1、测试技术复习资料 200 题 第 1 章 绪论 一、考核知识点与考核要求 1. 测试的含义 识记：测试的基本概念； 测量的定义； 试验的含义。 领会：直接比较法和间接比较法的基本概念； 测量和测试的概念及区别。 2. 测试基本原理及过程 识记： 电测法的基本概念 ； 电测法的优点 。 领会： 典型非电量电测法测量的工作过程； 信号检测与信号处理的相互关系 。 3. 测试技术的典型应用 领会：测试技术在工程技术领域的典型应用。 4 测试技术的发展动态 识记： 物理性（物性型）传感器的基本概念； 智能化传感器的组成。 领会： 计算机技术对测试技术发展的作用。 二 、本章重点、难点 典型非电量电测法
2、测量的工作过程； 信号检测与信号处理的作用 。 三、复习题 （一）填空 1按传感器能量传递方式分类，属于能量转换型的传感器是（ 压电式传感器 ）。 2压电式传感器属于（ 能量转换型传感器 ）。 3利用光电效应的传感器属于（ 物性型 ）。 4电参量式传感器又称为（ 能量控制型 ）传感器。 5 传感器开发有两方面的发展趋势：物理型传感器、（ 集成化和智能化 ）传感器的开发。 （ 二 ） 名词解释 （ 三 ） 简答题 1测试技术的发展趋势是什么？ 答： 测试技术的发展趋势是在不断提高灵敏度、精确度和可靠性的基础上，向小型化、非接触化、多功能化、智能化和网络化方向发展。 2简述测试的过程和泛指的两个方
3、面技术。 答： 测试就是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。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。测 试是主动的、涉及过程动态的、系统记录与分析的操作，并 通过对被研究对象的试验数据作为重要依据。 第 2 章 测试系统的基本特性 一、考核知识点与考核要求 1. 测试系统基本概念 识记： 测试系统的概念 ； 理想测试系统的特性：迭加性、比例特性、微分特性、积分特性和频率不变性 。 领会： 测试系统组成的基本概念 ； 测试系统的输入、输出与测试系统的特性关系。 2. 测试系统的静态特性 识记： 测试系统静态特性 的定义 ； 测试系统的静态 传递方程
4、 ； 测试系统静态特性 的主要定量指标： 精确度、灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨率、漂移、死区； 测试系统 绝对误差、相对误差和引用误差的定义。 领会： 测试系统 的 静态特性 中误差的概念 ； 按不同分类方法对误差进行分类 ； 表述系统误差、随机误差和粗大误差的概念和区别 ； 表述精确度、精密度、准确度的概念和区别； 表述灵敏度和灵敏度漂移的概念； 表述系统灵敏度与系统的量程及固有频率的关系。 3. 测试系统的 动 态特性 识记： 测试系统 动 态特性 的定义 ； 系统传递函数的定义 ； 系统频率特性的概念 ； 系统幅频特性的概念 ； 系统相频特性的概念 ； 一阶、二阶测试系统频率
5、特性的表达式； 动态特性参数：系统无阻尼固有频率 n 、系统阻尼率 、系统的响应振荡频率 d 、最大超调量 maxM 。 领会： 表述系统传递函数的主要特点 ； 表述系统传递函数的初始条件及适用范围 ； 表述频率特性函数的物理意义 ； 脉冲响应函数的概念 ； 动态特性参数的测定； 不失真测试 ； 不失真测试 分析。 简单应用 ： 一阶、二阶测试系统频率特性的计算。 二、本章重点、难点 重点 ：测试系统的概念； 测试系统的组成； 测试系统静态特性 的定义 ； 测试系统静态特性 的主要定量指标：精确度、灵敏度、非线性度、分辨率； 系统传递函数的定义 ； 系统频率特性的概念 ； 系统传递函数的主要特
