测试技术2
测试技术 第二版 习题答案 完整版 贾民平 吐血拼整
绪论1 .举例说明什么是测试？答：(1) 测试例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率，我们可以采用锤击法对梁进行激振，再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。
（2）结论：由本例可知：测试是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息的过程。
2. 测试技术的任务是什么？答：测试技术的任务主要有:通过模型试验或现场实测，提高产品质量；通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量；监测环境振动和噪声，找振源，以便采取减振、防噪措施；通过测试，发现新的定律、公式等；通过测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。
3. 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。
（1）测试系统方框图如下：（2）各部分的作用如下：传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤波和分析；信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。
模数（A/D）转换和数模（D/A）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。
4.测试技术的发展动向是什么?传感器向新型、微型、智能型方向发展；测试仪器向高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格发展；参数测量与数据处理向计算机为核心发展；第一章1 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|c n|-w和j-w图。
解：(1)方波的时域描述为：(2) 从而：2 . 求正弦信号的绝对均值和均方根值。
解(1)(2)3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱。
解：(1)因为不满足绝对可积条件，因此，可以把符合函数看作为双边指数衰减函数：其傅里叶变换为：(2)阶跃函数：4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。
解：(1)被截断的余弦函数可以看成为：余弦函数与矩形窗的点积，即：(2)根据卷积定理，其傅里叶变换为：5.设有一时间函数f(t)与其频谱如图所示。
习题参考答案-软件测试技术(第2版)-谭凤-清华大学出版社
《软件测试技术》习题参考答案第1章软件测试基础一、判断题1、验证意味着确保软件正确无误地实现软件的需求，开发过程是沿着正确的方向进行。
（T ）2、调试的目的是发现bug。
（F ）3、软件缺陷主要来自产品说明书的编写和产品方案设计。
（T ）4、在实际的软件测试工作中，不论采用什么方法，由于软件测试情况数量极其巨大，都不可能进行完全彻底的测试。
（T ）5、测试人员可以不懂编程。
（ F ）二、选择题1、软件是程序和（B ）的集合。
A、代码B、文档C、测试用例D、测试2、严重的软件缺陷的产生主要源自（A）。
A、需求B、设计C、编码D、测试3、Fixed的意思是指：（ C ）A、该BUG没有被修复，并且得到了测试人员的确认B、该BUG被拒绝了，并且得到了测试人员的确认C、该BUG被修复了，并且得到了测试人员的确认D、该BUG被关闭了，并且得到了测试人员的确认4、降低缺陷费用最有效的方法是（B ）。
A、测试尽可能全面B、尽可能早的开始测试C、测试尽可能深入D、让用户进行测试5、以下不属于应用系统中的缺陷类型的是：（ B ）。
A、不恰当的需求解释B、用户指定的错误需求C、设计人员的习惯不好D、不正确的程序规格说明三、简答题1、请简述一条软件缺陷（或者叫Bug）记录都包含了哪些内容？2、请简述软件测试的定义？第2章软件测试类型一、判断题1、软件测试的目的是尽可能多的找出软件的缺陷。
（ T ）2、好的测试方案是极可能发现迄今为止尚未发现的错误。
（T ）3、测试人员要坚持原则，缺陷未修复完坚决不予通过。
（ F ）4、负载测试是验证要检验的系统的能力最高能达到什么程度。
（ F ）5、V模型不能适应较大的需求变化。
( T )二、选择题1、测试环境中不包括的内容是（ A ）A、测试所需文档资料B、测试所需硬件环境C、测试所需软件环境D、测试所需网络环境2、某软件公司在招聘软件测试工程师时，应聘者甲向公司做如下保证：（1）经过自己测试的软件今后不会再出现问题（2）在工作中对所有程序员一视同仁，不会因为某个程序编写的程序发现的问题多，就重点审查该程序，以免不利于团结（3）承诺不需要其他人员，自己就可以独立进行测试工作（4）发扬咬定青山不放松的精神，不把所有问题都找出来，绝不罢休根据自己所学的软件测试知识，应聘者甲的保证（ D ）A、（1）（4）是正确的B、（2）是正确的C、都是正确的D、都是错误的3、用不同的方法可将软件测试分为白盒法和黑盒法，或者（C）和静态测试。
