测试技术复习提纲Word文档下载推荐.docx
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动态灵敏度
时域指标:
上升时间tr(5%—90%)
响应时间ts(98%A(4
—95%A(3
)
超调量
B.测试系统的误差计算方法:
——P193
1)最大误差计算方法:
:
传感器最大误差,
放大器最大误差,
记录仪最大误差
应用场合:
设计系统参考误差是系统最大误差
2)标定误差计算方法:
静态线性误差,
滞后误差,
重复性误差
测试系统实际应用的真正误差的计算
3)不确定度计算方法:
传感器B类不确定度,
放大器B类不确定度,
记录仪B类不确定度
确定测试系统B类不确定度的计算
C.测试技术的组成类型,特点及选择方法
检测系统:
(自动化生产线中应用较多)
工业方面:
温度、压力、转速、电压、电流、流量、加速度等,测试信号以显示为主吧,不进行具体的处理和计算
监测与控制系统:
(监测显示与控制组合性)
工业自动化生产中例如:
温度检测显示与温度控制、压力的检测显示与控制、力信号的监测显示与控制、流量信号的监测显示与控制等。
没有测试数据的处理作用,实现信号的测试与控制
科研与产品研究的各种实验信号的测试系统:
各种实验研究,产品验收性能测量,静态和动态实验信号测试。
应用是最广泛的。
D.测试系统的性能提高补偿计算方法
1)根据系统已知条件给出
2)设计补偿传函
3)采用电路程序实现
4)验证补偿
●传感器技术(传感器的选择方法)
应变式传感器:
原理:
应变式传感器是根据应变效应原理设计制作的传感器
测试的物理参数:
压力、力、拉压力、力矩、扭矩、加速度、位移、速度
压电式传感器:
压电式传感器是根据压电效应原理设计制作的传感器
压力、力、拉压力、加速度、位移、速度
压阻式传感器:
压阻式传感器是根据压阻效应原理设计制作的传感器
压力、加速度、压差、高度
温度传感器:
当T=0时:
传感器输出热电势U=0,输出为零
当温度传感器测试温度时,传感器中电子高的导体电子定向流动产生热电势形成电压信号,经过电压放大器放大输出到记录仪记录,实现温度的测试。
温度
多种传感器的制作原理和提高性能的方法
制作原理:
传感器是把被测物理量变换为电量,依据变换点亮的不同其工作原理也就不同
提高性能的方法:
1、在使用压电式传感器:
输出漂移量较大时采用保温法消除
2、在使用传感器动态性能低时:
采用测试系统补偿方法提高系统性能
3、在测试较高的温度信号时采用水冷法、气冷法、油冷法等
4、在测设中外界干扰较大时,采用屏蔽线输出方法,信号处理滤波法
传感器的选择方法——P100
●测试系统的误差理论分析
A、随机误差的特点:
产生误差的原因及误差数值的大小、正负都是不固定的,也没有确定的规律性,它的出现具有随机性,或者说带有偶然性。
标准偏差的计算方法:
(两种)——见书P61
a)贝塞尔公式计算法
b)极差法计算标准偏差
B、设计系统中误差的控制方法
见提高测试系统精度的途径——P189
1)在设计测试系统时:
选用精度高、可靠性好、动态性能好、噪声小、抗干扰能力强的仪表
2)测试系统采用最佳组合:
系统各个环节输入输出信号正负一致,屏蔽线传输信号,仪表间匹配,信号传输仙剑五接头
3)测试系统最佳应用:
4)噪声采用数字滤波方式,N<
3;
干扰采用趋向数字滤波器补偿法
5)测试系统频响特性不满足时,采用模拟—数字滤波器补偿法,提高测试系统动态特性。
C、A类不确定度误差的定义、计算方法:
定义:
用统计方法得到的不确定度。
常用于多次试验测试的信号,对数
据处理信号的评定
计算方法:
——见书P49
a)贝塞尔计算方法
b)极差法计算方法
c)最小二乘法
d)用算术平均值作为测量结果时
B类不确定度误差的定义、计算方法
用非统计方法得到的不确定度,即用不同于对测量样本统计分析
的其它方法进行不确定度评定。
常用于测试系统的组成各个单元的误
差评定
计算方法:
——a:
区间的半宽度k:
置信因子
问答题
1、传感器的工作原理?
传感器可以测试哪些物理信号?
见填空题提纲
2、测试系统的静态特性、动态特性标定详细分析方法;
分别论述传感器的静态
标定、动态标定有何作用?
拟合直线方程有何作用、传递函数有何作用?
静态特性标定分析方法:
——P144
动态特性标定分析方法:
——P192
静态标定作用:
1)确定系统最佳测试工作条件
2)确定测试系统静态性能指标
3)确定系统标定数据处理系数
4)确定测试系统拟合直线方程
动态标定作用:
1)确定系统最佳工作条件
2)确定测试系统动态性能指标
4)确定测试系统动态数学模型
5)确定系统幅频特性、相频特性
6)确定幅频特性误差
拟合直线方程作用:
1)用数学式表达系统
2)利用拟合直线方程求:
3)处理计算测试数据:
传递函数作用:
1)采用数学式表达任何一个测试系统,测控系统等
2)利用传递函数可以推导出该测试系统的幅频特性和相频特性表达式
3)利用测试系统的已知传递函数,才能设计出该测试系统的补偿传递函数,应用于提高该测试系统的动态性能指标。
否则是无法实现提高任何测试系统的动态性能
4)可以实现测试系统在测试不同频率信号时的频响误差计算
3、为提高测试系统精度应采用哪些技术措施?
