光纤传感器的原理及应用
摘要：本文主要介绍由光纤传感器发展过程与基本的原理，由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器特点与应用，光纤传感器发展方向。
关键字：光纤传感器；原理；应用；发展方向
目录
1光纤传感器发展过程 (3)
2光纤传感器的基本工作原理 (3)
3光纤传感器的应用 (4)
4光纤液位传感器特点与应用 (5)
4.1工作原理 (5)
4.2光纤液位传感器应用 (6)
5光纤传感器发展方向 (6)
1光纤传感器发展过程
光导纤维传感器（简称光纤传感器）是20世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器。光纤最早用于通讯，随着光纤技术的发展，光纤传感器得到进一步发展。
一直以来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
近年来，光纤传感器监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。与传统的监测技术相比，光纤监测技术有一系列独特的优点： 1）光纤传感器以光信号作为载体，光纤为媒质，光纤的纤芯材料为二氧化硅，因此，该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点，属本质安全。
2）光纤本身轻细纤柔，光纤传感器的体积小、重量轻，不仅限于布设安装，而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设。
3）灵敏度高，可靠性好，使用寿命长。分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外，还具有以下两个显著的优点：可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量，信息量大，成果直观；光纤既作为传感器，又作为传输介质，结构简单，不仅方便施工，潜在故障大大低于传统技术，可维护性强，而且性能价格比好。
分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶，是一种理想的大坝安全监测系统，广大安全监测工作者应予以积极推广。
2光纤传感器的基本工作原理
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。
光纤传感器一般是由光源、接口、光导纤维、光调制机构、光电探测器和信号处理系统等部分组成。来自光源的光线，通过接口进入光纤，然后将检测的参数调制成幅度、相位、色彩或偏振信息，最后利用微处理器进行信息处理。概括光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和光探测器两个重要部件。见下图（1）所示。
图（1）
3光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2) 在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。
(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染
情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5) 医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。
4光纤液位传感器特点与应用
4.1工作原理
UQG-Ⅱ型光纤液位计是根据力平衡原理测量储罐液位的仪表。它由浮球、光纤传感器、力平衡传动机构、光电变换器、光缆及智能式数显表等所组成。其工作原理简述如下：
在力平衡机构的作用下，浮球把感测到的液位的变化量，通过钢丝绳传递给测量装置内的磁偶合器，在磁偶合器的作用下使隔离的光纤传感器感受到位移的变化量，并通过光纤送出光信号给光电变换器变换成电信号给智能式数显示液位，智能式数显表可以根据用户的要求实现声光报警，输出4-20mA和RS232通讯，实现液位的检测与控制。
图(2)工作原理图
特点：
1）、UQG-Ⅱ光纤液位计备有机械指针来显示贮罐液位，不用人工检尺，断电后仍可指示贮罐液位，其示值可用来校核二次表显示值或标定初始值，适用于封存罐。
2）、液位计主机与传感器为隔离式，模块化部件可离线检修，在线安装维护比较方便。
3）、UQG-Ⅱ光纤液位计一般安装在储罐顶上，只需贮罐顶部有DN50（或大于DN50）的法兰，即可安装UQG-Ⅱ光纤液位计，罐外不需任何结构装置。若将UQG-Ⅱ光纤液位计安装在储罐的根部，则在罐身焊接横衬固定护管。
4）、由于采用光缆传输液位信号，因此电源不进现场，实现无电检测。
5）、光缆传输信用卡号抗干扰能力强，具有良好的稳定性。
4.2光纤液位传感器应用
光纤液位计适用于石油、化工、电力、冶金、交通运输、国防军事部门的常压罐、压力罐以及过程出现负压的贮罐（立罐、卧罐、球罐、内浮顶、外浮顶）等液态介质的生产量、贮存量、消耗量、灌注量的检测、报警、控制与管理。
5光纤传感器发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1) 传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。
(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。
(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5) 新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。
参考文献
1.《传感器原理及应用》黄贤武，郑筱霞.高等教育出版社,电子科技大
学出版社.
2.《光纤传感器的应用》闫若颖,王月香,李淑悦,2007年1月出版.
3.《传感器与传感器技术》何道青.科学出版社,2004年8月1日出版.