6、点 ； 一阶、二阶测试系统频率特性的表达式； 动态特性参数：系统无阻尼固有频率 n 、系统阻尼率 。 次 重点 ：理想测试系统的特性； 测试系统的输入、输出与测试系统的特性关系； 测试系统静态特性 的主要定量指标：回程误差、重复性、漂移、死区； 测试系统 绝对误差、相对误差和引用误差的定义； 表述频率特性函数的物理意义 系统幅频特性的概念 ； 系统相频特性的概念 ； 动态特性参数：系统的响应振荡频率 d 、最大超调量 maxM ； 一阶、二阶测试系统频率特性的计算。 难点： 测试系统静态特性 的主要定量指标：精确度、灵敏度、非线性度、分辨率； 系统传递函数的定义 ； 系统频率特性的概念 ； 动
7、态特性参数：系统无阻尼固有频率 n 、系统阻尼率 ； 系统幅频特性的概念 ； 系统相频特性的概念 ； 动态特性参数：系统的响应振荡频率 d 、最大超调量 maxM ； 一阶、二阶测试系统频率特性的计算。 三、复习题 （一）填空 1. 描述 测试系统静态特性 指标 的 有 精确度 、 灵敏度 、 非线性度 、 回程误差 、 重复性 、 分辨率 、 漂移 、 死区 。 2.属于 二阶 测试系统 动态 性能指标 参数的有 系统无阻尼固有频率 n 、 系统阻尼率 、 系统的响应振荡频率 d 、 最大超调量 maxM （ 过冲量 ）。 3 表述测试系统在输入未发生变化而输出发生变化的参数是（ 漂移 ）
8、。 4非线性度是表示标定曲线（ 偏离拟合直线的程度 ） 。 5传感器的分辨率越好，表示传感器（ 能感知的输入变化量越小 ）。 6测试系统能检测到的输入变化量越小，表示测试系统的（ 分辨力越好 ） 。 7用实验的办法获取系统的静态输入与输出之间关系曲线称为（ 标定曲线 ） 。 8用频率响应法测定系统的动态特性参数时，通常采用的输入信号是（ 正弦信号 ） 。 9传感器的组成部分中，直接感受被测量的是（ 敏感元件 ）。 10已知某 传感器的满量程输出值为 A，该传感器标定曲线偏离拟合直线的最大偏差为 Bmax，则该传感器非线性度 L 的计算公式为 ( %100m ax ABL)。 11测试系统在静态
9、条件下，响应量 y 的变化 y和与之相对应的输入量 x 的变化 x的比值称为（ 灵敏度 ）。 12系统的动态响应特性一般通过描述系统的（ 传递函数 、 频率响应函数 ）等数学模 型来进行研究。 13精确度是指由测试系统的输出所反映的测量结果和被测参量的 ( 真值 )相符合的程度。 14 用频率响应法测定动态特性参数，输入频率 ( 各不相同，幅值不变 )的正弦激励信号。 15 相对误差是指测量的 （ 误差 值 ） 与被测量量真值的比值，通常用百分数表示。 16已知某传感器的灵敏度为 K0，且灵敏度变化量为 K0，则该传感器的灵敏度误差为 rs= （ （ K0 /K0 ） 100% ） 。 17.
10、 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为 （ 动态 ） 测试。 18. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量的 （ 标准发生器 ） 和标准测试系统。 （ 二 ） 名词解释 1 静态特性： 是指系统的输入量为常量或缓慢变化时输出与输入之间的关系。 2 动态特性 ：指输入量随时间作快速变化时，系统的输出随输入而变化的关系。 3. 灵敏度 ：测试系统在静态条件下，响应量 y 的变化 y 和与之相对应的输入量 x 的变化 x 的比值，称为灵敏度。 4 重复性 ：是指在相同的测试条件下，对同一被测量按同一方向进行全量程多次测量时，其测量结果之间的接近程度。 5 精确度 ：指由测试系统的
11、输出所反映的测量结果和被测参量的真值相符合的程度。 6 非线性度 ：指测试系统实际输入 -输出特性曲线与理想的输入 -输出特性曲线接近或偏离的程度。 7 漂移 ：指测试系统的输入未发生变化时其输出产生变化的现象。 （ 三 ） 简答题 1什么是测试系统的静态特性？静态特性的主要定量指标有哪些？ 答： 测试系统的静态特性是指当输入信号为不变或缓变信号时，输出与输入之间的关系。表征测试系统的静态特性的主要定量指标有：精确度、灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨率、漂移和死区等。 2什么是系统的传递函数？它表征了什么？ 答： 当线性系统的初始条件为零，即其输入量、输出量及其各阶导数均为零，且满足狄
