第一章习题
1. 测试技术的静态特性是什么?其用哪些性能指标来描述?它们一般用哪些公式表示?
①测试技术的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时，测试技术的输入与输出之间的关系。
②衡量测试技术静态特性的主要指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
③线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。
2. 测试技术的动态特性是什么?其分析方法有哪几种
①测试技术的动态特性是指测试技术的输出对随时间变化的输入量的响应特性，它反映了输出值真实再现变化着的输入量的能力。
②阶跃响应、频率响应
3. 测试技术数学模型的一般描述方法有哪些?
传感器数学模型可分为静态和动态数学模型。其中传感器静态数学模型一般多用多项式来描述，而动态数学模型通常采用微分方程和传递函数等来描述。
4. 测试技术系统有哪些典型环节?写出不同环节的微分方程。
输入，输出方程、传递函数、频率响应和单位阶跃
5. 为什么说零阶测试技术的动态特性是最理想的?
因为零阶没有滞后
6. 简述系统误差和随机误差出现的原因及特点。
系统误差：系统误差是由固定不变的或按确定规律变化的因素所造成的。
系统误差的特征是：在同一条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变；或当条件改变时，按一定规律变化。系统误差在某些情况下对测量结果的影响还比较大，因此，研究系统误差产生的原因，发现、减小或消除系统误差，使测量结果更加趋于正确和可靠，是误差理论的重要课题之一，是数据处理中的一个重要的内容。
随机误差：随机误差是由于感官灵敏度和仪器精密程度的限制、周围环境的干扰及伴随着测量而来的不可预料的随机因素的影响而造成的。
它的特点是大小无定值，一切都是随机发生的，因而又把它称为偶然误差
7. 标准误差的意义是什么?
标准误越小，抽样误差越小，样本对总体的代表性越好
8. 有效数字的运算原则和规则是什么?有效数字的确定方法是什么?
思考题与习题
0-1 举例说明什么是测试？
答：⑴测试的例子:为了确定一端固定的悬臂梁的的固有频率，可以采用锤击法对梁尽享激振，在利用压力传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。
⑵结论：由本例可知，测试是指确定被测对象悬臂梁固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振。拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息过程。
0-2 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要组成部分的作用。
答:⑴:测试系统的方框图如图0—1所示。
⑵：各部分的作用如下.
传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件;信号调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式;信号处理环节可对来自信号调理环节的信号,进行各种运算.滤波和分析；信号显示、记录环节将来至信号处理环节的信号显示或存储；模数转换和数模转换是进行模拟信号与数字信号的相互转换,以便于用计算机处理。
0—3 针对工程测试技术课程的特点，思考如何学习该门课程？
答:本课程具有很强的实践性，只有在学习过程中密切联系实际，加强实验，注意物理概念，才能真正掌握有关知识。
在教学环节中安排与本课程相关的必要的实验及习题,学习中学生必须主动积极的参加实验及完成相应的习题才能受到应有的实验能力的训练，才能在潜移默化中获得关于动态测试工作的比较完整的概念，也只有这样，才能初步具有处理实际测试工作的能力。
思考题与习题
1-1 信号的分哪几类以及特点是什么?
⑴、 按信号随时间的变化规律分为确定性信号和分确定性信号，确定信号分为周期信号（包括谐波信号和一般周期信号）和非周期信号（准周期信号和以便非周期信号）；非确定性信号包括平稳随机信号（包括各态历经信号和非各态历经信号）和非平稳随机信号.
⑵、 按信号幅值随时间变化的连续性分类，信号包括连续信号和离散信号，其中连续信号包括模拟信号和一般模拟信号，离散信号包括一般离散信号和数字信号.
思考题
0. 测试的概念与测试的目的。
概念：测试包括测量和试验两反面的含义，是指具有试验性质的测验或测量与试验的综合
目的：提供被测对象的质量依据；提供机械工程设计、制造、研究所需要的信息
1． 动态测试系统一般有哪几部分组成（画出框图）？各部分的作用？
试验装置：是被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。
测量装置：把被测量通过传感器变成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号的装置。
数据处理装置：将被测装置输出的信号进一步处理，以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠程度。
显示记录装置：将被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或者记录下来的装置。
2． 动态测试主要应用在机械工程的哪些领域，简单说明其原理。
产品质量检测，性能评价；生产过程监控；设备状态监控与故障诊断；科学研究，探索未知世界。
3． 信号分为那几类？各类信号有何特点？
按实际用途分：广播信号，电视信号，雷达信号，控制信号，通信信号，遥感信号
按信号所具有的时间函数特性分：确定性信号与非确定性信号、能量信号与功率信号、时限信号与频限信号、连续时间信号与离散时间信号等
4． 本课程学习的主要的信号分析的方法有那些？
函数分析，时域统计分析，幅值域分析
5． 信号的时域描述、频域描述有何意义？说明频谱分析的物理意义。
6． 周期信号、非周期信号的频谱以及离散信号的频谱有何特点？
周期信号的频谱：离散的；每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是各高次谐波分量频率的公约数；各频率分量的谱线高度表示该次谐波的的幅值和相位角。
非周期信号用幅值谱密度、相位/能量谱密度描述是连续的。
7． 用图形表达FT中时间比例性、时移特性、频移特性。
8． 几种典型信号的频谱及数学表达式，用图形及公式表达δ（t）与其他函数的卷积。
P77，图2.3.4
机械工程测试技术教案
1. 引言
本教案旨在为机械工程专业的学生提供机械工程测试技术的相关知识和实践技巧。通过本课程的学习，学生将能够掌握机械工程测试的基本原理和方法，并能够独立进行机械工程测试项目的规划、实施和分析。
2. 教学目标
本课程的教学目标如下： • 理解机械工程测试的基本原理和方法；
• 掌握常见机械工程测试仪器的操作和使用技巧；
• 能够独立规划机械工程测试项目，并进行实施和结果分析；
• 培养学生的实验设计和数据处理能力；
• 提高学生的团队协作和沟通能力。 3. 教学内容
3.1 机械工程测试的基本原理
• 概述机械工程测试的定义、分类和应用领域；
• 熟悉机械工程测试的基本原理和方法；
• 了解机械工程测试中常见的测量误差来源及其对测试结果的影响。
3.2 常见机械工程测试方法
• 学习力学测试方法，包括静力学测试和动力学测试； • 掌握热力学测试方法，包括温度、压力和流量的测量；
• 熟悉振动测试方法，包括振动信号的采集与分析。
3.3 机械工程测试仪器的操作和使用技巧
• 了解各类常见机械工程测试仪器的基本原理和使用方法；
• 学习如何正确操作机械工程测试仪器，进行测试数据的采集和处理。 3.4 机械工程测试项目的规划和实施
• 学习机械工程测试项目的规划和设计方法；
• 掌握实验的基本流程，包括实验前准备、实验方案设计、实验设备选择和实验数据采集；
• 学习实验结果的分析和报告撰写。
4. 教学方法
本课程将采用以下教学方法：
• 授课：通过理论讲解，向学生传授机械工程测试的相关知识； • 实验：通过实际操作，让学生掌握机械工程测试仪器的使用技巧，并进行实验项目的实施；
• 小组讨论：组织学生进行小组讨论，提高学生的团队协作和沟通能力；
• 课堂练习：通过课堂练习，帮助学生巩固所学内容。
5. 教学评价方法
为了评价学生对本课程的学习情况，我们将采用以下评价方法： • 平时成绩：根据学生的课堂参与情况、课堂作业和小组讨论表现评定；
