测试技术考点归纳

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1、第一章1. 传感器的组成：敏感元件，转换元件，转换电路。2. 传感器的静态特性有非线性度、灵敏度、迟滞（回程误差）和重复 性等。3. 非线性度：标定曲线偏离其拟合直线的程度（拟合直线的确定，可 用最小二乘法）。4. 灵敏度：测试系统在静态测量时被测量的单位变换量引起的输出变 化量。1）线性系统的灵敏度 S 为常数，静态特性曲线的斜率越大，其灵敏 度就越高。2）装置的灵敏度越高，就越容易受到外界干扰的影响，即装置的稳 定性越差。5. 回程误差（迟滞，滞后） ：传感器在输入量由小到大 （正行程）及输 入量由大到小 （反行程 ） 变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。6. 重复性：同一个测点， 测

2、试系统安同一方向作全量程的多次重复测 量时，每一次的输出值都不是一样的，是随机的。反映的测量值的分 散性，随机性。7. 零点漂移：传感器在受到环境影响（主要是温度）时，其零位动态 变化的现象。8. 温度漂移：传感器在外界温度下输出量的变换，温度稳定性。第二章1. 引用误差：表征仪器仪表的误差的物理量，是相对误差。2. 误差的分类 :系统误差，随机误差，粗大误差。3. 算术平均值是反映随机误差的分布中心， 而标准差则反映随机误差 的分布范围。4. 粗大误差的判别： 3准则，格罗布斯准则。阿贝准则适用于发现周期性系统误差。马利科夫准则适用于发现线性系统误差。5. 测量结果的最可信赖值应在残差平方和

3、为最小的条件下求出， 这就 是最小二乘迭法原理。第三章1. 信号的分类（按信号能量是否有限） ：能量信号（平均功率为零） ， 功率信号（平均功率有限） 。2. 傅里叶级数有三角函数展开式和指数函数展开式两种表达形式。3. 比较傅立叶级数的两种展开形式可知：1）复指数函数形式的频谱为双边谱， 三角函数形式的频谱为单边谱；2）两种频谱各谐波幅值在量值上有确定的关系；3）双边幅频谱为偶函数，双边相频谱为奇函数。4. 非周期信号的幅频谱 |X（f）| 是连续谱，周期信号的幅频谱 |Cn| 是 离散谱（二者量纲不同，前者是频谱密度函数，后者是信号幅值） 。5. 傅里叶变换的主要性质：（1）傅里叶变换不改

4、变奇偶性；（2）偶函数变换不改变虚实性；（3）奇函数变换改变虚实性；6. 当一个信号中包含多个频率成分时， 为了避免混叠， 一边采样后仍 能准确地恢复原信号，要求采样频率 fs 1T ，必须高于信号频率成 分中最高频率 fm的 2 倍，即 fs 2 fm 。这就是采样定理。第四章1. 线性时不变系统有两个重要的性质 :叠加性和频率保持性。2. 零阶系统（比例系统） 一阶系统（惯性系统） 二阶系统（二阶惯性系统、二阶振荡系统）3. 越小，响应越快，动态性能越好。4. 固有频率 n 越高，系统的响应越快。补充：当 n 为常数时，测试系统的响应取决于阻尼比 =0，为无阻尼，产生等幅振荡，达不到稳态；

5、 1为过阻尼，无振荡的衰减过程，但达到稳态所需时间较长； 01，为欠阻尼，衰减振荡过程，达到稳态值所需时间随 的减 小而加长；=1 ，临界阻尼，响应时间最短。5. 对于二阶测试系统推荐采用值 为 0.7 左右， 0.4 n（工程 推荐值）。第五章1. 电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。2. 应变片的灵敏系数 K 恒小于同一材料金属丝的灵敏系数 Ks，其原 因是受到横向效应的影响。横向效应：由于横向应变使总电阻相对变化量减少的现象。 温度效应：由温度变化造成虚假应变的现象称作温度效应。1) 产生原因：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生的附加应变 试件材料与敏感栅材料线膨胀系数不同使应