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。
测试技术 第二章 测试装置的基本特性
四、分辨力
定义: 定义 引起测量装置输出值产生一个可察觉变化的 最小输入量（被测量） 最小输入量（被测量）变化值称为分辨力 表征测量系统的分辨能力 说明: 说明 1、分辨力 --- 是绝对数值，如 0.01mm，0.1g，10ms，…… 、 是绝对数值， ， ， ， 2、分辨率 --- 是相对数值： 、 是相对数值： 能检测的最小被测量的 变换量相对于 满量程的 百分数， 百分数，如： 0.1%, 0.02%
y
(a) 端点连线法 端点连线法: 算法： 检测系统输入输出曲线的两端点连线 算法： 特点： 简单、方便，偏差大， 特点： 简单、方便，偏差大，与测量值有关 (b) 最小二乘法 最小二乘法: 算法： 计算： 算法： 计算：有n个测量数据 (x1,y1), (x2,y2), … , (xn,yn)， (n>2) 个测量数据: 个测量数据 ， 残差： 残差平方和最小： 残差：∆i = yi – (a + b xi) 残差平方和最小：∑∆2i=min
线性 y 线性 y 非线性y
x
x
x
非线性原因: 非线性原因
外界干扰 温 度 湿 度 压 力 冲 击 振 动 电 磁 场 场
输入 x
检测系统
输入 y = f(x)
摩 擦
间 隙
松 动
迟 蠕 滞 变
变 老 形 化
误差因素
严格的说,很多测试装置是时变的 因为不稳定因素的存 严格的说 很多测试装置是时变的(因为不稳定因素的存 很多测试装置是时变的 但在工程上认为大多数测试装置是时不变线性系统 在),但在工程上认为大多数测试装置是时不变线性系统 但在工程上认为大多数测试装置是 (定常线性系统 该类测试装置的输入与输出的关系可 定常线性系统).该类测试装置的输入与输出的关系可 定常线性系统 用常系数线性微分方程来描述. 用常系数线性微分方程来描述
工程测试技术（第二版）孔德仁课后习题答案.docx
工程测试技术(第二版)孔德仁课后习题答案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。
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。
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。
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。
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。
岩土工程测试技术(2)ppt课件
R1 R2 R 3 R4 的变化
UDB
R R R R R R R R 1 3 2 4 3 1 4 2 U E DB ( R R )( R R ) 1 2 3 4
第二章：电阻应变片测量技术
2.2 应变测量电路
第二章：电阻应变片测量技术
2.1 电阻应变片
⑦绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的电阻。
⑧疲劳寿命：在恒定加载幅值交变应力作用下，应变片疲劳损坏的加
载次数。
⑨最大工作电流：允许通过应变片而不影响其工作特性的最大电流。
第二章：电阻应变片测量技术
2.1 电阻应变片
5)应变片的选用
①工作环境
②被测材料的性质 ③被测试件的受力状态和应变性质 ④测量精度
2）类型
敏 感 栅 金属丝 材 式 料 丝绕式 横向效应大，价格便宜
短接线式 横向效应小，疲劳寿命低 箔式 横向效应小，散热条件好，蠕变小，疲劳 寿命长
半导体
灵敏度系数高，温度稳定性好
第二章：电阻应变片测量技术
2.1 电阻应变片
敏感栅 形状
单轴 应变花
用于测量单向的应力应变 用于平面应力测量
第二章：电阻应变片测量技术
R R , R R ) ②输入对称电桥 ( 1 2 3 4
R R , R R ) ③电源对称电桥 ( 1 4 2 3 R R 令： 2 3 a R1 R4
有： U DB
aSE ( ) 2 3 4 2 1 ( 1 a )
第二章：电阻应变片测量技术
惠根斯直流电桥
B R1 A R3 D R4 R2 C UDB
检测技术实验2 金属箔式应变片 单臂、半桥、全桥性能实验
上海电力学院检测技术实验金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反应了相应的受力状态。
对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。
