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（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。
7.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 ω、系统阻尼率ξ、系统的响应振荡频率d ω、最大超调量max M （过冲量）。 8．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）。
9．非线性度是表示标定曲线（偏离拟合直线的程度）。
10．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）。
12．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）。 13．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）。
14．传感器的组成部分中，直接感受被测量的是（敏感元件）。
15．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
16．测试系统在静态条件下，响应量y 的变化Δy 和与之相对应的输入量x 的变化Δx 的比值称为（灵敏度）。
17．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。
19．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。
20．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。
21．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。
22．已知某传感器的灵敏度为K 0，且灵敏度变化量为△K 0，则该传感器的灵敏度误差为r s = （ （△K 0 /K 0 ）×100% ）。 23. 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。
24. 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。
25．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（变极板面积型）。
26．对压电式加速度传感器，希望其固有频率（尽量高些）。
27．单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象称为（压阻效应）。28．电阻应变式传感器粘贴电阻应变片地方的是（弹性元件）。
29．正温度系数半导体热敏电阻，电阻值当温度超过某一值后随温度升高而（增大）。30．热敏电阻的电阻值随温度升高而下降，该热敏电阻的类型是（负温度系数）。
31．金属丝热电阻传感器进行温度测量时，常用的材料都具有（正温度系数）。
32．适合于使用反射式光电传感器进行测量的被测物理量是（表面粗糙度）。
33．可将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的传感器是（压电式传感器）。34．测量不能直接接触的高温物体的温度，可采用的温度传感器是（辐射温度计）。
36．电容式传感器应用于微小尺寸变化测量是因为（灵敏度高）。
37．转盘上有4个小磁钢的霍尔转速传感器，利用霍尔元件与磁钢接近产生脉冲的方式测转速，当被测输入轴转速为1200转/分钟时，则其输出脉冲的频率为(80Hz)。
38．光敏电阻的工作原理是基于（光导效应）。
39．自感式传感器线圈的匝数为W，磁路的磁阻为Rm，则其自感为（W2 / Rm ）。40．莫尔条纹在测量位移时对栅距所起的作用是（放大）。
41．涡流式电感传感器利用涡流效应将被测物理量的变化变换成线圈的（阻抗变化）。42．对两种不同金属导体接触热电动势有影响的是（两种不同的金属材料、连接点的温度、玻尔兹曼常数）。
43．在光栅式位移传感器的辨别方向电路中，采用的两个电信号相位差为（90°）。
45．已知磁阻式转速传感器测速齿轮的齿数为25，若测得感应电动势的频率为400Hz，则被测轴的转速为（960转/分）。
46．在测量线位移的传感器中，灵敏度高、线性范围大、抗干扰能力强，并能进行非接触测量的是（电涡流式传感器）。
47．热力学温标T与摄氏温标t的关系是（t +273.15 ）。
48．热敏电阻的电阻值与温度的关系是（指数关系）。
49．对光栅式位移传感器，常用的细分方法是（4倍频细分）。
50．CCD传感器是（电荷耦合器件）。
52．若
δ、δ?分别为变极距型电容式传感器极板初始间距和极距的变化量，在
31．半导体应变片具有的优点是（灵敏度高）。
32．计量光栅应用是基于（莫尔条纹原理）。
35．压电式加速度传感器中质量块的质量一定时，压电晶体上产生的电荷与加速度成（ 正比 ）。
36．光栅位移传感器主光栅和指示光栅刻线的夹角越小，莫尔条纹的（放大）作用越强。
37．单晶半导体材料在应力的作用下电阻率发生变化的现象称为(压阻) 效应。
38．热电偶产生的热电势是由两个导体的(接触电势)和单一导体的(温差电势)两部分组成。
39．在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的( 中间导体 )定律。 40．非接触式测温时，测温敏感元件不与被测介质接触，而是利用物质的( 热辐射 )原理。
41．为了测量比栅距W 更小的位移量，提高分辨力，光栅传感器可采用（细分） 技术。
42．在光栅传感器中，（光电）元件接收莫尔条纹信号，并将其转换为电信号。 43．在电阻应变片公式()ελυE R
dR ++=21中，λ为（压阻系数）。 44．利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是（ 铁磁性金属材料）。
45、根据电磁场理论，涡流的大小与导体的（电阻率、导磁率、导体厚度，以及线圈与导体之间的距离，线圈的激磁电流的强度和角频率）等参数有关。
46、在磁通与电流的关系式LI=NΦm 中，L 表示( 自感系数 )。
47. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M 将（ 增大 ）。
48．热敏电阻常数B 大于零的是（ 负 ）温度系数的热敏电阻。
49．压磁式传感器是基于铁磁材料的（压磁效应）原理。
50．利用导电材料的电阻率随本身温度变化制成的传感器，称为（ 热电阻式 ）传感器。
51.热电偶所产生的热电动势是（接触）电动势和（温差）电动势组成的。
52.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生应力或应力变化，使（导磁率）发生变化，（磁阻）也相应发生变化，这种现象称为（压磁效应）。
1．直流电桥输出电压为零的平衡条件是（ R 1R 3=R 2R 4）。
2．电桥4个桥臂的元件是电阻、电感或电容时，须采用（ 交流电桥 ）。
4．应变式传感器利用双臂电桥进行检测，为使其灵敏度高、非线性误差小应使（ 两个桥臂应变片阻值变化大小相等而极性相反 ）。
5．用电桥作为应变片测量电路时，为了提高灵敏度，以获得最大的输出，通常
7．从已调制波中不失真地恢复原有低频信号的过程，称为（解调）。
8．在测试系统中，调制和解调技术主要用来将低频缓变信号进行（ 放大 ）。
9．抑制高频分量，使其衰减，使用的滤波器是（低通滤波器）。 10．通过某一频段的信号，抑制和衰减此频段以外的信号，则使用（带通滤波器）。 11．抑制和衰减某个范围内的频率分量，则使用的滤波器是（ 带阻滤波器 ）。 12．无源一阶低通滤波器引出输出电压的元件是（ 电容 ）。 13．无源一阶高通滤波器引出输出电压的元件是（ 电阻 ）。
14．抑制低频分量，使其衰减，则使用（ 高通滤波器 ）。
18．若采样信号中的最高频率f c =2000Hz ，则根据采样定理，采样频率f s 应选择为（f s ≥ 4000Hz ）。
19．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，输入信号为0~5V ，则该转换器可分辨的最小模拟电压为（ 4.88mV ）。
20．若输入信号为0~5V ，模/数转换器输出二进制数的位数为8，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（19.52mV ）。
21．数/模转换器的技术指标中，分辨力是用（ 输出二进制数码的位数来表示 ）。
22．将模拟信号变换成数字信号的过程，称为（ A/D 转换或模数转换）。
23．将数字信号转换成相应的模拟信号的过程，称为（ D/A 转换或数模转换 ）。
24．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，输入信号为0~2.5V ，则该转换器
27．A/D 转换中的编码，是把连续信号变成(离散)的时间序列。
28．要使直流电桥平衡，电桥桥臂电阻值应满足( 相对桥臂电阻值的乘积 )相等。
29．交流电桥各桥臂的阻抗模为Z 1、Z 2、Z 3、Z 4，各阻抗的阻抗角为????1234、、、，若电桥平衡条件为Z 1·Z 3=Z 2·Z 4，那么阻抗角的平衡条件应为(4231????+=+)。
30．有源滤波器是用（ RC 无源网络）和运算放大器等有源器件结合在一起构成。
31．激励电源采用（ 交流 ）电源供电的电桥称为交流电桥。
32．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z 1，Z 2，Z 3，Z 4，各阻抗的相位角分别为
，
、、、4321????若交流电桥的平衡条件为Z 1/Z 4=Z 2/Z 3，那么相位平衡条件应为(4231????+=+)。
33. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，（4个桥臂阻值都随被测物理量而变化，相邻的两臂阻值变化大小相等、极性相反；相对的两臂阻值变化大小相等、极性相同）接法可以得到最大灵敏度输出。
34. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是（对高于截止频率的信号衰减较慢，选择性差）。为克服该缺点，可采用二阶有源低通滤波器。
1．（ 随机信号 ）属于非确定性信号。
2．正常人的心电图信号为（ 复杂周期信号 ）。
5．非周期信号的频谱是（连续的）。
6．周期信号的自相关函数必为（周期偶函数 ）。
7．若周期信号x (t )的基波角频率为ω，则其周期T 为（ω
π2） 8．若周期信号x (t )的周期为T ，则其基波角频率为（T
π2）。 9．随机信号的概率密度函数表示信号幅值（落在指定区间内的概率）。
10．信号x (t )的自相关函数()τxx R 等于（()τ-xx R ）。
11．已知()()t y t x 与的互相关函数为()τxy R ，则()()t x t y 与的互相关函数()τ-yx R 等于（()τxy R ）。
12．当信号()()t y t x 与的互相关函数R xy (τ)在τ = τd 时有峰值，表明信号x(t)和y(t)有时移τd 时，相关程度（最高 ）。
13．当信号()()t y t x 与的互相关函数R xy (τ)在τ = τd 时相关程度最高，则y(t)和x(t)
14．已知输入信号x (t )和与输出信号y (t )完全不相干，则相干函数满足（()jf xy 2γ=0）
。 15．已知输入信号x (t )与输出信号y (t )完全相干，则相干函数满足（()jf xy 2γ=1）
。 16．随时间变化模拟信号的( 幅值 )连续。
17．若已知某信号的均值为x μ，方差为2x σ，则其均方值2x φ等于( 222x
x x σμφ+= )。 18．表达式 ()dt t x T T
T ?∞→021lim 计算的结果是信号()t x 的( 均方值 )。
19．信号的方差描述随机信号幅值的( 波动 )程度。
20. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，A n表示（交流）分量的幅值。
21. 当τ→∞时，信号x（t）的自相关函数R x（τ）呈周期性变化，说明该信号为（周期信号）。
1．（虚拟仪器）属于现代测试系统。
2．虚拟仪器的优点是（仪器功能由软件决定）。
（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Δy和与之相对应的输入量x的变化Δx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。
1．正压电效应：当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，在其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，形成电场；当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种物理现象称为正压电效应。
2．逆压电效应：将某些晶体置于外加电场中，晶体将产生与之对应的机械变形，这种现象称为逆压电效应。
3．应变效应：是指金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化的物理现象。
4．压阻效应：指单晶半导体材料在沿某一轴向外力的作用时，其电阻率随之发生变化的现象。
5．传感器：是能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。6．热电效应：将两种不同金属导体两端连接在一起组成一个闭合回路，若两个结合点的温度T和T0不同，则在回路中有电流产生，相应的电势称热电动势，这种物理现象称为热电效应。
7．中间导体定律：是指导体a、b组成的热电偶，当引入第三种导体c，只要保持第三种导体两端温度相等，则不会改变总热电势的大小。
8．光电导效应：指在光作用下，电子吸收光子能量，使半导体材料导电率显著改变的现象。
9．正温度系数热敏电阻：在测量温度范围内，热敏电阻阻值当温度超过某一温
度后随温度升高而增大。
10．负温度系数热敏电阻：在测量温度范围内，热敏电阻阻值随温度升高而减小。11．接触电动势：是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。12．温差电动势：是在同一根导体中由于两端温度不同而产生的电动势。
13．霍尔效应：是指当半导体中流过电流时，若在与该电流垂直的方向上外加一个磁场，则在与电流及磁场分别成直角的方向上会产生一个电压，该现象称为霍尔效应
14．电涡流：金属平面置于交变磁场中时，就会产生感应电流，这种电流在金属平面内闭合，称为电涡流。
15．压磁效应：铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生应力或应力变化，使导磁率发生变化，磁阻也相应发生变化，这种现象称为压磁效应。
1．调制：用低频信号对高频信号的某特征参量（幅值、频率或相位）进行控制或改变的过程，称为调制。
2．解调：从已调制波中不失真地恢复原有低频调制信号的过程。
3．电桥：是把电阻、电感和电容等电参数转换成电压或电流信号输出的一种测量电路。
4．低通滤波器：信号中低于f2频率成分不受衰减地通过，而高于f2频率成分都被衰减掉。
5．高通滤波器：抑制低频分量，使其衰减，信号中高于f2频率成分不受衰减地通过，而低于f2频率成分都被衰减掉。
6．有源滤波器：是用RC无源网络和运算放大器等有源器件结合在一起构成。7．全桥电桥：组成电桥的4个桥臂阻值都随被测物理量而变化，相邻的两臂阻值变化大小相等、极性相反；相对的两臂阻值变化大小相等、极性相同。8．A/D转换或模数转换：将模拟信号变换成数字信号的过程。
9．D/A转换或数模转换：将数字信号转换成相应的模拟信号的过程。
1．信号的均值μx：是随机信号的样本函数x(t)在整个时间坐标上的平均值，表示信号中直流分量的大小，描述了随机信号的静态分量。
σ：描述随机信号幅值的波动程度，表示了随机信号的动态分量2．信号的方差2
x
φ：是信号平方值的均值，描述信号的强度，表示了信号的平3．信号的均方差2
x
均功率。
4．信号概率密度函数：随机信号的幅值落在指定区间内的概率。
（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。
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；积分特性；频率不变性。
1．什么是应变效应？应变片可分为哪几类？在结构上又可分为哪几种？
答：应变效应是指金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化的物理现象。应变片可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。金属电阻应变片有丝式、箔式和薄膜式三种；半导体应变片主要有体型、薄膜型和扩散型三种。
2．热敏电阻传感器有哪些种类及应用？
答：热敏电阻根据温度特性不同可以分成3类：负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻(PTC)、突变型负温度系数热敏电阻(CTR)。热敏电阻可用做检测元件、电路保护元件，广泛用作温度补偿元件、限流开关、温度报警等。
3．用涡流传感器测量齿轮的转速时，若齿轮是由尼龙制成的，能否测出转速？为什么？答：用涡流传感器测量齿轮的转速时，若齿轮是由尼龙制成的，不能测出转速。因为电涡流效应只能在金属材料上产生，特别是在铁磁材料上。
4．简述传感器的组成，以及各部分的作用。
答：传感器通常由敏感元件、转换元件、信号调节和转换电路组成。敏感元件能直接感受或响应被测量；转换元件将感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号；信号调节和转换电路可以对微弱电信号进行放大、运算和调制。
5．光敏电阻的工作原理是什么？
答：光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，当某些半导体材料受到光线照射时，吸收部分
能量，激发出其内部的电子-空穴对，导电性增强，电阻率减小；光照停止，自由电子与空穴对复合，又恢复原电阻值。
6．什么是电容传感器？在实际应用中可分为哪几种？电容传感器有哪些优点？
答：电容传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置。在实际应用中，电容传感器可分为：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器三种。电容传感器具有结构简单、灵敏度高、动态性能好以及非接触式测量等优点。
7．莫尔条纹的性质有哪些？
答：莫尔条纹的性质有：⑴放大作用，相当于将栅距放大；⑵平均效应，消除栅距的局部误差；⑶运动方向，主光栅和指示光栅沿光栅左右移动时，莫尔条纹沿光栅上下移动；⑷对应关系，光栅移动一个栅距，光强变化一个周期；⑸莫尔条纹移过的条纹数等于光栅移过的栅线数。
8．压电式传感器分别配接电压放大器和电荷放大器时各自有哪些特点？
答：压电传感器配接电压放大器时，其输出电压e y与输入电压e i（既压电元件的输出电压）成正比，但对电缆电容C c敏感，容易受电缆电容C c变化的影响。压电传感器配接电荷放大器时，其输出电压e y与输入电荷量q（压电元件的输出电荷量）成正比，只与传感器输出的电荷量以及反馈电容C f有关，与电缆的分布电容C c无关。
9．光纤传感器按光纤的作用主要分成哪几类？光纤传感器具有哪些优点？
答：光纤传感器按光纤的作用主要分为功能型光纤传感器及非功能型光纤传感器两类。光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、质量轻等优点。
10．简述光电编码器的作用、分类及优点。
答：光电编码器的作用是能将直线运动量和转角转换成数字信号输出。光电编码器按其结构形式分为直线式光电编码器和旋转式光电编码器；按脉冲信号性质分为绝对式和增量式编码器。光电编码器具有体积小、分辨率高、可靠性好、使用方便、非接触测量等优点。11．对差动变压器式电感传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?
