第二讲电测系统原理与特性复习要求：1、了解测试的基本知识：测量的含义、方法，测量的对象、目的；试验的目的、种类，现代测量、试验技术；2、掌握非电量电测法：基本原理，电测系统的组成、各部分的作用，电测法的优点、应用，利用电测系统组成自动控制系统；3、了解对测试系统的要求，线性测试系统的基本性质：4、掌握电测系统静态特性指标的含义，针对具体的测试系统可根据实验校准数据计算静态特性指标值：5、了解动态测试装置的幅频特性和相频特性，影响一阶、二阶系统的性能参数，实现不失真测量的条件6、了解负载效应及其对测试的影响。一名词解释1）线性系统2）线性度3）回程误差4）重复性误差5）灵敏度9）分辨力6）零点漂移7）稳定度8）静态校准10）信噪比11）一阶系统12）二阶系统13）幅频特性14）相频特性15）时间常数16）固有频率17）阻尼18）激励信号19）负载效应二填空题：按1、测量的方法和种类：按是否获取被测量数值大小，可分为获得被测量结果的过程，可分为：按仪表读数测量方法，可分为：按被测对象性质及采用的仪表类型，可分为：按被测量是否随时间变化，可分为和2、试验的种类：根据测试项目的不同，可分为：根据试验条和件的不同，可分为：根据试验对象的不同，可分为三个阶段。3、试验过程可划分为4、测试过程三要素指：测试系统三要素指5、测试过程包含三个主要环节：这些环节
第二讲 电测系统原理与特性 复习要求： 1、了解测试的基本知识：测量的含义、方法，测量的对象、目的； 试验的目的、种类，现代测量、试验技术； 2、掌握非电量电测法：基本原理，电测系统的组成、各部分的作用， 电测法的优点、应用，利用电测系统组成自动控制系统； 3、了解对测试系统的要求，线性测试系统的基本性质； 4、掌握电测系统静态特性指标的含义，针对具体的测试系统可根据 实验校准数据计算静态特性指标值； 5、了解动态测试装置的幅频特性和相频特性，影响一阶、二阶系统 的性能参数，实现不失真测量的条件； 6、了解负载效应及其对测试的影响。 一 名词解释 1）线性系统 2）线性度 3）回程误差 4）重复性误差 5）灵敏度 6）零点漂移 7）稳定度 8）静态校准 9）分辨力 10）信噪比 11）一阶系统 12）二阶系统 13）幅频特性 14）相频特性 15）时间常数 16）固有频率 17）阻尼 18）激励信号 19）负载效应 二 填空题 1、测量的方法和种类：按是否获取被测量数值大小，可分为_、_；按 获得被测量结果的过程，可分为_、_、_；按仪表读数测量方 法，可分为_、_；按被测对象性质及采用的仪表类型，可分为_、 _；按被测量是否随时间变化，可分为_、_。 2、试验的种类：根据测试项目的不同，可分为_和_；根据试验条 件 的 不同 ，可 分 为 _ 和 _ ；根 据 试验 对象 的不 同， 可 分 为 _、_、_。 3、试验过程可划分为_、_、_三个阶段。 4、测试过程三要素指_、_、_；测试系统三要素指 _、_、_。 5、测试过程包含_、_、_三个主要环节；这些环节
中必须遵循的基本原则是6、现代测试技术的测量对象是：测量方法采用测量工具为7、一般电测系统由三部分组成。其中是核心部分。8、测试装置的静态特性指标主要有等。和9、常系数线性测试系统最重要的特性是遵从和10、表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括：影响二阶系统动态特性的参数是11、影响一阶测试系统动态特性的参数是和:12、在使用中，二阶测试装置广泛采用0.6~0.7的阻尼比的原因是13、测试装置实现不失真测试的条件是：幅频特性为；相频特性为三选择题1、在非电量的电测技术中，一般总是将被测物理量转换为信号。A)光B)电C) 磁D)力；稳定性2、测试系统的灵敏度增大，其测量范围.B）变窄A）加宽C）升高D）下降E）不变3、在测试过程中，量值随时间变化的量为A）静态量B）动态量C）随机变量4、线性装置的灵敏度是A）随机变量B）常数C）时间的线性函数5、描述测试装置的静态特性指标是A）迟滞误差B）时间常数C）固有频率系统。6、用常系数微分方程描述的系统为A）相似B）物理C)线性D）力学7、线性系统的比例特性表明A）加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响B）系统的输出响应频率等于输入激励的频率
