测试技术课后题部分答案

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1、1.1简述测量仪器的组成与各组成部分的作用答：感受件、中间件和效用件。感受件直接与被测对象发生联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号；中间件将传感器的输出信号经处理后传给效用件，放大、变换、运算；效用件的功能是将被测信号显示出来。1.2测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么答：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。精确度表示测量结果与真值一致的程度；恒定度为仪器多次重复测量时，指示值的稳定程度；灵敏度以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例表示；灵敏度阻滞又称感量，是足以引起仪器指针从静止到做微小移动的被测量的变化值；指示滞后时

2、间为从被测参数发生改变到仪器指示出该变化值所需时间，或称时滞。2.3试述常用的一、二阶测量仪器的传递函数及它的实例答：一阶测量仪器如热电偶；二阶测量仪器如测振仪。2.4试述测量系统的动态响应的含义、研究方法及评价指标。答：测量系统的动态响应是用来评价系统正确传递和显示输入信号的指标。研究方法是对系统输入简单的瞬变信号研究动态特性或输入不同频率的正弦信号研究频率响应。评价指标为时间常数τ（一阶）、稳定时间ts和最大过冲量Ad（二阶）等。2.6试说明二阶测量系统通常取阻尼比ξ=0.6~0.8范围的原因答：二阶测量系统在ξ=0.6~0.8时可使系统具有较好的稳定性，而且此时提高系统的固有频率

3、ωn会使响应速率变得更快。3.1测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？答：系统误差、随机误差和过失误差。系统误差是规律性的，影响程度由确定的因素引起的，在测量结果中可以被修正；随机误差是由许多未知的或微小因素综合影响的结果，出现与否和影响程度难以确定，无法在测量中加以控制和排除，但随着测量次数的增加，其算术平均值逐渐接近零；过失误差是一种显然与事实不符的误差。3.2试述系统误差产生的原因及消除方法答：仪器误差，安装误差，环境误差，方法误差，操作误差(人为误差)，动态误差。消除方法：交换抵消法，替代消除法，预检法等。3.3随机误差正态分布曲线有何特点?答：单峰性、对称性、有限性、抵

4、偿性。4.1什么是电阻式传感器？它主要分成哪几种？答：电阻式传感器将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化，再经相应电路处理之后转换为电信号输出。分为金属应变式、半导体压阻式、电位计式、气敏式、湿敏式。4.2用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪几种？答：在实际使用中，除了应变会导致应变片电阻变化之外，温度变化也会使应变片电阻发生误差，故需要采取温度补偿措施消除由于温度变化引起的误差。常用的温度补偿方法有桥路补偿和应变片自补偿两种。4.4什么是电感式传感器？简述电感式传感器的工作原理答：电感式传感器建立在电磁感应的基础上，是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量

5、转换为线圈电感量变化的传感器。4.5什么是电容式传感器？它的变换原理如何答：电容式传感器是把物理量转换为电容量变化的传感器，对于电容器，改变εｒ，ｄ和Ａ都会影响到电容量Ｃ，电容式传感器根据这一定律变换信号。4.8说明磁电传感器的基本工作原理，它有哪几种结构形式？在使用中各用于测量什么物理量？答：磁电式传感器是把被测参数的变化转换为感应电动势的传感器，是以导线在磁场中运动产生电动势的原理为基础。直线运动式用于测量线速度、线位移、线加速度；旋转运动式用于测量角速度、角位移、角加速度。4.9热电偶有哪几条基本定律？说明他们的使用价值答：均质材料定律，说明热电偶必须是多种材料组成；中间导体定律

6、，说明插入第三种导体不会使热电偶的热电动势产生变化；中间温度定律，给出了间接测量热电势的方法；标准电极定律，可以从几个热电极与标准电极组成热电偶时所产生的热电动势求出这些热电极彼此任意组合时的热电动势。4.12什么是霍尔效应？试举两个霍尔传感器在动力机械测量中典型应用的例子答：霍尔效应指在半导体薄片垂直方向上加一磁场，当在薄片的两端有控制电流流过时，在薄片的另两端会产生一个大小与控制电流和磁感应强度的乘积成正比的电压。霍尔传感器可用于转速测量、位移测量以及做为接近开关等。5.3为什么热电偶要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿有哪些方法答：由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一

7、定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。5.5辐射式温度计有哪几种。简述各自的工作原理答：单色辐射式光学高温计，利用亮度比较取代辐射出射度比较进行测温；全幅射高温计，根据绝对黑体的全幅射定律设计；比色高温计，根据维恩位移定理设计。6.3简述压阻式、压电式、电容式压力传感器的结构特点及应用范围答：压阻式传感器核心部分是一块圆形膜片，在膜片上应用集