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一二、测试技术的基本知识1测试技术的概念：测试技术是测量技术和实验技术的总称。2非电量测试系统的基本思想：首先要将输入物理量转换成电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。3什么叫测量？直接测量的基本形式是什么？为确定被测对象的量值而进行的实验过程称为测量。比较将待测的未知量和予定的标准作比较。4测量可以分为直接测量和间接测量：需经函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量；间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。5直接测量可以分为直接比较和间接比较：直接把被测物理量和标准作比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接受的形式，在测量系统的输出端显示出来7直接测量的特点答：待测物理量和标准量是同一物理量。8常用测量系统用哪几部分组成？各组成部分的租用或用途是什么？答：传感器由敏感元件和传感元件组成。传感器作用：将被测非电量转换成便于放大、记录。敏感元件(或称预变换器，也统称弹性敏感元件) 将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量（例如应变或位移），然后再利用传感元件，将这种非电量变换成电量。传感元件：凡是能将感受到的非电量（如力、压力、温度梯度等）直接变换为电量的器件称为传感元件（或称变换元件）。中间变换与测量电路（二次仪表) 定义：将传感器输出的微弱信号进行放大，调理输出给记录仪器的装置。显示记录设备（三次仪表）作用：把中间变换与测量电路送来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来。9欲使测量结果具有普遍的科学意义应具备哪些条件？1、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；2、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验。10线性时不变系统的基本特性有哪些？线性时不变系统有两个十分重要的性质，即叠加性和频率不变性。11正确理解线性测量系统的叠加性及频率不变性的定义。(计算题)根据叠加性质，当一个系统有n个激励同时作用时，那么它的响应就等于这n个激励单独作用的响应之和。频率不变性表明，当线性系统的输入为某一频率时，则系统的稳态响应也为同一频率的信号。三、工程信号分析及其可测性1.了解工程信号的分类方法1.根据信号随时间变化的情况可分为：动态信号：随时间变化的信号。静态信号：不随时间变化的信号。2 根据信号随时间变化的规律信号可分为：确定性信号和非确定性信号。2.确定性信号与非确定性信号（随机信号）的区别？答：确定性信号是能用确定的数学关系式描述的信号。非确定性信号不能用精确的数学关系式来表达，也无法确切地预测未来任何瞬间精确值的信号，都可称之为随机信号。3.周期信号频谱分析方法。傅立叶级数公式中各物理量的含义？答：借助傅里叶级数这一工具来分析。4.周期信号频谱的特点：1） 凡是周期量都可看成静态分量和谐波分量和，但不同周期量的频率结构不同（周期信号的共性与个性）；2）周期信号的傅里叶谱有三个特点：a、离散性：频谱由一条条不连续的谱线组成，是离散的，相邻谱线的间距是W=2/T b；b、谐波性：各频率分量符合谐波关系，是基波的整数倍；c、收敛性：谐波分量的幅值有随其阶数的增高而逐渐减小的总趋势。3）随着阶数n的增加，谐波系数An逐渐减小，当n很大时，An所起的作用很小。4）低频谐波幅值较大，是构成信号的主体，而高频谐波只起美化细节的作用。5. 带宽：把信号值得重视的谐波的频率范围称为频带宽度和信号有效带宽，记作Bw=2/6.时限信号（瞬态信号）频谱分析方法 周期量的傅立叶级数复数形式：P277.时限信号频谱的特点8.周期信号与非周期信号频谱分析方法及频谱结构的异同点。1、相同点:周期信号频谱的包络线与时限信号频谱的包络线相似。