轉(zhuǎn)載：測(cè)試技術(shù)的重要性

一、測(cè)試技術(shù)的重要性各領(lǐng)域的研究與發(fā)展離不開測(cè)試技術(shù)，是生產(chǎn)和科學(xué)研究工作中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

重要性：

?工程研究；

?產(chǎn)品開發(fā)；

?質(zhì)量監(jiān)控；

?性能試驗(yàn)等
二、測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

?測(cè)試自動(dòng)化

?測(cè)試元件微型化

?測(cè)試參數(shù)的先進(jìn)化

如：穩(wěn)態(tài)參數(shù)→瞬變動(dòng)態(tài)參數(shù)；

?測(cè)試高精度化

§2 測(cè)量的基本概念
一.測(cè)試與測(cè)量

1. 測(cè)試--人們認(rèn)識(shí)客觀事物的重要方法, 是通過試驗(yàn)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理等基本環(huán)節(jié)從客觀事物取得有關(guān)信息量值的重要認(rèn)識(shí)過程.

2. 測(cè)量—通過試驗(yàn)，將被測(cè)量與單位同類量相比較，在比較中確定出被測(cè)量中所含有這一單位的若干倍或若干分之幾倍（兩者比值）

3. 測(cè)量方法(直接測(cè)量、間接測(cè)量、組合測(cè)量）

? 直接測(cè)量：被測(cè)量數(shù)值，直接從使用的測(cè)量儀器上讀得（1）直讀法  用度量標(biāo)準(zhǔn)直接比較，或從儀表上直接讀出被測(cè)量的絕對(duì)值，如用刻度尺測(cè)量長度，用彈簧秤測(cè)定質(zhì)量等。

（2）差值法  從儀表上直接讀出兩量之差值作為所求之量，如用U形液柱式差壓計(jì)測(cè)量介質(zhì)的壓差。

（3）代替法  用己知量代替被測(cè)量，即調(diào)整已知量，使兩者對(duì)儀表的影響相等，此時(shí)被測(cè)量即等于已知量，如用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量溫度。

（4）零值法  使被測(cè)量對(duì)儀表的影響被同類的已知量的影響相抵消則被測(cè)量便等于已知量，如用天平秤測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量、用電位計(jì)測(cè)量熱電勢(shì)等。

?間接測(cè)量：通過直接測(cè)量得到與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量然后經(jīng)過運(yùn)算得到被測(cè)量的數(shù)值。

內(nèi)燃機(jī)功率Pe測(cè)量：

T為內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)矩(N·m)；n為轉(zhuǎn)速(r/min)。

T及n分別采用轉(zhuǎn)矩儀和轉(zhuǎn)速儀直接測(cè)量，然后用上述函數(shù)關(guān)系計(jì)算相應(yīng)的功率Pe。

?組合測(cè)量：測(cè)量中使各個(gè)未知量以不同組合形式出現(xiàn)(或改變測(cè)量條件以獲得不同的組合)，根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所得數(shù)據(jù)，通過求解聯(lián)立方程組求得未知量數(shù)值。

鉑電阻溫度計(jì)的溫度系數(shù)確定：
Rt為t(℃)時(shí)的鉑電組值(Ω)；R0為0℃時(shí)的鉑電阻值(Ω)；a、b為鉑電阻的溫度系數(shù)(Ω／℃)。

首先測(cè)得在不同溫度下的電阻值Rt ，然后再經(jīng)組合解聯(lián)立方程組、獲得a、b的數(shù)值。
二.測(cè)量儀器的分類

測(cè)量儀器按用途可分：范型儀器和實(shí)用儀器兩類。

?范型儀器：是準(zhǔn)備用以復(fù)制和保持測(cè)量單位，或是用來對(duì)其他測(cè)量

儀器進(jìn)行標(biāo)定和刻度工作的儀器。準(zhǔn)確度很高，保存和使用要求較高。

?實(shí)用儀器：是供實(shí)際測(cè)量使用的儀器，它又可分為試驗(yàn)室用儀器和工程用儀器。

試驗(yàn)室用儀器：必須要提供關(guān)于它們讀數(shù)的標(biāo)定曲線或數(shù)值表，使用時(shí)應(yīng)考慮周圍環(huán)境對(duì)示值的影響(如溫度、壓力、磁場(chǎng)振動(dòng)等)，其測(cè)量結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度；

工程用儀器：不需要標(biāo)定資料，它們的準(zhǔn)確度是預(yù)先根據(jù)其結(jié)構(gòu)、制造和運(yùn)用條件定出的。測(cè)量結(jié)果應(yīng)能滿足工程測(cè)量誤差所允許的范圍。