当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。
全桥测量电路中其桥路输出电压U03=KEε。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
三、需用器件与单元应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤1、根据图(1-1)应变式传感器已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
图1-1 应变式传感安装示意图2、接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器R w3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)。
关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7模块内已连接好)，接好电桥调零电位器R w1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)如图1-2所示。
测试技术必考 (2)武汉大学测试技术期末
y Y x1 Y x2 Y xn ... Y X 1 Y X 2 Y X n Y
E
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4 仪表机械零点调整法 在预先测知的热电偶参比端温度 n 后，将仪表的机械零点从 0 调至 n 处。如果参 比端温度经常变化，此法不宜采用，这种方法一般用于要求不高的测量中 5 参比端温度补偿器 利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶参比端温度变化而引起的热电势变化的一 种电路。电桥补偿。如：温度升高，热电偶电压降低，电桥不平衡输出电压，增加量=减小量，显示即为被 测介质温度。电桥平衡温度即为配接知识仪表的机械零点调零温度。 6 多点冷端温度补偿法 利用多点切换开关把几支甚至几十支同一型号的热电偶接到一块仪表上， 这样只需 要一个公共的冷端补偿器即可，这样既省仪表又简化线路。 压力传感器中电桥电阻补偿后输入输出关系 图中电阻值由 D 点开始顺时针方向分别是 在此补偿电路中输出电压为
∴ 热电偶补偿原因：在实际应用中，热电偶的冷端总是放在温度波动的环境中，或是处在距热端很近的环境 中，因此冷端温度不可能是恒定值，测量值也就不是正确的。 补偿方法：1 补偿导线法 （根据中间温度定律）用补偿导线代替部分热电偶丝作为热电偶的延长部分，使 参比端移到离被测介质较远的温度恒定的地方。优点：节约制造热电偶的贵金属材料。注意：使用补偿导 线应与热电偶是配套的，对于补偿性导线，要保证它与热电偶衔接的两个节点温度一致。
R
Uo
U i R1 R2 R3 R4 ( ) 4 R1 R2 R3 R4
2-3
调节 RP，最终可以使 R1/R2=R4/R3（ R1、R2是 R1、R2 并联 RP 后的等效电阻） ，电桥趋于平衡，Uo 被预调 到零位，这一过程称为调零。图中的 R5 是用于减小调节范围的限流电阻。 全桥的温度补偿原理当环境温度升高时， 桥臂上的应变片温度同时升高， 温度引起的电阻值漂移数值一致， 可以相互抵消，所以全桥的温漂较小；半桥也同样能克服温漂。
检测技术第二章测试系统特性
二 、线性系统的性质
●叠加性：x1(t),x2(t)引起的输出分别为 y1(t),y2(t)
如输入为 x1(t)x2(t)则输出为 y1(t)y2(t)
●比例特性（齐次性）:如 x ( t ) 引起的输出为 y ( t ) ，
则 a x ( t ) 引起的输出为a y ( t ) 。
●微分特性： d x ( t ) 引起的输出为 d y ( t )
H (s) Y (s) X (s)
dnyt
dn1yt
an dtn an1 dtn1
a1dydtta0yt
dmxt
dm1xt
bm dtm bm1 dtm1
b1dxdttb0xt
输入量
x(t)
((b ba am m n nS S S Sm m n n a a b bm m n n 1 11 1S SS Sn nm m 1 11 1
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。
1）基本功能特性
① 测量范围（工作范围）（Range）：系统实现不失真测量时 的最大输入信号范围。是指测试装置能正常测量最小输入 量和最大输入量之间的范围。
示值范围：显示装置上最大与最小示值的范围。 标称范围：仪器操纵器件调到特定位置时所得的
示值范围。
动态测量—— 被测量本身随时间变化，而测量系统又能 准确地跟随被测量的变化而变化
例：弹簧秤的力学模型
二、测试系统的动态响应特性