答：差动变压器式电感传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，输出电压的幅值取决于被测位移的大小；输出电压的相位取决于被测位移的方向。
12．简述光栅传感器4倍频细分技术的概念与方法。
答：光栅传感器检测位移产生莫尔条纹，采用4个光电元件接收莫尔条纹信号，4个光电元件在接收相位上依次相差90°。当主光栅与指示光栅相对移动一个栅距时，4个光电元件可依次接收到各相差90°的4个计数脉冲信号，称为4倍频细分技术。
1．有源滤波器与无源滤波器相比有哪些特点?
答：有源滤波器的特点：对信号有放大作用；具有高输入阻抗的运算放大器进行极间隔离，消除或减小负载效应的影响；可以多级串联组成高阶滤波器，提高滤波器的选择性。
2．调制的种类有哪些？调制、解调的目的是什么？
答：根据被控参量不同，调制分为三种：幅值调制（AM）或调幅；频率调制（FM）或调频；相位调制（PM）或调相。调制的目的用低频信号对高频信号的某特征参量（幅值、频率或相位）进行控制或改变的过程，使该特征参量随低频信号的
规律变化。解调：从已调制波中不失真地恢复原有低频调制信号的过程。
3．直流电桥平衡条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？
答：直流电桥的平衡条件是4231R R R R ?=?，即相对两桥臂阻值的乘积相等； 交流电桥的平衡条件是4231Z Z Z Z ?=?和4231????+=+，即相对两桥臂阻抗模的乘积相等及相对两桥臂阻抗角的和相等。 4．什么是滤波器？简述滤波器的分类。
答：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。按选频特性分类，滤波器可分为低通、高通、带通和带阻4种；按电路特性，可分为一阶滤波器和二阶滤波器，以及有源滤波器和无源滤波器。
5．采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？
答：采用逐次逼近法的模/数转换器主要由数/模转换器、比较器、移位寄存器、数据寄存器、时钟以及逻辑控制电路等组成。
6．什么是模/数转换器？模/数转换包括哪几个步骤？
答：将模拟量转换成与之相应的数字量的装置称为模/数转换器。模/数转换包括⑴采样；⑵量化；⑶编码三个步骤。
1．周期信号傅里叶级数展开的含义是什么？
答：满足狄利克雷条件的任何周期信号都可以分解为直流分量及许多简谐分量之和，各简谐分量的角频率必定是基波角频率的整数倍。幅值和相位与频率的关系图称为频谱图，从频谱图可看出周期信号的频率分量组成、各分量幅值及相位的大小。
2．信号x (t )的均值x μ、方差2x σ、均方值2x φ的含义是什么？写出三者间的关系。
答：均值x μ：是随机信号的样本函数x(t)在整个时间坐标轴上的平均值，表示信
号中直流分量的大小，描述了随机信号的静态分量；方差2x σ：描述随机信号幅
值的波动程度，描述了随机信号的动态分量；均方值2x φ：是信号平方值的均值，
描述信号的强度，表示信号的平均功率。三者之间的关系：222x
x x σμφ+=。 3．信号的自相关函数的定义和性质是什么？
答：信号()t x 的自相关函数()τx R 定义为
()()()dt t x t x T R T T x ττ+=?∞→0
1lim 式中 τ— 时延量。
自相关函数()τx R 的性质：
1）当时延τ=0时，信号的自相关函数就是信号的均方值2x φ。
2）()()τx x R R ≥0，自相关函数在τ=0处取峰值。
3）()()ττ-=x x R R 。
4）周期信号的自相关函数必呈周期性。
4．信号的互相关函数的定义和性质是什么？
答：信号()t x 和()t y 的互相关函数()τxy R 定义为
()()()dt t y t x T R T T xy ττ+=?∞→0
1lim 式中 τ— 时延量。
互相关函数()τx R 的性质：
1）()τxy R 互自相关函数通常不在τ=0处取峰值，
其峰值偏离原点的位置为d τ。它反映了两信号有d τ时移时相关程度最高。
2）()τxy R 与()τyx R 是两个不同的函数。
3）两个均值为零的独立统计的随机信号()t x 和()t y 的互相关函数()0=τxy R 。
1．总线的主要功能是什么？主要功能指标有哪几种？
答：总线的主要功能是完成系统内部各单元模块间或系统间的通信，实现数据传递和信息联络。总线的主要功能指标有：总线宽度；寻址能力；总线频率；传输率；总线的通信协议等。
2．自动测试系统由哪几部分组成？自动测试系统与智能仪器的区别是什么？ 答：自动测试系统由微机或微处理器、可程控仪器、接口和软件四部分组成。自动测试系统与智能仪器的区别在于微机是否与仪器测量部分融合在一起。智能仪器采用专门设计的微机系统，而自动测试系统用通用的PC 机配以仪器测量部分组合成系统。
3．什么是现代测试系统？现代测试系统主要有哪几大类。
答：具有自动化、智能化、可编程化等功能的测试系统称为现代测试系统。现代测试系统主要有3大类：智能仪器、虚拟仪器和自动测试系统。
4．虚拟仪器与传统仪器相比有哪些优点？
答：虚拟仪器与传统仪器相比有以下几个优点：⑴提出“软件就是仪器”的概念，由软件替代硬件；⑵仪器的功能由用户根据需要用软件来决定，具有由软件实现的多功能；⑶利用计算机的功能，实现信号的分析处理、显示、存储和打印等；⑷灵活、开放，可通过网络与其他设备互联；⑸技术更新周期短。
5．智能传感器与传统传感器相比有哪几个特点？
答：智能传感器与传统传感器相比有以下几个特点：⑴具有自动调零和自动校准的功能；⑵具有判断和信息处理功能；⑶实现多参数综合测量；⑷自动诊断故障；⑸具有数字通信接口。
《机械测试技术》 实验报告 学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化 学号：姓名 中北大学机械工程系 2012年5月15
实验一：用应变仪测量电阻应变片的灵敏度 一、实验目的 1．掌握电阻应变片的粘贴工艺技术； 2．掌握选择应变片的原则及粘贴质量的检查； 3. 掌握在静载荷下使用电阻应变仪测量方法； 1.掌握桥路连接和电阻应变仪工作原理； 5. 了解影响测量误差产生的因素； 6．为后续电阻应变测量的实验做好在试件上粘贴应变片、接线、防潮、检查等准备工作。 二、实验仪器及设备 常温用电阻应变片；等强度梁试件； 天平秤；砝码；INV1861应变调理器； 千分尺（0～25㎜）；INV3018C信号采集分析仪； 防潮用硅胶；游标卡尺； 电烙铁、镊子、砂纸等工具；小台钳、钢尺、划针； 502粘结剂（氰基丙烯酸酯粘结剂）；丙酮、乙醇、药棉等清洗器材等。 三、实验原理 电测法的基本原理是：将电阻应变片粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形（ΔL/L），应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪，可测量出应变片中电阻值的变化（ΔR/R），并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。电阻应变片的灵敏度是构件单位应变所引起应变片电阻值的变化量，用S来表示。 本实验中用到的是单臂电桥，即四分之一桥，工作中只有一个桥臂电阻随着被测量的变化而变化，设改电阻为R1，产生的电阻变化量为ΔR，原理如下图所示：
个 则输出电压0U 的值为： 01 4 e u u S =ε 式中, 0u 为输出电压，ε为应变值，e u 为供桥电压，0u 和ε可从分析仪中直接读出， e u 在应变仪中读出，S 为实验所求。 四、实验方法与实验步骤 1.选片。目测电阻应变片有无折痕、断丝、霉点、锈点等缺陷，缺陷应变片不能粘贴，必须更换。 2.测片。用数字万用表或电桥精确测量应变片电阻值的大小。注意：不要用手或不干净的物品直接接触应变片基底。测量时应放在干净的书面上，不能使其受力，应保持平直。记录各个应变片的阻值，要求应变片阻值精确到小数点后一位数字。对于标称电阻为120Ω的应变片，测量时数字万用表必须打到200Ω档位上，所测电阻值为原始电阻。要求同一电桥中各应变片之间阻值相差均不得大于0.5Ω，否则需要更换。 3.试件表面处理。实验所用试件为等强度梁，为使粘贴牢固，必须对试件表面进行处理，处理过程如下： （1）用细砂纸在等强度梁表面需贴片处打磨，打磨方向与贴片轴线位置成45度交叉。如等强度梁上有以前贴好的应变片，先用小刀铲掉。应变片为一次性消耗材料，粘贴后再起下来不能再用。 （2）用棉花球蘸丙酮、乙醇擦洗表面的油污和锈斑，直到干净再自行晾干。 （3）然后用划针在贴片处划出十字线，作为贴片坐标，再用棉球擦一下。 （4）打磨好的表面，如暂时不贴片，可涂以凡士林等防止氧化。 4.贴片。贴片过程如下： R1+δR R2 R4 R3 U e B D R2 A B C D R1 R4 R3 C 0
