工程测试技术基础
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一、引言机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分，它主要涉及到对机械产品进行各种测试和评估的技术方法和手段。
本文将从以下几个方面对机械工程测试技术的基础知识点进行总结。
二、测试目的与方法1. 测试目的：机械工程测试的目的是为了评估机械产品的性能、可靠性和安全性，以确保其符合设计要求和使用需求。
2. 测试方法：机械工程测试可以采用静态测试、动态测试、功能测试、环境测试等多种方法。
其中静态测试主要用于评估机械产品的结构强度和刚度，动态测试用于评估机械产品的振动、噪声和动力性能，功能测试用于评估机械产品的功能是否正常，环境测试用于评估机械产品在不同环境条件下的性能。
三、测试设备与工具1. 测试设备：机械工程测试需要使用各种测试设备，如力传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器等。
这些设备用于测量机械产品在测试过程中产生的各种物理量。
2. 测试工具：机械工程测试还需要使用各种测试工具，如测量仪器、测试仪器、数据采集仪等。
这些工具用于对测试设备进行校准、数据采集和分析。
四、测试流程与方法1. 测试准备：机械工程测试前需要进行测试准备工作，包括制定测试计划、选择测试方法和设备、清洁测试环境等。
2. 测试执行：根据测试计划，进行具体的测试操作，包括设置测试参数、采集测试数据、记录测试结果等。
3. 测试分析：对测试数据进行分析和处理，评估机械产品的性能指标是否符合要求，找出可能存在的问题和改进方向。
4. 测试报告：根据测试结果，编制测试报告，包括测试目的、测试方法、测试数据、测试结论等内容，供相关人员参考和决策。
五、常见测试指标与评估方法1. 结构强度：通过静态测试和有限元分析等方法，评估机械产品的结构是否能承受设计载荷，并满足安全要求。
2. 动力性能：通过动态测试和数学模型仿真等方法，评估机械产品的加速度、速度、位移等动力性能指标是否符合设计要求。
3. 噪声与振动：通过振动测试和噪声测试等方法，评估机械产品在运行过程中产生的噪声和振动是否超过限制值，是否对人体健康造成影响。
工程测试技术基础复习题
工程测试技术基础复习题选择题：1、以下哪项不属于常用的弹性元件（D）A、弹簧管B、薄膜式弹性元件C、波纹管C、悬臂梁2、滤波器对不同频率的信号有不同的作用，下列说法错误的是（A）A、在通带使信号受到很大的衰减而不通过。
B、在通带与阻带之间的一段过滤带使信号受到不同程度的衰减。
C、在阻带使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。
D、在通带使信号受到很小的衰减而通过。
3、以下哪项指标不属于滤波器的特征频率（D）A、通带截止频率B、阻带截止频率C、转折频率D、载波频率4、关于传感器，下列说法不正确的是（B）A、传感器一般由敏感元件、转换元件以及其他辅助元件构成。
B、电容式传感器有变面积型和变极距型两种。
C、应变片式传感器是利用应变片电阻的应变效应制成的。
D、有些传感器中的敏感元件既是敏感元件又起转换元件的作用。
5、对测量控制电路的主要要求，一下说法不正确的是（C）A、测控电路应具有较高的精度。
B、测控电路应具有较好的动态性能。
C、测控电路只要能够保证“精、快、灵”就可以了。
D、测控电路应具有合适的输入与输出阻抗。
6、下列指标中，哪项不是滤波器的主要特性指标（C）A、特征频率B、群时延函数C、线性度D、阻尼系数与品质因数7、下列哪项不正确（B）A、有些半导体材料也可以制成电阻式应变片。
B、只有金属导体才能制成电阻式应变片。
C、当金属电阻丝受拉时，其长度和截面积都要发生变化，其阻值也发生变化D、当金属电阻丝受拉时，其电阻率要发生变化，阻值也要发生变化。
8、单臂电桥的灵敏度为（D ）A、UB、U/2C、U/3D、U/49、下面属于光生伏特效应的光电元件是（A ）Ａ、光敏晶体管Ｂ、光敏电阻Ｃ、光电管Ｄ、光电倍增器10、以下关于温度测量的说法中不正确的是（A）Ａ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于中低温度区测量，而热电阻用于高温度区测量。
Ｂ、热电偶、热电阻都是常用的测温方法，但热电偶用于高温度区测量，而热电阻用于中低温度区测量。
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。
机械工程测试技术基础试题及答案
1、什么是测试装置的静态特性？常用哪几个特性参数来描述？答：测试装置的静态特性就是指在静态测量情况下描述实际测试装置及理想定常线性系统的接近程度。
常用的特性参数有灵敏度、线性度和回程误差等。
2、实现不失真测试的条件是什么？分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。
答：测试装置实现不失真测试的条件是A（ω）=A0=常数φ（ω）=-t0ω为满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6~0.8，ω=0~0.58ωn.3、调制波有哪几种？分别说明其含义，并指出常用的有哪两种。
答：调制波有调幅波、调频波和调相波三种。
载波信号的幅值受调制信号控制时，输出的已调波称为调幅波；载波信号的频率受调制信号控制时，输出的已调波称为调频波；载波信号的相位受调制信号控制时，输出的已调波称为调相波；常用的调制波有调幅波和调频波两种。
