测试与传感技术沈艳第1、2章课后习题

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解：（1）求解串联系统的灵敏度。 （2）求压力值。
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8．把灵敏度为 的压电式力传感器与一台灵敏度调 到 的电荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵 敏度调到 ，电荷放大器的灵敏度应作如何调整？
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解：由
s
y x
s y x y x 常数
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例：示值范围为0～150V的电压表，当其示值为100.0V时， 用更高一级电压表测量结果为100.4V，则该电压表：
绝对误差＝ 100.4－ 100 0.4V
相对误差＝ 0.4V 100％ 0.4% 100V
引用误差＝
0.4V 100％ 0.27% 150V
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6.说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。 （1）线性系统的频率保持性，在测试工作中具有非常重要 的作用。因为在实际测试中，测试得到的信号常常会受到 其他信号或噪声的干扰，这时依据频率保持特性可以认定 测得信号中只有与输入信号相同的频率成分才是真正由输 入引起的输出。 （2）同样，在故障诊断中，根据测试信号的主要频率成分， 在排除干扰的基础上，依据频率保持特性推出输入信号也 应包含该频率成分，通过寻找产生该频率成分的原因，就 可以诊断出故障的原因。
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3.非线性度： 是指测量系统的实际输入输出特性曲线对于参考线性输入 输出特性的接近或偏离程度，用实际输入－输出特性曲线 对参考线性输入－输出特性曲线的最大偏差量与满量程的 百分比来表示。
L ΔLmax YFS 100%
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5.回程误差： 表征测量系统在全量程范围内，输入量由小到大(正行程)和 由大到小(反行程)两者静态特性不一致的程度。显然, δH 越小,迟滞性能越好。 同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间差值的 最大值与全程输出范围的比值。
复习与习题讲解
第一章 绪论
1.举例说明什么是测试。 例如：全自动洗衣机中对洗衣参数的检测及处理，使洗衣 机达到最佳洗衣状态；对发动机的性能测试，汽轮机、发 电机、压缩机等的动态监测等等。 2.测试技术的发展动态是什么？ 测试技术的发展动态：在不断提高灵敏度、精度和可靠性 的基础上，向小型化、非接触化、多功能化、智能化和网 络化方向发展。
8.死区：
表示当测试系统的输入发生变化时，其输出尚未建立的现 象。
9.分辨率
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9.分辨率： 分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量， 表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。
分辨率：是分辨力与整个测量范围的百分比。表明测试装 置的相对分辨能力
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5.试说明理想不失真测试系统的要求是：（常数）， 答案：当（常数）=k， f 2ft0 时， y(t ) kx(t t0 ) 此 式表明这个装置输出的的波形和输入精确地一致，只是幅 值放大了k倍，在时间上延迟了t0而已，即满足不失真测量。
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=12
1
1 (2 50 5.2310-4 ) 2
=0.0132
相位滞后 φ=arctan(-ωτ)=arctan(-2πfτ)= -9º19'50″
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7．在使用灵敏度为80nC/MPa的压电式力传感器进行压力 测量时，首先将他与增益为 5mV/nC的电荷放大器相连， 电荷放大器接到灵敏度为25mm/V的笔试记录仪上，试求该 压力测试系统的灵敏度。当记录仪的输出变化30mm时，压 力变化为多少？
H max H 100% yFS
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6.重复性： 重复性表示输入量按同一方向变化时，在全量程范围内重 复进行测量时所得到各特性曲线的重复程度。一般采用输 出最大不重复误差Δ与满量程输出值A的百分比来表示重复 性， 即
100 % A
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8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.漂移： 是指测试系统在输入不变的条件下，输出随时间而变化的 趋势。 通常用零点漂移、灵敏度漂移
1) f=100Hz，|δ|=|1-A(ω)|< 5%=0.05
所以 11 1 ( ) 2
<0.05，ω=2πf=200π
解得 τ<5.23×10-4
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2）当f=50Hz，τ=5.23×10-4时 振幅误差 δ=1-A(ω)=11 1 (2f )
得
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请在此添加公司的署名信息
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（2）T1=2s时f1 =0.5， 幅值误差 δ1=1-A(ω)=1-=0.3763 （3）T2=5s时f2 =0.2， 幅值误差 δ2=1-A(ω)=1-=0.283
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4.用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的 测量误差小于5%，求仪器的时间常数τ的取值范围。若用 该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是 多少？ 解：
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简答题： 1.希望测试系统为线性系统的原因： 一、目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；二、 动态测量中的非线性校正较困难，对许多实际的测试系统 而言不可能在很大的工作范围内全部保持线性，只能在一 定的工作范围和允许误差范围内当作线性系统来处理。
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2.频率响应的物理意义是什么？它是如何获得的，为什么 说它反映了测试系统的性能？ 物理意义：在不同参数下系统（或元件）传递信号的能力。 确定频率响应的方法通常有两种：①分析法 基于物理机 理的理论计算方法，只适用于系统结构组成易于确定的情 况。②实验法 采用仪表直接量测的方法，可用于系统结 构难以确定的情况。当系统的结构参数给定，频率特性随ω 变换的规律也随之确定，所以说它反映了测试系统的性能。
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计算题 3.用时间常数为0.5的一阶装置进行测试，若被测参数按正 弦规律变化，要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测 参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s和 5s，问幅值误差是多少？
解：（1）τ=0.5，|δ|<0.02
|δ|=|1-A(ω)|，A(ω)=，ω=2πf 所以，1-<0.02 解得f<0.0455
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第一章 绪论
3.分析计算机技术的发展对测试技术发展的作用。 计算机技术的发展对测试技术发展的作用：随着计算机技 术的不断发展和技术进步，在对信号的采集、处理的软硬 件方面的提高会极大促进测试技术的发展；另外，计算机 技术的网络通信技术的发展也会使测试技术向着网络化、 分布性和互操作性方向取得新的进展。 4.分析说明信号检测与信号处理的相互关系。 信号检测是对原始信号的传感、测量与数据采集或者对所 接收到的含干扰噪声的信号进行提取的过程；信号处理就 是要把记录在某种媒体上的信号也就是应用信号检测技术 得到的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程。信号 检测为信号处理提供原始数据，信号处理的结果也会检验 信号检测的准确性。两者相辅相成，在测试技术中缺一不 可
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第二章 测试系统的基本特性
一、名词解释 1.误差的分类: 根据其表示方法可分为:绝对误差、相对误差和引用误差； 根据其特点、性质和产生原因可分为:系统误差、 随机误 差和过失误差。 2.灵敏度S： 是仪器在静态条件下响应量的变化△y和与之相对应的输入 量变化△x的比值。