3-4 测试系统的特性-典型输入与不失真测量 31
国家开放大学-传感器与测试技术课程设计(实验成绩)
传感器与测试技术课程设计随着计算机技术、信息技术的发展，信息资源的获取与信息的转换愈来愈引起人们的高度重视。
传感器与测试技术作为信息科学的一个重要的分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术一起构成了完整的信息技术学科，在信息技术领域具有不可替代的作用，以传感器为核心的测试系统已广泛地应用于工业、农业、国防和科学研究等领域。
在军事上，传感器与测试技术已经成为高技术武器装备发展的关键。
在装备性能检测、控制、故障诊断维修，以及战场目标探测、战场生化、环境探测等方面得到广泛应用，因此，许多高校都将《传感器与测试技术>作为工科专业学生的必修课程，也有多个专业开设了该门课程。
上课学生数量多，教学时数在36学时左右。
如何进一步完善基础教学内容、改革教学方法，增加装备应用特色，提高学生的实践与创新能力，已成为任课教师考虑的主要问题。
十分有必要根据学生的培养目标，以及传感器与测试技术的发展趋势，从教学理念、教学目的、课程和实验内容等方面进行优化设计。
一、课程教学理念与目标在工程技术领域，传感与测试过程是利用物质的物理、化学和生物效应，从客观事物对象中提取有关信息的感知和认识过程，属于信息科学中信息获取的范畴。
“工欲善其事，必先利其器”，传感器与测试技术作为人类认识客观事物特性、掌握其内在规律的主要手段，在认识世界、改造世界的过程中具有重要的作用，已成为信息时代的关键技术之一。
所以应能从哲学高度认识传感器与测试在信息获取和预处理过程中作用地位，树立“广义测试”的理念。
在教学内容的组织上，首先从了解传感器与测试技术在现代工业领域的作用地位为出发点，掌握传感器与测试过程的基本静动态特性和技术指标。
然后以实现位移、振动力、温度、流量等常见物理量的测量为目标，深入介绍电阻、电容、电感、热电、光电等传感器的工作原理和测量方法。
并结合武器装备中常用的微光、红外探测器件，详细介绍其构成原理，以突出本课程的军事应用特色。
通过开设验证型、设计型实验，提高学生对本课程的学习兴趣，激发他们的实践和创新意识。
测试技术复习题2 (1)
复习题1 绪论选择题：1.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为（ A ）A.物理型传感器B.结构型传感器C.电桥D.A/D转换器2. 一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果过程称为（ B ）A．测试 B．测量 C. 试验 D．传感3. 电测法具有测试范围广、精度高、灵敏度高、响应速度快等优点，特别适合于（ C ）A．静态测试 B．线性测试 C. 动态测试 D．非线性测试填空题：1.测试泛指测量和试验两个方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。
2.测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作，可分为直接比较法和间接比较法。
3.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为物理型传感器。
4.随着新材料的开发，传感器正经历着从机构型为主向物性型为主的转变。
名词解释：1.电测法答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。
2. 间接比较法答：间接比较法利用仪器仪表把待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化。
3.直接比较法答：直接比较法无须经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值。
简答题：1.试述测量与测试的概念及其区别。
答：测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作。
测试是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。
