測試技術(shù)基礎(chǔ)知識

111章測試的根底學(xué)問學(xué)問要點測試的根本概念什么是測量、計量、試驗和測試？測量是指以確定被測對象值為目的的全部操作；計量是指實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量；試驗是對被爭論對象或系統(tǒng)進(jìn)展試驗性爭論的過程，通常是將被爭論對象或系統(tǒng)置于某種特定的或人為構(gòu)建的環(huán)境條件下測試是人們生疏客觀事物的方法，是具有試驗性質(zhì)的測量，是測量和試驗的綜合，是依靠肯定的科學(xué)技術(shù)手段定量地獵取某種爭論對象原始信息的過程。什么是信息和信號？對于信息，一般可理解為消息、情報或?qū)W問，從物理學(xué)觀點動身來考慮，信息不是物質(zhì)，也不具備能量，但它卻是物質(zhì)所固有的，是其客觀存在或運動狀態(tài)的特征。因此，可以理解為：信息是事物運動的狀態(tài)和方式。把傳輸信息的載體稱為信號，信息蘊涵于信號之中，信號是物理性的，含有特定的信息，易于被測得或感知，易于被傳輸，是物質(zhì)，具有能量。人類獵取信息需要借助信號的傳播，信號的變化則反映了所攜帶信息的變化。測試工作的任務(wù)是什么？測試工作就是信號的獵取、加工、處理、顯示記錄及分析的過程。測試工作的根本任務(wù)是通過測試手段，對爭論對象中有關(guān)信息量作出比較客觀、準(zhǔn)確的描述，使人們對其有一個恰當(dāng)?shù)娜娴纳瑁⒛艿竭_(dá)進(jìn)一步改造和掌握爭論對象的目的，進(jìn)一步提高生疏自然改造自然的力量。測試工作中的一項困難任務(wù)是要從簡單的信號中提取有用的信號或從含有干擾的信號中提取有用的信息。測試有什么作用？人類從事的社會生產(chǎn)、經(jīng)濟交往和科學(xué)爭論活動總是與測試技術(shù)息息相關(guān)。首先，測試是人類生疏客觀世界的手段之一，是科學(xué)爭論的根本方法?？茖W(xué)的根本目的在于客觀地描述自然界，科學(xué)定律是定量的定律，科學(xué)探究離不開測試技術(shù)，用定量關(guān)系和數(shù)學(xué)語言來表達(dá)科學(xué)規(guī)律和理論也需要測試技術(shù)事實上，科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，很多的科學(xué)覺察與技術(shù)制造往往是以測試技術(shù)的進(jìn)展為根底的，可以認(rèn)為，測試技術(shù)能到達(dá)的水平，在很大程度上打算了科學(xué)技術(shù)進(jìn)展水平。同時，測試也是工程技術(shù)領(lǐng)域中的一項重要技術(shù)。工程爭論、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)視、質(zhì)量掌握和性能試驗等都離不開測試技術(shù)。在自動化生產(chǎn)過程中常常需要用多種測試手段來獵取多種信息，來監(jiān)視生產(chǎn)過程和機器的工作狀態(tài)并到達(dá)優(yōu)化掌握的目的。在廣泛應(yīng)用的自動掌握中，測試裝置已成為掌握系統(tǒng)的重要組成局部。在各種現(xiàn)代裝備系統(tǒng)的設(shè)計制造與運行工作中，測試工作內(nèi)容已嵌入系統(tǒng)的各局部，并占據(jù)關(guān)鍵地位。測試技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代裝備系統(tǒng)日常監(jiān)護(hù)、故障診斷和有效安全運行的不行缺少的重要手段。舉例說明測量的根本方法有哪些？〔１〕指被測量直接與測量單位進(jìn)展比較，或者用預(yù)先標(biāo)定好的測量儀器或測試設(shè)備進(jìn)展測量，而不需要對所獵取數(shù)值進(jìn)展運算的測量方法，例如用直尺測量長度、用萬用表測量電壓、電流、電阻值等。間接測量法：指通過測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其他量，來得到被測量量值的測量方法。例如，為了測量一臺發(fā)動機的輸出功率，必需首先測動身動機的轉(zhuǎn)速nMP=M·n可計算出其功率值。〔２〕按測量時是否與被測對象接觸的原則，可分為接觸式測量和非接觸式測量。接觸式測量：往往比較簡潔，比方測量振動時承受帶磁鐵座的加速度計直接放在被測位置進(jìn)展測量。非接觸式測量：可以避開對被測對象的運行工況及其特性的影響，也可避開測試設(shè)備受到磨損，例如用多普勒超聲測速儀測量汽車超速就屬于非接觸測量?！玻场嘲幢粶y量是否隨時間變化的原則，分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量。