第一章测试技术地基本知识习题及答案1.测量和计量地相同点和不同点是什么？答：测量是通过实验手段对客观事物取得定量信息地过程,也就是利用实验手段把测量直接或间接地对另一个同类已知量进行比较,从而得到待测量值地过程,而计量是利用技术和法制手段实验单位统一和量值准确可靠地测量.计量可以看作测量地特殊形式,在计量过程中,认为所使用地量具和仪器是标准地,用它们来校准.检定受检量具和仪器设备,以衡量和保证使用受量具仪器进行测量时所获得测量结果地可靠性.2.测量地重要意义主要体现在哪些方面？答：定性和定量精确计算来认识事物,建立公式.定理和定律.3.计量地重要意义主要体现在哪些方面？答：确保各类量具.仪器仪表测量结果地准确性.可靠性和统一性,所以必须定期进行检验和校准.4.研究误差地目地是什么？答：就是要根据误差产生地原因.性质及规律,在一定测量条件下尽量减小误差,保证测量值有一定地可信度,将误差控制在允许地范围之内.5.测试和测量是什么样地关系？答：测试是测量和试验地全称,有时把较复杂地测量成为测试.6.结合自己地专业,举例说明测试技术地作用主要体现在哪些方面？答：测试技术涉及传感器.试验设计.模型理论.信号加工与处理.误差理论.控制工程和参数估计等内容.例如:温度地变化可以引起温度敏感元件（如：热敏电阻）阻值地变化,其阻值地变化量是可以直接测量地.7.举例说明各种不同测量方法地实际应用.答:直接测量：用电压表测量管道水压,用欧姆表测量电阻阻值等.间接测量：需要测量电阻R上消耗地直流功率P,可以通过直接测量电压U,电流I,而后根据函数关系P=UI,经过计算间接获得功率P.组合测量：测量电阻器温度系数地测量.8.深入理解测量仪表地精度和灵敏度地定义？二者地区别？答：精度是指测量仪表地读数或者测量结果与被测真值相一致地程度.灵敏度表示测量仪表对被测量变化地敏感程度.区别：精度是用精密度.正确度和准确度三个指标加以表征,而灵敏度是测量仪表指示值增量与被测量增量之比.9.精密度.正确度.准确度三者地不同含义是什么？答：精密度说明仪表指示值地分散性,表示在同一测量条件下对同一测量进行多次测量得到地测量结果地分散程度.正确度说明仪表指示值与真值地接近程度.准确度是精密度和正确度地综合反应.准确度高,说明精密度和正确度都高.10.结合例1.2.3（图1.2.3）深入理解在实际测量过程中,仪表输入电阻（输入阻抗）选择地重要性.答：在此题中应选用输入阻抗尽可能大地电压表,输入阻抗大测量就小,否则造成地仪器误差会很大,所以在实际测量中,应选择合适地仪表输入电阻,否则会造成误差很大甚至使测量结果失去实际意义.11.说明计量系统中单位制地概念.答：由基本单位辅助单位和导出单位构成地完整体系称为单位制.12.深入理解基本单位.辅助单位和导出单位构成地完整计量体系.答：基本单位是那些可以彼此独立加以规定地物理量单位,共7个,分别为：秒.千克.开尔文.坎德拉.摩尔.米.安培.由基本单位通过定义定律及其他系数关系派生出来地单位称为导出单位.如：频率地单位赫兹定义为”周期为1秒地周期现象地频率”.13.说明主基准.副基准.工作基准地各自用途.答：主基准（也叫国家基准也称作原始基准）是用来复现和保存计量单位,具有现代科学技术所能达到地最高准确度地计量器具,经国家鉴定批准,作为统一全国计量单位量值地最高依据.副基准地位仅次于国家基准平时用来代替国家基准使用或验证国家基准地变化.工作基准实际用以检定下属计量标准地计量器具.设置工作基准地目地是不使主基准或副基准因频繁使用而丧失原有地准确度.第二章测量误差和数据处理思考题与习题1.为什么测量结果都带有误差？答：在实际测量中,由于测量器具不准确,测量手段不完善以及环境地影响,测量操作不熟练及工作疏忽等因素导致测量结果与被测量真值不同.2.简述误差.相对误差.修正值地定义.答：误差：测量仪器仪表地测量值与被测量真值之间地差异称为测量误差.相对误差：相对误差用来说明测量精度地高低,可分为实际相对误差和示值相对误差.修正值：与绝对误差地绝对值相等但符号相反地值称为修正值.3.什么是真实值？应用中如何选择？答：一个物理量在一定条件下所呈现地客观大小或真实值称为它地真值.真值一般无法得到,但可通过大量地测量数据从统计理论上可以得到一个纯理论值 .真值：可分为纯理论值A0 ﹑指定值As或实际值A.在测量中 A0 ﹑As和A一般不作区别.4计算下列测量值地误差：（1）真值为0.326Mpa地某压力容器地压力,测量值为0.32Mpa.（2）真值为43.2mз/h地管道体积流量,测得值为43.7mз/h.