测量是被动的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所要求的和实际所取得的结果之间的一种比较；测试是主动地、涉及过程动态的、系统的记录与分析的操作，通过试验得到的试验数据成为研究对象的重要依据。
2. 简述电测法概念及其优点。
答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。
《汽车试验学》期末复习
5
一、填空题、单项选择题、判断题
• 3-1、三维坐标系是汽车设计阶段建立的抽象的三个互相垂直的空间
平面所构成。这三个平面分别称之为X基准面、Y基准面、Z基准面， 这三个基准面只存在于图纸上，实际车身上并不可见；它们是决定汽
车外部尺寸和内部尺寸关系的基准。通常情况下，将车辆的纵向对称
面确定为Y基准面。 • 3-2、R点是制造厂确定座椅位置的基准点。 • 3-3、轮胎气压是汽车尺寸测定中极为重要的条件，它主要影响铅锤 方向的汽车尺寸，
铅锤 最大总质量
• （×）2、最小离地间隙一般在汽车整备质量状态下，用离地间隙仪
测量。
• （×）3、瞬态(多)工况主要包括：四工况、六工况、八工况、D－
WTVC 循环。
十五工况
• （×）4、汽车平顺性试验是评价汽车因振动汽车失控的试验。 • （×）5、滤纸式烟度计是一种直接测量仪器。 • （×）6、R点是驾驶员确定座椅位置的基准点。
• 4-5、牵引性能试验包括：一般牵引性能试验、最大拖钩牵引力试验。
• 4-6、汽车燃料经济性的测量方法，根据对试验影响因素的控制程度 可分为：不控制的道路上的循环、控制的道路上的循环、底盘测功机
上的循环。
8
一、填空题、单项选择题、判断题
• 4-7、汽车燃料经济性的测量方法，按是否需要拆卸发动机供油管路 串接传感器又可分为直接测量法和间接测量法。 • 4-8、直接测量法：直接将测量油耗的传感器串接在发动机供油管路 中，实时测出消耗的燃油量，根据传感器的类型分为容积法和质量法。 • 4-9、间接测量法：又称为不拆卸、不解体测量法，通过测取表征燃 油消耗的特征参数经计算得出消耗的燃油量，目前间接测量法比较成 熟的方法是碳平衡法。 • 4-10、容积式油耗仪分为定容式和容量式两种。 • 4-11、汽车燃料经济性能试验的行驶工况有稳态工况和瞬态(多)工况 两大类。
《测试技术与信号处理》课程教学大纲
《测试技术与信号处理》课程教学大纲课程代码：0806315008课程名称：测试技术与信号处理英文名称：Testing Technology and Signal Processing总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8学分：3适用专业：机械设计制造及其自动化专业（汽车、城轨）先修课程：高等数学、工程数学、工程力学、机械设计基础、电工电子技术一、课程性质、目的和任务《测试技术与信号处理》是机械类专业的专业基础课和必修课程，也是机械大类专业的平台课程。
通过本课程的学习，要求学生初步掌握动态测试与信号处理的基本知识与技能，培养正确选用和分析测试装置及系统的能力，并掌握力、压力、噪声、振动等常见物理量的测量和应用方法，为进一步学习、研究和处理车辆工程技术中的测试问题打下基础。
二、教学基本要求本课程分为概论、信号描述、测试系统特性、常见传感器、信号的调理处理和记录、信号分析基础、常见物理量测量和计算机辅助测试几部分。
学完本课程应具有下列几方面的知识：(1) 掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。
(2) 掌握测试系统的静态特性、动态特性，不失真测量的条件，测试系统特性的评定方法，减小负载效应的措施。
(3) 掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。
(4) 掌握信号的调理、处理和记录的方法和原理。
(5) 掌握信号的相关分析、频谱分析原理与应用。
(6) 掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。
(7) 了解计算机测试系统的构成，用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。