4、选用传感器时应考虑到哪些原则？答： 选用传感器时应考虑到以下原则：（1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）可靠性（5）精确度 （6）测量方法 （7）稳定性及其他5、电器式传感器包括哪几种，各自的工作原理如何？ 答：包括电阻式、电感式、电容式三种。
电阻式传感器工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种装置；电感式传感器工作原理：把被测量如位移转换为电感量变化的一种装置；电容式传感器工作原理：把被测物理量转换为电容量变化的一种装置。
一、计算题1、求图中周期性三角波的傅里叶级数。
解：在x(t)的一个周期中可表示为x(t)={A +2A T 0t − T 02≤t ≤0 A −2A T 0t 0≤ t ≤T 02常值分量a 0=1T 0∫x (t )dt T 02−T 02 = 2T 0∫(A −2A T 0t )dt T020 = A 2 余弦分量的幅值a n =2T 0∫x (t )cosnω0tdt T 02−T 02 = 4T 0∫(A −2A T 0t )cosnω0tdt T020=4An2π2sin2nπ2= {4An2π2n=1,3,5,0n=2,4,6,正弦分量的幅值b n = 2T0∫x(t)sinnω0tdtT02−T02= 02、求传递函数为H（s）=51+0.001S的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应y(t)。
机械工程测试技术基础教学PPT
#2022
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测量的基础知识
基本量和导出量 基本量： 长度、质量、时间、温度、电流、发 光强度、物质的量 导出量：由基本量按一定函数关系来定义的
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测量的基础知识
3、基准与标准
基准：用来保存、复现计量单位的计量器具，是最高准确度的计量器具。 国家基准、副基准和工作基准 计量标准：用于检定工作计量器具的计量器具 工作计量器具是指用于现场测量而不用检定工作的计量器具。
物质所固有，客观存在或运动状态的特征 非物质，不具有能量，传输依靠物质和能量
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四、测试技术的内容
测试技术的内容 测量原理：实现测量所依据的物理、化 学、生物等现象及有关定律。 测量方法：分为直接或间接测量、接触 或非接触测量、破坏或非破坏测量 测量系统 数据处理
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测试过程：首先利用酒精（敏感元件）检测出被测对象温度变化并将其转换成自身体积的变化（热胀冷缩），然后经过等截面的中空玻璃管（中间变换器）再转换成高度的变化（分析处理），最后由外面的刻度线显示出测试结果（显示、记录）并提供给观察者或输入后续的控制系统。
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教材、参考书与课时安排 教材 机械工程测试技术基础(第3版) 熊诗波 黄长艺编著 机械工业出版社 测试技术与信号处理 郭迎福，焦锋，李曼主编 中国矿业大学出版社 课时安排 授课 ：36学时 实验 ：4学时
教材、参考书与课时安排
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教学目的和要求 测试技术是工科院校机械类各专业本科生一门重要的技术基础课，内容包括传感器、测量电路、测试系统的特性，信号分析与数据处理 。 通过本课程的学习： 掌握传感器的原理、特点及应用，常用测试系统和测量电路以及信号分析的基本原理和分析方法。为后续课程打好基础。
领域：工业、农业、航天、军事等
机械工程测试技术基础
全性测试等。
测试技术的应用： 广泛应用于汽车、 航空、航天、机 械制造等领域。
古代：手工测量经验判断 近代：仪器测量数据记录 现代：计算机辅助测试自动化测试 未来：智能化测试远程测试大数据分析
传感器：用于采集 被测对象的物理量
数据采集系统：用 于将传感器采集到 的信号转换为数字 信号
温度传感器：通过热敏电阻或热电 偶等元件测量温度变化广泛应用于 工业、医疗等领域。
流量传感器：通过电磁感应或超声 波等原理测量流体流量广泛应用于 供水、供气等领域。
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压力传感器：通过压敏电阻或压电 晶体等元件测量压力变化广泛应用 于液压、气动等领域。
加速度传感器：通过压电晶体或电容 式等元件测量加速度变化广泛应用于 汽车安全、航空航天等领域。
数据处理系统：用 于对采集到的数据 进行处理和分析
显示系统：用于显 示测试结果和图表
信号及其描述
信号的定义：信号是信息的载体是物理量随时 间变化的过程
信号的分类：根据信号的性质和特点可以分为 连续信号和离散信号
连续信号：信号的取值是连续的如正弦波、三 角波等
离散信号：信号的取值是离散的如数字信号、 脉冲信号等
实时化：测试技 术将更加实时化 能够实时监测和 预警设备状态
绿色化：测试技 术将更加绿色化 减少对环境的影 响提高能源利用 效率