无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统 来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输 特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。
x(t)
h(t)
y(t)
输入量
系统特性
输出
则线性系统的频响函数为：
《测试技术》(第二版)课后习题答案-_
解：（1） 瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。
（2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散性。
（3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱具有离散性、谐波性和收敛性。
解：x(t)=sin2t f 0π的有效值（均方根值）：2/1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(10000000000000202000=-=-=-===⎰⎰⎰T f f T T tf f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下：（1）傅里叶级数的三角函数展开：，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。
故=n b 0。
因此，其三角函数展开式如下：其频谱如下图所示：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤≤-≤≤-+=)(202022)(00000nT t x T t t T AA t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000=-==⎰⎰-T T T dt t T T dt t x T a ⎰⎰-==-2/00002/2/00000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dtt n t x T a ωω⎪⎩⎪⎨⎧==== ,6,4,20,5,3,142sin 422222n n n n n πππ⎰-=2/2/0000sin )(2T T n dtt n t x T b ω∑∞=+=1022cos 1421)(n t n nt x ωπ∑∞=++=1022)2sin(1421n t n nπωπ(n =1, 3, 5, …）（2）复指数展开式复指数与三角函数展开式之间的关系如下：)( 21=212121n 22000=-===+====nn n e n m n n n n n a barctg C R C I arctg a A b a C a A C φ A ϕ单边幅频谱 单边相频谱0 ωn φω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω00 ωI m C nω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω0虚频谱双边相频谱解：该三角形窗函数是一非周期函数，其时域数学描述如下：用傅里叶变换求频谱。
现代材料测试技术习题2
习题一1-1 讨论Mg 的晶体结构、点阵结构（布拉菲点阵）。
按比例尺绘出晶胞，点阵胞的图形。
写出基点原子、基本阵点的数目和坐标。
1-2 Fe 3C 是正交晶系晶体，其点阵常数为：a=0.4518nm ，b=0.5069nm ，c=0.6736nm 。
按比例尺绘出其倒易点阵，并从图上直接测量出（111）晶面的面间距（nm ）。
1-3 在一个立方晶系晶体内，确定下列衍射面中那些衍射面属于[011]晶带：（001）；（101）；（111）；（121）；（021）；（131）；（100）；（311）；（221）；（123）；（222）。
绘出[011]晶向的零层倒易面，标出上述各共带面的位置。
1-4 证明点阵面（110）、（121）和（312）属于[111]晶带。
1-5 证明在立方晶系中，[HKL]晶向垂直于（HKL ）晶面。
在其他晶系中则一定不变。
求出在任意晶系中，（HKL ）晶面发现的晶向指数的表达式。
1-6 是找出一个正六面体的全部宏观对称性，写出其全对称组合符号，国际符号。
一个四方棱柱体的情况又如何？1-7 平面A 在极射赤平面投影图上系用通过N 极、S 级和点0°N 、70°W 的大圆来表示。
平面B 的极点位于30°N 、50°W 。
试求此二平面之间的夹角，并绘出平面B 的大圆。
1-8 极点A 的位置为20°N 、50°E 。
经下列旋转操作以后，起最终位置坐标是什么？并描绘出其旋转时的途径。