6、变片产生 附加应变2)温度补偿的方法有桥路补偿法和应变片自补偿法。3. 半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应 (压阻效应 是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现 象。)4. 电阻应变片的主要参数(1) 灵敏系数 ( 静态灵敏度 K)：其误差的大小是衡量应变片质量优劣 的主要标志。(2) 疲劳寿命：它反映了应变片对于动态应变的适应能力。(3) 绝缘电阻：它是检查应变片的粘贴质量以及粘接层固化程度和是 否受潮的标志。(4) 机械滞后是指对已安装的应变片，在温度恒定时，加载和卸载过 程中同一载荷下指示应变的最大差值。(5) 零漂是指对已安装的应变片， 在温度恒定且试件

7、不受力的条件下，指示应变随时间的变化（6）蠕变是指对已安装的应变片，在温度恒定并承受恒定的机械应变 时，指示应变随时间的变化。5. 应变片测量电桥在工作前应使用直流电桥平衡，称为预调平衡。6. 直流电桥时：（1）单臂电桥Uo=1UR4R(2)双臂电桥Uo =1UR2R(3） 全桥Uo=RUR7. 交流电桥的平衡条件 z1z4 =z2 z3和 1+4 =2 +3(相对臂阻抗模的乘积必须相等，相对臂阻抗角的和必须相等）直流电路平衡条件和预调平衡条件： R1R4=R2R3.8. 交流电桥的预调平衡有电阻预调平衡， 电容预调平衡（其中电容预调平衡的条件是 R1R4=R2R3和 R1C1=R2C。2）9

8、. 压阻式传感器的应用：电子秤。第六章1. 电容式传感器可以分为变间隙（极距）式、变面积式和变介电常数 式。2. 电容式传感器做成差动式结构以后， 灵敏度提高了一倍， 非线性度 大大降低了。3. 电容式传感器的应用：（1）变极距 d：差动式电容测厚仪 微压/ 升压电容传感器（2）变介电常数：液位 / 物位/ 限位 电容式接近开关 延 时起爆器钻地导弹（3）变极板面积 S：调频收音机4. 电容式传感器的信号调理电路：1. ）电桥电路2. ）调频电路3. ）谐振电路4. ）运算放大器式电路5. ）脉冲宽度调制电路5. 运算放大器式电路的优点是能够将电容式传感器的非线性特性转 换为线性关系（前提条件

9、是运算放大器的放大倍数 K无穷大、输入 阻抗 Z i 无穷大。）6. 对于差动脉冲调宽电路， 不论是改变平板电容器的极板面积或是极 板距离，电容器变化量与输出量都成为线性关系。可见：1）差动脉冲调宽电路能适用于任何差动式电容传感器，并具有理论 上的线性特性；2）该电路采用直流电源，电压稳定度高，不存在稳频、波形纯度的 要求，也不需要相敏检波与解调等；3）对元件没有线性要求；4）经低通滤波器可输出较大的直流电压，对输出矩形波的纯度要求 也不高。7. 影响电容式传感器精度的因素分析 温度的影响（温度系数小） 边缘效应（等位环） 边缘效应： 电容器两极板间的电场在中心部分的分布均匀， 边缘部分 的分

10、布不均匀的现象。（滑动变阻器声量）第七章1. 电感式传感器的类型： 变气隙厚度的电感式传感器， 变气隙面积式 电感式传感器， 螺管型电感式传感器 （有单螺管线圈型和双螺管线圈 型（也称为差动螺管型）两种。 ）2. 变气隙厚度的电感式传感器， 采用差动式结构后， 灵敏度可以提高 一倍，并且非线性误差减小。3. 变气隙面积的电感式传感器， 在忽略边缘效应 的条件下，其电感量 L与面积 S成线性关系 。4. 变压器式交流电桥，当传感器的铁芯处于中间位置时， 即 Z1=Z2=Z， 此时有 U =0，电桥平衡。8. 零点残余电压零位误差9. 螺管式差动变压器次级线圈 S1和 S2反极性串联。10. 差动