12、利克雷条件，则定义输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比为系统的传递函数。传递函数的代数式表征了系统对输入信号的传输及转换特性，包含了系统瞬态和稳态时间响应的全部信息。 3什么是系统的频率特性？频率特性函数的物理意 义是什么？ 答： 线行定常系统的频率特性是指零初始条件下稳态输出正弦信号与输入正弦信号的复数比。该复数比的模称为幅频特性；复数比的相位角称为相频特性。其物理意义为：频率特性反映了系统的内在性质，与外界因素无关。频率特性描述了在不同频率下系统传递正弦信号的能力。 4理想测试系统 线性时不变系统的主要性质 有哪些？ 答： 理想测试系统 线性时不变系统的主要性质：迭加特性；比例特性；微分特性
13、；积分特性；频率不变性。 第 3 章 传感器及其应用 一、考核知识点与考核要求 1. 传感器的概念 识记： 传感器的定义。 领会： 表述传感器定义的 4 层含义 ； 简述传感器的组成 ； 表述传感器的分类方法。 2. 电阻 传感器 识记： 电阻 传感器的定义 ； 电阻 传感器的种类 ； 应变效应及压阻效应概念 ； 应变片灵敏度的定义； 应变片的种类； 金属电阻应变片的 半导体应变片的种类； 电阻应变式传感器的应用； 热敏电阻的种类； 正温度系数、负温度系数、突变型负温度系数的含义； 光敏电阻的主要参数。 领会： 变阻器式传感器的优缺点 ； 金属电阻应变片的工作原理 ； 半导体应变片的工作原理
14、； 半导体应变片的优缺点 ； 电阻应变式传感器的应用实例 ； 应变片的测量电路； 应变片的应用方式； 电阻应变片在柱式、梁式、环式等弹性体上贴片的方式； 热电阻式传感器的工作原理和种类； 金属丝热电阻的种类和应用； 铂电阻和铜电阻的优缺点； 热敏电阻的优缺点及应用； 光敏电阻传感器的工作原理； 光敏电阻传感器的优缺点及应用； 湿敏电阻传感器的工作原理及种类； 气敏电阻传感器的工作原理及应用。 简单 应用： 变阻器式传感器输出电压与位移的关系 ； 应变片的灵敏度计算。 3. 电 容传感器 识记： 电 容传感器的定义 ； 电 容传感器的种类。 领会： 电 容传感器的工作原理 ； 变极距型 电 容传
15、感器的工作原理及应用 ； 变面积型 电 容传感器的种类、输出特性及应用 ； 变介电常数型 电 容传感器的工作原理及应用 ； 电 容式压差传感器的结构原理； 差动 电 容加速度传感器的结构原理； 电 容式位移传感器的结构原理。 简单 应用： 变极距型 电 容传感器的灵敏度计算 ； 差动结构变极距型 电 容传感器的电容量差值计算 ； 变面积型 电 容传感器灵敏度和输出特性的计算 ； 电 容式转速传感器的工作原理及计算。 4. 电 感传感器 识记： 电 感传感器的工作原理及种类 ； 自感式传感器的分类； 涡流效应。 领会： 自感式传感器的工作原理 ； 自感式传感器的结构、输出特性及灵敏度 ； 差动变
16、压器式电感传感器的结构及工作原理 ； 涡流式电感传感器的结构、工作原理及应用 ； 高频反射式涡流传感器的工作原理 ； 低频透射式涡流传感器的工作原理 ； 涡流传感器的工程应用。 简单 应用： 自感式位移传感器的自感系数 L 的计算 ； 自感式传感器灵敏度的计算； 涡流传感器转速测量的结构、工作原理及计算。 5. 磁电传感器 识记： 磁电式传感器的种类及工作原理 ； 动圈式磁电传感器分类及结构。 领会： 线速度型动圈式磁电传感器的原理及结构 ； 角速度型动圈式磁电传感器的原理及结构 ； 磁阻式磁电传感器的工作原理及结构 ； 磁阻式磁电传感器的应用。 简单 应用： 线速度型传感器感应电势与运动速度