①从N 向S 看去，以逆时针方向，绕NS 轴旋转100°②对观察者而言，以顺时针方向，绕垂直于投影面的轴旋转60° ③围绕极点坐标为10°S,30°W 的倾斜轴B ，顺时针方向旋转60°1-9 在倒易点阵中是如何表示同一晶带中所有共带面的？在极射赤平面投影图中又是如何表示的？1-10 绘出立方晶系晶体的（111）标准极射赤平面投影图，表明{100}、{110}、{111}所有极点的位置，并描绘出几个低指数晶带圆（把属于同一晶带的晶带面的极点联结而成的大圆）。
纤维和纺织品测试技术-2-纤维长度测量
根据测试结果和分析，制定相 应的质量改进措施，提高纤维
生产的质量控制水平。
国内外相关标准和法规要求
国家标准
我国制定了一系列关于纤维和纺织品测试的国家标准，如GB/T、FZ/T等，对纤维长度测 量等测试方法进行了规范。
国际标准
国际标准化组织（ISO）也制定了一系列关于纤维和纺织品测试的国际标准，如ISO、ASTM 等，为国际贸易和技术交流提供了统一的标准依据。
纤维长度重要性
纤维长度直接影响纺织品的强度 、耐磨性、手感等性能，是纺织 品质量控制的关键环节。
测量方法及原理简介
直接测量法
通过显微镜或纤维长度测量仪直接观 察并测量纤维长度，方法简便但精度 较低。
间接测量法
测量原理
不同测量方法基于不同的物理原理， 如光学原理、气流动力学原理等，实 现对纤维长度的准确测量。
02 手工测量技术
手工测量工具与使用方法
纤维长度板
一种具有刻度的透明板，用于直 接测量纤维长度。使用时将纤维 平铺在长度板上，通过读取刻度
得到纤维长度。
显微镜测量法
利用显微镜观察纤维并测量其长度。 需要配备专业的显微镜和测量软件， 适用于细小纤维的测量。
手感法
通过手感判断纤维长度，适用于经 验丰富的专业人员。但这种方法主 观性较强，准确度较低。
缺点
手工测量技术受人为因素影响较大，准确度较低。此外，手 感法主观性较强，难以量化表达。显微镜测量法虽然准确度 高，但操作复杂且成本较高。
03 自动测量技术
自动测量设备原理及分类
原理
自动测量设备主要基于光学、电学等原理，通过捕捉纤维图像或测量纤维通过特 定装置时的电信号进行长度测量。
分类
根据测量原理和应用需求，自动测量设备可分为光学测量设备、电学测量设备等 类型。
机械工程测试技术第2版教学课件陈花玲主编3测试系统的基本特性
P
S1
S２
u
S３
y
则：
y u y S P P uS 1S2S3
灵敏度大好 还是小好？
从检测被测量微小变化角度考虑，测量装置灵敏度应该尽可能高； 一般来讲，灵敏度越高，稳定性越差，因此，也不能过高。
3、测量系统的静态特性
4）分辨率：辨识能力
测试系统有效辨别输入
（1）测试系统对测试对象的影响 如： 力传感器 温度传感器
（2）测试环节相互之间的影响 输入阻抗与输出阻抗对于组成测量系统的各环节尤为重要
希望前级输出信号无损失地向后级传送，必须满足： 前级输出阻抗为零，后级输入阻抗为无穷大
各环节之间设置阻抗变换器以消除相互影响。
输入X
测试单元 S1
输出阻抗
测试单元
a0 y(t)
输出y： (t)y0ej(t)
bm
d mx(t) dtm
bm 1
d m1 x ( t ) d t m 1
b1
dx(t) dt
b0 x(t)
y 0 ej( t ) b a m n ( (jj) )m n a b n m 1 1 ( (jj) )n m 1 1 a b 1 1 jj a b 0 0x 0 ej t
1、测量系统的数学描述
3）动圈式仪表的振子系统
系统的输入为被测电流i(t)，输出为转子的偏
转角度θ(t)
Jd2 dt2(t)Cdd(tt)k(t)kii(t)
相 4）弹簧质量阻尼系统
似
输入力F(t)和输出位移y(t)
md2 dty2(t)Cdyd(tt)Ky(t)F(t)
特点：二阶常系数线性微分方程二阶线性定常测量系统
1、测量系统的数学描述
道路测试技术2
第二章 压实度检测技术PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术一、概述1．意义刚度 强度 压实 平整度稳定性路基路面施工质量控制指标关键指标 非结构设计指标PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术2．压实度定义①路基土及路面基层：工地实际达到的干密度γ d K= × 100% 室内标准击实试验所得到的最大干密度γ m②沥青路面：现场实际达到的密度 K= × 100% 室内标准密度标准密度，室内预先试验；实际密度，现场试验。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术二、标准密度和最佳含水量的确定方法标准密度（最大干密度）是压实度评定的基准值。