靜態(tài)測量：被測量不隨時間變化或變化緩慢的測量。動態(tài)測量：指被測量隨時間變化的測量，因此動態(tài)測量中，要確定被測量就必需測量它的瞬時值及其隨時間變化的規(guī)律?！?〕按被測信號的轉(zhuǎn)換方式分為機械測量法、光測量法、氣測量法、液測量法和電測量法。測試系統(tǒng)由哪些局部組成？對其有何要求？的整體，包括信號的檢測和轉(zhuǎn)換、信號的調(diào)理、分析與處理、顯示和記錄等。系統(tǒng)組成如圖1.1所示。為了準(zhǔn)確的獲得被測對象的信息，要求測試系統(tǒng)中每一個環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量之間必需具有一一對應(yīng)關(guān)系，而且，其輸出的變化能夠準(zhǔn)確地反映出其輸入的變化。1.1測試系統(tǒng)的組成210測試工作的根本內(nèi)容及測試技術(shù)的進(jìn)展趨勢測試工作的根本內(nèi)容有哪些？從廣義的角度來講，測試工作涉及包含試驗設(shè)計、模型理論、傳感器、信號的加工與處理(傳輸、調(diào)理和分析、處理)、誤差理論、掌握工程、系統(tǒng)辨識和參數(shù)估量等內(nèi)容。從狹義來講，測試工作則是指在選定鼓勵的方式下檢測信號，進(jìn)展信號的調(diào)理和分析，以便顯示、記錄或以電量輸出信號、數(shù)據(jù)的工作。簡述測試技術(shù)的進(jìn)展趨勢。測試量程范圍更加寬廣。傳感器向型、微型、智能型、材料進(jìn)展。測量儀器向高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測、性能標(biāo)準(zhǔn)化和低價格進(jìn)展。承受高智能化軟件，參數(shù)測量與數(shù)據(jù)處理以計算機為核心，使測量、分析、處理、打印、繪圖、狀態(tài)顯示及故障預(yù)報向自動化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展。測量方式向多樣化進(jìn)展，如多傳感器融合技術(shù)在工程中的應(yīng)用、積木式、組合式測量方法的應(yīng)用和虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用。廣泛承受運算放大器和各種集成電路，簡化測試系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，大幅度提高測試系統(tǒng)的精度。多參量系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)多自變量函數(shù)的測量。測試技術(shù)課程的性質(zhì)及學(xué)習(xí)目的測試技術(shù)課程的性質(zhì)是什么？電工學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、掌握工程及計算機技術(shù)等課程的綜合應(yīng)用，涉及到傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、掌握技術(shù)、計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、周密機械設(shè)計技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)。學(xué)習(xí)測試技術(shù)課程的目的是什么？把握信號的時域和頻域的描述方法，形成明確的信號頻譜構(gòu)造概念；把握譜分析和相關(guān)分析、功率譜分析的根本原理和方法；把握數(shù)字信號分析中一些最根本的概念和方法；把握誤差的性質(zhì)及處理方法。把握測試系統(tǒng)根本特性的評價方法和不失真測試條件，并能正確地進(jìn)展測試系統(tǒng)的分析和選擇。把握一、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性及其測定方法；了解動態(tài)誤差的根本概念及常用動態(tài)誤差修正方法。了解常用傳感器、中間變換電路及記錄、顯示設(shè)備的工作原理及性能，并能依據(jù)測試要求進(jìn)展比較合理的選擇。對動態(tài)測試工作的根本問題有一個比較完整的概念，對工程測試中的某些參數(shù)的測試能自行確定測試方法，自行設(shè)計或選用測試系統(tǒng)，并能對測量結(jié)果正確地進(jìn)展數(shù)據(jù)處測量誤差及其不確定度解釋真值、理論真值、商定真值、相對真值、測量誤差、確定誤差、相對誤差、引用誤差和準(zhǔn)確度的含義。真值即真實值，是指被測量在肯定條件下客觀存在的、實際具備的量值。