2、不同点：时限信号的频谱是连续谱，周期信号的频谱是离散谱;从能量角度上看：周期信号用功率谱表示,时限信号用能量谱表示;周期信号幅值谱纵坐标表示相应的谐波分量的幅值,时限信号幅值谱纵坐标表示幅值谱密度；周期信号采用傅立叶级数（FS）分析,时限信号采用傅立叶积分分析。9.随机信号的分类方法。若一随机信号x(t)的统计规律均不随着时间t而变化，则称该信号为平稳随机信号，否则称为非平稳随机信号。平稳随机过程分为两大类：各态历经的平稳随机过程；非各态历经的平稳随机过程。10.各态历经随即信号的特点各态历经，即任一个样本都可把整体的各种可能出现的情况显示出来。对于各态历经的随机过程，我们可以在任一时刻取任意一个样本进行分析，这就使得信号的分析处理简化了。11.自相关函数、互相关函数的描述方法及应用。P3212.自谱密度函数、互谱密度函数的计算方法。P32四、测量系统的基本特性1.激励，响应的概念。激励=输入，响应=输出2.静态特性，动态特性的定义。静态特性通过静态标定，可得到测量系统的响应值yi和激励值xi之间的一一对应关系，称为测量系统的静态特性。；动态特性：系统对激励（输入）的响应（输出）特性。一个动态特性好的测量系统，其输出随时间变化的规律（变化曲线），将能同时再现输入随时间变化的规律（变化曲线），即具有相同的时间函数3.静态标定，动态标定的定义及意义。标定：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程称为标定。根据标定时输入到测量系统中的是静态量还是动态量，标定分为静态标定和动态标定。4.静态标定的作用：确定仪器或测量系统的输入输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；确定仪器或测量系统的静态特性指标；消除系统误差，改善仪器或测量系统的正确度 。5.静态标定的过程及要求：静态标定：就是将原始基准器，或比被标定系统准确度高的各级标准器或已知输入源作用于测量系统，得出测量系统的激励响应关系的实验操作。要求：标定时，一般应在全量程范围内均匀地取定5个或5个以上的标定点（包括零点）。正行程：从零点开始，由低至高，逐次输入预定的标定值此称标定的正行程。反行程：再倒序依次输入预定的标定值，直至返回零点，此称反行程。6.参考工作曲线：端点连线，端点平行线，最小二乘线，过原点的最小二乘线。7.各种参考工作曲线的求取方法，求取的基本思想。（用自己语言描述）P478.测量系统静态特性指标：灵敏度，线性度，迟滞，重复性，分辨率，阙值，测量范围定义，求取方式（灵敏度k=dy/dx、线性度）9.当测量系统出现明显的非线性时，可采取哪些措施使用该系统。可以采取限制测量范围、采用非线性拟合或非线性放大器等技术措施来提高系统的线性度。10.测量系统传递函数的基本定义(联系输入和输出的关系是一个描述测量系统转换以及传递信号特性的函数)，求取方法（H(S)=Y/X），传递函数的物理意义（常考）物理意义：1）传递函数反映了测量系统的固有特性，不随输入信号、输出信号的变化而变化；2）不同类型的测量系统可用同一种形式的拉氏传递函数表达。11.测量系统频率响应函数的定义，求取方法及其物理意义物理意义:直观的反映了测试系统对不同频率成分输入信号的扭曲情况。12.幅频函数，相频函数，幅频特性曲线，相频特性曲线（看明白）13.测量系统常用的数学模型有哪些？（微分方程、传递方程、频率响应函数）14.典型一阶测量系统的运动微分方程，传递函数，频率响应函数，幅频函数，相频函数，幅频特性曲线，相频特性曲线及其特点P59 PPT74页15.典型二阶测量系统的运动微分方程，传递函数，频率响应函数，幅频函数，相频函数，幅频特性曲线，相频特性曲线及其特点P6016.针对典型一阶，二阶系统的动态特性的讨论方法及结论（常考）一阶系统：时间常数愈小，则响应愈快二阶系统：在（2.5-3）n时，减小，系统对斜坡输入响应的稳态误差愈小，瞬态振荡的次数增多，过调量增大，过渡过程增长。=0.6-0.7时候综合特性好17.测量系统不失真测量的基本条件（含推导过程）在时与域满足 Y=A0X(t-0)，A（）幅频特性应该是常数，（）相频特性应当是线性关系。条件：精度高、灵敏度高、输出波形无失真地复现输入波形。18.针对典型一阶，二阶系统不失真测量的条件，如何选取系统的动态参数P6719.动态误差产生的原因，动态误差的定义原因：对于动态测量过程来讲，若测量系统的动态响应特性不够理想，则输出信号的波形与输入信号波形相比就会产生畸变。