要点：取料、试件成型（模拟施工效果）、密度测定 1．路基土最大干密度 取将要填筑路基的某层的土样 （1）标准击实试验：重型、轻型（模拟夯击，静压） 小试筒适用于粒径不大于25mm 的细粒土 大试筒适用于粒径不大于38mm 的粗粒土PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术击实曲线—最佳含水量、最大干密度PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术（2）振动台法（模拟振动碾压） 适用于粗粒土和巨粒土 （3）表面振动压实仪法（模拟振动碾压） 适用于粗粒土和巨粒土，操作容易，更接近实际状况PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术2．路面基层（半刚性基层）标准密度（最大干密度） （1）稳定细粒土——标准击实法 （2）稳定粗粒土——振动压实法（振动台法或表面振动压 实仪法）、理论计算法PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 第二章 压实度检测技术3．沥青混合料标准密度 （1）取样与成型 n 沥青拌合厂——标准马歇尔击实法、大型马歇尔击实 法、 旋转压实法、振动法；（我国主要采用马歇尔击实 法） n 试验路段钻芯取样 （2）密度测定方法 水中重法：适用于密实的Ⅰ型沥青混凝土，吸水性大的集 料不适用； 表干法：适用于吸水率不大于2%的沥青混合料； 蜡封法：适用于吸水率大于2%的沥青混合料； 体积法：适用于空隙率较大的沥青混合料。
《机械测试技术2》课件-测量误差负载效应
测量误差负载效应测量误差负载效应一、测量误差二、负载效应(一) 测量误差定义及其表示法相对真值：把用高一等级精度的标准器具所测得的量值作为相对真值。
一、测量误差真值：被测量客观存在的真实值。
一般来说，真值是未知的。
为了实际测量需要，用相对真值代替真值。
测量误差表示方法：绝对误差，相对误差测量误差：被测量的测量结果与其相应的真值之差，即∆x=x-x 0(二) 测量误差计算绝对误差=测量值-真值绝对误差可正可负，量纲与被测量的量纲相同。
例1：某一电阻两端的电压用电压表测为22.5v，该电压用高一等级的电压表测为22.4v.求绝对误差，相对误差。
例2：采用两种不同方法测量L1=100mm的尺寸，绝对误差e分别为e1=10um,e2=8um.采用第三种方法测量L2=80mm的尺寸，绝对误差e3=7um.请问哪种方法测量精度高？解：因两个被测量不同，绝对误差难以评定测量精度高低，所以选用相对误差评定。
方法一相对误差：e1/L1=10umx10-3/100mm=0.01%方法二相对误差: e2/L1=8umx10-3/100mm=0.008%方法三相对误差: e3/L2=7umx10-3/80mm=0.009%可见：方法一精度最低，方法二精度最高。
（三）仪器仪表引用误差引用误差=示值误差/仪器满量程仪器仪表指示数值的绝对误差仪器刻度的上限值与下限值之差例.经检定发现，量程为250v的2.5级电压表在126v处的示值误差最大，为5v。
问该电表是否合格？解：电工仪表的精度等级分为七级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级。
如某级仪表为0.5级，表示该仪表的最大相对误差不大于0.5%。
2.5级表的最大允许引用误差为2.5%。
该电压表的最大引用误差为：q=(5v/250v)x100%=2%<2.5%该电压表合格。
(四）误差的分类按误差的特性规律，误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。
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测试技术
1误差按性质分类：1系统误差2随机误差3粗大误差2误差按来源分类：1工具2方法3环境4人员误差
3误差分为：1绝对误差2相对误差3引用误差
4测试技术的发展趋势：智能化集成化微小化数字化
5测试技术中输入和输出的关系是一一对应的
6下列哪个反映测试技术随机误差的大小的重复性
7 S=K－1=输出／输入灵敏度S：测试系统在稳定下输出量的增量与输出量的增量之比S=
8静态指标：1非线性2灵敏度3滞后4分辨率5重复性
9传感器的灵敏器度越高所感知的越小错
10半导体电阻应变片灵敏度随其尺寸不同而不同错
11金属电阻应变片的工作原理力------机械变形-------电阻的变化
半导体应变片的工作原理：压阻效应----即半导体材料的电阻率随着作用应力而发生变化电阻式传感器12测试小的应变时用灵敏度高的金属电阻应变片，测大的应变片时用灵敏度低的半导体应变片对
13 能过感受湿度的属于变极板间介质性电容传感器
电容式传感器1变极板间距型电容传感器2变有效面积性电容传感器3变极板间介
质型传感器
14压电式传感器工作原
理？压电效应（当沿着一定
方向对某些物质施加压力
或拉力时，物质会发生变形
内部便会产生极化现象就
称为压电效应
机械能---电能正压电效
应石英晶体的压电效
应
常见的压电材料为石英
钛酸钡钛酸铅压
电陶瓷的压电效应
15自感式传感器变气
隙式螺管式互感
式传感器
差动变压器式：利用电磁感
应中的互感现象把被测物
理量转化为传感器的互感