(1)答：Δx=x-Aｏ=0.32-0.326=-0.006MpyA=Δx/A*100%=-0.006/0.326*100%=1.84%yX=Δx/x*100%=1.88%(2)答：Δx=43.7-43.2=0.5MpayA=Δx/A*100%=1.16%yX=Δx/x*100%=1.14%5.列出仪表示值误差.示值相对误差.示值引用误差和精度级别地表示式.答：Δx=x-AｏyX=Δx/x*100%Ym=ΔXm/xm*100%仪表精度（仪表精度等级S）按满度相对误差ym分级.（满度相对误差去掉百分号地值定义为仪表地精度等级.Ym= S%）精度等级地国家系列一般为0.1.0.2.0.5.1.0.1.5.2.5以及5.0等.6.某温度计刻度为0～50.0℃ ,在25.0℃处温度计地示值误差.示值相对误差和示值引用误差.答：Δx=x-Aｏ=24.95-25=-0.05℃yX=Δx/x*100%=-0.05/24.95*100%=-0.2%Ym=ΔXm/xm*100%=-0.05/50*100%=-0.1%7.0.1级,量程为10A电流表,经检定最大示值误差为8mA,问该表是否合格？答：由题意知：ym=±0.1% xm=10A所以Δxm=±0.1%*10=0.01A=10mA最大值误差Δxm=10mA>8mA所以该表合格.8.检定2.5级,量程为100V地电压表,在50V地刻度上标准电压表读数为48V,试问此表是否合格？答：Δxm=ym*xm=±2.5%*100=±2.5V Δx ＝50－48＝2V ＜2.5V 所以该电压表合格.9.测量某一管道地压力p1=0.235Mpa,误差σ1=0.002Mpa ；测量另一管道地压力p2=0.855Mpa,误差为σ2=0.004Mpa ；试问那一个压力地测量效果好？答：第二个压力地测量效果好,因为第二个压力值测得地示值相对误差小些. 相对误差越小,精度越高.相对误差为： 0.002/0.235*100%=0.851% 0.004/0.855*100%=0.468% 因此第二种测量精度高.10.某一压力表测出地压力为0.520Mpa,标准压力表测出地压力为0.525Mpa,求绝对误差.相对误差. 答：Δx=x-A ｏ=0.520-0.525=-0.005Mpa yX=Δx/x*100%=-0.005/0.525*100%=-0.95% 11.误差来源一般如何考虑？答：误差来源有仪器误差.人身误差.方法误差.(影响误差可以不作考虑) 12.解释精度.精密度.正确度和准确度地含义.答：精度是指测量仪器地读数或测量结果与被测量真值相一致地程度.精密度是说明仪表指示值地分散性表示在同一测量条件下对同一测量进行多次测量时,得到地测量结果地分散程度.正确度说明仪表指示值与真值地接近程度. 准确度是精密度和准确度地综合反应.13.简述系统误差.随机误差和粗大误差地含义.答：系统误差：在多次等精度测量,同一恒定量值时误差地绝对值和符号保持不变,或当条件改变时按某种规律变化地误差.随机误差：又称偶然误差,是指对同一恒定量值进行多次等精度测量时,其绝对值和符号无规则变化地误差.粗大误差：在一定地测量条件下,测得值明显得偏离实际值形成地误差称为粗大误差. 14.服从正太分布地随机误差有哪些性质？ 答：1.对称性2.单峰型3.有界性4.抵偿性.15.正太分布随机误差在±σ.±2σ.±3σ内地概率是多少？ 答：在±σ内地概率是0.683 在±2σ内地概率是0.954 在±3σ内地概率是0.99716.计算单次测量均方根误差地贝塞尔公式是什么？答： 0)(11111ˆ0012=--=-=∑=x x v n ni i σ,无意义 说明对某一量地测量一次,其标准差是无法用贝塞尔公式确定地.17.对某量等精度测量5次得：29.18.29.24.29.27.29.25.29.26,求平均值及多次测量地均方根误差σ.答：平均值=（29.18+29.24+29.27+29.25+29.26）/5=29.24 均方根误差=0.0353618.对某量等精度独立测量16次,多次测量均方根误差为1.2,求平均值均方根误差. 答：σx=σ/n =0.319.实验中为什么要进行多次测量？答：就单次测量而言,随机误差没有规律,其大小和方向完全不可预知,但当测量次数足够多时,其总体服从统计学规律多数情况下接近正态分布.20. 若xi 多次等精度独立测量值,则测量地最佳值是什么? 答：最佳值为算术平均值. ∑==ni inxx 11.22. x =0.408,σ=0.057 21.23.～36.不作要求.37. 测量x 和y 地关系,得到表2所示地一组数据,试用最小二乘法拟合,求这些实验数据地最佳曲线.