智能化：测试技术将更加智能化能够自动识别和诊断机械故障 集成化：测试技术与其他技术如物联网、大数据等更加紧密地集成提高测试效率和准确性 实时化：测试技术将更加实时化能够实时监测和预警机械设备的运行状态 绿色化：测试技术将更加注重环保和节能降低机械设备的能耗和污染排放
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 ）。
机械工程测试技术基础ppt(共70张PPT)
瞬时功率对时间的积分即为能量。
定义：当x〔t〕满足x2(关t)d系t式
那么称信号x〔t〕为有限能量信号 ，简称能量信号 。
矩形脉冲、衰减指数信号等均属这类信号。
• 功率信号：
• 假设信号在区间〔－∞，＋ ∞〕的能量是无限的
x2(t)dt
•
但它在有限区间〔t1,t2)的平均功率有限，即
1 t2 x2(t)dt
令
Cn
C n
C0
1 2
(an
1 2
(an
a0
jbn ) jbn )
n 1,2,3
那么
x (t) C 0 C n e j n 0 t C n ej n 0 t n 1 ,2 ,3
n 1
n 1
或
x(t)
Cejn 0t n
n0,1,2,(1-
n
15)
这就是傅里叶级数的复指数展开形式。
若 x(t) X (f )
则有
d n x (t) dt n
( j2 f )n X （ f )
( j2 t)n x (t)
d nX (f ) df n
t
1
x ( t ) dt X ( f )
j2 f
三、几种典型信号的频谱
1. 矩形窗函数的频谱
结论：
➢矩形窗函数在时域中有限区间取值，但频域中频谱在频率 轴上连续且无限延伸。 ➢实际工程测试总是时域中截取有限长度(窗宽范围)的信号，其本 质是被测信号与矩形窗函数在时域中相乘，因而所得到的频谱必 然是被测信号频谱与矩形窗函数频谱在频域中的卷积，所以实际 工程测试得到的频谱也将是在频率轴上连续且无限延伸。
★周期信号的频谱是离散的!
n
例题1－1，求图1－6中周期三角波的傅里叶级数。
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指纹传感器
湿度传感器
温度传感器
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测试技术应用与发展趋势
6、PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器 摄象头:CCD传感器 麦克风:电容传声器
2020/9/10
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测试技术应用情况与发展趋势
7、其它应用
航天
农业
交通
2020/9/10
医学
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8. 虚拟仪器 技术
美国国家仪器公司(全球最大的计算机虚拟仪器生产商)
绪论
测试技术的任务 测试技术应用与发展趋势 测试过程与测试系统的组成 测试工作涉及的内容 课程内容与目的
2020/9/10
1
绪论
测试技术 测试-仪器技术
当今世界的关键和普遍应用的技术，是人 类获取知识和信息的主要工具之一，是科 技进步的主要支柱之一。
2020/9/10
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测试技术的任务
测试的基本任务：借助专门的仪器和设备，获得研究 对象有关信息的客观、准确的描述，使人们对其有一 个恰当的、全面的认识，并达到进一步改造和控制研 究对象的目的。 广义的角度：测试工作涉及试验设计、模型试验、传 感器、信号分析与处理、误差理论、控制工程、系统 辨识等内容。 狭义的角度：测试工作是指在选定被测对象激励方式 下，所进行的被测量（信号）的检测、变换、处理、 显示、记录及分析等工作。（本书从狭义的角度讨论）
1957. Laika. Sputnik 2
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Sputnik 1 was the first artificial satellite launched into space
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测试技术应用与发展趋势
苏联发射“月球”9号探测器，首次在月面软着陆成功(1966)， 三年后(1969)，美国“阿波罗”11号把宇航员N. A. Armstrong送 上月球。
Visu2a02l0S/9t/1u0dio的Measurement Studio等等
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测试技术应一古 老的学科注入了新的活力，现代电子技术、 尤其是信息技术的发展更是推动测量学科 迅猛发展。不断向智能化、高精度、多功 能、自动化、实时性方向发展。
测量技术是一门多学 科交叉的课程。
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二、测试系统的组成
将被测对象置于预定的状态下，并对被测对象的特征信 息进行获取，变换调理，分析处理，记录显示，最终获
得测试目的所需的信息。
记录
被测对象
传感器
电量
信号调理 或转换
信号处理 与分析
物理量
图1.1测试系统组成
电量/ 数字量
显示
被测对象的信息蕴含在物理量中，这些物理量就是被测 量，它们往往是一些非电量.
