包装测试技术答案

1、绪论1、什么是测试技术？测试技术是测量和试验技术的统称。测试的目的是获取有用的信息。测试技术主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法2、测试技术有那些环节和装置组成？各起什么作用？环节装置作用激励环节激励装置使被测对象处于测试状态输入环节传感器检测并转换被测信号处理环节中间变换器分析、处理、变换信号输出环节显示记录装置显不、记录并输出结果3、简述测试技术的工作过程。测试过程：首先利用酒精（敏感元件）检测岀被测对象温度变化并将其转换成自身体积的变化（热胀冷缩），然后经过等截面的中空玻璃管（中间变换器）再转换成高度的变化（分析处理），最后由外面的刻度线显示岀测试结果（显示、记录）并提供

2、给观察者或输入后续的控制系统。K M八1显正、记录 装置被测对象传感器由量中间变换装置电童激字重物理童4、举例说明测试技术的应用。1）、产品质量检验在汽车、机床等设备和电机、发动机等零部件岀厂时，必须对其性能质量进行测量和岀厂检验。2）、设备运行状态监控系统3）、家电产品中的传感器4）、楼宇自动化楼宇自动化系统，或称建筑物自动化系统是将建筑物（或建筑群）内的消防、安全、防盗、电力系统、照明、空调、卫生、给排水、电梯等设备以集中监视、控制和管理为目的而构成的一个综合系统。5）、身份认证第1章信号及其描述1、何为信号？如何建立其模型?1）蕴含着信息，且能传输信息的物理量称之为信号数关系，如 来建立

3、信号的一2）信号的数学模型在测试技术中，撇开信号具体的物理性质，而是将其抽象为某个变量的函 时间的函数x （t）、频率的函数X （f）等，从数学上加以分析研究，由此 些基本理论知识。2、信号有哪些分类?1）、确定性信号与非确定性信号（随机信号）可以用明确的数学关系式或图表描述的信号称为确定性信号，反之，不能用数学关系式或图表描述，所描述的物理现象是随机过程的信号称为随机信号。2）、连续信号与离散信号若信号数学表达式中的独立变量取值是连续的，则称为连续信号。反之，若独立变量取值离散，则称为离散信号。3）、能量信号，4）功率信号；3、模拟信号与数字信号如何定义？模拟信号：独立变量和幅值均取连续值的

4、信号。数字信号：独立变量和幅值均取离散值的信号。4、信号的时域描述与频域描述有何区别？1）、时域描述直接观察或记录到的信号，一般是以时间为独立变量，反映的是信号幅值随时间的变化关系，因而称其为信号的时域描述。2）、频域描述在信号的研究过程中，有时要把信号变换成以频率为独立变量，由此来反映信号的频率结构和各频率成分与幅值、相位之间的关系，信号的这种描述方法称之为频域描述。时域描述频域描述变量时间t频率3、f内容反映信号幅值随时间变化的关系反映信号的频率组成 及其幅值、 相位的关系数学式4 0VN 与-AA(t)=A A 8 1(Z sincof) aiF=na 兀 n=l以2 兀 n=l 3 5

5、 . ?图形X_7LV)AA_3_A（CD）幅 频谱*（幅频谱、相频谱37须同时存在！I101A t0cuo 3cu 0 5cu 0LA相频谱。?Uo 3cu 0 5o) 0* 3注蘇 不论作哪种图形.两个谱图都必须包姑!如下所小:5、什么是时间尺度改变特性？其对实际的测试工作有何意义I、线性性质若：工 2(，)=工 2侦)贝 0:%X( )+ 2X2( )=QXI (/)+ QX(/)H 、时间尺度改变特性若:贝y： x(如)十去()(触o)这个性质的意义在于:当时间尺度压缩 (kl) 时(相当 于记录磁带的慢录 快放) ，这时，信号的频带加宽，幅值压低 , 虽然提高了处理信号的效率，但对

6、仪器设备要求较高；反之 , 信号的频带变窄，幅值增高，这样，对仪器设备的 要求可以降 低，但信号的处理效率也随之降低。6、什么是时移特性？它反映了什么规律？UI 、时移和频移特性a时移特性若：x(t)-X(f)贝 lj : e时移特性表明：信号在时域中平移，其幅频谱不变 , 频谱中的相角改变量与频 率成正比，即7、简述单位脉冲函数的采样性质和卷积性质采样性质由贝f)函数的定义可知，当其写任一连续函数武，)相乘时，其乘积仅在Z=o处存在，且为八0)况r),这是一个强度为/ (0)的d函数。如果再对该乘积积分，则有：匚八W(Bdt二匚/(0)施)明八0)匚如)冷/( 0)对处于任意时刻办的 d 函

