2009-11测试技术第二章装置特性
机械工程测试技术课程
电阻、电容、 电阻、电容、与电感式传感器
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 . 金属电阻应变片式与半导体
工作原理
优点
缺点
金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于： 金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于： 前者利用导体形变引起的电阻的变化， 前者利用导体形变引起的电阻的变化，后者利用半 导体电阻率变化引起的电阻的变化。 导体电阻率变化引起的电阻的变化。
对n个环节串联组成的系统
H (s) = ∏ H i (s)
i =1
n
由n个环节并联组成的系统，有
H ( s) = ∑ H i ( s)
i =1
n
一阶、 一阶、二阶系统的特性
1、一阶系统 一阶系统
1 H(s) = τs +1
1
H ( jω ) =
A(ω ) =
1 1 + (τω )
2
jωτ +1
ϕ (ω ) = − arctan(τω )
一阶系统的特点 系统特性取决于时间常数τ。 越大 越大， 系统特性取决于时间常数 。 τ越大，系统惯 性越大，响应时间越长。 越小 响应越快， 越小， 性越大，响应时间越长。 τ越小，响应越快， 可测频率范围越宽。为保证不失真测量， 可测频率范围越宽。为保证不失真测量，最好 使信号的最高频率ωmax≤0.2ωc 。 使信号的最高频率
实现不失真测量的条件
ϕ (ω ) = −t0ω
A(ω ) = A0 = 常数
掌握第二章习题
第三章 常用传感器与敏感元件
传感器是将被测物理量按一事实上规律转 传感器是将被测物理量按一事实上规律转 换为与其对应的另一种物理量输出的装置 常用的是将非电量转换成电量
《测试技术》复习要点.docx
《机械测试技术》要点绪论测试技术的定义：测试技术在工程、技术开发及科学研究中的作用：测试工作的基本内容和基本步骤；测试系统的基本组成框图。
填空：lo测试技术是测量和试验技术的统称。
2.测试的基本任务是_______________ ,测试是和的综合。
3.信号处理可以用模拟宿号处理系统和来实现。
4.信号中包含被测对象的状态或特征的有用信息，它是人们认识客观事物内在规律、研究事物之间相互关系、预测未来发展的依据。
5.测量结果与被测真值之差称为测量误差。
选择题：力的量纲是LMT",在国际单位制中，它是»A.基本量B.导出量C.被测量D.质量简答题：一个计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节？每个环节的作用是什么？第一章信号及其描述1、信号分类的基本方法。
2、周期信号的时域定义与判断方法：典型周期信号（正、余弦信号、周期方波、三角波）傅立叶级数计算及其幅相频谱曲线：周期信号的频谱的基本特点（离散性、谐波性、收敛性）：周期信号的强度计算：峰值、平均值、有效值、平均功率。
3、典型非周期信号的傅立叶变换计算，建立连续频谱概念。
4、傅立叶变换的几个主要性质（奇偶虚实性、线性替加性、对称性、尺度变换特性、时移与频移特性、卷积特性）的定义、推导：并应用这些性质解决某些信号的频谱计算问题（例如正、余弦信号、脉冲函数、脉冲序列、矩形窗函数）。
填空：1.确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是_连续的。
2.周期信号戏。
的傅氏三角级数展开式中：表示余弦分量的幅值,如表示正弦分量的幅值，％表示直流分量。
[一.2]3.信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度（信号的平均功率）。
4.傅里.叶变换是建立信号时域描述和频域描述一一对应关系的数学基础。
5.余弦函数只有实频谱图,正弦函数只有虚频谱图。
6.正弦信号x（f） = x0sin（ot的均方根值___ o7.周期信号的频谱具有、、三个特点。
机械工程测试技术基础试题及复习资料
《机械工程测试技术基础》课后答案章节测试题第一章 信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。
3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。
4、 非周期信号包括 信号和 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。
6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。
（二）判断对错题（用√或×表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
（ ）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（ ）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
（ ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
（ ）5、 随机信号的频域描述为功率谱。
（ ）（三）简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。
2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。
3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。
