于传 输和处理的形式。如幅值放大、阻抗的变化转换成 电压的变化、或阻抗的变化转换成频率的变化。
理解为测量和试验的综合。
2、 测试技术的内容和任务
• 测试技术研究的主要内容为：被测量的测 量原理、测量方法、 测量系统以及数据处 理 四个方面。
• 测试技术的基本任务 （1）设计时为产品质量和性能提供评价 （2）设备改造时为提高质量和产量提供依据 （3）振动和噪声测量 （4）故障诊断 （5）设备监控、质量控制
如：电视，电话，手机
信号：传输信息的载体 信息蕴含于信号之中
4 测试技术的发展动向
• 1）测量方式的多样化 • 2）视觉测试技术 • 3)尺寸继续向两个极端发展
智能化 集成化
1.测量方式多样化
1.测量方式多样化
包括： （1）动态测量
（2）虚拟仪器 （3）便携式测量仪器 （4）组合式测量方 （5）多传感器融合技术在制造过程中的 应用
课程的学习要求
掌握信号的分类及其在时域和频域内的描述方法， 建立明确的信号频谱的概念。 掌握测试装置的静、动态特性。
掌握常用传感器的工作原理、基本特性、使用 范围和传感器的选用原则。
了解机电工程中常见参量的测试方法。
第二节 测量的基础知识
一、测量误差的基本概念 1．真值：客观存在的量值。
测量的目的得到真值 2．测量误差：