20.典型二阶测量系统中各个物理量的含义及相互关系：刚度，阻尼系数，无阻尼固有圆频率，无阻尼阻尼比，有阻尼固有圆频率，有阻尼共振圆频率（定义）21.几种计算题的计算方法五、计算机测试技术1采样定理：设信号采样周期为T，采样频率为 ，采样频率必须大于或等于信号最高频率的2倍，此即采样定理，也成为奈奎斯特定理。2计算机化测试系统的优点：能够对信号进行复杂的分析处理；高精度、高分辨率和高速实时分析处理；性能可靠、稳定、维修方便；能够以多种形式输出信息；多功能；自动测试和故障监控。3现场总线协议的参考模型：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层4智能传感器的定义，智能传感器与传感器的区别定义：基于现场总线数字化、标准化、智能化的要求，带有总线接口，能自行管理自己，能将检测到的现场信号进行处理变换后，以数字量形式通过现场总线与上位机进行信息传递。5智能传感器特点：具有非线性自动校正功能自校零和自校准排除干扰和噪声自补偿技术可改善传感器系统的动态特性6自动测试系统组成：控制器，程控仪器，总线与接口，测试软件，被测对象7GPIB总线的基本特性，相关的基本概念：通用接口总线，作用是实现仪器仪表、计算机、各种专用的仪器控制器和自动测控系统之间的快速双向通信。基于GPIB测试结构的全部有关器件可分为控者、讲者和听者三大类：（1）控者：控者指明谁是讲者，谁是听者每个GPIB系统都必须定义一个系统执行控者（2）讲者：产生指令及数据器件。 听者：接收指令及数据器件讲者在总线任一时刻只能有一个器件,听者可以有多个器件。8GPIB：有16条信号线，8条地回送线。其中16信号线分8条数据线，5条接口管理线，3条握手线9虚拟仪器的特点：是指具有虚拟仪器面板的个人计算机，它由通用计算机、模块化功能硬件和控制专用软件组成。按其基本形式可分解为以下三个主要模块： 输入: 进行信号调整并将输入模拟信号转换成数字形式以便处理。输出: 将量化的数据转换成模拟信号并进行必要的信号调理。数据处理: 通常一个微处理器或一台数字信号处理器（DSP）可使仪器按要求完成一定功能。优点：（1）测量精度高、重复性好；（2）测量速度高（3）开关、电缆减少（4）系统组建时间缩短；（5）测量功能易于扩展；六、测量结果表述及误差分析1.非线性回归的基本方法利用变量变换把非线性模型转化为线性模型。利用最小二乘原理推导出非线性模型回归的正规方程，然后求解。采用直接最优化方法，以残差平方和为目标函数，寻找最优化回归函数。2.误差的定义，产生的原因，分类方法绝对误差定义:测量结果-真值（就是真实值）（理论真值：也称绝对真值）（规定真值：国际上公认的某些基准测量值）（相对真值：是指计量器具按精度不同分为若干等级，上一等级的指示值即为下一等级的真值）。原因：工具误差：它包括试验装置、测量仪器所带来的误方法误差：方法引起的，这种误差亦称为原理误差或理论误差；环境误差：在测量过程中，因环境条件的变化而产生的误差。人员误差：测量者生理特性和操作熟练程度的优劣引起的误差称为人员误差。按照误差的特点和性质进行分类，可分为:随机误差；系统误差；粗大误差3.系统误差，粗大误差，随机误差定义及其特性，如何发现这些误差产生误差的原因及误差数值的大小、正负是随机的，没有确定的规律性，或者说带有偶然性，这样的误差就称为随机误差。在相同的测量条件下，多次测量同一物理量，误差不变或按一定规律变化着，这样的误差称为系统误差。系统误差等于误差减去随机误差。粗大误差是指那些误差数值特别大，超出在规定条件下的预计值，测量结果中有明显错误的误差，也称粗差。出现粗大误差的原因是由于在测量时仪器操作的错误，或读数错误，或计算出现明显的错误等。4.描述测量结果的几个质量指标：准确度，精确度，精密度，不确定度正确度表示测量结果中系统误差大小的程度，即由于系统误差而使测量结果与被测量值偏离的程度。系统误差越小，测量结果越正确。 精密度表示测量结果中随机误差大小的程度，即在相同条件下，多次重复测量所得测量结果彼此间符合的程度。随机误差越小，测量结果越精密。 准确度表示测量结果中系统误差与随机误差综合大小的程度，即测量结果与被测真值偏离的程度。综合误差越小，测量结果越准确。 不确定度表示合理赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。