一、測試技術的重要性各領域的研究與發展離不開測試技術，是生產和科學研究工作中不可缺少的一個環節。
重要性：
?工程研究；
?產品開發；
?質量監控；
?性能試驗等
二、測試技術的發展趨勢
?測試自動化
?測試元件微型化
?測試參數的先進化
如：穩態參數→瞬變動態參數；
?測試高精度化
§2 測量的基本概念
一.測試與測量
1. 測試--人們認識客觀事物的重要方法, 是通過試驗測量和數據處理等基本環節從客觀事物取得有關信息量值的重要認識過程.
2. 測量—通過試驗，將被測量與單位同類量相比較，在比較中確定出被測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. 測量方法(直接測量、間接測量、組合測量）
? 直接測量：被測量數值，直接從使用的測量儀器上讀得（1）直讀法 用度量標準直接比較，或從儀表上直接讀出被測量的絕對值，如用刻度尺測量長度，用彈簧秤測定質量等。
（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形液柱式差壓計測量介質的壓差。
（3）代替法 用己知量代替被測量，即調整已知量，使兩者對儀表的影響相等，此時被測量即等于已知量，如用光學高溫計測量溫度。
（4）零值法 使被測量對儀表的影響被同類的已知量的影響相抵消則被測量便等于已知量，如用天平秤測定物質的質量、用電位計測量熱電勢等。
?間接測量：通過直接測量得到與被測量有一定函數關系的量然后經過運算得到被測量的數值。
內燃機功率Pe測量：
T為內燃機曲軸轉矩(N·m)；n為轉速(r/min)。
T及n分別采用轉矩儀和轉速儀直接測量，然后用上述函數關系計算相應的功率Pe。
?組合測量：測量中使各個未知量以不同組合形式出現(或改變測量條件以獲得不同的組合)，根據直接測量或間接測量所得數據，通過求解聯立方程組求得未知量數值。
鉑電阻溫度計的溫度系數確定：
Rt為t(℃)時的鉑電組值(Ω)；R0為0℃時的鉑電阻值(Ω)；a、b為鉑電阻的溫度系數(Ω／℃)。
首先測得在不同溫度下的電阻值Rt ，然后再經組合解聯立方程組、獲得a、b的數值。
二.測量儀器的分類
測量儀器按用途可分：范型儀器和實用儀器兩類。
?范型儀器：是準備用以復制和保持測量單位，或是用來對其他測量
儀器進行標定和刻度工作的儀器。準確度很高，保存和使用要求較高。
?實用儀器：是供實際測量使用的儀器，它又可分為試驗室用儀器和工程用儀器。
試驗室用儀器：必須要提供關于它們讀數的標定曲線或數值表，使用時應考慮周圍環境對示值的影響(如溫度、壓力、磁場振動等)，其測量結果具有較高的準確度；
工程用儀器：不需要標定資料，它們的準確度是預先根據其結構、制造和運用條件定出的。測量結果應能滿足工程測量誤差所允許的范圍。
§4 測量儀器的主要性能指標
v性能指標：準確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時間
1．準確度 儀器的指示值接近于被測量的實際值的準確程度. 通常以“允許誤差”大小表示。
允許誤差的物理意義：儀器讀數允許的最大絕對誤差折合為該儀器量程的百分數，
式中，δy為允許誤差；Δj為允許的最大絕對誤差；Δa，Δb為儀器刻度的上限和下限值。
準確度的表示方法：
測量儀器采用允許誤差來表示儀器準確度的級別， 例如允許誤差為±1.5％的儀器為“l.5級”。
工程用儀器 0.5～4級；（0.5、1、1.5、2.5、4）
試驗室用儀器 0.2～0.5級； （0.2）
范型儀器 0.2級以上。 （0.1、0.01、0.02、0.05）
ü儀器的選用：
應在滿足被測量要求的條件下，盡量選擇量程較小的儀器，一般應使測量值在滿刻度的2/3以上為宜，并根據對被測量絕對誤差的要求選擇測量儀器的精度等級。
補：精度：又稱“精確度”，含有精密度、正確度、準確度等概念。
精密度：表征測量結果的離散程度。用于描述隨機誤差的大小。
離散程度↑ ，隨機誤差 ↑ ，精密度 ↓
離散程度↓ ，隨機誤差 ↓ ，精密度↑
正確度：表征測量結果的偏離真值程度。用于描述系統誤差的大小。
偏離程度 ↑ ，系統誤差↑ ，正確度 ↓
偏離程度 ↓ ，系統誤差 ↓ ，正確度↑
準確度：表征測量結果的系統誤差、隨機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。準確度高的，精密度和準確度都高。
例1 某壓力表的量程為10MPa,測量值的誤差允許值0.02MPa.問該壓力表的準確度是多少?
解: 最大誤差= 0.02MPa
最大量程 =10MPa
最大誤差 0.02
壓力表的準確度: =——————=—— *100% =0.2%
最大量程 10
壓力表的準確度等級為0.2
2. 靈敏度：線性儀表在作靜態測量時，輸出端信號增量△Y 與輸入端信號增量
△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量的變化值之間的比例 ）。
二.非穩態和瞬變參數的測量
v穩態參數：數值不隨時間而改變或變化很小的被測量。
v瞬變參數：隨時間不斷改變數值的被測量（非穩態或稱動態參數)
如非穩定工況或過渡工況時內燃機的轉速、功率等。
動態參數隨時間變化的函數可以是周期函數、隨機函數等。
?注意：動態參數測量需要用顯示式記錄方式觀察和記錄被測量的變化過程和大小。即：需同時記錄時間和幅值。
三.模擬測量與數字測量系統
v模擬測量 ：在測量過程中首先將被測物理量轉換成模擬信號，以儀表指針的位置或記錄儀描繪的圖形顯示測量的結果(不表現為“可數”的形式) 。
v數字測量：測量可直接用數字形式表示。通過模／數（A／D）轉換將模擬形式的信號轉換成數字形式，
?特點：
模擬測量：直觀性強、簡便、價格低；主要缺點是測量精度低指示器讀數誤差大。但模擬信號含有“仿真”的意思，分辨能力無限。
數字測量：測量精度高，操作方便，后處理方便，但對硬件要求高，分辨力有限。
§3測量儀器的組成和分類
1. 測試儀器的組成
1、感受件（傳感器）：它直接與被測對象發生聯系(但不一定直接接觸)，感知被測參數的變化，同時對外界發出相應的信號。
2、中間件（傳遞件）：起傳遞作用 ，還可能兼有“放大”、“變換”和“運算” 任務。
3、效用件（顯示元件）：作用：向觀測者指出被測參數在數量上的大小 。指示式儀器：通過標尺和指針(或液面、光線等)的相對位置來反映被測參數的瞬時值。
記錄式儀器：效用件能將被測參數變化歷程（時間和幅值）記錄下來，如磁帶記錄儀。（還可以完成積分、微分等計算）
[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-7-15 12:46 編輯 ] |
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