本课程主要介绍：测试信号分析和处理方法， 测量装置基本特性的评价方法，以及机械工程 等领域中常见物理量的传感器测量原理。
测 量 基 础 知 识
信 号 分 析 基 础
测 试 系 统 特 性
信 号 调 理
传 感 器 原 理
各 种 传 感 器 介 绍
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课后作业
了解机械工程中常见物理量测试仪器，例如数 控机床上采用的传感器； 了解虚拟仪器技术
信 号 调 理
传 感 器
础性
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工程测试中的三个实际问题
输入 x(t) X(s)
系统 h(t) H(s)
输出y(t) Y(s)
① 输入和输出能观测，推断系统的传递特性； ② 输入能观测，系统的传递特性已知，估计输出量； ③ 输出能观测，系统的传递特性已知，推断输入量。
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课程内容：
秦始皇在统一六国后，建立了统一的度量衡 制度 ；
今天，测量技术已渗透到人类活动的每个领 域。
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测试技术应用与发展趋势
1、汉代科学家张衡研制出自动测量地震的候风地动仪(132年）
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测试技术应用与发展趋势
2、世界第一颗人造地球卫星(Sputnik)由苏联发射成功(1957)
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广州中鸣数码的机器狗
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测试技术应用情况与发展趋势
4、汽车工业
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测试技术应用与发展趋势
5、家庭与办公自动化
在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用 了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。
全自动洗衣机中的传感器： 衣物重量传感器，水温传 感器，水质传感器，液位 传感器，电阻传感器(衣 物烘干检测)。
最后一个环节是根据测试目的的需要而对获得的测信号 进行显示、存储、分析及处理。
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三、测试工作涉及到的知识
工程师对物理量进行测试面临着三个任务：
（1）了解被测信号的特性；
（2）选择测试系统；
（3）评价和分析测试系 统的输出（信号）
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信测
号 分 析 基
试 系 统 特
/
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的
软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
行业标准的图形化编程软件——LabVIEW；其它交互式的测量 工具和系统管理软件工具：连接设计与测试的交互式软件 SignalExpress、基于ANSI-C语言的LabWindows/CVI、支持微软
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测试系统的组成 记 录
被测对象
传感器
电量
信号调理 或转换
信号处理 与分析
物理量 图1.1测试系统组成
电量/ 数字量
显示
传感器用于从被测对象获取有用的信息，直接感受被测量 的作用，并将其转换为适合于测量的变量或信号，一般是 将被测量的非电信号转换为电信号。
信号调理与转换是对从传感器所输出的信号作进一步的 加工和处理，包括对信号的放大、调制解调、滤波和转 换等。
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N.A. Armstrong
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3、工业自动化中的应用
在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作 用，是其重要组成部分。
机械手、机器人中的传感器
转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听 觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、 嗅觉传感器。
密歇根大学的机械手装配模型
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测试技术的任务
测试技术相关术语：
测量：是以确定被测对象的量值为目的
的全部操作。
测试：是指具有试验性质的测量。也可
理解为试验和测量的全过程。
测试技术包含了测量和试验两方面的含义， 是测量与试验的综合。
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一. 测试技术应用与发展趋势
测量技术的发展
公元前3000年，古埃及人建立了长度的统一 标准――埃尔(Ell) ；