4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t tt x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。
第二章 测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。
2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
机械工程测试技术课后习题答案
第一章习题1.测试技术的静态特性是什么?其用哪些性能指标来描述?它们一般用哪些公式表示?①测试技术的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时，测试技术的输入与输出之间的关系。
②衡量测试技术静态特性的主要指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
③线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
2.测试技术的动态特性是什么?其分析方法有哪几种①测试技术的动态特性是指测试技术的输出对随时间变化的输入量的响应特性，它反映了输出值真实再现变化着的输入量的能力。
②阶跃响应、频率响应3.测试技术数学模型的一般描述方法有哪些?传感器数学模型可分为静态和动态数学模型。
其中传感器静态数学模型一般多用多项式来描述，而动态数学模型通常采用微分方程和传递函数等来描述。
4.测试技术系统有哪些典型环节?写出不同环节的微分方程。
输入，输出方程、传递函数、频率响应和单位阶跃5.为什么说零阶测试技术的动态特性是最理想的?因为零阶没有滞后6.简述系统误差和随机误差出现的原因及特点。
系统误差：系统误差是由固定不变的或按确定规律变化的因素所造成的。
系统误差的特征是：在同一条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变；或当条件改变时，按一定规律变化。
系统误差在某些情况下对测量结果的影响还比较大，因此，研究系统误差产生的原因，发现、减小或消除系统误差，使测量结果更加趋于正确和可靠，是误差理论的重要课题之一，是数据处理中的一个重要的内容。
随机误差：随机误差是由于感官灵敏度和仪器精密程度的限制、周围环境的干扰及伴随着测量而来的不可预料的随机因素的影响而造成的。
它的特点是大小无定值，一切都是随机发生的，因而又把它称为偶然误差7.标准误差的意义是什么?标准误越小，抽样误差越小，样本对总体的代表性越好8.有效数字的运算原则和规则是什么?有效数字的确定方法是什么? 一般规定，数值中的可靠数字与所保留的1位(或2位)可疑数字统称为有效数字。
综测使用及测试项目(2009常规)
综合测试仪参考文档
一、综合测试仪 马可尼2955A/2955B
产品型号: 2955A/2955B 简单介绍 *射频信号发生器：400kHz~1000MHz *射频功率计：0.05mW~150W *射频频率计：1.5MHz~1000MHz *全功能双工测量仪：用于测量标准双工器，跨段双工器及转发器 *调制分析仪：调频/调幅/调相 *2个音频信号源/调制信号源：10Hz~20kHz *音频电压表：0V~100V(自动量程选择) 20Hz~50kHz(或DC方式) *音频频率计：20Hz~20kHz 50kHz数字存储示波器 *音频SINAD信纳比表 *音频S/N信噪比表 *音频DISTORTION失真度仪 *POCSAG编码器/DCS编码器 *DTMF、CCIR、EEA、EIA、ZVEI等编/解码器 *26个非易失存贮单元 *全部GPIB编程功能，可用于自动测试系统 综合测试仪 2955A/B的详细介绍 综合测试仪 2955A/B是一种无线电综合测试仪，它包括测试量程到1000兆赫的移动式无线电收发讯机所要求的全部测 量设备，是一种设计为工作台或移动应用的，紧凑配套的装置，它能看作下述14种仪器的组合： 射频频率计，音频频率计，射频信号发生器，射频功率计，音频和直流电压表，调制度表，失真度表，信噪比(S/N)或信 纳(SINAD)计，数字存贮示波器，顺序音调解码和编码，双音多频(DTMF)解码和编码，数字码静噪(DCS)解码和编码。 按钮选择为每一种仪器测量提供了全部必须的互连，从而消除了在利用分离的诸仪器时所需要的许多互连。功能选择和 数据输入在彩色码盘上进行，从左至右逻辑地安排了码盘的操作顺序。采用阴极射线管示波器，极大地增强了仪器的工 作，提供数据输入时的提示和操作顺序指南，也显示仪器的设置和测量结果，通过示波器的重复扫描，单次和保持，以 及五个自动量程条形图显示了模拟测量。
机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案(打印版)
机械工程测试技术基础第三版熊诗波课后答案(打印版)如何表达测量结果？对某量进行8次测量，测得值分别为：802、40，802、50，802、38，802、48，802、42，802、46，802、45，802、43。
求其测量结果。
解答：(1)测量结果=样本平均值不确定度或(2)所以测量结果=802、44+0、0-8 用米尺逐段丈量一段10m的距离，设丈量1m距离的标准差为0、2mm。
如何表示此项间接测量的函数式？求测此10m距离的标准差。
解答：(1)(2)第一章信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为积分区间取（-T/2，T/2）所以复指数函数形式的傅里叶级数为，。