真值是不能精準(zhǔn)獲知的，通常所說的真值可分為理論真值、商定真值、相對真值。理論真值又稱為確定真值，是依據(jù)肯定的理論，在嚴(yán)格的條件下，按定義確定180°。商定真值是指用商定的方法確定真值，就給定的目的而言，它被認(rèn)為充分接近于真值，例如砝碼的質(zhì)量。相對真值也叫實際值，是指將計量器具按精度不同分為假設(shè)干等級，高一等級計量器具的測量值即為相對真值。測量誤差是測量結(jié)果與被測量真值之差。確定誤差是指測量值〔也稱儀器示值〕與真值之差。相對誤差定義為確定誤差與真值之比的百分?jǐn)?shù)。引用誤差是指測量裝置的示值確定誤差與引用值之比，并以百分?jǐn)?shù)表示。準(zhǔn)確度是指測量裝置的準(zhǔn)確度，是表示測量裝置給出接近于被測量真值的示值力量，反映測量裝置的總誤差。測量誤差按其性質(zhì)一般分為哪幾種？說明其含義及產(chǎn)生的緣由。測量誤差按其性質(zhì)一般分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差，前者也叫已定系統(tǒng)誤差，在誤差處理中是可被修正的；后者為未定系統(tǒng)誤差，在實際測量中其方向往往是不確定的，誤差估量時可歸結(jié)為測量不確定度。系統(tǒng)誤差的來源包括測量設(shè)備的根本誤差、測量理論和方法不完善、讀數(shù)方法不正確、環(huán)境誤差等。隨機誤差變化，則該誤差為隨機誤差。產(chǎn)生的緣由很簡單，如測量環(huán)境中溫度、濕度、氣壓、振動、電場等的微小變化，因此，隨機誤差是大量對測量值影響微小且又互不相關(guān)的因素所引起的綜合結(jié)果。粗大誤差明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期值的誤差稱為粗大誤差意或操作不當(dāng)或不行掌握的環(huán)境因素影響等造成的誤差，如讀錯數(shù)值、使用有缺陷的測量儀表等。對于粗大誤差在數(shù)據(jù)處理時應(yīng)予以剔除。什么是測量的不確定度？有哪幾種類型？測量不確定度是誤差理論進(jìn)展和完善的產(chǎn)物，是建立在概率論和統(tǒng)計學(xué)根底上的概念。它表示由于測量誤差的影響而對測量結(jié)果的不行信程度或不能確定的程度，測量值在某一區(qū)域內(nèi)以肯定的概率分布，表示被測量分散性的參數(shù)就是測量不確定度，因此它是定量描述測量結(jié)果質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。依據(jù)計算及表示方法的不同，不確定度可分為標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度三類。什么是標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度？標(biāo)準(zhǔn)不確定度：是指用概率分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的不確定度，依據(jù)評定方法的AB類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度由統(tǒng)計方法得到的不確定度。B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度由非統(tǒng)計方法得到的不確定度，即依據(jù)資料及假設(shè)的概率分布估量的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的不確定度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：各個標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量合成的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。在間接測量時，即測量結(jié)果是由假設(shè)干非相關(guān)重量求得的狀況下，測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于各其他重量的方差和的正平方根。擴展不確定度由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的倍數(shù)表示的測量不確定度。5．A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定方法是什么？在同一條件下對被測量x進(jìn)展n次測量，測量值為xix的估量值，即測量結(jié)果為：x1n xn ii1x的標(biāo)準(zhǔn)偏差可用貝塞爾公式計算，即：

