测试关键技术简答题.doc

1 欲使测量结果含有普遍科学意义条件有哪些？ 非电量电测法基础思想是什么？常见非电量电测系统组成部分包含哪些步骤，并说明各组成部分关键作用？ 答：非电量电测法基础思想：经过某一转换装置（传感器），依据对应工作原理或准则，将被测非电量转换成电信号进行测量。 一个完整测试系统包含以下几部分：传感器、信号变换和测量电路、显示和统计器及数据处理器、打印机等外围设备。（或传感器，中间调理电路及统计显示设备。或一次仪表，二次仪表，三次仪表。）图1所表示。 指示仪器 指示仪器 统计仪器 数据处理仪器 打印机 传感器 测量电路 电量 被测 非电量 电量 图 图1测试系统组成 （1）传感器是测试系统实现测试首要关键步骤，它作用是将被测非电量转换成便于放大、统计电量。 （2）中间变换和测量电路依测量任务不一样而有很大伸缩性。在简单测量中可能完全省略，将传感器输出直接进行显示或统计。在通常测量中信号转换（放大、调制解调、滤波等）是不可缺乏，可能包含多台仪器。复杂测量往往借助于计算机进行数据处理。假如是远距离测量，则数据传输系统是不可少。 （3）显示和统计器作用是把中间变换和测量电路送来电压或电流信号不失真地显示和统计出来。 何为直接测量及间接测量？两种测量方法关键区分是什么？ 直接测量：无需经过函数关系计算，直接经过测量仪器得到被测量值测量为直接测量。 比如要测量一根圆钢长度，最常见措施是用一把钢皮尺和它作比较。 比如要测量体温，最常见是水银温度计。依据水银热胀冷缩物理规律，温度越高，水银膨胀得越利害，毛细管中水银柱就上升得越高，水银柱高度和体温之间有着确定函数关系，能够用水银柱高度作为被测温度量度。 间接测量：在直接测量基础上，依据已知函数关系，计算出所要测量物理量大小。比如在弹道试验中测量弹丸初速，就是先用直接测量测出两靶之间距离和弹丸飞过这段距离所需要时间，然后由平均速度公式计算出弹丸飞行速度。这种测定弹丸速度方法，属于间接测量。 2 周期信号频谱结构有哪些特点？对周期信号进行频谱分析时，通常采取何种数学方法？简明说明周期信号和时限信号频谱分析方法差异。 周期信号频谱结构有三个特点： a、离散性：频谱由一条条不连续谱线组成，是离散； b、谐波性：各频率分量符合谐波关系，其频率是基频整数倍； c、收敛性：谐波分量幅值有随其阶数增高而逐步减小总趋势。 周期信号频谱分析采取傅里叶级数展开方法进行； 时限信号频谱分析采取傅里叶变换方法进行。 画出下述信号幅度谱及相位谱。 0 0 A 10 20 30 0 ф 300 600 450 200 400 600 200 400 600 3 仪器在静态条件下响应改变量和和之相对应输入改变量比值称为 不失真测量条件除要求测量装置幅频特征是常值外，其相频特征要求满足 二阶线性测量系统阻尼率越小，则其对阶跃响应超调量 描述测量系统静态工作特征技术指标关键有灵敏度、线性度、迟滞、分辨率、量程等，请给出灵敏度定义，并结合经典二阶系统讨论灵敏度选择具体注意事项，举例说明这些特征指标怎样取得？ 灵敏度k是传感器在静态条件下输出量改变Δy和和之相对应输入量改变Δx比值。 非线性通常也称为线性度，是指传感器实际输入输出特征曲线对于理想线性输入输出特征靠近或偏离程度。 反复性表示传感器在同一工作条件下，按同一方向作全量程数次（3次以上）测量时，对于同一个激励量其测量结果不一致程度。 迟滞亦称滞后量、滞后或回程误差，表征传感器在全量程范围内，输入量由小到大（正行程）或由大到小（反行程）二者静态特征不一致程度。 对测量系统进行静态标定作用有哪些？ 答：1）确定仪器或测量系统输入—输出关系，给予仪器或测量系统分度值； 2）确定仪器或测量系统静态特征指标； 3）消除系统误差，改善仪器或测量系统正确度。 推导测量系统不失真测量条件，并说明经典二阶测量系统追求阻尼比为0.6～0.7原因。 解：①在时域内， 测量系统输出和输入应满足下列关系: 符号意义如教科书所述。 取傅里叶变换，得到 可见，假如输出波形要无失真地复现输入波形，则测量系统频率响应应该满足： 即 ， 就是说，理想测量系统幅频特征应该是常数，相频特征应该是线性关系，不然就会产生失真。 ②取适宜阻尼比目标是取得宽工作频带范围，通常当取0.6~0.7时，二阶系统幅频特征平直段最宽。 在讨论经典二阶测量系统时，共包含到了以下多个频率：无阻尼固有频率、有阻尼固有频率、有阻尼共振峰频率，请给出这多个频率关系。 经典欠阻尼(1)二阶测量系统阶跃响应函数表明，其瞬态响应是以