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南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） Graduation Design (Thesis) Design of Intelligent temperature examination and display system By Zhang zhe Supervised by Associate Prof. Song Lirong Department of Automation Engineering Nanjing Institute of Technology June, 2009
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
修改毕业论文重复率的经典方法以及常用的论文检测系统 我们的建议未必会把您的重复率降低到0，但是至少可以最大程度地降低您的重复率，使您顺利通过学校的论文检测。下面是修改论文重复率的几个经典方法，希望能够帮助您！ 修改方法案例分析 例如下句： 过热故障中的过热与变压器正常运行下的发热是有区别的，正常运行时的其发热源来自于绕组和铁芯，即铜损和铁损，而变压器过热故障是由于受到有效热应力而造成的绝缘加速劣化，它具有中等水平的能量密度。 论文更改为： 几乎被标红，说明与相似文献存在重合和高度相似，经过以上方式结合，本句可改为： 过热故障中出现的过热容易与变压器正常运行下的发热相混淆，后者是因为其绕组和铁芯会出现铜损和铁损的现象，这是正常运行过程中的发热，而变压器过热故障是受到有效热应力造成的绝缘加速劣化，具有中等水平的能力密度。 这样修改几乎可以降低抄袭率一半。 例如下句： 上世纪九十年代以来，在生产力提高、科技进步、跨国公司活跃等因素的共同驱动下，经济全球化席卷全球，世界经济越来越成为一个整体，跨国公司根据其战略部署在世界范围内对生产要素和资源进行优化配置和重新整合，这导致国际贸易和分工的方式悄然发 生了变化，由传统的产业间分工模式逐步演化为同一产品不同工序和区段上的分工体系，即产品内分工。 论文更改为:
从20世纪末以来，在新的科技革命及跨国公司迅速发展的带动下，全球经济日趋一体化，各国经济在世界范围内实现了竞争与协作相结合的良好共存局面。在全球范围内，各生产要素由于跨国公司的快速发展实现了优化配置和重新整合，从而使国陈贸易和世界分工的方式产生了适应新时代要求的变化，传统的产业分工方式开始转变为因产品在工序和区段上的差异而进行的分工方式，这也就是我们所说的产品之中的分工。 例如下句： 在透明水杯的清水中放入少量纤维进行搅动，便可以直观地发现纤维呈立体悬浮状乱向分散，且长时间放置都不会有太大变化，说明合成纤维的质量较好；质量差的纤维经搅动后可能分散，但时隔不久便会上浮为一絮状层。质量差的纤维在混凝土的实际配制过程中多不易均匀分散。 论文更改为： （本段完全被标红，修改方式只有一种，就是打乱顺序，重新组织） 将少量纤维放入盛装清水的透明容器中，边搅动边观察纤维变化情况，如果合成纤维质量较好，那么就可以直观地看到纤维呈立体悬浮状分散，随着时间的推移，位置也不会发生明显的变化；若合成纤维质量较差，那么搅动的过程中，纤维可能分散，并且容易上浮形成絮状层。质量差的纤维在混凝土的实际配制过程中多不易均匀分散。 例如下句： 对施工单位或业主提出的设计变更要求要进行统筹考虑，确定其必要性，同时将设计变更对施工工期和费用的影响进行全面分析，非改不可的要调整施工计划，以尽可能减少对工程的不利影响。 论文更改为： 施工单位或业主一旦提出设计变更要求，要进行统筹考虑，考察变更的必要性，同时，将设计变更对施工工期、费用等方面可能造成的影响进行全面而科学的分析，遇到非改不可的变更要调整施工计划，尽可能将其对工程的不利影响降到最小 “反反抄袭”密招一：改写 躲避“论文测谎仪”的方法听起来有些笨，但却很“实用”，那就是——改写。“不是论文不能抄，要看你会抄不会抄！”。
材料现代分析与测试技术论文 （1）X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理：根据布拉格公式：2dsinθ=λ可知，对于一定的晶体，面间距d一定，有两种途径可以使晶体面满足衍射条件，即改变波长λ或改变掠射角θ。X射线照射到某矿物晶体的相邻网面上，发生衍射现象。两网面的衍射产生光程差ΔL=2dsinθ，当ΔL等于X射线波长的整数倍nλ(n为1、2、3….，λ为波长)时，即当2dsinθ=nλ时，干涉现象增强，从而反映在矿物的衍射图谱上。不同矿物具有不同的d值。X射线分析法就是利用布拉格公式并根据x射线分析仪器的一些常数和它所照出的晶体结构衍射图谱数据，求出d，再根据d值来鉴定被测物。 