樣本算術(shù)平均值x〔1-1〕1 nS(x)n1 (xii1i

x)2 〔1-2〕用算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，xS(x)則為測量結(jié)果的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即：n S(x)S(x)nA

〔1-3〕6．B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定方法是什么？B可能值不會超出的區(qū)間－，kB類測量不確定度為： B kk為包含因子。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定方法是什么？在間接測量時，被測量y是由N 個輸入量x 、x1 2

、……xN

的函數(shù)關(guān)系yf(x,x1 2

,...,xN

)xi

〔1-4〕表示：

Ni1(f)2Ni1(f)22(x)xiic

〔1-4〕式中：

f cx i

Ni1cNi1c22(x)iii

(x是ixi

AB定度可由下式表示：(y)c

〔1-5〕Ni1(fNi1(f)22(x)2N1Nfxix xfr(x,x)(x)(x)i jijii1ji1 i ji j

xxi j

的相互關(guān)系數(shù)估量值；r(x,xi j

)(xi

)(xj

)(x,xi j

)xxi j

的協(xié)方差函數(shù)。假設(shè)不能寫出輸出Ni1Ni12i(y)c

〔1-6〕式〔1-6〕i

為第iN為標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量的個數(shù)。擴展不確定度的評定方法是什么？擴展不確定度U由合成不確定度C

與包含因子k的乘積得到，即：UkC

。擴展不確定度U主要用于測量結(jié)果的報告。說明測量不確定度的評定流程〔1〕建立測量過程數(shù)學(xué)模型，即確定被測量Y 和輸入量xi

之間關(guān)系：Yf(x,x1 2

x 。Nxi

，它們已包括全部系統(tǒng)誤差影響的修正值。xi

的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(xi

)，包括A類和B類評定方法。計算靈敏度系數(shù)——誤差傳播系數(shù)ci

，包括數(shù)值法、偏導(dǎo)法或試驗法。確定輸入量的相關(guān)性及相關(guān)系數(shù)，包括統(tǒng)計法或公式法。假設(shè)已確認(rèn)各重量相互獨立，則可不進(jìn)展此步驟。xi

yyf(xx1 2

x 。Ny的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

y)。ck值，確定擴展不確定度Ukp。報告測量結(jié)果及其不確定度。測量數(shù)據(jù)處理方法測量數(shù)據(jù)處理的任務(wù)是什么？

y，估量區(qū)間yUyU的置信水c以得到可信的結(jié)果。測量數(shù)據(jù)處理的任務(wù)就是求得測量數(shù)據(jù)的樣本統(tǒng)計量，以得到一個既接近真值又可信的估量值以及它偏離真值程度的估量。測量數(shù)據(jù)處理的表述方法有哪些？各方法有哪些特點？測量數(shù)據(jù)的表述方法：表格法、圖示法和閱歷公式法。表格法表格法是依據(jù)測試的目的和要求，把一系列測量數(shù)據(jù)列成表格，再進(jìn)展其他的處理。表格法的優(yōu)點：簡潔、便利，數(shù)據(jù)易于參考比較；缺點：不直觀，不易看出數(shù)據(jù)變化的趨勢。表格法是圖示法和閱歷公式法的根底。圖示法圖示法是用圖形或曲線表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，它能形象直觀地反映數(shù)據(jù)變化的趨勢，如遞增或遞減、極值點、周期性等。但是，圖形不能進(jìn)展數(shù)學(xué)分析。閱歷公式法測量數(shù)據(jù)不僅可以用圖示法表示各變量之間的關(guān)系，且可用與圖形對應(yīng)的數(shù)學(xué)公式來描述變量之間的關(guān)系，從而進(jìn)一步分析和處理數(shù)據(jù)。該數(shù)學(xué)模型稱為閱歷公式，也稱為回歸方程。如何建立閱歷公式來表述測量數(shù)據(jù)？將輸入自變量作為橫坐標(biāo)，輸出量即被測量作為縱坐標(biāo)，在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中繪制測量數(shù)據(jù)曲線；對繪制的曲線進(jìn)展分析，確定公式的根本形式。假設(shè)數(shù)據(jù)點所反映的根本上是直線，則可以用一元線性回歸方法〔直線擬合〕確定直線方程。假設(shè)數(shù)據(jù)點描繪的是曲線，則要依據(jù)曲線的特點推斷曲線屬于何種類型，推斷時可參考已有的數(shù)學(xué)曲線外形加以選擇〔如雙曲線、指數(shù)曲線、對數(shù)曲線、S型曲線等。假設(shè)測量曲線很難推斷屬于何種類型，則可以按多項式回歸方程處理，多項式的次數(shù)可以用差分法確定。假設(shè)測量數(shù)據(jù)描繪的曲線被確定為某種類型的曲線，則可以先將曲線方程變換為直線方程，然后按一元線性回歸方法處理。確定線性方程中的常量，即依據(jù)測量數(shù)據(jù)確定直線方程yabx中的常量ab，然后把曲線變換為直線的方程復(fù)原為原來的函數(shù)形式。檢驗所確定公式的準(zhǔn)確性，將測量數(shù)據(jù)中的自變量帶入閱歷公式，計算出函數(shù)值，看與實際測量值是否全都，假設(shè)差異很大，說明所確定的公式根本形式可能有錯誤，此時應(yīng)建立另外形式的閱歷公式。什么叫線性回歸？有哪幾種類型？依據(jù)測量數(shù)據(jù)來分析變量之間相互關(guān)系的方法稱為回歸分析法，即工程上所說的擬合問題，所得的關(guān)系式即為閱歷公式或擬合方程。依據(jù)變量個數(shù)及變量之間關(guān)系的不同，回歸分析分為一元線性回歸〔直線擬合、一元非線性回歸〔曲線擬合、多元線性回歸和多項式回歸等。什么叫一元線性回歸方程？求解方法有哪些？各有何特點？一元線性回歸方程，實際上就是將一系列測量數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)處理確定相應(yīng)的直線方程yabxab，即確立了擬合方程。通常求解擬合方程未知系數(shù)的方法有以下幾種：〔１〕端點法〔最大量程點〕的測量值(x,y1 1