不确定度越小，测量结果可信度越高。5.不确定度的定义，分类方法A类不确定度评定：用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度。B类不确定度评定：用不同于观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度6.A类不确定度与B类不确定度的区别：A用对观测列进行统计分析，B不同于观测列进行统计分析7.等精度重复测量的概念等精度测量定义：使用同样的仪器，在同等的测量环境条件下，同一人员进行的测量。8.单次测量结果试验，标准差与平准值试验校准差9.B类不确定度的评定的信息来源以前的观测数据；对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验；生产部门提供的技术说明文件；校准证书、检定证书或其它文件提供的数据、准确度的等级或级别，包括目前暂时在使用的极限误差等；手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度；规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限r或复现性限R。10不确定度的含义：对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小，测量结果必须附有不确定度说明才完整并具有意义七信号调理电路及指示记录仪器1滤波器：滤波器是一种选频装置，可使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分2分类：低通，高通，带通，带阻滤波器3.理想滤波器：频率响应函数 ，幅频特性 相频特性4.实际滤波器主要参数：纹波幅度、截止频率、带宽、品质因素以及倍频程选择性5.RC调谐式滤波器：6. 调幅：是将一个高频正弦信号（载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化，现以频率为的余弦信号作为载波进行讨论。八应变测试技术1.金属应变片的工作原理，应变片的结构特点工作原理：基于金属的应变效应。金属的电阻应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象。2.应变片优点：非线性小，应变片尺寸小，测量范围广，误差小，可在各种复杂或恶劣的环境中进行测量3.应变片种类：1丝式应变片（回线式，短接式）2箔式应变片3半导体应变片4.应变片材料：敏感栅：灵敏系数KS和电阻率r要尽可能高而稳定电阻温度系数小，电阻-温度间的线性关系和重复性好机械强度高，碾压及焊接性能好抗氧化、耐腐蚀性能强，无明显机械滞后；基底材料 机械强度好，挠性好；粘贴性能好；绝缘性能好；热稳定性和抗湿性好；无滞后和蠕变；引线材料：康铜丝敏感栅应变片，引线采用直径为0.050.18mm的银铜丝，采用点焊焊接。5.金属应变片的主要特性参数变片的主要工作参数（1）应变片的尺寸 标距l ：顺着应变片轴向敏感栅两端转向处之间的距离。栅宽b：敏感栅的横向尺寸称为栅宽，以b表示。使用面积：lb。应变片的基底长LS和宽度W要比敏感栅大一些。（2）应变片的电阻值指应变片没有安装且不受力的情况下，在室温时测定的电阻值。应变片的标准名义电阻值通常为60、120、350、500、1000W五种。应变片在相同的工作电流下，电阻值愈大，允许的工作电压亦愈大，可提高测量灵敏度。（3）机械滞后 对已安装的应变片，在恒定的温度环境中，加载和卸载过程中同一载荷下指示应变的最大差数 。（4）热滞后 对已安装的应变片试件可自由膨胀并不受外力作用，在室温与极限工作温度之间增加或减少温度，同一温度下指示应变的差数。（5）零点漂移 对已安装的应变片，在温度恒定试件不受力的条件下，指示应变随时间的变化（6）蠕变对已安装的应变片，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（7）应变极限 温度不变时使试件的应变逐渐加大，应变片的指示应变与真实应变的相对误差（非线性误差）小于规定值（一般为10%）情况下所能达到的最大应变值为该应变片的应变极限。（8）绝缘电阻 应变片引线和安装应变片的试件之间的电阻值，此值常作为应变片粘结层固化程度和是否受潮的标志。