主要功能：收集晶体衍射数据以及进一步确定晶体结构，过程主要包括：挑选样品，上机，确定晶胞参数，设定参数进行数据收集，数据还原，结构解析。（2）光学显微镜（Optical Microscopy ，简写为OM） 基本原理：显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大率为仪器的放大率。显微镜观察物体时通常视角甚小，因此视角之比可用其正切之比代替。 显微镜放大原理光路图 显微镜由两个会聚透镜组成，光路图如图所示。物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1，A1B1位于目镜的物方焦距的内侧，经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。 主要功能：把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息。（3）扫描式电子显微镜（scanning electron microscope，简写SEM）
目录 1 压力检测系统总体方案 (2) 1.1设计方案 (2) 2 检测硬件系统 (2) 2.1 压力的测量装置 (2) 2.2 CB-68LP连接模块 (3) 2.3 TDS1012示波器 (3) 2.4 DH1715A-3型双路稳压稳流电源 (3) 2.5 其他 (4) 3 系统中的软件 (3) 3.1 软件支持 (4) 4 压力检测系统的设计 (5) 4.1 压力检测装置前面板设计 (5) 4.2 压力检测装置后面板设计................................. .8 4.3 测量调试 (8) 5 实验数据处理及误差分析 (8) 5.1 数据采集程序 (8) 5.2 数据回放滤波程序及数字滤波器的设计理论 (8) 5.3 对传感器的压力标定 (9) 5.4 误差分析 (10) 6 心得体会 (11) 参考文献 (11)
1 压力检测系统总体方案 1.1设计方案 该系统的总体设计方案，主要由软件和硬件两大部分组成。传感器先将被测信号转换成电压信号，经过信号调理电路，由数据采集与传输模块进行A/D 转换和数据采集，再通过串口与计算机通信。应用LabVIEW 虚拟仪器开发工具编写软件，实现对信号的显示、存储和分析。 1.2 实验原理 在现代包括检测在内的绝大多数信息处理的思路都是将采集的信号转化为电压值（因为电压值便于处理），再将电压值转化为我们要的对象。压力传感器测量压力也不例外。 本实验是通过压力传感器采集压力，再通过采集卡，由电脑进行数据处理，最后转化为压力值。 2检测硬件系统 2.1 压力的测量装置 小量程测力/称重传感器，型号：BK—3；量程：120kg；供电：12V；输出：0~5V 精度：0.2%，弹性体为三片梁、复合悬臂梁结构，结构小巧，用于拉伸力和压缩力测量。精度高，性能稳定可靠，安装使用方便。拉式或压式承载。适用于建材行业的电子秤、皮带秤、小量程测力/称重的工业自动化测量控制系统。
材料现代测试技术 学院：材料科学与工程学院专业班级：材料科学02班 姓名：吴明玉 学号：20103412
SnO 基纳米晶气敏材料微观结构的表征 2 一．摘要 随着现代物理科学技术的迅速发展，现代分析测试技术的不断更新和进步为人们对材料结构和性能的深入研究提供了可能，从而促进人们对气敏材料机理有了更为客观的认识。本文主要以X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)，扫描电镜(SEM)，高分辨电子显微镜(HRTEM)等现代材料测试技术为基础，设计出了可行的气敏材料微观结构表征方案。 关键词：XRD XPS SEM HRTEM 二．引言 材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础,材料的发展关系到国民经济发展,国防建设和人民生活水平的提高。半导体SnO2气敏材料在防止火灾爆炸事故的发生、大气环境的检测以及工业生产有毒有害气体的检测等领域的发挥了巨大作用。但是，目前开发的半导体气敏材料仍存在着灵敏度不高、交叉敏感严重、长期使用敏感材料易中毒失效稳定性差、重复性不好等缺点。针对上述问题，研究者们做了大量工作。气敏材料的研究热点主要集中在改进、优化成膜工艺和对现有材料进行掺杂、改性、表面修饰等处理，以提高气体传感器的气敏性能，降低工作温度，提高选择性稳定性等性能。掺杂不仅可以提高元件的电导率，还可以提高稳定性和选择性，金属掺杂是最为常见的掺杂方式，掺杂物的电子效应可以起到催化活性中心的作用，降低被测气体化学吸附的活化能，有效提高气敏元件的灵敏度和缩短响应时间。 