测试技术第一章讲述.ppt

轮 机 测 试 技 术 第一章的问题 测试是什么？ 测试技术的作用是什么？ 测试系统如何组成？ 传感器是什么？ 什么是测试装置的静态特性？ 什么是测试装置的动态特性？ 不失真测试的条件是什么？ 低频系统在动态测试中常用其哪一特性? 第一章 概 论 1-4 测量与误差的概念 测量的概念 测量是以确定被测物属性量值为目的的全部操作。 测量方法与分类 直接测量、间接测量与组合测量 直接测量是用预先标定好的测量仪表，对某一未知量直接进行测量，从而得到测量结果。 间接测量是对几个与被测物理量有确定函数关系的物理量进行直接测量，然后把所测得的数据代入关系式中进行计算，从而求出被测物理量。 组合测量是根据直接测量和间接测量所得的数据，通过解联立方程组求出未知量的数值。 根据误差的特征，可将误差分为三类： 粗大误差——由测量人员粗心大意、操作错误、记录和运算错误或外界条件的突然变化等原因产生的误差。 随机误差——由某些不可知的原因引起的（如仪器内部摩擦力的细微变化，实验条件的无规则变化，外界干扰等），在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预测的方式变化的误差。 系统误差——由某些固定的原因引起的（如仪器的标度尺刻划得不准确，测量时的温度与校正时的温度不同，计算公式的近似，仪器的零点漂移，灵敏度的变化等），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在条件改变时按一定规律变化的误差。 第一章 小结 测试——借助专门的技术手段，通过试验和测量，以得知被测量的量值和性质。 测试系统的三个基本组成部分：传感器、中间变换器和显示记录仪器。 传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所获取的信息转换成另一种信息的装置。 按被测物理量来分类，传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、温度传感器等。 测试装置的静态特性是指被测信号不随时间变化或变化极为缓慢时，输出与输入之间的关系。常用静态特性曲线来表示。该曲线的斜率称为静态灵敏度。该曲线接近直线的程度用线性度来描述 。 被测量的示值越接近满刻度值，则误差越小。因此，在选择仪表时，测量值应大于满刻度值的三分之二。 精度等级为1.5级的测量仪表，其引用误差为± 1.5%。若该仪表的满刻度值为500mV，则其指示值的最大绝对误差是±7.5mV 二阶仪器的最佳阻尼比是 0.707 ，若二阶仪器的阻尼比取该值，则可得到较小的响应时间和较大的频率范围。 利用低频测试系统测量高频信号时，所反映的是高频信号的平均值。这是由于低频系统对高频信号的各次谐波均不产生输出 ，但对其平均值分量却可以如输入静态信号一样产生输出。 对于周期性方波，由于各谐波的幅值按1/n的规律下降，故k=51； 对于周期性三角波，由于各谐波的幅值按1/n２的规律下降，故k=７。 X(t) t 0 X(t) t 0 A T -T A ? 　　５、低频系统 　　由频率特性曲线图可见，当ω ωn ，即ωn 远小于被测信号的频率ω时，幅频函数值趋向于０，相频函数值趋向于-180o，这表明测试系统对该频率的正弦信号已无响应输出，但对被测信号的平均值分量却可以如输入静态信号一样输出。 因此，低频系统（ ωn ω）所反映的是被测信号的平均值。 所以，用Ｕ型管压力计可测动态气体压力的平均值。 该结论也可用来设计不受外界高频振动干扰影响的隔振装置。 p1 p2 ? 机械惯性轮式平均压力表 ? 　　６、测试系统动态特性参数的试验确定 　　(1)若已知测试系统的m、c、k ，则 　　(２)用阶跃响应法测定 t X(t) a1 a2 Td A 二阶系统 U(t) x(t) 1 c f(t) k m 　　(3)二阶系统的判别方法： 若用阶跃响应的不同过冲量求得的阻尼比ζ 都相等，则系统是二阶系统。否则不是二阶系统。 阻尼比ζ 相差越大，说明系统与二阶系统差别越远。 或用阶跃响应的不同过冲量求得的阻尼比ζ ： 式中： t X(t) a1 a2 Td A ? 2）静态测量与动态测量 a.静态测量是测量不随时间变化或变化很缓慢的物理量。 b.动态测量是测量随时间迅速变化的物理量。 接触式测量与非接触式测量 根据传感器与被测物体是否接触来分类。 误差的概念和分类 某量值的给定值与其客观真值之间的差异称为误差。 给定值包括测量值、标称值、示值、预置值、计算近似值等。 误差的三种表达形式： 绝对误差＝测量值－真值 相对误差＝（绝对误差／真值）×100% 引用误差＝ （绝对误差／满量程值）×100% l