绝缘电阻下降会带来零漂和测量误差 。（9）疲劳寿命 对已安装的应变片在一定的交变机械应变幅值下，可连续工作而不致产生疲劳损坏的循环次数。（10）最大工作电流 允许通过应变片而不影响其工作特性的最大电流值 6.应变片粘贴工艺：1）应变片检查（2）修整应变片3）试件表面处理4）划粘贴应变片的定位线（5）贴应变片6）粘合剂的固化处理（7）应变片粘贴质量的检查8）引出线的固定保护（9）应变片的防潮处理7.应变片的横向效应：将直的金属丝绕成敏感栅之后，虽然长度相同，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化较直的金属丝小，因而灵敏系数有所降低，这种现象称为应变片的横向效应。8.应变片产生温度效应的原因、计算公式、补偿方法原因：(1)温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变。(2)试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。温度补偿方法：有桥路补偿和应变片自补偿两大类。9.金属应变片与半导体应变片的异同点（PPT57页）10.常用弹性敏感元件的基本特性参数（柱形、悬臂梁、应变桶）（含刚度、灵敏度、固有频率计算方法）(PPT4到34页)弹性元件：具有弹性变形特性的物体；弹性元件可分为：弹性敏感元件和弹性支承元件。弹性敏感元件：将被测参量变换成为应变、位移（或转换成另一种需要的相应物理状态）。弹性支承元件：作为传感器中活动部分的支承，起支承导向作用；11.温度补偿方法：桥路补偿法，应变片自补偿法12.电桥的分类、电桥平衡条件、电桥输出公式、直流电桥与交流电桥的异同点，电桥输出公式应用（含计算）P202直 流 电 桥交 流 电 桥输出的是正或负的直流电压，与应变同频率变化。 输出的是正弦调幅波；从输出电压的正或负，可以判断是拉应变还是压应变。可通过输出与参考桥压的相位相同或是相反来判断拉、压应变的关系； 只要电阻调平衡。既有电阻调平衡，又有电容调平衡。分类：按桥压分：直流电桥（恒流源电桥；恒压源电桥）、交流电桥。按输出方式分：功率电桥（按低阻抗负载）、电压电桥（按高阻抗负载）直流平衡条件：相对桥臂电阻之积相等。交流平衡条件：相对桥臂阻抗之积相等可分解为：相对桥臂电阻之积相等；相对应的电容、电阻之积相等。直流、交流电桥相同点：输出电压的幅值都与被测的应变成正比；不同点：右表： 13.应变仪的分类、载波放大式应变仪的组成及工作原理、检敏检波器的作用。P21114.应变测量中信号转换的历程（能举例说明）常用应变式传感器 应变式力传感器（柱形、悬臂梁式） 应变式压力传感器（应变桶式、活塞式） 应变式加速度传感器（含半导体式加速度传感器） 以上传感器的工作原理（含弹性敏感元件）、应变片的粘贴位置、方向（含工作应变片、温度补偿应变片）、如何运用电桥输出特性（相邻相减，相对相加的原则）连桥九压电测试技术1.压电陶瓷：是人工制造的多晶压电材料，它由无数细微的单晶组成。2.正压电效应：有些材料，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去除后，又重新恢复为不带电的状态。当作用力的方向改变时，电荷的极性随之改变。逆压电效应：在这些材料的极化方向施加电场，它们就会产生变形。机械效应转变为电效应，即由机械能转变为电能的现象，称为压电陶瓷的正压电效应。压电常数d：Q=d F3.极化处理的目的、方法极化处理：在一定温度下，对压电陶瓷施加强电场，使电畴的自发极化方向按外加电场的方向取向。4.压电元件的等效电路：5.压电传感器灵敏度定义灵敏度有两种:电压灵敏度Ku:单位力的电压; Ku=U/F, 电荷灵敏度Kq:单位力的电荷;Kq=Q/F 两种灵敏度的关系: 6.压电传感器的等效电路（两种电压源、电荷源）7.压电传感器与电压放大器相连的等效电路、电器特性、使用注意事项P2398.压电传感器与电荷放大器相连的等效电路9.电荷放大器输出公式推导、电荷放大器的特点优点：在一定条件下，传感器的灵敏度与电缆长度无关。10.压电式测量系统的工作频率上下限的确定及其相关的影响因素上限频率取决于传感器的机械特性；下限频率取决于测量电路的时间常数。11.