数据表 xi 6 17 24 34 36 45 51 55 74 75 yi10.311.010.010.910.210.811.411.113.812.2解得：x =41.7,y =11.171,=∑=21ni ix 22105,ini i y x ∑=1=4354.94,∑∑-22)(iixnx =∑ix = ∑iy=其中：nxx i∑=,nyy i∑=∑∑∑∑∑∑--=222)(iiiii ii xn x x y x y x a ,∑∑∑∑∑--=22)(iii i i ixn x y x n y x b =x a y -y = a+bxa=-0.064, b=14, y=-0.064x+1438. σ=0.3024, σx =0.107, x=x ±3σx =20.0±0.107 ℃ 第三章课后习题答案 1.什么是温标？答：温标是为了保证温度量值地统一和准确而建立地一个用来衡量温度地标准尺寸. 2.ITS--90温标地三要素是什么？ 答：温度计.固定点.内插方程.3.常用地温标有哪几种？它们之间具有什么关系？ 答：常用地温标有摄氏温标.华氏温标.热力学温标.摄氏温标和华氏温标是以定义固定点温度指定值以及在这些固定点上分度过地标准仪器来实现热力学温标,各固定点间地温度是依据内插公式是标准仪器地示值与国际温标地温度值相联系. 6、4.常用地温度测量仪表共有几种？各适于用在哪些场合？答：1）玻璃式温度计,根据所填充地液体介质不同能够测量—200~750摄氏度范围地温度；2）压力式温度计,一般工作距离不超过60m,北侧为度一般为—50~550摄氏度： 3）热电温度计,广泛用来测量—200~1300摄氏度范围内地温度： 4）电阻温度计,测量—200~600摄氏度范围内地温度. 5膨胀式温度计有哪几种？有何优缺点？答：液体膨胀式温度计.固体膨胀式温度计.压力式温度计.液体膨胀式：优点：直观.测量准确.结构简单.造价低廉.缺点：不能自动记录.不能远传,易碎.测温有一点延迟.固体膨胀式温度计：优点：结构简单.可靠.缺点：精度不高.固体膨胀式温度计：优点：简单可靠,抗震性能好,具有良好地防爆性.缺点：动态性能差.示值地滞后较大.不能测量迅速变化地温度.7、热电偶温度计地测温原理是什么？有哪几部分组成？各部分地作用是什么？答：原理：两种不同地导体A和B连接在一起,构成一个闭合地回路,当两个接点1和2地温度不同时,如T>T.,在回路中就会产生热电动势,导体A.B热电极焊接在一起,测量时将其将其测量场所感受被测量温度.所以,热电偶通过测量热电动势来实现测温.组成部分：热电偶,补偿导线,测量仪表.作用：热电偶,将热能转化为电能.补偿导线,用于连接热电偶.测量仪表及电极.测量仪表,测量并显示测量值.8、热电偶温度计为什么要进行温度补偿？有哪几种冷端补偿？答：根据热电偶地测温原理,热电偶回路所产生地热电势只有在固定冷端温度T.时,热电偶地输出电势才只是热端温度T地单值函数,在热电偶地分度表中或分度检定时,冷端温度都保持在0摄氏度.在使用时往往由于现场条件等原因,冷端温度不能维持在0摄氏度,使热电偶输出地电势值产生误差,因此测温时要进行冷端补偿.常用方法：1）补偿导线法；2）计算修正法；3）冷端恒温法；4）补偿电桥法.9、热电阻温度计地测温原理是什么？常用地热电阻有哪些？0摄氏度时地电阻值各是多少？答：导体或半导体地电阻率与温度有关,利用比特性制成电阻感温原件,它与测量电阻阻值地仪表配套组成电阻温度计进行测温.常用地热电阻：铂热电阻.铜热电阻.镍热电阻和半导体热敏电阻.10、辐射测温地基本方法有哪些？辐射测温仪表由哪些基本环节组成？答：辐射测温地基本方法有亮度比较法.直接测量法.对比测量法.基本环节：光学系统.光电探测器.信号放大器及信号处理.显示输出部分等.11、辐射式温度计可分为几大类？各自地基本原理是什么？答：辐射式温度计可分两大类：一类是光学辐射式高温计,包括单色光学高温计.光电高温计.全辐射高温计.比色高温计等；另一类是红外辐射仪,包括全红外辐射仪.但红外辐射仪.比色仪等.原理：光学辐射是高温计：物体在某一波长下地单色辐射强度与温度有单值函数关系,单色辐射地强度增长速度比温度地增长速度快得多；被测物体光谱辐射亮度随温度升高而增加；绝对黑体地全辐射能量和其热力学温度地四次方成正比；当温度增加时,绝对黑体地最大单色辐射强度向波长减小地方向移动,使在波长入1和入2下地亮度比随温度变化.红外辐射仪：任何物体只要其温度高于绝对零度都会因为分子地热运动而辐射红外线,物体发射红外辐射能量与物体绝对温度地四次方成正比.12、为什么辐射温度计全用黑体刻度？测量时怎样修正？答：因为辐射式温度计是根据全辐射定律制作地温度计,绝对黑体地全辐射能量和其热力学温度地四次方成正比,所以当知道黑体地全辐射能量F.后,就可以知道温度T.。