三、教学内容及要求1. 绪论介绍测试系统的基本概念，测试系统的组成。
及测试技术的工程意义：在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用情况和测试技术的发展趋势。
工程测试技术基础大纲
工程测试技术基础教学大纲适用专业：机械设计制造及自动化课程学时：40（理论学时：34，实验学时：6 ）一、课程性质、目的与任务机械工程测试技术是机械工程类本科生的一门重要专业基础课。
本课程主要教学内容有：机械工程测试中常用的传感器和相应的调理电路的工作原理；测量装置(仪器及系统)静态、动态特性的评价方法；动态信号的描述、分析处理；常见机械制造工程领域中各类静态、动态物理信号的测试分析方法。
通过本课程的学习，使学生了解信号的特征；能较正确地选用传感器等测试元件构成测试仪器及系统；掌握测试的基本理论、基本方法及基本试验技能，为进一步学习和研究测试领域的实际问题打下基础，为机械制造自动化工程服务。
二、课程教学内容（有☆号者为选讲）(一)理论教学第一部分绪论（2学时）介绍测试技术在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用情况和测试技术的发展趋势。
第二部分信号分析基础（4学时）介绍信号的分类，信号时域分析、幅值域分析、频谱分析、相关分析原理及应用。
包括：1. 基本概念：信号的分类、信号的描述方法、信号分析的内容2. 周期信号与离散频谱：正弦信号表示法、复杂周期信号的分解、周期信号的强度分析、周期信号的频谱分析3. 非周期信号与连续频谱：傅里叶变换简述、非周期信号的频谱分析、几种典型非周期信号的频谱4. 相关分析第三部分传感器及应用原理（8学时）介绍电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、半导体传感器等常用传感器的工作原理、测量电路和传感器的特性以及在制造业中的应用。
1.概述：传感器的作用及组成、传感器的分类、对传感器性能的要求简介2.电阻式传感器：电位器式电阻传感器、电阻应变式电阻传感器。
3.电感式传感器：自感型电感传感器、变压器式电感传感器、涡流式传感器4.电容式传感器：电容式传感器的类型及变换原理、实际测量电路5.压电式传感器：压电效应、压电式传感器及其等效电路、测量电路6.磁电式传感器：动圈式磁电传感器、磁阻式磁电传感器7.热电式传感器：热电偶、热电阻传感器8.半导体传感器：磁电转换元件、光电转换元件☆9.其它新型传感器简介第四部分测试系统特性（4学时）介绍测试系统基本组成，测试系统的静态、动态特性，不失真测量条件，滤波器及应用，测试系统特性的评定方法。
《测试技术》复习要点2024-
《测试技术》2024考试题型及复习资料一、填空（2分*5=10分）测试的基本概念1.测试技术是（测量）和（试验）技术的统称。
测试的目的是( 获取被测对象信息)测量的目的是获取被测对象的（量值））。
2.按误差的性质（统计特征）分，测量误差可以分为：（系统误差、粗大误差和随机误差）。
按误差的表示方法分，误差可以分为：（绝对误差、相对误差和引用误差）3.信号频谱的特点：周期信号频谱的特点（离散非周期）/非周期（连续非周期）周期信号的频谱特点是：（离散性、谐波性和收敛性）。
周期信号的频谱是（离散）的，非周期信号的频谱是（连续）的。
非周期信号x(t)的傅里叶变换X(jf)是（频谱密度函数）联系信号时域与频率的数学工具是（傅里叶变换）信号在时域时移，其频谱在频域（相移），幅频（不变）4.测试系统的静态特性指标的定义，具体指标的定义在静态测量情况下，（测量装置的静态特性）描述实际测量装置与（理想线性时不变系统）的接近程度；5.测量装置的静态特性指标有：（线性度、灵敏度、回程误差、迟滞、分辨力）等。
6.精度等级为0.1级的电压表，表示该电压表的引用误差为（±0.1%）7.（非线性度）是指测量装置输入输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。
8.一阶测试系统适用于测量(低频或缓变)的被测量9.为了减小误差，在实际测试中，一固有频率为2kHz的二阶测试系统，适用于测量频率不超过(2/3kHz)的信号10.按型号的变换特征来分，玻璃管温度计属于（物性）型传感器。