引起压电式传感器测量误差的主要因素（温度、湿度）温度环境温度的变化对压电材料的压电常数和介电常数的影响最大，它将造成传感器灵敏度发生变化（英晶体对温度并不敏感，人工极化的压电陶瓷受温度的影响比石英要大得多）环境湿度对压电式传感器性能影响很大。如传感器长期在高湿环境下工作，传感器的绝缘电阻（泄漏电阻）将会减小，以致使传感器的低频响应变坏。要选用绝缘性能良好的绝缘材料，零件表面的光洁度要高，对一些长期在潮湿环境或水下工作的传感器，应采取防潮密封措施12.常用压电式传感器的工作原理压电式力传感器 典型的结构、工作原理、使用注意事项压电式加速度传感器 典型的结构、工作原理、上下限工作频率的影响因素、横向灵敏度压电式压力传感器膜片式压电压力传感器：结构、工作原理、提高灵敏度的方法、各组成结构单元的作用，温度补偿的原理、加速度补偿原理活塞式压电压力传感器：结构、工作原提高压电式传感器灵敏度的方法（两种：机械口串联、机械口并联）十光电测量技术1.光电传感器的定义将被测量的变化转换成光量的变化，再通过光电元件把光量变化转换成电信号的一种装置2.光电效应及其分类（内光电效应、外光电效应）物体在光的照射下产生电子发射的现象称为光电发射效应或外光电效应。3.常用光纤式传感器传光型光纤位移传感器光纤式温度传感器光纤式加速度传感器十一温度测量技术1.温度测量方法的分类：接触式（基于热平衡原理，即测温敏感元件必须与被测介质接触，使两者处于同一热平衡状态）和非接触式（利用物质的热辐射原理，测温元件不需与被测介质接触）2.热电偶：将温度转换为电势之变化 热电阻：将温度转换为电阻阻值之变化 3.金属测温电阻的工作原理一般金属导体具有正的电阻温度系数（电阻率随温度的上升而增加），在一定的温度变化范围内，电阻和温度之间的函数关系,R、R0分别表示温度为t和t0时的电阻值; 为材料的电阻温度系数，=(46)10-3/0C。在不同温度范围内，电阻温度系数是不同的，希望在测量温度的范围内是一个常数。4.测温电阻金属材料的要求1)电阻温度系数要大；2）在测量范围内，材料的物理、化学性质稳定；3）电阻率要大，可提高温度计的动态响应；4）电阻温度关系线性好；5）材料要容易制作，价格便宜。常用材料有：铂、铜、铁、镍等5.半导体热敏电阻的工作原理（热敏电阻的阻值随温度上升而下降），温度系数的求取方法热电阻材料应具备以下性质：1）电阻温度系数要大；2）在测量范围内，材料的物理、化学性质稳定；3）电阻率要大，可提高温度计的动态响应；4）电阻温度关系线性好；5）材料要容易制作，价格便宜6.金属测温电阻与半导体热敏电阻的主要区别半导体热敏电阻与金属热电阻相比, 有以下优点：1）温度系数的绝对值较热电阻大，灵敏度高，可测0.0010.00050C的微小温度变化；2）电阻率大，时间常数小(毫秒级)。可制成体积小、热惯性小、响应速度快的感温元件。半导体热敏电阻缺点： 1）电阻温度特性分散性大；2）稳定性差；3）非线性较严重。 7.常用二线接桥法测温存在的问题：采用二线接桥法时，引出导线r r 被接于电桥的一臂上，当由于环境温度发生变化或通过电流引起温度变化是，将产生附加电阻，引起测量误差。8.采用三线接桥法测量电阻的工作原理、接桥方法用具有相同温度特性的导线r1、r2分别接到两个邻臂上，因而可互相抵消，而第三根线与负载电阻相串联，由于负载的输入阻抗都很大，r3则可忽略不计。 9.热电偶的材料应具备以下特性：1）物理性能稳定，能在较宽的温度范围内使 用，热电性质不随时间变化； 2）化学性能稳定，不易被氧化或腐蚀；3）灵敏度要高，且有近似的线性关系；4）电导率高，电阻温度系数小；5）材料的复制性和工艺性能良好。 10.热电偶的基本实验定律（必考）1均质导体定律（含应用）由一种均质导体组成的闭合回路，不论回路中是否存在温度梯度，都不会产生热电势。它说明： 热电偶必须由两种不同性质的热电极组成；提供了一种检查热电极材料均匀性的办法。2热电势定律热电偶的热电势只和接点温度有关,而和其它部位的温度无关。它说明：用热电偶测温时，只需要关注接点温度，其他部位以及引线所处的温度环境，都不会影响测量结果。3中间导体定律在热电偶回路中加入第三种均质材料，只要它的两个接点温度相同，则对回路的热电势没有影响。它说明：第三种均质材料可以是接在两个热电极之间，也可接在某个热电极之中，因此在用热电偶测温时，只要保证热电偶和连接后续测量电路或仪表的引线的两个接点温度相同，接入电路或仪表都不会影响热电势的数值。