17、的计算 ； 角速度型传感器感应电势与角速度的计算。 6. 压电传感器 识记： 正压电效应及逆压电效应的概念。 领会： 石英晶体的压电效应及种类 ； 压电陶瓷的压电效应 ； 压电元件的等效电路及后接放大器的形式 ； 电荷放大器与电压放大器的优缺点 ； 压电式加速度传感器的类型及工作原理。 简单 应用： 压电传感器配接电压放大器的输出电压计算 ； 压电传感器配接电荷放大器的输出电压计算。 7. 光电传感器 识记： 光电传感器的概念 ； 外光电效应的概念。 领会： 内光电效应的类型及工作原理 ； 光电池的结构与等效电路 ； 光敏二极管和光敏三极管的结构、符号及接线 ； 光电传感器测量零件表面状态的工
18、作原理 ； 光电传感器测量转速的工作原理。 简单 应用： 光电传感器在工业上应用的 4 种基本形式及其原理。 8. 热电传感器 识记： 温度传感器分类； 常用热电偶的主要性能和特点； 热电效应的概念 ； 热电势的概念 ； 接触电势的概念 ； 温差电势的概念 ； 热电偶的串、并联。 领会： 热电偶的工作原理 ； 均质导体定律 ； 中间导体定律 ； 中间温度定律； 标准电极定律 ； 热电偶的冷端温度处理的方法及原理； 热电偶冷端电桥补偿法原理及电路。 简单 应用： 热电偶测温方法及热电势和温度的关系分析。 9. 磁敏传感器 识记： 磁敏传感器的概念 ； 霍尔效应的概念。 领会： 霍尔 传感器 的原
19、理 ； 霍尔元件的结构与基本测量电路 ； 产生磁 阻 效应的原理。 简单 应用： 霍尔位移 传感器 的结构与应用 ； 霍尔转速 传感器 的结构及输出信号频率与转速的关系。 10. 其他新型 传感器 识记： 计量光栅的原理与作用； 计量光栅的类型 ； 长光栅和圆光栅的类型与作用； 莫尔条纹的概念 ； 编码式传感器的分类 ； 光电编码器的分类。 领会： 莫尔条纹的性质； 光栅 传感器 组成及工作原理 ； 光栅 传感器 的辨向电路及其原理 ； 4 倍频细分技术的概念与方法； 光电增量式编码器的结构与原理 ； 绝对码盘的结构与原理； CCD 传感器的原理、特点与种类； 光纤传感器的原理与应用； 光纤传
20、感器的组成与分类； 超声传感器的工作原理与检测过程； 集成传感器与智能传感器的概念； 智能传感器的特点； 典型智能传感器的结构图。 简单 应用： 莫尔条纹的间距表达式与计算分析。 综合 应用： 设计采用热电偶冷端电桥补偿法的测温系统，画出电路图，并说明其工作原理； 热电偶测量切削温度的方法、原理及特点，画出测量系统简图。 以框图形式设计采用位移传感器的测量位移的系统，并说明各环节的作用； 以框图形式设计采用力传感器的测量车削切削力的测力系统，并说明各环节的作用。 二 、本章重点、难点 重点 ：传感器的定义； 传感器的组成 ； 电阻 传感器 ； 电 容传感器； 电 感传感器； 磁电传感器； 压电
21、传感器； 热电传感器； 光栅 传感器 。 难点：应变效应及压阻效应概念 ； 正温度系数、负温度系数、突变型负温度系数热敏电阻的含义； 半导体应变片的工作原理 ； 电阻应变片的灵敏度计算 ； 变阻器式传感器输出电压与位移的关系 ； 变极距型 电 容传感器的工作原理及应用 ； 变面积型 电 容传感器的种类、输出特性及应用 ； 变面积型 电 容传感器灵敏度和输出特性的计算 变极距型 电 容传感器的灵敏度计算 ； 涡流效应 ； 自感式位移传感器的自感系数 L 的计算 ； 自感式传感器灵敏度的计算； 线速度型传感器感应电势与运动速度的计算 ； 角速度型传感器感应电势与角速度的计算 ； 石英晶体的压电效应及种类 ； 正压电效应及逆压电效应的概念 ； 压电传感器配接电压放大器的输出电压计算 ； 压电传感器配接电荷放大器的输出电压计算 ； 均质导体定律 ； 中间导体定律 ； 中间温度定律； 标准电极定律 ； 热电偶的冷端温度处理的方法及原理； 光栅 传感器 组成及工作原理 ； 光栅 传感器 的辨向电路及其原理 ； 4 倍频细分技术的概念与方法。