和(xy)n nyabxab分別為ay bx1 1 y y

〔1-7〕 b x xx平均法n個測量值(x,yi i

n 1)分成數(shù)目大致一樣的兩組，前半組k個k=n/2左右，后半組n-k個，兩組數(shù)據(jù)都有自己的“點系中心”，其坐標(biāo)分別為：ik xix i11 k

k yiy i1i1 k

n xiik1i2 nk

n yiik1i2 nk

〔1-8〕通過上述兩個“點系中心(x,y1 1

和(xy2

)的直線即為擬合直線，可得ay bx y bx1 1 2 2 y y

〔1-9〕b 2 1x x2 1最小二乘法最小二乘法的動身點是使實際測量數(shù)據(jù)yi的殘差的平方和為最小，即：

yabxyinVii1

n[yii1

(abxi

)]2min 〔1-10〕為使nV2ii1

abab的值為： n x i

xyi i

yn x2i iai1 i1 i1 i1

x)2

nn x2 i i i1 i1 〔1-11〕

xi

ynn xyi i ibi1 i1

i1 (n x)2nn x2 i ii1 i1以上三種方法中，最小二乘法所得擬合直線精度最高，平均法次之，端點法較差。但最小二乘法計算工作量大，端點法計算最簡潔，因此一般狀況下多承受端點法，對于精度要求較高的則承受最小二乘法。例題解析【例1.1】舉例說明什么是測試？答：(1)測試?yán)樱簽榱舜_定一端固定的懸臂梁固有頻率，我們可以承受錘擊法對梁進(jìn)展激振，再利用壓電傳感器、電荷放大器、波形記錄器記錄信號波形，由衰減的振蕩波形便可以計算出懸臂梁的固有頻率。(2)結(jié)論：由本例可知測試是指確定被測對象懸臂梁固有頻率的全部操作，是通過肯定的技術(shù)手段—激振、拾振、記錄、數(shù)據(jù)處理等，獵取懸臂梁固有頻率的信息過程?！纠?.2】以方框圖的形式說明測試系統(tǒng)的組成，簡述主要局部的作用。答：〔1〕1.1所示?！?〕各局部的作用如下：傳感器是將被測信息轉(zhuǎn)換成某種電信號的器件；信號的調(diào)理是把來自傳感器的信號轉(zhuǎn)濾波和分析；信號顯示、記錄環(huán)節(jié)將來自信號處理環(huán)節(jié)的信號顯示或存貯。模數(shù)〔A/D〕轉(zhuǎn)換和數(shù)模〔D/A〕轉(zhuǎn)換是進(jìn)展模擬信號與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換，以便用計算機處理。1.3】2%，50mv10mv，求可能消滅的最大誤差。1/21/8什么結(jié)論。解：50-10=40mv可能消滅的最大誤差為：402%0.8mV1/21/80.8 0.840184012 100%4%，401840121 2結(jié)論：測量值越接近傳感器〔儀表〕的滿量程，測量誤差越小?！纠?.4】1520.42，20.43，20.40，20.43，20.42，20.43，20.39，20.30，20.40，20.43，20.42，20.41，20.39，20.39，20.40，試判定測量數(shù)據(jù)中是否存在粗大誤差P=99。解：測量數(shù)據(jù)的平均值為：x1n xn i11n1n1ni1v2i?