§4 測(cè)量儀器的主要性能指標(biāo)

v性能指標(biāo)：準(zhǔn)確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時(shí)間

1．準(zhǔn)確度   儀器的指示值接近于被測(cè)量的實(shí)際值的準(zhǔn)確程度. 通常以“允許誤差”大小表示。

允許誤差的物理意義：儀器讀數(shù)允許的最大絕對(duì)誤差折合為該儀器量程的百分?jǐn)?shù)，



式中，δy為允許誤差；Δj為允許的最大絕對(duì)誤差；Δa，Δb為儀器刻度的上限和下限值。

準(zhǔn)確度的表示方法：

測(cè)量儀器采用允許誤差來表示儀器準(zhǔn)確度的級(jí)別， 例如允許誤差為±1.5％的儀器為“l(fā).5級(jí)”。

工程用儀器     0.5～4級(jí)；（0.5、1、1.5、2.5、4）

試驗(yàn)室用儀器  0.2～0.5級(jí)； （0.2）

范型儀器      0.2級(jí)以上。 （0.1、0.01、0.02、0.05）

ü儀器的選用：

應(yīng)在滿足被測(cè)量要求的條件下，盡量選擇量程較小的儀器，一般應(yīng)使測(cè)量值在滿刻度的2/3以上為宜，并根據(jù)對(duì)被測(cè)量絕對(duì)誤差的要求選擇測(cè)量儀器的精度等級(jí)。

補(bǔ)：精度：又稱“精確度”，含有精密度、正確度、準(zhǔn)確度等概念。

精密度：表征測(cè)量結(jié)果的離散程度。用于描述隨機(jī)誤差的大小。

離散程度↑  ，隨機(jī)誤差 ↑ ，精密度 ↓

離散程度↓  ，隨機(jī)誤差 ↓ ，精密度↑

正確度：表征測(cè)量結(jié)果的偏離真值程度。用于描述系統(tǒng)誤差的大小。

  偏離程度 ↑ ，系統(tǒng)誤差↑  ，正確度 ↓

  偏離程度 ↓ ，系統(tǒng)誤差 ↓ ，正確度↑

準(zhǔn)確度：表征測(cè)量結(jié)果的系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差的合成的大小程度。

  精密度高的，正確度不一定高；正確度高的，精密度不一定高。準(zhǔn)確度高的，精密度和準(zhǔn)確度都高。

例1 某壓力表的量程為10MPa,測(cè)量值的誤差允許值0.02MPa.問該壓力表的準(zhǔn)確度是多少?

解:  最大誤差= 0.02MPa   

      最大量程 =10MPa

                           最大誤差      0.02
壓力表的準(zhǔn)確度: =——————=—— *100%  =0.2%
                            最大量程      10

壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2


2. 靈敏度：線性儀表在作靜態(tài)測(cè)量時(shí)，輸出端信號(hào)增量△Y 與輸入端信號(hào)增量

△X 之比，即： S＝ △Y / △X

S 值越大，靈敏度越高。（它以儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移的被測(cè)量的變化值之間的比例 ）。

二.非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測(cè)量

v穩(wěn)態(tài)參數(shù)：數(shù)值不隨時(shí)間而改變或變化很小的被測(cè)量。



v瞬變參數(shù)：隨時(shí)間不斷改變數(shù)值的被測(cè)量（非穩(wěn)態(tài)或稱動(dòng)態(tài)參數(shù))

如非穩(wěn)定工況或過渡工況時(shí)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率等。



動(dòng)態(tài)參數(shù)隨時(shí)間變化的函數(shù)可以是周期函數(shù)、隨機(jī)函數(shù)等。



?注意：動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量需要用顯示式記錄方式觀察和記錄被測(cè)量的變化過程和大小。即：需同時(shí)記錄時(shí)間和幅值。

三.模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)

v模擬測(cè)量 ：在測(cè)量過程中首先將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，以儀表指針的位置或記錄儀描繪的圖形顯示測(cè)量的結(jié)果(不表現(xiàn)為“可數(shù)”的形式) 。

v數(shù)字測(cè)量：測(cè)量可直接用數(shù)字形式表示。通過模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換將模擬形式的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，



?特點(diǎn)：

模擬測(cè)量：直觀性強(qiáng)、簡便、價(jià)格低；主要缺點(diǎn)是測(cè)量精度低指示器讀數(shù)誤差大。但模擬信號(hào)含有“仿真”的意思，分辨能力無限。

數(shù)字測(cè)量：測(cè)量精度高，操作方便，后處理方便，但對(duì)硬件要求高，分辨力有限。

§3測(cè)量儀器的組成和分類

1. 測(cè)試儀器的組成

1、感受件（傳感器）：它直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系(但不一定直接接觸)，感知被測(cè)參數(shù)的變化，同時(shí)對(duì)外界發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。

2、中間件（傳遞件）：起傳遞作用 ，還可能兼有“放大”、“變換”和“運(yùn)算”  任務(wù)。

3、效用件（顯示元件）：作用：向觀測(cè)者指出被測(cè)參數(shù)在數(shù)量上的大小 。指示式儀器：通過標(biāo)尺和指針(或液面、光線等)的相對(duì)位置來反映被測(cè)參數(shù)的瞬時(shí)值。

記錄式儀器：效用件能將被測(cè)參數(shù)變化歷程（時(shí)間和幅值）記錄下來，如磁帶記錄儀。（還可以完成積分、微分等計(jì)算）



[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-7-15 12:46 編輯 ]