提高测试信号处理精度的方法?
提高测试系统精度:
6)在设计测试系统时:
7)测试系统采用最佳组合:
8)测试系统最佳应用:
9)噪声采用数字滤波方式,N<
10)测试系统频响特性不满足时,采用模拟—数字滤波器补偿法,提高测试系统动态特性。
提高测试信号处理精度:
1)噪声采用平滑滤波法
2)信号中有干扰,采用趋向滤波法
3)测试系统性能不满足要求,采用补偿方法
4、论述各种试验信号测试方法?
应用场合。
压力、力、温度、加速度、声波信
号等。
1)压力信号测试方法:
a)塑性变形测压法
b)弹性变形测压法
c)光电测压法
2)力信号测试方法:
a)直接测试方法:
应变式力传感器、压电式力传感器
b)间接测试方法:
测量压力乘以面积计算力值
c)光学测试方法
3)温度信号测试方法:
a)热电偶式:
传感器测量法
b)热电阻测量法
c)辐射测量法
d)红外测温仪
e)光电式测温法(光纤)
4)加速度信号测试方法:
a)机械式测速法
b)感应式测试法
c)光电式测试法
5)声波信号测试方法:
a)声级计测试法
b)声波传感器测试法
c)声压测试法
5、设计放大器电路问题,应采用什么方法可以达到设计技术指标要求?
a)根据设计要求,选择精度高、性能好的元器件
b)D1、D2——输入抗共模电压保护设计
c)D1、D2——输入抗差模电压保护设计
d)R4——放大器调零电路设计
e)D3——电源误接保护设计
f)C1——抗工作电源高频干扰设计,电容0.01—0.33uF
g)C2——抗工作电源低频干扰设计,电容10—200uF
h)R5——输出电流大小,串电阻实现电流保护电路设计
i)D4、D5——限定输出电压大小,采用反稳压二极管实现
j)多路输出扩展电路设计。
V/F,F/V,Umax,Imax,Pmax,Kv
6、传感器的选择方法,测试系统的设计原则?
传感器选择方法:
a)确定传感器型号
b)确定传感器量程:
产品性实验:
c)确定传感器频率:
固有频率:
d)确定传感器适用温度:
e)确定传感器精度:
1%~0.02%;
常用:
0.1%~0.5%
f)确定传感器的结构尺寸应满足的安装条件
测试系统设计原则:
1)测试系统性能指标配套性原则
2)测试系统性能重复性原则
3)测试系统性能随机性原则
4)测试系统动态特性选择原则
5)测试系统的使用测试参数范围
6)测试系统中设计输出检测与保护功能
7)多种记录方式
8)测试应用条件的要求:
设计的测试系统应能适应环境条件要求,抗振动冲击,电场,磁场,灰尘,污染,高温的影响,具体根据测试条件确定
9)设计的测试系统,经济合理,操作使用方便
7、信号分析与信号处理技术有何不同?
1)定义不同:
信号分析:
是研究信号的构成和特征,求取有用信息;
信号处理:
是根据实验目的和要求,按行业规范要求,将测量数据变换计算的过程
2)处理对象不同:
用于振动、噪声、模态分析,求出有用信号;
信号处理用于静态标定信号,动态标定信号,试验测试信号的处理
3)计算方法不同:
自相关,互相关,功率谱,FFT,多种分析法,数字滤波
技术
信号处理:
静态信号,动态信号,多种试验信号处理计算方法
4)精度要求不同:
信号分析无指标,信号处理有要求小于0.1%
8、滤波技术的作用,模拟滤波与数字滤波方法有何异同?
滤波技术作用:
1)消除系统中噪声与干扰信号
2)分析测试信号的结构和特征,求有用信号
3)利用滤波补偿原理方法,实现测试系统动态性能的扩展
4)数据处理中消除信号中的噪声和干扰,提高测试数据处理计算精度
模拟滤波与数字滤波不同点:
1)模拟滤波器:
用模拟电路实现,从根本上解决系统问题,不影响信号测量,电路实现调试不方便
2)数字滤波器:
由程序实现,方便简单。
根据测试数据进行处理,应用不合理会产生测试结果降低,相位后移
模拟滤波与数字滤波相同点:
数字表达是相同,作用相同
9、测试系统设计中的测试仪表选择方法——P128?
10、测试工程师应具备的测试技术
1、传感器设计与应用技术
2、多种应用电路设计技术
3、测试系统设计技术
4、测试程序设计技术
5、信号分析处理技术
6、标定(校准)技术
7、误差理论分析与计算技术
8、各种信号测试技术
11、测试系统的传递函数的求解方法