成分，结构，加工和性能是材料科学与工程的四个基本要素，成分和结构从根本上决定了材料的性能，对材料的成分和结构进行精确表征是实现材料性能控制的前提。材料的分析包括表面和内部组织形貌，晶体的相结构，化学成分和价键结构，相应地，材料分析方法有形貌分析，物相分析，成分与价键分析和分子结构分析。为了对SnO 掺杂金属离子复合材料的性能进行研究，本文设计出了 2 微观结构表征方案，为微观结构研究做好了铺垫。 三．正文 3.1材料的制备及表征方法 纳米材料，并对其分别进行Cd,Ni等金属的掺杂。通采用水热法制备SnO 2 过X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)等,得到薄膜的晶体结构以及表面的化学组成，原子价态，表面能态分布信息；通过扫描电镜(SEM)等得到材料的表面微观形貌信息；通过高分辨电子显微镜(HRTEM)得到材料的晶体取向， 3.2表征方案 3.2.1X衍射分析仪(XRD)
中国知网 学术不端检测系统论文格式规范
作者. 作者格式如下： 1、作者姓名长度为2到4，姓氏包含在百家姓中。 2、在文章前部的内容，关键字A和关键字B中间编辑作者姓名。其中A包括： "研究生姓名","博士生姓名","博士研究生","作者姓名","学生姓名","作者","姓名","学生","学位申请人","申请人","人请申","研究生","博士生","硕士生","學生姓名","學位申請人","申請人","人請申","碩士生","學生"。 B包括： "指导教师","指导老师","学科专业","学科门类","专业","专业名称","班学号","学号","导师","年级","完成日期","指導教師","指導老師","學科專業","學科門類","專業","專業名稱","班學號","學號","導師"。例如： 姓名：张三 专业：****
原创性声明. 声明格式如下： 1、编写以“声明”两个汉字结尾的文本段记为声明开始。中文间可以有空格。 2、紧接着的编写文本段中包含如下关键字，记为声明内容。 (1)本人*声明。 (2)本人*责任。 (3)授权*说明。 (4)使用*说明。 (5)保密*解密。 (6)电子版*提交。 (7)签名。 (8)签字。 (9)日期：或:。 (10)学校*复印*论文。 (11)学校*影印*论文。 (12)学校*缩印*论文。 (13)学校*保存*论文。 (14)作者*同意*学位。 3、当接下来的文本段中连续两行都没有2中的情况或者段中出现“摘要”、“目录”“目次”“附录”“成果”“参考文献”“第*章”“第*部分”关键字时，提取声明停止。已记录的内容为声明内容。 4、备注：*表示任意文字 例如： 原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师*******的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得XXX大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。 作者签名：日期：年月日
软件测试是使用人工或者自动手段来运行或测试某个系统的过程,其目的在于检验它。是否满足规定的需求货弄清预期结果与实际结果之间的差别。它是帮助识别开发完成（中间或最终的版本）的计算机软件（整体或部分）的正确度(correctness) 、完全度(completeness)和质量(quality)的软件过程；是SQA(software quality assurance)的重要子域。软件测试就是在受控制的条件下对系统或应用程序进行操作并评价操作结果的过程,所谓控制条件应包括正常条件与非正常条件。软件测试过程中应该故意地去促使错误的发生，也就是事情在不该出现的时候出现或者在应该出现的时候没有出现。从本质上说，软件测试是“探测”，在“探测”中发现软件的毛病。软件测试贯穿于软件定义与开发的整个周期，软件的需求规格说明书，结构设计及程序编码，都属于软件测试的对象。 近年来，由于信息技术的飞速发展，使软件产品应用到社会的各个领域。软件产品的质量自然成为人们共同关注的焦点。软件测试的目的是为了保证软件产品的最终质量，在软件开发的过程中，对软件产品进行质量控制。一般来说软件测试应由独立的产品评测中心负责，严格按照软件测试流程，制定测试计划、测试方案、测试规范，实施测试，对测试记录进行分析，并根据回归测试情况撰写测试报告。测试是为了证明程序有错，而不能保证程序没有错误。基于不同的立场，存在着两种完全不同的测试目的。从用户的角度出发，普遍希望通过软件测试暴露软件中隐藏的错误和缺陷，以考虑是否可以接受该产品。而从软件开发者的角度出发，则希望测试成为表明软件质量不佳的软件产品不仅会使开发商的维护费用和用户的使用成本大幅增加，还可能产生其他的责任风险，造成公司信誉下降，继而冲击股票市场。