电容传声器属于（结构）型传感器。
11.极距变化性的电容式传感器，器灵敏度与极距成（反比）12.交流电阻桥的实质是一个（乘法器/幅值调制器）器。
输出是（调幅波）13.信号调理包括（电桥、调制与解调和滤波放大）14.所谓平稳随机过程是指其（统计指标）不随时间的变化而变化的随机过程。
15.直接作用于被测量,并能够按一定的规律将被测量转换成同种或别种两只输出的器件称之为(传感器)。
第三章 测试系统的基本特性
即： 傅里叶变换建立了时域与频域之间的联系；
拉普拉斯变换建立了时域与复频域之间的联系。
2．传递函数
d n y (t ) d n 1 y (t ) dy(t ) an a a a0 y (t ) n 1 1 n n 1 dt dt dt d m x(t ) d m1 x(t ) dx(t） bm bm1 b1 b0 x(t ) m m 1 dt dt dt
频率响应函数的测量(正弦波法)
优点：简单，信号发生 器，双踪示波器 缺点：效率低
从系统最低测量频率 fmin 到最高测量频率 fmax ，逐 步增加正弦激励信号频率 f ，记录下各频率对应的 幅值比和相位差，绘制就得到系统幅频和相频特 性。
4.脉冲响应函数h(t)
X ( s) L[ (t )] 1
d n y (t ) d n1 y (t ) dy (t ) an an1 a1 a0 y (t ) n n 1 dt dt dt d m x(t ) d m1x(t ) dx(t ) bm bm1 b1 b0 x(t ) m m1 dt dt dt
ω=0， A(0)=1
ω=1/τ， A(ω )=0.707
ω=1/τ， 20lg(0.707)= -3dB
ω=1/τ， φ(1/τ)= 450
图3-7 一阶系统的伯德图
图3-6 一阶系统的幅频和相频特性
ω=1/τ时，输出信号的幅度下降 至输入的0.707，输出滞后输入 450。τ是一阶系统的重要参数。 τ越小，测试系统的动态范围越 宽。
t0 t0
1 0 t
一阶系统时间常数测量：
阶跃响应
A( )
1 1 ( )
2
机械工程测试技术复习题(有答案)
一,简答题1。
什么叫测试系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系?答：测试装置输出信号的傅里叶变换和输入信号的傅里叶变换之比称为装置的频率响应函数，若在系统中的传递函数H(s)已知的情况下，令H(s)中的s=jw 便可求得频率响应函数。
2. 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？答：静态特性：（1）线性度,（2）灵敏度，（3）回程误差,（4）分辨率，（5)零点漂移和灵敏度漂移.动态特性：（1）传递函数，(2）频率响应函数,（3）脉冲响应函数，(4）环节的串联和并联。
3. 在什么信号作用下，系统输出的拉斯变换就是系统的传递函数.答:在单位脉冲信号作用下，(单位脉冲函数δ（t ）=1）。
4. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式？答：差动式电感器具有高精度、线性范围大、稳定性好和使用方便的特点。
5. 测试装置实现不失真测试的条件是什么？答:幅频和相频分别满足A （w ）=A 0=常数，Φ（w)=-t 0w ；6. 对于有时延t 0的δ函数）（0t -t =δ ，它与连续函数f （t)乘积的积分dt )(0⎰∞∞--t f t t ）（δ将是什么？答： 对于有时延t 0的δ函数）（0t -t =δ ,它与连续函数f （t ）乘积只有在t=t 0时刻不等于零，而等于强度为f （t 0)的δ函数,在(-∞，+∞)区间中积分则dt )(0⎰∞∞--t f t t ）（δ=dt )(0⎰∞∞--t f t t ）（δ=f （t 0） 8. 巴塞伐尔定即 的物理意义是什么？在时域中计算总的信息量等于在频域中计算总的信息量.9. 试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需电容平衡的原因?答：由于纯电阻交流电桥即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了有电阻平衡外，必须有电容平衡。