7、数 d(t-to), 同样也有：Anft)d(t-to)dt=J? to)dt=fto)匚 d(t-to)dt=fto)4此可想而知，室不同的时刻，用 d函数与任一连续函数 八，)相乘，则其 乘积的积分值就是函麴 ) 在该时刻的函数值， d 函数的这个性质就称之为 凡)乎 微炒见朋我制呻 采样性质。如石图所示： /( o)AFTK/A 01 4 A 4 A 4卷积性质任何函数与单位脉冲函数的卷积是最简单的卷税运算，即：X(Z)* 顷，)=J 二T)dz=t)dT=xt)同样，对任熹时刻的单位脉冲函数均有：x(t) * 5(tfc/o)= J 二一T)dv=xt to)由以上结果可五看山：任何函

8、数与单位脉冲函数的卷税结 果就是将该函数搬移 到脉冲函数所在的位置处，叩在发生A函数的坐标位置上简单的将 X。)函数重新构 图。AA1、什么是线性系统的频率保持特性？有何意义？t5(/ 4)彳-4 01 la 3频率保持性线性系统输出的频率必然等于其输入的频率。这个性质对测试工作的指导意义在于： 可以由此判断测得 的信号中只有与输入频率相同的成份才是真止由该输入引起的 输出，其它的频率成份就可以认为是干扰, 从而加以排除。2、测试装置的静态特性包括哪些？线性度，是指测试装置输出与输入之间保持常值比例关系的程度；灵敏度，用来描述测试装置对测量变化的反应能力；回程误差，是描述测试装置的输出同输入方

9、向有关的特性，也称为滞后或变差。3、如何测定测试装置的频率响应函数？实验测定法频率响应函数最大的优点就是能够用实验的方法来求得。常用的实验测定方法是止弦输入法，又称频率响应法。具体的实验过程为：依次用不同频率的正弦信号去激励测试系统，同时测出输入和系统的稳态输出的幅值 X、和相 位差0。这样，对于任一频率皿便有一组刀 尸A和啊与之对应，全-Az部的4皿和们一心。=1, 2, 3,)便可表达系统的频率响应函数4、一阶系统中的时间常数对系统有何意义?嘛之为时间常数，它是一阶系统特柱的重要参数，它实际上决定了该装置适用的频率克国。5、影响二阶系统动态特性的参数有哪些？对系统有何意义？ 当0)奶时，日

10、(功网；当(V奶时， 固有频率和阻尼比是二阶系统的重要参数，尤其是在决定装置的使用频率范围时，固有频率显得更为重要。系统的幅频特性在=0附近时受阻尼比的影响极大，且当gtu ”时，系统会发生共振，在实际使用装置时，应尽量避免这种频率关系， 而在实验测定系统本身的参数时，却常常利用这种频率关系。 二阶系统是一个振荡系统，对具有这种特性的测试装置在使用时，要选择恰当的固有频率和阻尼比，以便使装置获得较小的误差和较宽的工作频率范围。通常情况下取：(ov( 0. 6? 0. 8)v u,;f= (0. 65 ? 0. 7)。6、测试装置实现不失真测试的条件是什么？1. 测试装置的幅频特性为一个常数，即

11、：A ( o) =A0o这就要 求装置在任何频率上，其输出与输入的幅值比都要保持不变。2. 测试装置的相频特性为一线性关系，即：戒宓 =-而。这 就是要求装置输 出的相位变化与频率成线性关系 O能实现不失真测试的装置的幅频和相频特性曲线如下所示：第3章常用传感器1、应变片有哪几部分组成？各有何用？(1) 敏感元件：感受应变并将其转换为自身阻值的变化。一般用康铜、镣铭合金或半导 体材料做成。它要用粘合剂牢牢地固定在基片上。(2) 基片：固定和保护敏感元件，并将应变准确的传递给敏感元件。材料可以是纸、胶膜、玻璃纤维布等。(3) 覆盖层：保护敏感元件不受外界环境中灰尘、湿气等的影响。(4) 引线：将

12、敏感元件的阻值变化引入后接电路。2、金属电阻应变片与半导体应变片的区别有哪些？工作原理不同：金属电阻应变片基于机械变形引起电阻的变化；半导体应变片基于电阻 引起电阻的变化。灵敏度不同：金属电阻应变片的灵敏度取决于泊松比的大小；半导体应变片的灵敏度取 阻系数和弹性模量的大小。3、差动变压器电感式传感器使用时要注意哪两个问题？如何解决？差动变压器式传感器使用要注意的问题：(1) 差动变压器式传感器输出的电压是交流量，其输出值只能反应铁芯位移的大小， 反应移动的方向；(2) 传感器输出电压存在一定的零点残余电压，即使活动衔铁位于中间位置时，输出 零，这是由于两个次级线圈的结构不对称以及初级线圈铜损电

13、阻、铁磁材质不均匀、等原因所造成的。解决方法：后接电路应采用既能反应铁芯位移方向，又能补偿零点残余电压的差动直流 路。率变化决于压而不能也不为线圈间分布电容输岀电特点：差动变压器式传感器精度可高达0.1 U m,线圈变化范围可扩大到土100mm,结构 简单，稳定性好，被广泛应用于直线位移测量及其它压力、振动等参量的测量。4、常用的压电材料有哪些？常见的压电材料可分为以下三类：(1) 压电单晶：压电单晶为单晶体， 常用的有石英晶体(SiO2),旬酸锂(LiNbO3),祖酸锂(LiTaO2) 等。(2) 压电陶瓷：现在常用的是 PZT错钛酸铅系列压电陶瓷，其具有制作方便， 成本低 等优点。(3)