20.4040.0149614 0.0149614第8個數(shù)據(jù)的殘差0.10430.099，依據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則可以判定，數(shù)據(jù)20.30為特別值，應(yīng)當(dāng)剔除。剔除該數(shù)據(jù)后，重計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，得：0.00337413x20.404 0.0160.00337413這時剩余數(shù)據(jù)的殘差30.048即剩余數(shù)據(jù)不再含有粗大誤差依據(jù)的P=99%，也可用格羅布斯準(zhǔn)則判定，結(jié)果一樣?！纠?.5】某恒溫容器溫度測控系統(tǒng)，用熱電偶數(shù)字溫度計測量容器內(nèi)部的實際溫度，系統(tǒng)設(shè)定溫度要求為400℃。所用的測量儀器是帶K型熱電偶的數(shù)字式溫度計，從儀器說明0.1℃，準(zhǔn)確度為±0.6℃2.0℃〔置99%〕，400℃0.5℃400℃時，10個顯示值t1-1。試分析評定其測量不確定度。測量列ti測得值測量列ti測得值ti(℃)12345678910Σ401.0400.1400.9399.4398.8400.0401.0402.0399.9399.04002.22400.22解：測量不確定度的分析評定步驟如下：建立測量過程數(shù)學(xué)模型T與數(shù)字溫度計顯示值t和熱電偶修正值BT=t+B分析測量不確定度來源1〕由于各種隨機因素影響引起的讀數(shù)不重復(fù)；數(shù)字溫度計不準(zhǔn)確；熱電偶校準(zhǔn)時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度1〕讀數(shù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度11ni11ni1t)2is(t)i

1.03℃故由讀數(shù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：110s(t10n in1

)1.03C0.33℃2〕數(shù)字溫度計不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度2B類方法評定：由技術(shù)說明書可知，數(shù)字溫度計的準(zhǔn)確度為±0.6℃，故確定最大允許誤差區(qū)間的半寬度a2

為0.6℃。設(shè)測量值在該區(qū)間內(nèi)為均勻分布，則由于數(shù)字溫度計不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 為：2a 22 k2

0.6C1.730.35C熱電偶校準(zhǔn)時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度3B400℃0.5℃，其不確定度2.0℃99%，包含因子k3為：

2.583 a3

3k 2.0C2.580.78C3計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度3為：0.3320.3320.3520.78222221 2 3c

