整理后作业测试答案解读

第一章

论述测试、测量和计量的意义与差别

答:测试:是指采用专门的技术手段和仪器设备,设计合理的实验方法并进行必要的数据处理,从而找到被测量量的量值和性质的过程。

测量:借助专用的技术工具,通过实验和计算,对被测对象收集信息的过程;

计量:实现测量准确和单位统一而进行的测量过程,它属于测量,但比测量严格,对测量起着指导、监督、保证的作用。

测试、测量和计量的差别:测试是要用仪器仪表测量,并含有测试、对比、调整、在测试,这样循环的一个过程。计量是以确定量值为目的的一组操作,唯有计量部门从事的测量。计量不仅要获取量值的信息,而且要实现量值信息的传递或溯源。测量就是为获取量值信息的活动;测量作为一类操作其对象就是测量仪器。测量可以是孤立的;计量则存在于量值传递或溯源的系统中。

通常人们将具有研究性、探讨性、论证性的测量叫做测试,测试过程通常需要对测量结果进行分析处理,以获得更为明确的形式,从而打到试验的目的;

论述测试系统静态特性及其对测试结果的影响

答:测试系统的静态特性是指测量恒定不变或者非常缓慢变化的情况下,测试装置输出量与输入量之间的关系。

非线性:测试系统在进行静态测量时,其实际的输出量与输入量之间呈非线性关系。非线性是对静态测量偏离线性的度量,非线性是造成测试系统静态误差的因素之一

迟滞性:测试系统在同样的测试条件下,输入量从小到大改变时测得的值与输入量从大到小改变时测得的值不同的现象叫做迟滞性。迟滞性也叫做回程误差,是造成系统静态

测量误差的因素之一。

灵敏度:测试系统的灵敏度是反映系统输入量的变化引起输出量的变化的大小。

负载作用:测试装置接入被测对象后,从被测对象吸取了一部分能量,从而改变了呗测参数原真实值,测试装置的输入阻抗越大,从被测对象吸取的能量就越小,对测量结

果的影响也就越小。

重复性:测试系统在条件和环境不变,按同一方向对同一对象做多次全程测量,结果的不一致的误差。重复性越小,测量结果越准确。

分辨率:测试系统能感知到的被测量的最小变化程度。分辨率越高,测量结果越准确。

漂移:工作条件和被测量不变,测试输出随时间或温度变化的程度。漂移越小,测量结果越准确。

论述系统的幅频特性的物理意义及二阶系统的特点

答:线性系统在谐波输入作用下,其稳态输出与输入的幅值比是输入信号的频率的函数,称其为系统的频率特性。它描述了在稳态情况下,当系统输入不同频率的谐波信号时,其幅值的衰减或增大的特性。

二阶系统的特点:二阶系统是一个低通环节,阻尼比ζ和固有频率ωn是影响二阶系统动态特性的重要参数,欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线是减幅的正弦振荡曲线,且阻尼比越小,衰减越慢,振荡频率越大。所以欠阻尼系统又称为二阶振荡系统,其幅值衰减的快慢取决于阻尼比。

二阶单位阶跃响应的特点:当阻尼比小于一时,二阶系统的单位阶跃响应函数的过度过程为衰减振荡,并且随着阻尼的减小,其振荡特性表现得愈加强烈,

当阻尼比等于零时达到等幅振荡。

在阻尼比大于等于一时,二阶系统的过度过程具有单调上升的特性;

当二阶系统的阻尼比不变时,系统的固有频率越大,保持动态误差在一定范围内的工作频率方位越宽,反之。工作频率范围越窄。二阶系统的bode图可以用一条折现来近似描述。

论述线性回归的应用意义及它在标定中的作用

答:线性回归是利用称为线性回归方程的最小平方函数对一个或多个自变量和因变量之间关系进行建模的一种回归分析。线性回归是回归分析中第一种经过严格研究并在实际应用中广泛使用的类型。这是因为线性依赖于其未知参数的模型比非线性依赖于其位置参数的模型更容易拟合,而且产生的估计的统计特性也更容易确定。

而标定,则是反复多次用待标定的测量系统或传感器对已知的、大小不同的已知量进行测量,记录相应的测量数据。运用适当的统计方法对所得到的数据进行处理,建立被测量与读数值之间的函数关系。线性回归在标定中对数据处理和确定模型参数有着重要作用,一般都是使用线性回归方法对标定所得的数据进行处理并得出被测量值与读数值之间的函数关系。

第二章

举例简述应变测量时温度补偿的基本原理

答:电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时,因应变片的线膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不用,且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化,所以测得应变将包含温度变化的影响。

消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。

补偿块补偿法:把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片,接入电桥的AB桥臂;另外以相同规格的应变片粘贴在被测工件相同材料但不参与变形的一块材料上,并与被测构件处于相同温度条件下,称为温度补偿片,将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥,电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻,组成等臂电桥。由电桥特性可知,只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。

工作片补偿法:这种方法不需要补偿片和补偿块,而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片,根据电桥的基本特性及构件的受力情况,将工作片正确地接入电桥中,即可消除温度变化所引起的应变,得到所需测量的应变。

例子:悬臂梁氏力传感器的测量原理是在灵敏系数和回路输入电压一定时,与其桥式回路的电压输出值与两组应变片在悬臂梁受力后产生的应变差值成正比,而与力的作用点无关。在保证两组应变片水平方向的距离后,当梁的受力点发生不明显的变化时,其输出值基本保持不变。

简述压电式加速度传感器的工作原理

压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。某些晶体在一定方向上受力变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去除后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称为“压电效应”,具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等。

简述用霍尔传感器测试电机转速的原理和方法

方法一:把一个非磁性圆盘固定在被测轴上,圆盘的边上,等距离嵌有一些永磁体,相邻两块铁氧体极性相反,由导磁体和置于两导磁体缝隙中的霍尔元件组成测量探头,测量探头两导磁体外端的间距与圆盘上相邻铁氧体之间的距离相等。圆盘转动时,霍尔元件输出正负交

变的周期电动势。