《机械工程测试技术基础》实验报告 专业 班级学号 姓名 成绩 沈阳理工大学机械工程学院 机械工程实验教学中心 2015年4月
目录 实验一金属箔式应变片——电桥性能实验1 1.1实验内容1 1.2实验目的1 1.3实验仪器、设备1 1.4简单原理1 1.5实验步骤2 1.6实验结果2 1.7思考题4 实验二状态滤波器动态特性实验4 2.1实验内容4 2.2实验目的4 2.3实验仪器、设备5 2.4简单原理5 2.5实验步骤5 2.6实验结果6 2.7思考题11 实验三电机动平衡综合测试实验11 3.1实验内容11 3.2实验目的11 3.3实验仪器、设备11 3.4简单原理12
3.5实验步骤12 3.6实验结果13 3.7思考题15 实验四光栅传感器测距实验15 4.1实验内容15 4.2实验目的16 4.3实验仪器、设备16 4.4简单原理16 4.5实验步骤16 4.6实验结果17 4.5思考题19 实验五 PSD位置传感器位置测量实验19 5.1实验内容19 5.2实验目的19 5.3实验仪器、设备19 5.4简单原理19 5.5实验步骤20 5.6实验结果20 5.7思考题23 -
实验一金属箔式应变片——电桥性能实验指导教师日期 1.1实验内容 1.2实验目的 1.3实验仪器、设备 1.4简单原理
1.5实验步骤 1.6实验结果 表1.1 应变片单臂电桥实验数据表
表1.2 应变片半桥实验数据表 根据实验结果计算单臂和半桥的灵敏度、线性误差、回程误差，在座标纸上分别画出单臂、板桥的输入及输出关系曲线，并在曲线上标出线性误差、回城误差位置：
一、实验地点 K1-305测控技术实验室 二、实验时间 三、实验项目 1. 常用信号观察 2. 信号无失真传输 3. 金属箔式电阻应变片性能实验 4. 电容式传感器性能实验 5. 电涡流式传感器测转速实验 注：以上为可选项目，本学期实验以实际安排项目为准 四、实验教学目的和任务 本实验教学课程的核心是《现代测试技术》课程中的信息测试与处理，是测试理论在工程中的应用，是一门面向应用的综合性专业基础训练课程，针对性地加强学生的测试技术应用能力，达到熟练掌握常用信号的特性、掌握常用信号的测试技术与处理方法、初步掌握实验现象的相关理论分析方法的目的。 实验教学在机电工程学院(K1)测控技术实验室展开。采用教师讲授、辅导和学生动手操作的方法，其中，每次实验教师讲授时间不超过1/3(15分钟)课时，通过学习，要求学生掌握THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台、CSY2001(CSY2001B型)型传感器综合实验台、(虚拟)示波器等仪器设备的使用，了解测试技术在工程中的实际应用，达到熟练使用测试设备的目的，为以后学习及工作打下良好基础。 五、实验教学基本要求 1. 充分进行实验准备，并进行现场实验指导，检查实验结果，认真批改实验报告。要求学生充分阅读实验指导书及相关教学内容，按分组独立完成每个实验，每完成一个实验，必须写一份实验报告，要求报告完整、数据详实、结论合理。 2. 介绍实验仪器设备的结构、使用方法、注意事项。 3. 学生分组按学号自然分组，可根据学习成绩由学生自己适当调整，但必须报指导教师备案。各班一般共分10组。
4. 指导教师严格考勤。 六、实验项目、学时分配、实验主要仪器设备 可根据教学实际要求适当增加实验项目，但不计课时，以学生自愿为主。 七、主要仪器设备介绍 1. THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台 本实验台能满足“信号与系统”、“控制理论”及“计算机控制技术”的实验教学，通过USB数据采集卡，利用上位PC机提供的信号发生器，虚拟示波器，脚本编程完
图书管理系统测试报告
1简介 1.1编写目的 本测试报告描述了对图书管理系统的压力测试和对登录和注册功能的黑盒 测试，根据测试结果指导开发人员对软件产品进行完善和优化，给用户提供一份 客观的软件质量报告。本方案的主要读者为软件开发项目管理者、软件工程师、系统维护工程师、测试工程师、客户代表等。 测试流程： 制定测试计划开发测试脚本创建测试场景分析测试结果监视性能指标运行场景测试1.2系统简介 项目名称：图书管理系统 项目简介：本项目探讨了一个基于J2的图书管理系统的设计和实现。基于 J2下的图书管理系统用语言开发处理程序，选择强大的作为开发工具，用交互式 网站界面设计技术( )开发前台界面，后台数据库选择。本系统实现了基本的对书 籍信息、读者信息、借阅信息、归还信息、查询信息进行管理和操作等功能，可 以满足普通用户、管理员的需求。
1.3术语和缩略词参考资料 1）响应时间：客户端从给服务器发送一个请求开始直到完全接受了服务器反馈信息为止，这期间所用的时间称为响应时间。 2）吞吐率：即应用系统在单位时间内完成的交易量，也就是在单位时间内，应用系统针对不同的负载压力，所能完成的交易数量。 3）点击率：每秒钟用户向服务器提交的请求数。 4）图书管理系统项目开发计划，需求规格说明书，概要设计说明书，详细设计说明书。 5）黑盒测试：英文是。又称功能测试或者数据驱动测试。 6）等价划分测试：等价划分测试是根据等价类设计测试用例的一种技术。
2测试概要 2.1测试用例设计 2.1.1黑盒测试： 1)边界值法 用边界值法设计用户注册测试用例： a)先等价划分 b)边界值分析
实验心得体会 在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下 子就将实验报告做完.直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度 成正比,使我受益匪浅. 在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就 会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.比如做光伏的实验,你要 清楚光伏的各种接法,如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事 倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,实验后,还 要复习,思考,这样,你的印象才深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会忘得一干二净,这还 不如不做.做实验时,老师还会根据自己的亲身体会,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽 我们的眼界,使我们认识到这门课程在生活中的应用是那么的广泛. 通过这次测试技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考 问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅. 实验心得体会 这个学期我们学习了测试技术这门课程，它是一门综合应用相关课程的知识和内容来解 决科研、生产、国防建设乃至人类生活所面临的测试问题的课程。测试技术是测量和实验的 技术，涉及到测试方法的分类和选择，传感器的选择、标定、安装及信号获取，信号调理、 变换、信号分析和特征识别、诊断等，涉及到测试系统静动态性能、测试动力学方面的考虑 和自动化程度的提高，涉及到计算机技术基础和基于labview的虚拟测试技术的运用等。 课程知识的实用性很强，因此实验就显得非常重要，我们做了金属箔式应变片：单臂、 半桥、全桥比较, 回转机构振动测量及谱分析, 悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试三个实 验。刚开始做实验的时候，由于自己的理论知识基础不好，在实验过程遇到了许多的难题， 也使我感到理论知识的重要性。但是我并没有气垒，在实验中发现问题，自己看书，独立思 考，最终解决问题，从而也就加深我对课本理论知识的理解，达到了“双赢”的效果。 实验中我学会了单臂单桥、半桥、全桥的性能的验证；用振动测试的方法，识别一小阻 尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数；掌握压电加速度传感器的性能与使用方法； 了解并掌握机械振动信号测量的基本方法；掌握测试信号的频率域分析方法；还有了解虚拟 仪器的使用方法等等。