14、有机压电薄膜： 这类压电材料具有面积大、柔软不易破碎等优点，可用于微压测 量和机器人的触觉，常用的是二氟乙烯PVdF。注意：居里点：压电材料失去压电特性的温度点5、前置放大器的作用是什么？有哪两种类型？各有何特点？前置放大器的作用有两点：其一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；其二是放大传感器输出的微弱电信号。前置放大器电路有两种形式：1、 电阻反馈的电压放大器，其输岀电压与输入电压(即传感器的输岀)成正比。2、电容反馈的电荷放大器，其输岀电压与输入电荷成正比。6、传感器选用时要考虑哪些方面的问题选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。第4章

15、中间变换器1、何谓电桥平衡？直流电桥平衡应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？当参量型传感器把被测量转换为电路参数R、L、C的变化后，电桥可以把这些参数的变化转变为电桥输出电压的变化。直流电桥的平衡条件为：R1R3=R2R4交流电桥平衡必须满足两个条件：(1)相对两臂阻抗之模的乘积应相等；(2)相对两臂阻抗 角的和也必须相等。2、什么是调制和解调？调制：利用调制（控制）信号使载波的某个参数（幅值、频率或相位）发生变化的过程称为调制。（载波一般是高频稳定的交变信号。经过调制的信号称为已调制波。）解调：从已调制波中恢复出调制（控制）信号的过程称为解调。3、简述调幅的原理及其解调方法。1、原理调幅

16、是在时域将一个高频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使载波信号的幅值随测试信号的变化而变化。而在频域，则是将信号的频谱搬移到载波的频率处，相当于频谱的“搬移”过程。2、解调方法（1）同步解调；（2）包络检波；（3）相敏检波5、滤波器的带宽与响应建立时间有何关系？其对测试工作有何意义？ r ,带宽3与响应建立时间T之间存在一个反比关系，艮B?T二常数带宽标志着滤波器的分辨力， 带宽越窄，分辨力越高，但由上式可知滤波器 达到稳态输 出的时间会加长，反之，若想获得较快的输出，就要选择带宽较大的滤波器，但由此会导致滤波的精度下降。实际使用时，要综合考虑这两个因素。6、恒带宽比滤波器与恒带宽滤

17、波器有何区别？各有何特点？1、恒带宽比滤波器中心频率与带宽的比值（品质因数）是不变的，称为恒带宽比带通滤波器，优点是用较少的带通滤波器个数就可以覆盖较大的频率范围，缺点是中心频率越高，带宽也越宽，高频滤波性能下降。2、恒带宽滤波器带宽B不随中心频率而变化，称为恒带宽带通滤波器，其优点是不论带通滤波器的中心频率处在任何频段上，带宽都相同，即分辨率不随频率变化，缺点是在覆盖频率范围相同的情况下，要比恒带宽比滤波器使用较多的带通滤波器。第5章振动的测试1. 根据激振要求应如何安装激振器？（1） 高频激振时，用软弹簧把激振器悬挂起来，或用足够长的绳子以一定的倾斜角度把 激振器悬挂起来；（2）低频激振时

18、，将激振器安装在地面上，或刚性好的架子上。2. 如何用自由振动法估计振动参数？ 自由振动法自由振动法是一种简单易行的时域测量方法。测试时，对系统进行激励，测(1,有频率：成二亍)阻尼匕3.如何用共振法估计振动参数？2、共振法一一通过振动信号的频域图形进行估计(1) 从幅频曲线上进行估计：已知一振动系统的幅频曲线如图所示 *固有频率：幅值最大对应 的频率即为系统的固有频 率，=co ra1 M=式中L*阻尼比：_ 少 2 _刻 0 2 叼(2) 从相频曲线上进行估计：已知一振动系统的相频曲线如图所示*固有频率：相位为-90。对应的频率即 为系统 的固有频率*阻尼比：_ arctan 玉 4 1-?7cp _式中,CD=dcp I dr/I=itan oc第6章应变、应力和力的测试1、测量应变时应遵循的原则是什么？ 应变片布置的原则：应变片应粘贴在被测对象应变最大的位置处，并尽量排除非测力的影响接电桥?2、用弹性柱加应变片测量空间任一力的大小和方向时，应如何布置应变片和连分析：测乙分力的应变片的布置和电桥的连接。应变片米用四个：Ri、& &电桥米用全桥方式。 应变片受到的应变为：&X1 :&仁&+ 弓一私，&X2 :&2=_&+ 弓_与,RX3 : &3=$, 一弓一场,RX4 : &4=_&_ 弓民。由此可得电桥的输出为：U