没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
解答：1-5 求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。
解：w(t)为矩形脉冲信号所以根据频移特性和叠加性得：可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二，各向左右移动f0，同时谱线高度减小一半。
也说明，单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。
1-7 设有一时间函数f(t)及其频谱如图1-27所示。
现乘以余弦型振荡。
在这个关系中，函数f(t)叫做调制信号，余弦振荡叫做载波。
试求调幅信号的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。
又问：若时将会出现什么情况？解：所以根据频移特性和叠加性得：可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二，各向左右移动载频ω0，同时谱线高度减小一半。
若将发生混叠。
第二章测试装置的基本特性2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90、9nC/MPa，将它与增益为0、005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。
试计算这个测量系统的总灵敏度。
《测试技术》教学大纲
《测试技术》教学大纲大纲说明课程代码：3325001总学时：48学时（讲课38学时，实验10学时）总学分：3学分课程类别：学科基础课，必修适用专业：机械设计制造及其自动化专业预修要求：本课程宜在《控制工程基础》课程之后开设。
一、课程的性质、目的、任务：测试技术是进行科学研究、验证科学理论必本可少的技术。
本课程是对理论知识的深化和补充，广博的理论性和丰富的实践性是本课程的特点。
本课程是机械工程类专业必修的技术基础课之一。
本课程的教学目的是培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握静、动态测量和常用工程试验所需的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。
本课程的基本任务是获取有用的信息，然后将其结果提供给观察者或输入给其他信息处理装置、控制系统。
二、课程教学的基本要求：1、掌握信号的时域和频域的描述方法，建立明确的信号的频谱结构的概念；掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法，掌握数字信号分析中的一些基本概念。
2、掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。
掌握一阶、二阶线性系统特性及其测定方法。
3、了解常用传感器、常用信号调理电路和显示、记录仪器的工作原理和性能，并能够较正确地选用。
4、对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和产品的试验。
三、教学方法和教学手段的建议：1、本课程的学习中，特别要注意物理概念，建立关于动态测试工作的比较完整的概念。
2、本课程教学中应突出理论内容的物理意义和工程应用，可将机械设备的状态监测和故障诊断技术融合在课堂教学中。
在主要内容讲解结束后，可考虑安排一次测试技术最新发展趋势（如转子系统运行状态监测及故障诊断技术）的课堂讨论，讨论内容涉及测试技术的基本理论和基本方法的应用。
3、本课程具有较强的实践性。
学生必须参加必要的实验,从而受到应有的实验能力的训练,获得关于动态测试工作的完整概念，并初步具备处理实际测试工作的能力。
测试技术（2-6章）（李迪张春华著）华南理工大学教材供应中心课后答案
第二章 测量结果的数据处理及误差分析√2-3 用标准测力机检定材料试验机，若材料试验机的示值为5.000MN ，标准测力仪输出力值为4.980MN ，试问材料机在5.000MN 检定点的示值误差、示值的相对误差各为多少?解：示值误差=，020.0000.5980.4−=−示值的相对误差=%04.0000.5020.0−=−√2-8 设间接测量量z x y =+，在测量x 和时是一对一对同时读数的。
测量数据如下表。
试求的标准测量序号y z 偏差。
1 2 3 4 5 6 78 9 10 x 读数100 104 1029810310199101105102 y 读数51 51 5450515250505351解：101.5x =，51.3y =，0.42y σ=，0.687x σ=152.8z x y =+=z x y =+，1,1z z x y∂∂∴==∂∂ 由于10(,)()(0.55iix y x x y y ρ−−∴==∑0.98z σ∴=。
1m 距离的标准偏差为0.2mm 。
如何表示间的函数式？求测此10m 距离的标准差。
见书P27-28页的内容。
5.033，25.039，25.034mm 。
如不计其他不确定度来源，最佳值及其标准不确定度。
见书P36页例题2.8√2-9 用米尺逐段丈量一段10m 的距离，设丈量接测量解：参√2-14 用千分尺重复测量某小轴工件直径10次，得到的测量数据为25.031，25.037，25.034，25.036，25.038，25.037，25.036，2试估计解：参答案网 w w w .h k s h p .c n第三章 信号描述与分析-3 求指数函数的频谱。