10.说明测量装置的幅频特性A(ω）和相频特性φ(ω)的物理意义。
答：测量装置的幅频特性A(ω）是指定常线性系统在简谐信号的激励下，其稳态输出信号和输入信号的幅值比。
测量系统基本特性
k
N s
m s
量纲： k
N
（时间常数 ）
m
这就是简化的机械系统的一阶传递函数
二阶仪表的传递函数
m d 2 x dx kx F
dt 2 dt 惯性力 阻尼力 弹簧反力 作用力
(mD2 D k) x F
1
x F
mD2
1
D k
精度
x m a x 标尺上限 标尺下限
100 %
实际为不准确度
一般仪表分成七个等级 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5
例：两个温度表，精度均为 1.5%。一个量程 0~50℃，另 一个为 0~200℃，计算测量中可能产生的绝对误差
(50 0) 1.5% 0.75C 100% 绝对误差
Dx 阻尼力：
Fd
V
阻尼系数
dx dt
微分算子
作用力： F k(x0 x) k －弹簧刚度系数
平衡时： Fd F
即 Dx k(x0 x) (D k)x kx0
H(s) x k 1 1
即
x0 D k D 1 D 1
bm s m X (s) bm1s m1 X (s) ...... b1sX (s) b0 X (s)
3.2.2 传递函数
输出信号与输入信号之比为传递函数
H (s) Y (s) X (s)
1．传递函数
传递函数为一阶微分方程的测量仪表称为一阶测量仪 表
传递函数为二阶微分方程的测量仪表称为二阶测量仪 表
静态测量时，测试装置表现出的响应特 性称为静态响应特性。 a)灵敏度
第三章 系统特性
系
统 产生漂移的原因：一是系统自身结构参数的变化，另一个
静
是周围环境的变化（如温度、湿度等）对输出的影响。最 常见的漂移是温漂，即由于周围的温度变化而引起输出的
态 变化，进一步引起系统的灵敏度发生漂移，即灵敏度漂移
响 应
漂移通常表示为在相应条件下的示值变化。例如： δ=1.3mV/8h表示每8小时电压波动1.3mV。‹
则传递函数
H (s)
Y (s) X (s)
bmsm bm1sm1 b1s b0 ansn an1sn1 a1s a0
传递函数的特点：
➢H(s)与输入信号x(t)及系统的初始状态无关，系统 的动态特性完全由H(s) 决定。
➢H(s)只反映系统传输特性，而和系统具体物理结构
无关。即同一形式的传递函数可表征具有相同传输特 性的不同物理系统。
试 3、求作正反行程的平均输入-输出曲线
系 统
4、求回程误差
特 5、求作定度曲线
性 6、求作拟合直线，
分 计算线性度和灵敏 析度
第 3.3 测试系统的动态响应特性
三
在对动态物理量进行测试时，测试装置的输出变化是
章 否能真实地反映输入变化，则取决于测试装置的动态响 测 应特性。
试
系
x(t)
h(t)
y(t)
统 线性 y 概
线性 y
非线性y
论
x
x
x
第 3.2 测试系统静态响应特性
三
如果测量时，测试装置的输入、输出信号不随时
章 测
间而变化，则称为静态测量。静态测量时，测试装置 表现出的响应特性称为静态响应特性。
试 1、非线性度 （non linearity 线性度 linearity）
测试原理与技术
3.4 测试系统频率特性的测定
测定频率特性的目的：测试系统在其设 计调试阶段和长期使用阶段里，为保证 测试结果的精确可靠，需要对系统的频 率特性进行实验测定。 测定频率特性的方法：用标准信号输入， 测出其输出信号，从而求得需要的特性 参数。 输入的标准信号有正弦信号和阶跃信号。
3.4 测试系统频率特性的测定
一.单位脉冲输入和系统的脉冲响应函数
3.3 测试系统对瞬态激励的响应
二.单位阶跃输入和系统的阶跃响应
通常在阶跃函数作用下，测定系统的动态性能。一般认为， 阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶跃 函数作用下的动态性能满足要求，那么系统在其它形式的函 数作用下，其动态性能也是令人满意的。
Y ( j ) H ( j ) X ( j )
一般来讲，傅立叶变换多用于信号的分析，拉普拉斯变 换用于连续时间系统的分析。