0.92C確定擴展不確定度〔總不確定度〕k=2，故擴展不確定度UUk 20.92C1.8Cc習(xí)題推斷題傳感技術(shù)，計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起構(gòu)成了現(xiàn)代信息的三大支柱。測試是以確定被測物屬性量值為目的的全部操作。對屢次測量的數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值，就可以削減隨機誤差的影響。在間接測量中，只要直接測量的相對誤差小，則間接測量的誤差也就肯定小。用近似公式或近似值計算測量值所造成的誤差一般屬于系統(tǒng)誤差。選擇題測試技術(shù)的進(jìn)展趨勢： ， ， ， 。A.智能化，集成化，高靈敏化，數(shù)字化；B.智能化，集成化，微小化，數(shù)字化；C.集成化，高靈敏化，微小化，數(shù)字化；D.智能化，高靈敏化，微小化，數(shù)字化 、 與 一起構(gòu)成了現(xiàn)代信息的三大支柱。A.納米技術(shù)，計算機技術(shù)，檢測技術(shù)；B.多媒體技術(shù)，測量技術(shù)，通信技術(shù)；C.傳感技術(shù)，計算機技術(shù)，通信技術(shù)；D.超導(dǎo)技術(shù)，傳感技術(shù)，通信技術(shù)儀器構(gòu)造不完善所引起的誤差屬于A.引用誤差；B.隨機誤差；C.過失誤差；D.系統(tǒng)誤差使用最小二乘法時，偏差的平方和最小意味著擬合直線與整個試驗數(shù)據(jù)。A.不相關(guān)；B.偏離度大；C.偏離度最??；D.3個都不對以下哪個參數(shù)反映測試系統(tǒng)的隨機誤差的大小 。A.靈敏度；B.重復(fù)性；C.滯后量；D.線性度填空題1-11在測試系統(tǒng)中，輸入量與輸出量之間一般是關(guān)系。信息與信號二者間關(guān)系是 測量誤差是指 的差值有 。、和三類。1-14測量數(shù)據(jù)處理的表述方法有 法、法和法。1-15現(xiàn)有0～300℃、0.5級和0～120℃、1級的兩支溫度計，推測量100℃左右的溫度，測量精度高的是用 。問答題什么是測量？什么是測試？測試系統(tǒng)一般由那些局部組成?各局部功能是什么？測試有哪些方法？何為非電量電測法？有何特點？什么是測量誤差？誤差有哪幾種類型和表示方法？表征測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)有哪些？不確定度的術(shù)語有哪些?產(chǎn)生測量不確定度的緣由是什么？分析計算題針對測試技術(shù)課程的特點，思考如何學(xué)習(xí)該課程?1.2性衡量乘坐舒適性的指標(biāo)之一：坐椅處衡量乘坐舒適性的指標(biāo)之一：坐椅處的加速度加速度計液壓振動臺：模擬道路的顛簸狀態(tài)1.2汽車乘座舒適性試驗裝置1.3從加速度計獵取帶有去除噪聲積分后得到的放大后的“噪聲”的電壓輸出后的信號速度電壓信號電壓信號第一級：傳感器其次級：信號調(diào)理電路第三級：顯示與記錄第一級：傳感器其次級：信號調(diào)理電路第三級：顯示與記錄汽車振動加速度加速度計濾波器積分器放大器顯示記錄時間/s鼓勵裝置(振動臺)反響掌握測量裝置xy1-2所示，試用最小二乘法建立此直線的回歸方程。1-2x、yx1381013151720y3467891011xSx95%置信概率的算術(shù)平均值極限誤差及置信區(qū)間，并比較兩組測量值的周密度。A組：23.11，23.12，23.12，23.19，23.16，23.20，23.13，23.19B組：21.48，23.62，22.73，22.61，24.32，23.14，23.09，23.23習(xí)題解答推斷題解答1-1√；1-2×；1-3√；1-4×；1-5×。選擇題解答1-6B；1-7C；1-8A；1-9C；1-10B。填空題解答一一對應(yīng)信息在信號之中測量值與其真值之間；系統(tǒng)誤差；隨機誤差；粗大誤差。表格；圖示；閱歷公式1-150～120℃、1問答題解答答：測量是指以確定被測對象值為目的的全部操作；測試是人們生疏客觀事物的方法，是具有試驗性質(zhì)的測量，是測量和試驗的綜合，是依靠肯定的科學(xué)技術(shù)手段定量地獵取某種爭論對象原始信息的過程。答信號調(diào)理與信號器以及顯示、記錄儀器三個局部。傳感器感受和拾取被測的非電量信號，并把非電量信號轉(zhuǎn)換成電信號，以便送入后續(xù)的儀器進(jìn)展處理；信號調(diào)理儀器也稱運算等，以求得信號中有用的特征值；顯示儀、記錄儀器的作用是供給人的知覺能夠理解的信息。標(biāo)定裝置用以找到測量裝置的輸入與輸出之間的精準(zhǔn)關(guān)系。鼓勵裝置是依據(jù)測試內(nèi)容的需要，使被測對象處于人為的工作狀態(tài)，產(chǎn)生表征其特征(信息)的信號。答靜態(tài)測量法和動態(tài)測量法；機械測量法、光測量法、氣測量法、液測量法和電測量法等。非電量電測法是將不同的被測機械量信號轉(zhuǎn)換成一樣的電信號，便于用統(tǒng)一的后繼儀器進(jìn)行處理和計算機分析方法。這種測量方法精度高、靈敏度高，特別適于動態(tài)測試，還便于進(jìn)展遠(yuǎn)距離測量和掌握，甚至可以進(jìn)展無線遙控測量。答：測量誤差是測量結(jié)果與被測量真值之差。誤差可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差三種。誤差的表示方法有確定誤差、相對誤差和引用誤差。表征測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)主要有正確度、周密度、準(zhǔn)確度和不確定