11、变压器的信号调节电路常用的测量电路有差动整流电路和相 敏检波电路。11. 涡流式传感器可分为高频反射式涡流传感器和低频透射式涡流传 感器。前者用于测量位移，后者用于测量厚度。12. 涡流式传感器的应用： （1）无损检测（探伤） ；（ 2）安检门13. 对于单螺管线圈型，当 x=0.5l 时，传感器灵敏度最高； 对于双螺管线圈型，当 x=0.6l 时，传感器灵敏度最高。14. 相敏检波电路的作用：（1）判断衔铁移动方向；（2）消除零位误差；（3）滤除高频噪声。15. 消除温度漂移的方法：（1）采用恒流源 作激励；（2）提高线圈品质因数；（3）采用差动电 桥；（4）合理匹配线膨胀系数。16. 改善

12、非线性特性的方法： （1）采用差动结构；（2）限制衔铁的最 大位移量。第八章1. 压电式传感器的工作原理是基于压电效应。2. 压电式传感器通常是利用纵向压电效应来实现的3. 电能逆压电效应（电致伸缩 效应）机械能；电能 正压电效应（顺压电效 应） 机械能。4. 压电材料的三个特性： （1）压电常数衡量材料压电效应的强弱：灵敏度。（2）机电耦合系数机电转换效率。（3）居里点压电材料开始丧失压电特性的温度，表征材料对温 度的稳定性。5. 石英晶体 x轴为电轴， y轴为机械轴， z轴为光轴。6. 压电陶瓷由无数细微的电畴组成。为了使压电陶瓷具有压电效应， 必须进行 极化 处理。7. 只有在外电路负载

13、 RL为无穷大、内部无漏电时，压电式传感器受 力所产生的电荷及其形成的电压 U 才能长期保存下来。8. 压电元件并联时，输出电荷；串联时，输出电压。9. 前置放大器的两个作用：（1）把压电式传感器的微弱信号放大； （2） 把传感器高阻抗输出变换 为低阻抗输出。12. 前置放大器有电压放大器和电荷放大器。13. 电压放大器又称阻抗放大器。它的主要作用是把压电传感器的高 阻抗变换为低输出阻抗，并将微弱信号进行适当放大。14. 当作用在压电元件上的力是静态力（ w=0）时，则前置放大器的输 出电压等于零，电荷就会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄露 电阻漏掉。这也就从原理上决定了压电传感器不能测量

14、静态物理量。15. 电压放大器的一个缺点：连接电缆不宜过长，而且也不能随意更 换电缆，否则会使传感器实际灵敏度与出厂校正灵敏度不一致， 从而 导致测量误差。16. 电荷放大器能将高内阻的电荷源转换为低内阻的电压源，而且输 出电压正比于输入电荷。17. 电荷放大器的优点是，在一定条件下，传感器的灵敏度与电缆长 度无关。18. 压电式传感器的应用破甲弹。第九章1. 热电偶的测温原理是基于热电效应。2. T 热端/ 工作端 / 测量端To冷端/ 参考端/ 自由端3. 热电动势 =接触电势 +温差电势。4. 形成热电势的两个必要条件：（1）两种导体的材料不同；（ 2）接点的温度不同。5. 我国把性能符

15、合专业标准或国标并具有统一分度表的热电偶材料 称为 定型热电偶材料。6. 集成温度传感器就是利用 pn 结的伏安特性与温度之间的关系研制 成的一种 固态 传感器。第十章1. 光栅传感器由光栅读数头和光栅数显表组成。2. 光栅数显表是实现细分、辨向（可逆计数器）和显示功能的电子系 统。3. 为了提高分辨率能够测量比栅距更小的位移，采用 细分技术。4. 对莫尔条纹的细分方法有电子细分法（四倍频细分） 、光学细分法 和机械细分法。5. 编码器分为脉冲盘式（增量式）和码盘式（绝对式） 。6. 脉冲盘式编码器（增量式编码器）的输出是一系列脉冲，需要一个 计数系统对脉冲进行加减 （正向或反向旋转时 ） 累计计数，一般还需要 一个基准数据即零位基准，才能完成角位移测量。 （增量式编码器需 要计数系统和零位基准才能测旋转角度。 ）7. 直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。8. 根据感应同步器输出信号的处理方式， 可分为鉴幅