3.2 测试系统的数学模型及频率特性
3.2 测试系统的数学模型及频率特性
3.2 测试系统的数学模型及频率特性
3.2 测试系统的数学模型及频率特性
频率响应特性的图形直观地反映了测试系统对不同频率 成分输入信号的扭曲情况─输出与输入的差异。 A()- 曲线称为幅频特性曲线，()- 曲线称为相频特 性曲线。 实际作图时，常画出20lgA()-lg和()-lg曲线， 两者分别称为对数幅频曲线和对数相频曲线，总称为伯德图 （Bode图）。作Im()-Re()曲线并注出相应频率，称为 奈魁斯特图（Nyquist图）。
3.2 测试系统的数学模型及频率特性
1
输入信号所含各频率 成分的幅值在通过测 试系统后的增益是一 常值倍率，幅频特性 曲线是一条与横坐标 轴平行的直线
2
输入信号所含各频率 成分的相位角在通过 测试系统后的相位延 时与频率成正比，即 相频特性曲线是一条 通过原点并具有负斜 率的直线
《工程测试技术》习题二
习题 21. 填空题3-1 典型的测试系统由________装置、________装置和________装置、________装置、________、________组成。
3-2 在稳态条件下，测试装置输出信号微变量d y和输入信号微变量d x之比，称之为________；3-3 测试装置的静态特性主要以________、________和________表征。
3-4 选用仪器时应注意到：灵敏度越高，仪器的测量范围越________，其稳定性越________。
3-5 常系数线性系统的三个重要特性为________、________和________。
3-6 线性系统具有________保持性，即若系统输入一个正弦信号，则其稳态输出的________保持不变，但输出的________和________一般会发生变化。
3-7 测试装置的动特性在频域中是用________表示，在时域中是用________表示的。
3-8 要使一阶测试装置的动态响应快，就应使________。
3-9 要使一阶系统接近于理想系统，则要求其频率响应的要满足此条件________和________。
3-10 测试装置的脉冲响应函数h(t)就是当输入为________时装置的输出。
当用h(t)来表示装置的动态特性时，输入x(t)、输入y(t)与h(t)三者的关系为________。
3-11 实现不失真测试的条件是：该测试装置的幅频特性________、相频特性________。
3-12 系统频率响应函数的定义是；在系统________为零的条件下，系统输出响应的________与输入激励的________之比。
在系统的稳态分析中，它的模等于系统________与________的幅值比，其幅角等于它们的________。
3-13 正弦输入时系统的响应称________，它表示系统对________中不同频率成分的传输能力。
3-14 系统的阶跃响应是表征系统对________的响应能力；系统的频率响应则表征系统对信号中________的响应能力。
第三章测试系统的基本特性
d 2 x(t) 2 x(t) 0
dt 2
相应的输出也应为
d 2 y(t) 2 y(t) 0
dt 2
于是输出y(t)的唯一的可能解只能是
y(t)
y e j( to ) o
线性系统的这些主要特性，特别是 符合叠加原理和频率保持性，在测量工 作中具有重要作用。
举例：如果系统输入是简谐信号，而输出却包含其它 频率成分，根据频率保持特性，则可以断定这些成分 是由外界干扰、系统内部噪声等其他因素所引起。 因此采用相应的滤波技术就可以把有用信息提取出来。
绝对误差：测量某量所得值与其真值（约 定真值）之差。
相对误差：绝对误差与约定真值之比。用 百分数表示。 相对误差越小，测量精度越高。
示值误差：测试装置的示值和被测量的真 值之间的误差。若不引起混淆，可简称为 测试装置的误差。
引用误差：装置示值绝对误差与装置量 程之比。 例如，测量上限为100克的电子秤，秤重 60克的标准重量时，其示值为60.2克， 则该测量点的引用误差为： （60.2-60）÷100=0.2%
..........
a）精密度
........ ......
...............