实验过程中培养了我在实践中研究问题，分析问题和解决问 题的能力以及培养了良好的工程素质和科学道德，例如团队精神、交流能力、独立思考、 测试前沿信息的捕获能力等；提高了自己动手能力，培养理论联系实际的作风，增强创新意 识。 实验体会 这次的实验一共做了三个，包括：金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较；回转机构 振动测量及谱分析；悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试。各有特点。 通过这次实验，我大开眼界，因为这次实验特别是回转机构振动测量及谱分析和悬臂梁 一阶固有频率及阻尼系数测试，需要用软件编程，并且用电脑显示输出。可以说是半自动化。 因此在实验过程中我受易非浅：它让我深刻体会到实验前的理论知识准备，也就是要事前了 解将要做的实验的有关质料，如：实验要求，实验内容，实验步骤，最重要的是要记录什么 数据和怎样做数据处理，等等。虽然做实验时，指导老师会讲解一下实验步骤和怎样记录数 据，但是如果自己没有一些基础知识，那时是很难作得下去的，惟有胡乱按老师指使做，其 实自己也不知道做什么。 在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。 特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的 继续下去。例如：数据处理时，遇到要进行数据获取，这就要求懂得labview软件一些基本
测试技术实验报告3-2017
实验题目：《测试装置动态特性的测量》 实验报告 第 3 组姓名+学号： 胡孝义 2111701272 付青云 2111701146 黄飞 2111701306 黄光灿 2111701322 柯桂浩 2111701321 李婿 2111701346 邝祎程 2111701312 实验时间：2017年12月29日 实验班级： 实验教师：邹大鹏教授 成绩评定：_____ __ 教师签名：_____ __ 机电学院工程测试技术实验室 广东工业大学 广东工业大学实验报告
一、预习报告：（进入实验室之前完成） 1.实验目的与要求: 目的： 1）．了解差动变压器式位移传感器的工作原理 2）．掌握测试装置动态特性的测试 3）．掌握m-k-c 二阶系统动态特性参数的影响因素 要求： 1).差动变压器式位移传感器的标定 2）．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量 2.初定设计方案: 根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统的动态特性：固有频率ωn 和阻尼比ξ。 实验时确定的设计方案: 先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零的阶跃响应。 (1)求有阻尼固有频率ωd ωd =2π/T d （2）求阻尼比ξ 利用任意两个超调量M 和M 可求出其阻尼比，n 是该两个峰值相隔的某一整周期数。计算公式为 ξ=2222n 4n n πδδ+ (3)求无阻尼固有频率ωn 计算出有阻尼固有频率ωd ，阻尼比ξ之后，根据公式可求出系统的固有频率ωn ωd = 2 1ξ ω-d (4)求弹簧的刚度和振子组件的质量 振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。
测试技术基础实验报告 2017年06月8日
实验一光栅传感器测位移实验 1、四倍频辨向电路的工作原理 四倍频电路是一种位置细分法，就是使正弦信号在0度、90度、180度、270度都有脉冲输出，可使测量精度提高四倍。 光栅传感器输出两路相位相差为90的方波信号A和B.如图l所示，用A，B 两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，标志光栅分正向与反向移动．四倍频后的信号，经计数器计数后转化为相对位置.计数过程一般有两种实现方法：一是由微处理器内部定时计数器实现计数；二是由可逆计数器实现对正反向脉冲的计数． ①当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前B相90，则在一个周期内，两相信号共有4次相对变化：00→10→11→01→00．这样,如果每发生一次变化，可逆计数器便实现一次加计数,一个周期内共可实现4次加计数，从而实现正转状态的四倍频计数． ②当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90，则一个周期内两相信号也有4次相对变化：00→01→11→10→00．同理，如果每发生一次变化，可逆计数器便实现一次减计数，在一个周期内，共可实现4次减计数，就实现了反转。 2、四倍频辨向电路波形图
实验二：电容式、涡流式传感器的特性及应用实验 一变面积传感器实验原理及电路 实验电路框图如图2所示。电容的变化通过电容转换电路转换成电压信号，经过差动放大器后，用数字电压表显示出来。 图2 电容式传感器实验电路框图 图3 电容转换电路原理图
图4 二极管环形电桥原理图 1、根据表1实测数据，画出输入/输出特性曲线Uo=f（X)，并且计算灵敏度和 非线性误差。 表1-1变面积电容传感器实测数据记录表 输入/输出特性曲线
《现代测试技术》课程教学大纲 编号：B002D150 英文名称：Technology of Modern Measurement 适用专业：电子信息工程 责任教学单位：电子工程系电子信息工程教研室 总学时：32（其中实验学时：8） 学分：2.0 考核形式：考试 课程类别：专业课 修读方式：必修 教学目的：通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握现代测试技术的工作原理及特点，掌握当前数字化、网络化的测试技术，了解现代测试技术过程中GPIB、VXI等程控仪器的数字接口，以及PXI等自动检测相关技术，培养学生开发、应用现代测试系统的能力。 本科课程的主要教学方法： 以讲授、讨论为主，实践教学为辅。 本课程与其他课程的联系与分工： 本课程以电子测量、检测技术、智能仪器设计等课程为基础。讲授过程中需结合控制接口技术、数字通信技术、智能仪器、网络测试技术等内容，综合地进行分析，采用讲授与实践相结合的方法锻炼学生分析和解决问题的能力，以及掌握应用智能仪器进行信号检测及分析的能力。 主要教学内容及要求： 第一部分现代测试技术概述 教学重点：掌握现代自动测试系统的体系结构。 教学难点：程控设备互联协议。 教学要点及要求： 了解自动测试系统的应用和意义。 掌握现代自动测试系统的体系结构。 了解程控设备互联协议。 掌握现代自动测试系统的分类。 了解网络化测试系统技术。 了解自动测试软件平台技术。 第二部分总线接口技术 教学重点：GPIB总线结构及接口设计。 VXI总线组成及通信协议。 PXI总线规范及系统结构。 教学难点：VXI总线通信协议。 教学要点及要求： 了解GPIB数字接口的发展及基本特性。 掌握GPIB器件模型，掌握数字总线结构，理解接口功能及其赋予器件的能力。 理解GPIB专用LSI接口芯片实现接口功能。
研究生课程（实践类）报告 2012/2013学年第1 学期 课程名称：建筑环境现代测试技术实验 课程代码：17000021 实验题目：不同毕托管修正系数的标定实验 学生姓名：吴小田 专业﹑学号：供燃气、供热通风与空调工程122551452 学院：环境与建筑学院
4学时 1. 掌握“负压式微风速标定装置”测试流量和标定风速的原理； 1．标准流量管2．压力采集环3．整流格栅4．标准风道5．风速计测孔 6．静压箱7．离心风机8．变频器9．倾斜式微压差计。 图1 负压式微风速标定装置结构示意图 2. 根据已有测量仪表的精度和计算公式、方法。确定该标定装置的总不确定度； 3. 现有两支毕托管，一支为L 标注型毕托管，一支为S 型翼型测试头，采用该标定装置，求出两支毕托管的风速修正系数。并进行误差分析。 参考资料： 1.王中宇, 刘智敏. 测量误差与不确定度评定[M]. 北京: 科学出版社, 2008. 2.孙淮清, 王建中. 流量测量节流装置设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. 3.梁国伟, 蔡武昌. 流量测量技术及仪表[J]. 北京: 机械工业出版社, 2002. 4.路建岭、吴虎彪、邹志军等，一种负压式微风速标定装置的试验研究，流体机械，2009，10. 5.田胜元, 萧曰嵘编著，实验设计与数据处理，北京：中国建筑工业出版社 ，1988 实验地点：环境与建筑学院414室， 备注：实验之前需要完成试验装置不确定度的计算书和实验方案。 2013.02.28 6