√解：()e (00)atx t A a t −=>≥，3dt e Ae dt e t x X t j at t j ∫∫+∞−−+∞∞−−==0)()(ωωω220)()ωωωωω+−=+=+−=+∞+−a j a A j a A e j a Ata j （3-4 求被截断的余弦函数0cos t ω0cos ||()0 ||t t x t t Tω<⎧=⎨≥T解：⎩(题图3-4 )的傅里叶变换。
0.测试技术绪论37p2h
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(4)状态检测、故障诊断 状态检测、 状态检测 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说， 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说，最关心 的问题是所属机械装备系统性能状态如何， 的问题是所属机械装备系统性能状态如何，是否存在 故障，是什么故障，发生在那个部位， 故障，是什么故障，发生在那个部位，故障程度如何 等。要解决这些问题的唯一途径就是对机械装备系统 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 机械装备也是有一定寿命的， 机械装备也是有一定寿命的，判断系统是否达到报废 标准，也必须以测试数据位依据。 标准，也必须以测试数据位依据。
21
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
NASA的ATRV智能车辆
美国海军研究室 ATRV智能车辆 智能车辆
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、 航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、轨道控制
航天
23
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
25
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用) 流程工业设备运行状态监控
石化企业输 油管道、 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。 和泄露检测。
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0 绪论
0.3 测试技术的内容与测试系统的组成
测量原理: 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量原理 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量方法:直接 间接、 直接/间接 非电、 数字等； 测量方法 直接 间接、电/非电、模拟 数字等； 非电 模拟/数字等 测量系统:设计或选用测试装置 组成测量系统； 设计或选用测试装置， 测量系统 设计或选用测试装置，组成测量系统； 数据处理:进行科学的数据处理 获得正确结果。 进行科学的数据处理， 数据处理:进行科学的数据处理，获得正确结果。 任何工程测试问题都可归结为输入、 任何工程测试问题都可归结为输入、输出和系统 传输特性三者之间的关系问题。 传输特性三者之间的关系问题。
机械工程测试技术基础(第三版)课后答案全集
机械工程测试技术基础习题解答第一章信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出| c n| –ω和φn –ω图，并与表1-1 对比。
x(t)A⋯T0T0 ⋯22T 00 tT-A图1-4 周期方波信号波形图解答：在一个周期的表达式为x(t )TA ( t 0)2TA (0 t )2.积分区间取（-T/2 ，T/2 ）T T0 01 1 1jn t jn t jn t2 20 0 0c x(t)e dt = Ae dt +Ae dtn TTT T T0 2 0 02A= j (cos n -1) ( n=0, 1, 2, 3, )n所以复指数函数形式的傅里叶级数为0 A 1 0jn t jn t x (t ) c e j (1 cos n ) enn nn ，n =0, 1, 2, 3, 。
Ac (1 cos n ) nIn (n =0, 1, 2, 3, )cnR2 An 1, 3, , A2 2c c c (1 cos n ) nn nR nIn0 n 0, 2, 4, 6,π2n 1, 3, 5,c πnIφarctan n 1, 3, 5,nc 2nR0 n 0, 2, 4, 6,没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
|c n|φn2A/π2A/ππ/22A/ 3π2A/ 3π2A/ 5π-5ω0 -3ω0 -ω0ω03ω0 5ω02A/ 5πω-π/2-5ω0 -3ω0 -ω0 ω0 3ω0 5ω0ω幅频图相频图周期方波复指数函数形式频谱图1-2 求正弦信号x (t) x sin ωt 的绝对均值0 μ和均方根值x rm s 。
x解答：T T1 12 x x x x 2T T0 2 2 0 μx(t )dt x sin ωt dt sin ωtdt cos ωtx 0 0T T T TωTωπ0 021 T 1 T x T 1 cos 2ωt x2 2 2 0 0x x (t )d t x sin ωtdt dtrms 0T T T 2 20 0 0at1-3 求指数函数( ) ( 0, 0)x t Ae a t 的频谱。