中必须遵循的基本原则是_。 6、现代测试技术的测量对象是_；测量方法采用_； 测量工具为_。 7、一般电测系统由_、_、_三部分组成。其中 _是核心部分。 8、测试装置的静态特性指标主要有_、_、_、 _、_等。 9、常系数线性测试系统最重要的特性是遵从_和_。 10、表征测试装置动态特性的频率响应特性应包括_和_。 11、影响一阶测试系统动态特性的参数是_；影响二阶系统动态特性的参数是 _和_； 12 、 在 使 用 中 ， 二 阶 测 试 装 置 广 泛 采 用 0.60.7 的 阻 尼 比 的 原 因 是 _。 13、测试装置实现不失真测试的条件是：幅频特性为_；相频特性为 _。 三 选择题 1、在非电量的电测技术中，一般总是将被测物理量转换为_信号。 A）光 B）电 C）磁 D）力 2、测试系统的灵敏度增大，其测量范围_；稳定性_。 A）加宽 B）变窄 C）升高 D）下降 E）不变 3、在测试过程中，量值随时间变化的量为_。 A）静态量 B）动态量 C）随机变量 4、线性装置的灵敏度是_。 A）随机变量 B）常数 C）时间的线性函数 5、描述测试装置的静态特性指标是_。 A）迟滞误差 B）时间常数 C）固有频率 6、用常系数微分方程描述的系统为_系统。 A）相似 B）物理 C）线性 D）力学 7、线性系统的比例特性表明_。 A）加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响 B）系统的输出响应频率等于输入激励的频率
C）一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应等于原信号的响应乘以该倍数。8、测试装置实现不失真测量条件要求幅频特性满足A)0B）常值C）线性变化值9、测试装置实现不失真测量条件要求相频特性满足°B）常值相移C）任意相移A）相移与频率成正比10、测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数。A）大些好B）小些好C）可不予考虑11、二阶系统中引入合适阻尼比的目的是为了9A）使读数稳定B）使系统不共振C）获得较好的幅、相频特性12、任何一个线性测试系统总可以看成若干个一阶和二阶系统的A）串联B）并联C）混联D）反馈联接信号。13、用频率响应法测定系统的动态特性时，使用的激励信号是A）静态B）动态C）稳态属于一阶系统，14、属于二阶系统。A）RC积分电路B）RLC电路：C）水银温度计D）振动子15、对某二阶系统输入周期信号x(t)=Aosin(ot)，则其输出信号将保持A）幅值、频率、相位不变B）幅值、相位不变，频率改变C）频率不变，幅值、相位改变D）相位不变，幅值、频率改变四判断题()1、传感器的输入量是非电信号，输出量是电信号。()2、理想的测试装置其输出与输入有完全单调的、一一对应关系。()3、线性系统可用常系数线性微分方程来描述。4、叠加原理表明同时作用的两个输入量所引起的输出等于该两个()输入量单独引起的输出之和。(）5、作用于线性测试系统的各个输入所产生的输出是互不影响的。6、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则系统的稳态输出(一定是同频率的简谐信号。()7、频率保持性说明了测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率。2(8、校准曲线接近拟合直线的程度就是线性度。()9、灵敏度是指输出量与输入量的比值，又称放大倍数。()10、测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越大
C）一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应等于原信号的响应乘以该倍数。 8、测试装置实现不失真测量条件要求幅频特性满足_。 A）0 B）常值 C）线性变化值 9、测试装置实现不失真测量条件要求相频特性满足_。 A）相移与频率成正比 B）常值相移 C）任意相移 10、测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数_。 A）大些好 B）小些好 C）可不予考虑 11、二阶系统中引入合适阻尼比的目的是为了_。 A）使读数稳定 B）使系统不共振 C）获得较好的幅、相频特性 12、任何一个线性测试系统总可以看成若干个一阶和二阶系统的_。 A）串联 B）并联 C）混联 D）反馈联接 13、用频率响应法测定系统的动态特性时，使用的激励信号是_信号。 A）静态 B）动态 C）稳态 14、_属于一阶系统，_属于二阶系统。 A）RC 积分电路 B）RLC 电路 C）水银温度计 D）振动子 15、对某二阶系统输入周期信号 x(t)=A0sin(t)，则其输出信号将保持_。 A）幅值、频率、相位不变 B）幅值、相位不变，频率改变 C）频率不变，幅值、相位改变 D）相位不变，幅值、频率改变 四 判断题 1、传感器的输入量是非电信号，输出量是电信号。 （ ） 2、理想的测试装置其输出与输入有完全单调的、一一对应关系。 （ ） 3、线性系统可用常系数线性微分方程来描述。 （ ） 4、叠加原理表明同时作用的两个输入量所引起的输出等于该两个 输入量单独引起的输出之和。 （ ） 5、作用于线性测试系统的各个输入所产生的输出是互不影响的。 （ ） 6、若线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则系统的稳态输出 一定是同频率的简谐信号。 （ ） 7、频率保持性说明了测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率。 （ ） 8、校准曲线接近拟合直线的程度就是线性度。 （ ） 9、灵敏度是指输出量与输入量的比值，又称放大倍数。 （ ） 10、测试装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。 （ ）
11、线性系统输入一个正弦信号，其稳态输出的幅值和相位一般会()发生变化。)12、线性系统在平稳随机信号作用下，系统的输出也是平稳随机过程。(13、当施加于某一线性装置的激振力为120Hz的正弦波，则测得的()系统响应一定是120Hz的正弦波与若干个谐波。()14、动态特性好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间。()15、动态特性好的测试系统应具有很窄的频率响应特性。()16、一阶测量装置适用于测量缓变或低频信号。()17、信号通过一阶系统后，其幅值一定减小，相位一定滞后。()18、水银温度计的输入、输出关系可用一阶微分方程来描述。()19、一阶测试装置的时间常数愈小愈好。()20、二阶测试装置的固有频率愈小愈好。21、一线性系统不满足“不失真测量”条件，若用它传输一个100Hz（）的正弦信号，则必然导致输出波形失真。22、用固有频率400Hz的振动子记录600Hz的正弦波，必定产生波形失真。（）()23、测量装置的接入会成为被测对象的负载，从而产生测量误差。五问答题1、请总结归纳各领域当中的测量对象（参数）有哪些。2、对物质状态进行检测（测量）的目的是什么？3、在机械工程领域对机械参数进行测量的目的是什么？4、当今测量学科的发展特点是什么？请举出几种代表性的现代测量技术。5、对机械零件、产品进行试验的目的是什么？请举出几种代表性的现代试验技术。6、什么是“非电量电测法”？其基本原理是什么？7、画出典型电测系统框图，其各部分的作用是什么？8、画出典型自动控制系统框图，并说明自动控制原理。9、试比较典型自动控制系统与电测系统的主要区别是什么？二者有何联系？10、非电量电测技术的优点是什么？它可以应用于哪些领域？请举例说明。11、简述测试技术在各个领域的重要性以及当今现代测试技术的发展状况。12、举出若干非电量电测法在生活、生产等各领域中的应用实例。13、比较：（1）测量、计量和测试；（2）量程和测量范围：（3）准确度、精密度、精确度：（4）静态特性和动态特性
11、线性系统输入一个正弦信号，其稳态输出的幅值和相位一般会 发生变化。 （ ） 12、线性系统在平稳随机信号作用下，系统的输出也是平稳随机过程。 （ ） 13、当施加于某一线性装置的激振力为 120Hz 的正弦波，则测得的 系统响应一定是 120Hz 的正弦波与若干个谐波。 （ ） 14、动态特性好的测试系统应具有很短的瞬态响应时间。 （ ） 15、动态特性好的测试系统应具有很窄的频率响应特性。 （ ） 16、一阶测量装置适用于测量缓变或低频信号。 （ ） 17、信号通过一阶系统后，其幅值一定减小，相位一定滞后。 （ ） 18、水银温度计的输入、输出关系可用一阶微分方程来描述。 （ ） 19、一阶测试装置的时间常数愈小愈好。 （ ） 20、二阶测试装置的固有频率愈小愈好。 （ ） 21、一线性系统不满足“不失真测量”条件，若用它传输一个 100Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。 （ ） 22、用固有频率 400Hz 的振动子记录 600Hz 的正弦波，必定产生波形失真。（ ） 23、测量装置的接入会成为被测对象的负载，从而产生测量误差。 （ ） 五 问答题 1、请总结归纳各领域当中的测量对象（参数）有哪些。 2、对物质状态进行检测（测量）的目的是什么？ 3、在机械工程领域对机械参数进行测量的目的是什么？ 4、当今测量学科的发展特点是什么？请举出几种代表性的现代测量技术。 5、对机械零件、产品进行试验的目的是什么？请举出几种代表性的现代试验技术。 6、什么是“非电量电测法”？其基本原理是什么？ 7、画出典型电测系统框图，其各部分的作用是什么？ 8、画出典型自动控制系统框图，并说明自动控制原理。 9、试比较典型自动控制系统与电测系统的主要区别是什么？二者有何联系？ 10、非电量电测技术的优点是什么？它可以应用于哪些领域？请举例说明。 11、简述测试技术在各个领域的重要性以及当今现代测试技术的发展状况。 12、举出若干非电量电测法在生活、生产等各领域中的应用实例。 13、比较：（1）测量、计量和测试； （2）量程和测量范围； （3）准确度、精密度、精确度； （4）静态特性和动态特性