4中间温度定律某热电偶接点温度为T1和T2时的热电势为E1，接点温度为T2和T3时的热电势为E2，则当接点温度为T1和T3时的热电势为E1+E2。5参考电极定律（标准电极定律）有三种金属A、B、C两两相接，当接点温度分别为T1和T2时，金属A和C的热电势为EAC，金属C和B的热电势为ECB，则金属A和B的热电势：EAB=EAC+ECB 十一噪声测量技术1.描述噪声特性的几个参数（声压、声强、声级和分贝P303、声级计的计权网络、A声级P307）声压 声压是指有声波时，媒质的压力对静压（没有声波时媒质的压力）的变化量，通常以其均方根值来表示。声压记为P，单位为牛/米2（N/m2）,即帕（Pa）。 听阀声压：正常人双耳能听到的1000Hz的纯音的声压为210-5Pa； 基准声压 : 210-5Pa声强 声场中某一点处的声强定义为一个与指定方向（声波由声源该点的传播方向）相垂直的单位面积上、每单位时间内传过的声能 。以I表示，其单位为瓦/米2（W/m2） 听阈声压的声强为10-12W/m2，以此值作为基准声强 。声功率 声功率是声源在单位时间内发射出的总能量，通常用W表示，单位为瓦（W）。取10-12W作为基准声功率。2.常用传声器的工作原理、结构、种类（含电容式传声器、压电式传声器、电动式传声器）P3103.传声器的参数（灵敏度、频率响应特性、动态范围、指响性）灵敏度S = 电量输出/机械量输入，习惯上常把传声器的灵敏度级LS简称为“灵敏度”频率响应特性 指传声器灵敏度对被测噪声的频率响应。传声器的理想频响特性是在20Hz-20kHz声频范围内保持恒定。动态范围 传声器的过载声压级与等效噪声声压级之间的范围称为动态范围。指向性 传声器的响应随声波入射方向变化的特性称为传声器的指向性。4.声级计的工作原理声级计主要由传声器、输入级、放大器、衰减器、计权网络，检波电路和电源等部分组成。声信号通过传声器转换成交变的电压信号，经输入衰减器、输入放大器的适当处理进入计权网络，以模拟人耳对声音的响应，而后进入输出衰减器和输出放大器，最后通过均方根值检波器检波输出一直流信号驱动指示表头，由此显示出声级的分贝值 。5.声级计的校准、传声器的取向P314十三压电测量技术1.动态压力测量方法1塑性变形测压法：利用铜柱或铜球的塑性变形进行测量。2弹性变形测压法：将敏感元件感受压力而产生的弹性变形量转换为电量再进行测量2.电测压的分类方法3.应变式测压系统（被测压力应变式压力传感器（静态压力标定机）动态电阻应变仪测量记录仪器）使用注意：在测量前应对系统进行标定，以获取测量系统的灵敏度及相关静态特性指标。2)使用时要注意电桥调平衡。3)系统抗干扰及绝缘措施 压电式测压系统的组成（被测压力压电式压力传感器（静态压力标定机）电荷放大器测量记录仪器）使用注意：注意传感器及连接电缆线的输出阻抗、防潮防湿；传感器灵敏度的归一化处理；注意电荷放大器的上、下限频率选择；电荷放大器的 “工作”及“复位”开关的位置；要注意全系统的共地4.动态压力测量中的管道效应5.测压系统的校定方法：静态标定的目的:确定系统静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。动态标定的目的:确定系统的动态特性参数，如频率响应函数、时间常数、固有频率及阻尼比等。6.重点：静态标定中的静重比较法十四位移、速度、加速度测量技术1.各种常用位移量传感器的工作原理、输出特性、结构特点、适用范围及相应调理电路的要求，调理电路的电器特性（含变磁阻式、差动变压器式、电涡流式、电容式）2.电感式位移测量系统：电感式位移测量系统是变磁阻类测量装置。特点：结构简单灵敏度高，分辨率高电压灵敏度高重复性好，线性度优良3.平均速度测量方法的基本思想，常用的曲截装置工作原理（线圈靶）瞬时速度测量的原理4.永磁感应式测速传感器的工作原理（含：两组线圈绕组串联的目的，位移线圈绕组的结构特性、铁芯材料、永久磁铁）5.永磁感应测速传感器测量系统的组成及其要求（含测量系统组成，传感器对测量放大器的要求，速度灵敏度的求取方法）6.惯性式加速度测量的工作原理（含：牵连运动、惯性运动、惯性式加速度计的工作原理）应变式加速度计的工作原理、结构特点7.压电式加速度计的工作原理、结构特点8.加速度传感器系统的常用标定方法（重点：正弦运动标定法中的绝对标定和相对标定的基本思路）