一、实验目的 1.了解熟悉风速标定装置及原理，以及会使用风速标定装置对不同类型毕托管进行标定。 2.了解毕托管的工作原理，比较不同毕托管的制作工艺差别及误差分析 二、实验仪表： HD2001.1温湿度露点大气压力风速变送器、倾斜式微压差计两台、、L 型毕托管一支（长度500mm ）、S 型翼型毕托管1支（长度500mm ） 三、实验原理： 1．标准流量管，2．压力采集环，3．整流格栅，4．标准风道，5．风速计测孔 6．静压箱，7．离心风机， 8．变频器，9．倾斜式微压差计。 图1 负压式微风速标定装置结构示意图 标准流量管是通过大气压力、 空气温度、 空气相对湿度和某截面的壁面静压 4个参数来测试流量的。装置的试验原理是用伯努利方程计算标准流量管流量,然后根据质量守恒定律,由标准流量获得标准风道的平均风速, 再由流体在管道内流动分布的特点, 经理论计算得出风道轴心风速作为标准点风速, 即风速计标定时的参照标准风速。 标准流量 根据伯努利方程得: 2 2 1v P P P b a ρ= -=?（1） 式中： P ?压差, Pa 6
武汉理工大学《机械工程测试技术》课程实验报告 专业：机械电子工程 姓名：大傻逼 年级：2019级 班级：测控1班 学号：201903704567
实验三等强度梁弯矩、拉力测试和标定实验 实验目的 学会制定梁的弯矩和拉力传感器制作方法；学会金属电阻应变片的标定方法；学会通过弯矩信号推导等强度梁的垂向结构参数（固有频率和阻尼比系数） 2实验原理 实验原理图： 应变片R1 R2 R3 R4接线图 （3）电桥的灵敏度 电桥的灵敏度Su是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小
Su=U/(ΔR/R)=0.25UO(ΔR1/R1+ΔR2/R2+ ΔR3 / R3- ΔR4 / R4)/(ΔR/ R) n=(R1/R1- R2 / R2+ R3/R3- R4/R4)/(ΔR/ R) 则Su=0.25n U1 式中，n 为电桥的工作臂系数 利用最小二乘法计算单臂全桥的电压输出灵敏度S，S = ΔV/Δm，并做出V～m 关系 在载物平台上加标准砝码，每加一个记录一个放大器输出电压值，并列表： 灵敏度为直线的斜率为 =（1.35+0.81+0.28）-（1.09+0.54+0）/3*2=0.135 V/k 实验图片贴片
贴片一 贴片二 固有频率和阻尼比的计算 在这个实验中，我们使用的是自由衰减法，以下是实验应该得到的曲线样本及物理模型。 做震动减弱原理图
实验步骤及内容 1，按要求，把各实验仪器连接好接入电脑中，然后在悬臂梁上粘紧压电式加速度传感器打开计算机，。。 2，打开计算机，启动计算机上的“振动测试及谱分析.vi ”。 3，选择适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。点击LabVIEW 上的运行按钮（Run ）观察由 脉冲信号引起梁自由衰减的曲线的波形和频谱。 4，尝试输入不同的滤波截止频率，观察振动信号的波形和频谱的变化。 5，尝试输入不同的采样频率和采样点数以及硬件增益，观察振动信号的波形变化。 6，根椐最合适的参数选择，显示最佳的结果。然后按下“结束按钮，完成信号采集。最后我选择的参数是：采样频率sf 为512HZ,采样点数N为512点。 7，记录数据，copy读到数据的程序，关闭计算机。
一、填空题（每小题1 分，共 10 分） 1. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=，其中0A 、0t 为常数时，该系统就能实现对信号的（ 不失真 ）测试。 2. 测试系统动态特性的描述函数主要有脉冲响应函数、传递函数和( 频率响应函数 )。 3. 周期信号的频域分析采用的数学工具是（ 傅里叶级数 ）。 4. 有源传感器一般是将非电量转换为电能量，称之为能量（ 转换 ）型传感器。 5. 压电式振动加速度传感器是利用某些材料的（ 压电效应 ）原理工作的。 6. 交流电桥的平衡条件是（ 两相对臂阻抗的乘机相等 ）。 7. 电容式传感器分为（ 极距变化 ）型电容传感器、面积变化型电容传感器和介质变化型电容传感器三大类。 8. 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、（ 随机激振 ）和瞬态激振。 9. 随机信号的自功率谱密度函数的物理含义是（ 随机信号的自相关函数的傅里叶变换 ）。 二、单项选择题（每小题 1 分，共 15 分） 1．传感器在非电量电测系统中的作用是（ C ）。 (A) 将被测电量转换为电参量 (B) 将被测非电量转换为非电参量 (C) 将被测非电量转换为电参量 2. ( C )不属于测试系统的静态特性指标。 （A ）回程误差 （B ）灵敏度 （C ）阻尼系数 3． 频率响应函数H （j ω）是在（ A ）描述测试系统对正弦信号稳态响应特征的函数。 （A ）频率域内 （B ） 时间域内 （C ）幅值域内 4． 压电式传感器目前多用于测量（ B ）。 （A ）静态的力 （B ）物体运动速度 （C ）瞬态的力 5． 振动子FC6-1200的固有频率为1200Hz ，问用该振动子能不失真记录信号的频率范围是（ C ）。 （A ）0 - 1200 Hz （B ）>1200Hz （C ）0 - 600 Hz
实验一波形的合成与分解 一、实验目的 1、了解信号分析手段之一的傅里叶变换的基本思想和物理意义。 2、观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。 3、观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形。 4、通过本实验熟悉信号合成、分解的操作方法，了解信号频谱的含义。 二、实验结果 图1.1方波 图1.2锯齿波 图1.3三角波 图1.4正弦整流波 实验二典型信号的频谱分析 一、实验目的 1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的频谱
特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。 2、了解信号频谱的基本原理和方法，掌握用频谱分析提取测量信号特征的方法。 二、实验原理 信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。 工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部a(f)和虚部b(f)为纵坐标画图，称为时频—虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值A(f)和相位φ(f)为纵坐标画图，则称为幅值—相位谱；以f为横坐标，A(f)2为纵坐标画图，则称为功率谱。 频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。 三、实验结果 实验结果如下图所示： 图2.1 白噪声信号幅值频谱特性
图2.2 正弦波信号幅值频谱特性 图2.3 方波信号幅值频谱特性 图2.4 三角波信号幅值频谱特性 图2.5 正弦波信号+白噪声信号幅值频谱特性 四、思考题 1、与波形分析相比，频谱分析的主要优点是什么？ 答：信号频谱() X f代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。 2、为何白噪声信号对信号的波形干扰很大，但对信号的频谱影响很小？ 答：白噪声是指在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声。在时域上，白噪声是完全随机的信号，叠加到波形上会把信号的波形完全搅乱，所以对信号的波形干扰很大。但在整个频带上，白噪声均匀分布，所以从频谱上看，只是把有用信号的频谱抬高了一点而已。 五、工程案例分析 频谱分析可用于识别信号中的周期分量，是信号分析中最常用的一种手段。例如，在机床齿轮箱故障诊断中，可以