Hale Waihona Puke b）准确度 c）精确度✓ 精度等级：是用来表达该装置在符合一定的 计量要求情况下，其误差允许的极限范围。
工程上常采用引用误差作为判断精度等级的 尺度。以允许引用误差值作为精度级别的代号。
例如，0.2 级电压表表示该电压表允许的示 值误差不超过电压表量程的0.2%。
✓ 准确度：表示测量结果与被测量真值之 间的偏离程度，或表示测量结果中的系 统误差大小的程度。系统误差小，准确 度高。
✓ 精确度：测量结果的精密度与准确度的 综合反映。或者说，测量结果中系统误 差与随机误差的综合，表示测量结果与 真值的一致程度。
3-4 测试系统的特性-典型输入与不失真测量
3.6 测量装置动态特性的测定
机械工程测试技术
例: 对一个典型二阶系统输入一脉冲信号，从响应的 记录曲线上测得其振荡周期为4ms，第三个和 第十 一个振荡的单峰超调量幅值分别为12mm和4mm。 试求该系统的固有频率 n 和 阻尼率。 n ln(12 / 4) 0.1373265 n 8
对于二阶系统，= 0.6 ~ 0.8 时，可获得较为合适 的综合特性。当= 0.7 时，在 0 ~ 0.58 n 范围 内，A()的变化小于5 %，同时() 接近于直线 →近于满足测试不失真条件。
第3章 测试系统的特性
机械工程测试技术
3.6 测量装置动态特性的测定
任何一个测试系统，都需要通过实验的方法来确 定系统输入、输出关系，这个过程称为标定。即使 经过标定的测试系统，也应当定期校准，这实际上 就是要测定系统的特性参数。
机械工程测试技术
二阶系统的Bode图
20 10 0 -10 -20 -30 -40 0.1 0 -90 -1800.1
=0.7 =1.0
L()/dB
渐近线 =0.7
=1.0
=0.05 =0.1 =0.2 =0.3 =0.5
1
/n
=0.05 =0.1 =0.2 =0.3 =0.5
二阶系统对单位 阶跃输入的响应
yt 1
d n
sin d t 2 , 1 1 2 1 1 2 , 2 arctan
e nt
2
二阶系统的单位阶跃响应
稳态输出误差为零。 fn=20Hz, =0.1
3.4 测试系统在典型输入下的响应
3.6 测量装置动态特性的测定
机械工程测试技术
研究性作业：用上述频率响应法和熟悉的仪 器，设计测量某测试系统（电系统）频率特 性的实验方案。 要求： ①设计并说明测量该系统的连接图； （包括使用的仪器设备名称） ②设计并详细说明实验步骤； ③说明需要观测和记录的数据及处理方法。 10月17日（周四）提交
机械工程测试技术基础教学大纲
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲课程代码：课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程大纲编写（修订）时间：2016一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。
在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。
2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。
因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。
培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。
2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。
3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。
（三）实施说明本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。
工程测试技术答案(第三版)孔德仁主编
第1章测量的基础知识书本：1-1。
欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么?答：①用来做比较的标准必须是精确已知的,得到公认的；②进行比较的测量系统必须是工作稳定的,经得起检验的。
1—2.非电量电测法的基本思想是什么？答：基本思想:首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
1-3.什么是国际单位制?其基本量及其单位是什么？答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI,SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成.基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
1—4.一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用?答:一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备.传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量；中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性,在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换(放大、滤波、调制和解调）；显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来;数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分,它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确.1—5.举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么?答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化,并以人的感官所能接收的形式,在测量系统的输出端显示出来,弹簧测力。
间接测量是在直接测量的基础上,根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小.利用位移传感器测速度.1-6。
国开作业传感器与测试技术课程设计-终结性考试38参考（含答案）
题目：热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响，采用四线制引线方式测量精度最高。
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：在固态压阻传感器测量电路中恒压源和恒流源供电均与电流大小、精度及温度有关。
（）
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是减小引线电阻变化产生的测量误差。
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的伏安特性。
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：热回路的热电动势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关。
（）
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的灵敏度K0增加，非线性误差减小。
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。
（）
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：光纤传感器所采用的光纤一般多采用同轴分布（发送光纤在外）方式的光纤。
（）
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：回程误差表明的是在多次测量期间输出-输入特性曲线不重合的程度。
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重复性、灵敏度误差、稳定 抗潮湿、抗腐
性
蚀、抗电磁干扰
动态性能指标：
固有频率、阻尼比、时间常 数、频率特性、频响范围、 稳定时间、临界频率、临界 速度、
工作寿命、疲 供电方式、
劳性能、绝缘 电压范围、
性能、
外形尺寸、
平均无故障时 重量、
间、
安装方式、
第三章 测试系统的特性
机械工程测试技术
小结：测试系统的技术性能指标
基本参数指标
环境参数指标 可靠性指标 其他指标
量程指标：量程范围、过载 温度指标：温度
能力
误差温度系数
力、满量程输出
抗冲振指标：抗
精度有关指标：
冲振频率、幅度
精度、误差、线性、滞后、 其它环境参数：