中国矿业大学工程测试技术复习总结

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2024年6月28日发(作者：)

第一章 测试技术的理论基础

1、标定（率定）曲线：表示静态（或动态）方程的图形，是反映测试系统输入x和输出y

之间关系的曲线。

稳定性：仪器示值的稳定性有两种指标，一是时间上的稳定性，它是由于仪器中随机性

变动、周期性变动、漂移等引起的示值变化，以稳定度表示；二是环境影响，是指仪器外部

环境和工作条件变化所引起的示值不稳定性，以各种影响系数表示。

灵敏度：对测试系统输入一个变化量 x，就会相应地输出另一个变化量 y，则测试系

统的灵敏度为 S = y／ x （系统特性曲线的斜率）

线性度（直线度）：标定曲线（试验确定的实际工作曲线）与理想曲线（常用参考理想直

线）的接近程度。

分辨率（灵敏阀）：系统能够测量出的被测量的最小变化值。

回程误差：相同测试条件下和全量程范围A内，在输入由小增大和由大减小到行程中，

同一输入量所得到的两个输出值的最大偏差与满量程A的百分比。

漂移：输入量不变，输出量随时间变化

零点漂移：零输入条件下的漂移

传递特性：是指测试系统输入与输出对应关系的性能。

负载效应：大多数测量元件总要从被测对象中吸收一些能量，从而改变被测量的数值，

这种效应称为负载效应。

2、测试系统的组成、各部分的作用及性能指标。

答：1）测试系统的组成及作用：

①传感器：感测物理量并转换为电量,又称为“一次仪表”；

②中间转换装置：接受传感器输出的电信号，通过硬件电路或软件进行信号转换、处理；

③显示记录装置：显示测量结果，提供给观察者或自动控制装置。

力学测试系统的组成及作用：

①荷载系统：使被测对象处于一定的受力状态下，使被测对象有关的力学量之间的联系

充分显露出来，以便进行有效测量。

②测量系统：由传感器、信号变换和测量电路组成。将被测非电量转换成便于放大、记

录的电量。

③信号处理系统：将测量系统的输出信号进一步进行处理以排除干扰。

④显示记录系统：将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录下来。

2）五大性能指标： 精度:测值与真值接近程度

稳定性：时间、环境

量程：测量范围

分辨率：检测到被测量最小变化值

传递特性：输入输出对应关系的性能

3、线性（时不变）系统及其主要特性。

答：线性时不变系统：具有确定的输入－输出关系，输出与输入成线性关系为最佳，且具有

时不变性的系统。

主要特性：假定：X Y ，X1 Y1， X2 Y2

叠加性：X1+X2  Y1+Y2

齐次性（比例性）：cX  cY

dY

微分特性： XY

dX



tt

dtdt

Xdt

积分特性： XY



0



0

Ydt

频率保持特性：x(t)＝ Asin(ωt+φ) y(t)＝Bsin(ωt+ ξ)

利用该特性可以消除干扰(其它频率的信号)。

4、动态测试系统信号不失真的条件、频响函数与传递函数的区别。

答：1）不失真测试实质：系统的响应波形（输出）与输入波形完全相似，可保持原信号的

特性和全部信息。

不失真的条件：

幅频函数为常数:

A

(



)|

H

(

j

)|

A

0

相频函数为线性(过原点的直线):



(



)

H

(

j

)

t

0



2）频率响应函数与传递函数的区别：

传递函数中的s换成jω便得到了频率响应函数。

传递函数是输出与输入拉氏变换之比，其输入并不限于正弦激励，不仅描述了测量装置

的稳态特性．也描述了它的瞬态特性。

频率响应函数是在正弦信号激励下，测量装置达到稳态后输出与输入之间的关系。

第二章 传感器

1、传感器：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。狭义

定义指传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。

热电效应：两种不同金属组成的闭合回路中，当两接触点处的温度不同时，回路中产生

热电势的现象。

压电效应：外力作用下激起晶体表面荷电的现象。

零漂：

标定（率定）：通过试验建立传感器输入量和输出量之间的关系，求出传感器输出特性曲

线（标定曲线）。

2、应力和应变测试时对传感器的刚度要求。

答：应力测试时，要求弹簧元件的刚度比原系统大很多，外力绝大部分由弹簧元件承担，弹

簧所受的压力与外力近乎相等，此为应力计。应变测试时，要求弹簧元件的刚度比系统小很

多，弹簧顺着系统的变形而变形，对变形的阻抗作用很小，弹簧元件的变形与系统的变形近

乎相等，此为应变计。

3、振弦式传感器的基本原理和公式。

答：1）基本原理：一个两端固定绷紧的均匀弦，钢弦内应力变化转化为钢弦固有振动频率

的变化。

（技术原理：电子脉冲信号输入的电磁线路，激励钢弦产生谐振频率振动，钢弦的振动

在电磁线路内产生交变电动势，输入频率仪放大器后，示波，得到频率。）

2）公式

测量多种物理量如应变、荷载、力、压力、温度和倾斜等。

4、传感器选择的基本原则。

答：①输入输出线性好，灵敏度高；

②滞后、偏移误差小；

③动态特性好；

④功耗小；

⑤对测试对象影响小；

⑥抗干扰能力强；

⑦重复性好，有互换性；

⑧抗腐蚀性好，能长期使用；

⑨易维修和校准。

第三章 电阻应变测试技术

1、横向效应：当材料产生纵向应变时ε

y

时，由于横向应变将在其横向产生一个与纵向应变

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