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室：电气信息学院 测控技术综合实验室 实验时间 ：2015年 5月 25 日 一、实验目的 1. 了解频率测量的基本原理。 2. 了解电子计数器测频/测周的基本功能。 3. 熟悉SJ-8002B 电子测量实验系统的基本操作。 二、实验原理 1. 测频原理 所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间变化的次数。电子计数器是严格按照f ＝N /T 的定义进行测频，其对应的测频原理方框图和工作时间波形如图1-1 所示。从图中可以看出测量过程：输入待测信号经过脉冲形成电路形成计数的窄脉冲，时基信号发生器产生计数闸门信号，待测信号通过闸门进入计数器计数，即可得到其频率。若闸门开启时间为T 、待测信号频率为f x ，在闸门时间Ｔ内计数器计数值为N ，则待测频率为 f x = N /T (1-1) 若假设闸门时间为1s ，计数器的值为1000，则待测信号频率应为1000Hz 或1.000kHz ，此时，测频分辨力为1Hz 。 图1-1 测频原理框图和时间波形 2. 测周原理 由于周期和频率互为倒数，因此在测频的原理中对换一下待测信号和时基信号的输入通道就能完成周期的测量。其原理如图1-2所示。 图1-2 测周原理图
待测信号T x 通过脉冲形成电路取出一个周期方波信号加到门控电路，若时基信号(亦称为时标信号)周期为T o ，电子计数器读数为N ，则待测信号周期的表达式为 X O T N T =? （1-2） 例如：f x = 50Hz ，则主门打开1/50Hz （= 20ms ）。若选择时基频率为f o = 10MHz ，时基T o ＝0.1μs ，计数器计得的脉冲个数为O X T T N = = 200000 个，如以ms 为单位，则计数器可读 得20.0000(ms) ，此时，测周分辨力为0.1μs 。 三、实验设备、仪器及材料 1. 计算机 １台 2. SJ-8002B 电子测量实验箱 １台 3. Q9连接线 １根 四、实验步骤（按照实际操作过程） 1. 实验准备 （1）按照图1-3所示的方法连线，S602接“no”端。 计算机 图1-3 实验连接框图 说明：被测输入信号有两种接法，一种是如图1-3所示的①，由外接信号发生器连接实验箱测频输入f x 的BNC 插座；一种是如图1-3所示的②，由实验箱上的信号源Aout1(或Aout2)连接实验箱测频输入 f x 的BNC 接头。 （2）先打开实验箱电源，电源指示灯“亮”。然后在PC 机上运行主界面程序，如图1-4所示。 图1-4 主程序界面 (3) 从主界面进入“电子测量实验室”，其界面如图1-5所示，最后选择实验二，软件则自动打开了电子计数器测频和测周的界面，实验运行电子计数器程序进行测量。
题目：现代测试系统在工业工程领 域的工程应用 班级：*** 学生姓名：*** 指导教师：*** 二零一四年
1. 绪论 现代科技的进步以计算机的进步为代表，正以不可逆转之势从各个层面上影响着各行各业的技术进步。伴随着微电子技术、计算机技术和网络技术的迅速发展及其在电工电子测量技术领域的应用，测量仪器依次经历了指针式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器的发展。这些智能信访仪器、总线仪器以及新型智能传感器的相继出现进一步推动了现代测试技术的发展，其主要发展趋势有一下几个方面： 1.传感器的发展：智能化传感器、多传感器、多功能化和高精度化、传感器融合等。 2.测试手段的发展：硬件功能软件化、集成化模块化、参数整定与修改实时化、硬件平台 通用化。 3.测试信号处理的发展：提高在线实时能力、提高分辨率和运算精度、扩大和发展新的专 业功能等。 4.开发平台的发展趋势：通用集成仪器平台的构成，该技术与数据采集、数字信号分析处 理的软件技术是决定现代测试仪器、系统性能与功能的两大关键技术。 现代测试技术具有广阔的应用空间，由于各行各业的广泛需求，未来测试技术的发展将十分迅速。现代粒度测试技术；现代物理测试技术；现代土木测试技术；现代光电测试技术；现代分析测试技术；流动测试技术；现代集成电路测试系统；现代光通信测试技术等等。 本文后续内容主要针对工业工程的相关领域对于现代测控技术的应用进行展开，简略介绍射频识别技术、立体仓库系统、质量管理中的与测试技术相关的部分，其中用到的测试技术。 2. 射频识别技术 射频识别技术(Radio Frequency Identification)是一项从八十年代开始逐步走向成熟的自动识别技术。随着超大规模集成电路技术的发展，射频识别系统的体积大大缩小，进入了实用化的阶段。它是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，以达到识别的目的并交换数据。目前的RFID系统有很多工作频段，包括了低频、高频和超高频段。工作原理也不尽相同，有的是利用近场的电磁感应，(所以有人把电子标签称作感应卡)，有的是利用电磁波发射。 2.1 射频识别技术原理[1] 射频识别系统一般(如图2-1)有以下几个主要部分构成:一个载有目标物相关信息的RFID 单元（应答器或卡、标签等）；在读写器及RFID单元间传输RF信号的天线；一个产生RF信号RF收发器(RF transceiver )；一个接收从RFID单元上返回的RF信号，并将解码的数据传输到主机系统以供处理的读写器。
实验一波形的成与分解 一、实验目的 1、加深了解信号分析手段之一的傅里叶变换的基本思想和物理意义。 2、观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。 3、观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形。 4. 通过本实验熟悉信号合成、分解的操作方法，了解信号频谱的含义。 二、实验结果 由傅里叶级数展开式，用一个频率为100hz、幅值为600正弦波的前五项谐波近似合成方波、三角波锯齿波、正弦整流波： 图1.1方波
图1.2锯齿波 图1.3三角波
图1.4正弦整流波
实验二典型信号的频谱分析 一、实验目的 1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。 2、了解信号频谱的基本原理和方法，掌握用频谱分析提取测量信号特征的方法。 二、实验原理 频谱分析可用于识别信号中的周期分量，是信号分析中最常用的一种手段。 信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。 工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部a(f)和虚部b(f)为纵坐标画图，称为时频—虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值A(f)和相位φ(f)为纵坐标画图，则称为幅值—相位谱；以f为横坐标，A(f)2为纵坐标画图，则称为功率谱。 频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。 三、实验结果 图2.1 白噪声信号幅值频谱特性
测试技术与传感器 实验报告 班级： 学号： 姓名： 任课老师： 年月日
实验一：静压力传感器标定系统 一、实验原理： 压力传感器输入—输出之间的工作特性，总是存在着非线性、滞后和不重复性，对于线性传感器（如压力传感器）而言，就希望找出一条直线使它落在传感器每次测量时实际呈现的标准曲线内，并相对各条曲线上的最大偏离值与该直线的偏差为最小，来作为标定工作直线。标定工作线可以用直线方程=+表示。 y k x b 对压力传感器进行静态标定，就是通过实验建立压力传感器输入量与输出量 =+使它落之间的关系，得到实际工作曲线，然后，找出一条直线y kx b 在实际工作曲线内，由于方程中的x和y是传感器经测量得到的实验数据，因此一般采用平均斜率法或最小二乘法求取拟合直线。本实验通过最小二乘法求取拟合直线，并通过标定曲线得到其精度。即常用静态特性：工作特性直线、满量程输出、非线性度、迟滞误差和重复性。 二、准备实验： 1)调节活塞式压力计底座四个调节旋钮，使整个活塞式压力计呈水平状态如图6所示； 2)松开活塞筒缩紧手柄，将活塞系统从前方绕水平轴转动，使飞轮在水平转轴上方且活塞在垂直位置锁紧，调整活塞系统底座下部滚花螺母，使活塞筒上的水平仪气泡居于中间位置，如图6，并紧固调水平处的滚花螺母； 图6 调节好，已水平 3)被标定三个压力传感器接在截止阀上（参见下图7），打开截止阀、进气调速阀、进油阀，关闭进气阀和排气阀，将微调器的调节阀门旋出15mm左右位置； 4)打开空气压缩机，待空气压缩机压力达到0.4MPa时，关闭压气机。因为对于最大量程为0.25MPa的活塞式压力计，压力必须小于等于0.4MPa。 5)打开采集控制柜开关，检查串口连接情况。双击桌面的“压力传感器静态标定”软件，进入测试系统，如图7所示。