在一些关键应用 (如民航订票系统、银行结算系统、证券交易系统、自动飞行控制软件、军事防御和核电站安全控制系统等)中使用质量有问题的软件，还可能造成灾难性的后果。 软件测试包含白盒测试与黑盒测试，白盒测试是针对程序代码进行正确性检验的测试工作，黑盒测试独立于程序代码，从用户的角度，通过一定的测试步骤与测试案例，验证软件功能、性能等指标能否满足实际应用需求的测试工作。在黑盒测试中，软件测试人员只需知道软件要做什么-而无法看到盒子里的软件是如何运行的。测试是所有工程学科的基本组成单元，是软件开发的重要部分。软件测试的目的决定了如何去组织测试。随着软件开发规模的增大、复杂程度的增加，以寻找软件中的错误为目的的测试工作就显得更加困难。然而，为了尽可能多地找出程序中的错误，生产出高质量的软件产品，加强对测试工作的组织和管理就显得尤为重要。在测试工作中还要选择适当的测试方法只要进行一些输入，就能得到某种结果。他不知道软件如何运行，为什么会这样，只知道程序做了什么。在白盒测试中，软件测试人员可以访问程序员的代码，并通过检查代码的线索来协助测试-可以看到盒子里面。测试人员根据代码检查结果来判断或
《机械工程测试技术基础》 结课论文 学院：机械电气工程学院 专业：工业12级（1）班 姓名：周雪 学号： 2012509381 测量 摘要 本文主要从测量的概念、原理、方法以及结果和处理等四个方面来讲解测量，分析了测量的整体含义，有助于加深对测量的理解。 关键词：概念、原理、方法、结果和处理、测量 一、概念 测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。 在机械工程测试技术基础里面，测量是指以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。 二、原理 三、方法 测量方法：指在进行测量时所用的按类叙述的一组操作逻辑次序。对几何量的测量而言，则是根据被测参数的特点，如公差值、大小、轻重、材质、数量等，并分析研究该参数与其他参数的关系，最后确定对该参数如何进行测量的操作方法。 测量的基本形式是比较，即将被测量与标准量进行比对。可根据测量的方法、手段、目的、性质等对测量进行分类。这里仅介绍常见的按测量值获得的方法进行分类，把测量分为
直接测量、间接测量和组合测量。 1.直接测量 指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值的测量。如温度计测水温、卷尺测量靶距等。根据被测量与标准量的量纲是否一致，直接测量可分为直接比较和间接比较。直接把被测物理量和标准量作比较的测量方法称为直接比较。如卷尺测量靶距，利用惠斯通电桥来比较两只电阻的大小等。直接比较的一个显著特点是待测物理量和标准量是同一物理量。间接比较则是利用仪器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，并以人的器官所能接受的形式在测量仪器上显示出来。例如用水银温度计测体温是根据水银热胀冷缩的物理规律，事先确定水银柱的高度和温度之间的函数关系，从而可以用水银柱的高度作为被测温度的度量。这里是通过热胀冷缩的规律把温度的高低转化为水银柱的高度，然后根据水银柱高度间接得出被测温度的大小。 直接测量按测量条件不同又可分为等精度（等权）直接测量和不等精度（不等权）直接测量两种。对某被测量进行多次重复直接测量，如果每次测量的仪器、环境、方法和测量人员都保持一致或不便则称之为等精度测量。若测量中每次测量条件不尽相同，则称之为不等精度测量。 2.间接测量 指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算出被测量的量值的测量。如通过测定某段时间内火车运动的距离来计算火车运动的平均速度就属于间接测量。 3.组合测量 指将直接测量值或间接测量值与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测量值的方法。组合测量实质是间接测量的推广，其目的就是在不提高计量仪器准确度的情况下，提高被测量值的准确度。 四、结果和处理 测量数据处理的基本任务就是求得测量数据的样本统计量，以便得到一个既接近真值又可信的估计值以及它偏离真值的程度的估计。 1.概率统计学 从测量方面来看，每次测量将获得一个测得值，它是测量随机数据总体中的一个个体实现。对同一量重复进行多次测量，将获得一组测得值Xi，i=1,2，……，n，这组数据称为测量序列。它是随机数据的一个样本实现（简称样本），其容量为n。测量序列的算术平均 由下式来定义 = 从测量角度来看，总体期望值μ即是真值x0 μ的无偏估 =∧ μ,因而可用x0。