的变化使次级线圈感应
电压也产生相应的变化
16涡流传感器可以测
位移振动（转速距
离）厚度
17电涡流式传感器分：1
高频反射式电涡流传感器
2低频透射式电涡流传感器
涡流：成块金属至于变化的
磁场中或在磁场中运动时，
金属体内会产生感应电流
这种电流就叫做涡流
涡流效应：涡流传感器是一
个绕在骨架上的导线所构
成的空心线圈，线圈内通
入高频电流i之时，便产生
一个高频交变磁场其磁通
量为φ，磁通量为φ在距离
线圈端面的间距为δ的金
属板表面产生感应电流既
电流即涡流i，涡流通量为
φ根据楞次定律涡流磁场
的方向与电流i磁场方向相
反。
涡流磁场的作用使得线
圈自感L或线圈阻抗Z发生
变化变化程度取决于线
圈与金属板间距离δ技术
导体的电阻率P磁导率U激
励电流I 的频率相等
17霍尔元件中：载流子密
度越小越好Rh=1／mq
一般采用Kh的霍尔元件灵
敏度大的N半导体材料作
霍尔元件
霍尔元件所产生的霍尔电
势大小取决于磁感应强度
18压电式传感器中为提高
灵敏度通常为多片压电锌
片组成
并联
串联（灵敏度高）
1由于电压放大器存在着灵
敏度随电缆长度和被测信
号频率变化的不足之处在
高精度测量中长采用电荷
放大器
2电荷放大器：在一定条件
下传感器的灵敏度与电缆
长度无关
20半导体灵敏度随材料不
同而改变
21电涡流效应线圈阻抗大
小变化与金属板间距离有
关
22传感器的组成1敏感元
件 2 转换元件3变换元件
4辅助元件
传感器是将被测非电量转
换成变子处理和传输的电
信号的器件或装置
23传感器输入输出特性指
标为：静态指标动态指标
24导电丝材料截面尺寸发
生变化电阻也发生变化
利用这一原理制成的电阻
应变式传感器
25压电式传感器利用离子
晶体的：压电效应
26物体受作用力电阻率发生变化称：压阻效应27金属丝在外力产生变化后成为应变效应
28差动式传感器输出为0而实际不为0此电压为：零点残余电压（原因：两个次级线圈不对称初级线圈铜损电阻铁磁材质不均匀线圈间分布电容等）
29外光电效应1光点管2光电倍增管
内光电效应1光敏元件2光敏二极管3光敏三极管4光电池
30光纤传感器的组成？1纤芯2包层3涂覆层4护套光纤传感器的工作原理光的全内反射
31为提高测试精度灵敏度越高越好错越合适越好
32石英晶体的压电效应：1通常把通常把沿电轴X轴方向力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应
2沿机械轴Y轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应3沿光轴Z轴方向受力时不会产生压电效应
33压电材料串联Q‘=Q 阻抗高并联Q’=NQ 测缓变信号
U‘=NU 电压输出U’=U 以电荷作为输出的场C‘=C／N C’=NC 合
压电片的输出与作用力的线性关系
34灵敏度是输出比输入又称放大倍数错
35差动变压器是灵敏度提高一倍非线性降低若干
的电感传感器
36光纤本身是敏感元件
光纤为无电源的元件
又是传感器
37实际应用中常将传感
器做成差动式不仅可
以提高灵敏度且大大
降低非线性还能减小
静电引力带来的影响，
有效改善温度误差。
38差动式传感器：既有电
容式传感器又有电感
传感器
39压电传感器是一种无
电源传感器
40压电可将机械能转为
电能实现正逆向转换
41热电偶的工作原理基
于：热电效应（将两种
不同导体A和B组成
闭合回路）如果两节点
T和T0的温度不同，
在回路中就会沉声电
动势有电流流过这
种现象成为热电效应
或赛贝克效应。
这两种
导体组合就成为热电
偶，相应的电动势电流
成为热电动势热电流
AB热电极接触热场
的一端T成为工作端
（热端）另一端成为自
由端（冷端）热电偶（电
动势）接触电势：不同
导体—自由电子密度
不同—扩散---接触电
势温度电
势：同一导体---两
端温度不同---电子迁
移高到底---温差电势
当热电偶的材料均
匀时热电偶的热电动
势大小与电极的几何
尺寸无关仅与热电
偶的材料的成分和冷
热两端的温度有关若
冷端温度恒定则热电
动势就与被测温度呈
单枝关系注：同种金
属不能构成热电偶两
端温度相同时不能测
温度
42干扰可分为内部干扰
和外部干扰
信噪比（越大越好）S/N是
指有用的信号的功率Ps
或电压有效值Ls和噪声功
率Pn或电压有效值Ln的比
值的对数单位为分贝
干扰的抑制方法：1屏蔽
2 隔离3接地4滤波5信号
导线的扭绞
抑制干扰采取的措施1消除
或抑制噪声源2破坏干扰途
径3消弱接收电路对噪声干
扰的敏性
43 电位器传感器分为：
（1）直线位移型（2）角
位移型（3）非线性型
44 A/D转换过程包括：采样
量化编码D/A转换器由
参考电源、数字开关控制模
拟转换、数字接口以及放大
器组成
45 单组应变片的黏贴
P31
46 电阻应变片的温度误差
产生原因：（1）敏感栅的
电阻温度效应（2）被测
物体因为温度改变而产生
的附加力对应变片的影响
----可采用桥路的补偿法和
应变片自补偿法补偿。