《现代测试技术期末复习大纲》湖南大学 题型：填空、选择、判断、简答、计算 绪论 1、测试的基本概念，静态测量和动态测量的定义 2、测试系统的组成及各组成部分的作用。 第一章信号分析基础 1、信息与信号的定义及其彼此之间关系，信号分析的任务（从信号中换取各种有用信息） 2、信号的分类及其各自的特点 3、周期信号的频谱特征（傅里叶级数定理）及强度特征，各傅里叶系数的物理意义，傅里叶级数三种形式（三角函数式、谐波形式、复指数式）之间的转换关系，傅里叶级数展开的物理意义，周期信号频谱的三个特点（周期信号的频谱是离数的，每个谱线只出现在基波频率的整数倍上，谐波幅值随波次数的增高而减小）。了解时域分析与频域分析的关系。 4、非周期信号的频谱特征（傅里叶积分定理），傅里叶变换对，傅里叶变换的性质及其应用。 5、单位脉冲函数定义、性质及其频谱，常用信号的频谱函数。 6、随机信号的分类，描述各态历经随机信号的主要特征参数的定义、彼此之间的关系及简单计算，其中概率密度函数提供了随机信号的幅值分布规律。 7、自相关函数、互相关函数的定义、性质及运用，自功率谱密度函
数、互动率谱密度函数的定义及应用。 8、关于傅立叶变换的频率分辨率，采样时间，采样频率关系。 采样频率——fs;采样点数——N，根据这两个参数可以得到频率分辨率： F div=fs/N 又因为采样时间TS可以表示为： Ts=N/FS 因此有：f div=1/T 即频率分辨率只和采样时间长度有关，采样时间越长频率分辨率越高，采样频率的选择是根据奈奎斯特采样定理，即大于2倍信号频率。当然为了后边信号处理，采样频率越高越好。 9、当用锤击法对测试对象进行激振时，不同的锤头材料对锤击力会有不同的影响：锤头材料越硬，作用时间越短，根据傅里叶变换的时间尺度改变性质可知，时域压缩，频谱扩展。因此越加在测试对象上的力信号包含更丰富的频率成分越丰富；反之，锤头材料越软，作用时间越长，时域扩展，频谱压缩，因此频率成分较少。而锤击力的大小则是由锤击质量和锤击被测系统对的运动速度决定的。见下图10、绘制常见谐波函数的时域及频域图。 第二章测试装置的静、动态响应特性 1、测试装置静态响应特性的定义。表示该特性所用的参数（定义、特点及其简单计算） 2、测试装置动态响应特性主要通过三种数学模型（微分方程、传递
第一部分现代测试技术实验 实验1 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥比较实验 一、实验目的 1、了解金属箔式电阻应变片单臂电桥、半桥、全桥的性能。 2、了解金属箔式电阻应变片单臂电桥、半桥、全桥之间的关系。 二、实验内容 1、用电阻应变片组成单臂电桥，通过测得的数据，了解单臂电桥的性能。 2、用电阻应变片组成半桥，通过测得的数据，了解半桥的性能。 3、用电阻应变片组成全桥，通过测得的数据，了解全桥的性能。 4、比较单臂电桥、半桥、全桥的性能。 三、实验步骤 1、检查传感器系统实验仪上各旋扭的初始位置 电源主开关弹起，副开关置“关”（左侧），直流稳压电源置“2V”，F/V 表置“2V”。 2、差动放大器调零 （1）用导线将差动放大器的“+”、“—”、“⊥”短接。 （2）用导线将差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。 （3）用导线将差动放大器的接地端与F/V表的接地端相连。 （4）开启主电源和副电源。 （5）调节差动放大器的增益旋扭，使增益为最大。 （6）调节差动放大器的调零旋扭，使F/V表的示值为“0.000”。 3、关闭副电源和主电源。 4、拆下所有导线。 5、用电阻应变片组成单臂电桥电路 （1）用任何一片金属箔式电阻应变片和固定电阻组成单臂电桥电路。见图2—1。 （2）单臂电桥的输入端与直流稳压电源的输出端相连。 （3）单臂电桥的输出端与差动放大器的输入端相连。 （4）差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。 （5）将滑动变阻器接入电桥。 （6）直流稳压电源置“4V”。
（7）F/V表置“20V”。 （8）开启主电源和副电源，调节电位器W1，使电桥平衡网络平衡，即F/V表的示值为“0.00”。 （9）将测微头安装到双平行梁上，并与梁自由端的磁钢吸合在一起，通过目测使双平行梁基本处于水平位置。 （10）调节测微头副尺上的“0”刻度与主尺上的基准线对齐。 （11）调节电位器W1，使F/V表的示值为“0.00”。 （12）调节测微头，使双平行梁向下移动，每移动0.5mm记录一次F/V 表的示值，将测得的数据记入实验报告的表1─1中。 （13）调节测微头，使双平行梁复位。 （14）关闭副电源和主电源。 6、用电阻应变片组成半桥电路 （1）用两片受力方向不同的电阻应变片和固定电阻组成半桥电路。 （2）半桥电路的输入端与直流稳压电源的输出端相连。 （3）半桥电路的输出端与差动放大器的输入端相连。 （4）差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。 （5）将滑动变阻器接入电桥。 （6）直流稳压电源置“4V”。 （7）F/V表置“20V”。 （8）开启主电源和副电源，调节电位器W1，使电桥平衡网络平衡，即F/V表的示值为“0.00”。 （9）将测微头安装到双平行梁上，并与梁自由端的磁钢吸合在一起，通过目测使双平行梁基本处于水平位置。 （10）调节测微头副尺上的“0”刻度与主尺上的基准线对齐。 （11）调节电位器W1，使F/V表的示值为“0.00”。 （12）调节测微头，使双平行梁向下移动，每移动0.5mm记录一次F/V 表的示值，将测得的数据记入实验报告的表1─2中。 （13）调节测微头，使双平行梁复位。 （14）关闭副电源和主电源。 7、用电阻应变片组成全桥电路 （1）用全部电阻应变片组成全桥电路 （2）全桥电路的输入端与直流稳压电源相连。 （3）全桥电路的输出端与差动放大器的输入端相连。 （4）差动放大器的输出端与F/V表端相连。 （5）将滑动变阻器接入电桥。 （6）直流稳压电源置“4V”。 （7）F/V表置“20V”。
测试技术实验报告 班级： 姓名： 学号： 河南科技大学机电工程学院测控教研室 二O一一年五月
实验一 测量电桥静态特性测试报告 同组人： 时间： 一、实验目的 1. 熟悉静态电阻应变仪的工作原理和使用方法 2. 熟悉测量电桥的三种接法，验证公式04n y e e δε= 3. 分析应变片组桥与梁受力变形的关系，加深对等强度梁概念的理解 4. 验证温度对测量的影响并了解消除方法 二、实验设备 静态电阻应变仪、等强度梁、砝码、应变片 三、实验原理 等强度梁受外力变形时，贴在其上的应变片的电阻也随之发生相应的变化。应变片连接在应变仪测量桥的桥臂上，则应变片电阻的变化就转换为测量电桥输出电压的变化，应变仪采用“零位法”进行测量。它采用双桥电路，一个是测量桥，另一个为读数桥。当测量桥有电压输出时，调整读数桥的刻度盘，使仪表指针为零。则此时读数桥读数与桥臂系数之比即为试件的实验应变值。 四、实验数据整理 在等强度梁上逐级加载、卸载，并把三种电桥接法的测量结果填入表1。 表1 三种电桥接法的测量结果处理
注：理论应变2 =E bh ε理，其中10b =；h=6mm ；E=2×1011N/m 2 五、问答题 1、 试分析实验中同一载荷下，半桥接法相对于单臂和全桥接法的仪器输出有什么不同 半桥接法时，仪器输出是单臂接法仪器输出的2倍，是全桥接法仪器输出的1/2，单臂接法时01R U =U 4R ?± ，半桥时01R U =U 2R ?±，全桥时0R U =U R ?±。同时，由上图数据可以看出，每对应一个负荷时，半桥接法时的仪器输出是单臂时的2倍，全桥的1/2。 2、 单臂测量时若试件温度升高，仪器输出(指针)如何变化说明变化的原因。 仪器输出将变大。当试件受力且试件温度升高时，输出电压F T 0R R 1U = +4R R ???? ??? ， R 为试件电阻，而本实验输出的是应变片的应变ε，F T 1R R 1=+S R R ε???? ??? ，若试件温度升高时，则没有温度影响 T R R ?，F 2R =SR ε?，显然，温度升高的变化1ε大于温度没有升高时的变化2ε，故试件温度升高时，仪器输出将变大。 3、 某等强度梁受力及布片如图所示，试问该如何组桥能测出力F 若将该梁换成等截面梁， 又该如何布片如何组桥方能测出力F