14、理想测试系统应满足什么条件？15、常系数线性系统有哪些基本性质？叠加原理和频率保持性有什么实际意义？16、一阶测试装置的动特性参数时间常数的大小对系统性能有何影响？17、二阶测试装置的动特性参数阻尼比和固有频率的大小对系统性能有何影响？18、简述测试系统实现不失真测量条件（时域和频域）。19、负载效应对测试有什么影响？如何减轻负载效应？六设计题1、分别画出藩茄汁浓缩过程中温度手动和自动控制系统的工作示意（框）图，说明控制过程，并对手动和自动控制进行比较。2、分别画出某一机械零件（如传动轴）的手动和自动加工系统组成框图，说明加工过程，并对手动和自动加工进行比较。七计算题1、从某直流测速发电机试验中获得如下结果：050010001500转速（r/min）2000250030000输出电压（V）9.115.023.329.939.047.5试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定：1）该测速发电机的灵敏度：2）该测速发电机的线性度。2、一只压力传感器的校准数据如表所示，试用最小二乘法求其线性度、重复性误差、迟滞误差、总精度。压力Xi输出电压Yi（V)(x105Pa)第一次循环第二次循环第三次循环正行程反行程反行程正行程正行程反行程00.00200.003000250.003500350.00400.0.0.20150.20200.20200.20300. 50.20200.20301. 00.40050.40200.40100.40200.40100.40201. 50.60000.60100.60000.60150.60000.60102. 00.7995800579950.800579950.80050.0.0.2. 5999500000000999599900.99901.1.0.0.0
14、理想测试系统应满足什么条件？ 15、常系数线性系统有哪些基本性质？叠加原理和频率保持性有什么实际意义？ 16、一阶测试装置的动特性参数时间常数的大小对系统性能有何影响？ 17、二阶测试装置的动特性参数阻尼比和固有频率的大小对系统性能有何影响？ 18、简述测试系统实现不失真测量条件（时域和频域）。 19、负载效应对测试有什么影响？如何减轻负载效应？ 六 设计题 1、分别画出藩茄汁浓缩过程中温度手动和自动控制系统的工作示意（框）图，说明控制 过程，并对手动和自动控制进行比较。 2、分别画出某一机械零件（如传动轴）的手动和自动加工系统组成框图，说明加工过程， 并对手动和自动加工进行比较。 七 计算题 1、从某直流测速发电机试验中获得如下结果： 转速（r/min） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 输出电压（V） 0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5 试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定：1）该测速发电机的灵敏度；2）该测速发电 机的线性度。 2、一只压力传感器的校准数据如表所示，试用最小二乘法求其线性度、重复性误差、迟 滞误差、总精度。 压 力 Xi (105Pa) 输出电压 YI（V） 第一次循环 第二次循环 第三次循环 正行程 反行程 正行程 反行程 正行程 反行程 0 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 0．0020 0．2015 0．4005 0．6000 0．7995 1．0000 0．0030 0．2020 0．4020 0．6010 0．8005 1．0000 0．0025 0．2020 0．4010 0．6000 0．7995 0．9995 0．0035 0．2030 0．4020 0．6015 0．8005 0．9995 0．0035 0．2020 0．4010 0．6000 0．7995 0．9990 0．0040 0．2030 0．4020 0．6010 0．8005 0．9990