机械工程测试技术（西交大版）教学教案（全）.docxVIP

第一章 测试技术特性和测试技术基础 知识目标：了解测试技术特性和测试技术基础，掌握测试技术的动态特性和测试技术基础。 教学内容： （1）测试技术特性和测试技术基础 （2）测试技术的动态特性 （3）测试技术基础 素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神 教学难点 了解测试技术特性和测试技术基础，掌握测试技术的动态特性和测试技术基础。 教学手段 实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。 教学学时 4 教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 〖章节描述〗 测试技术的特性是测试技术所有性质的总称，而测试技术的输入/输出特性是其基本特性，一般把测试技术作为二端网络研究时，输入/输出特性是二端网络的外部特性，即输入量与输出量的对应关系。测试技术输入量的状态可分为静态量和动态量两类：静态量是指不随时间变化的信号或变化极其缓慢的信号(准静态)，动态量通常是指周期信号、瞬变信号或随机信号。根据输入量的状态（静态或动态）不同，测试技术所表现的输入/输出特性也不一样，分为静态特性和动态特性。测试技术的输入/输出特性决定了测试技术能否将被测的非电量信号的变化不失真地变换成相应的电量信号，该特性是与测试技术的内部结构参数有关的外部特性。 〖知识准备〗 1.1测试技术的静态特性 测试技术的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时，测试技术的输入与输出之间的关系。衡量测试技术静态特性的主要指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、阈值、稳定性、漂移和静态误差。 1.1.1线性度 测试技术的线性度是指测试技术的输出与输入之间的线性程度。 1.1.2灵敏度 灵敏度是指测试技术在稳态下的输出变化量Δy与引起此变化的输入变化量Δx之比，用k表示。 1.1.3迟滞 测试技术在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中，其输入/输出特性曲线不重合的现象称为迟滞 1.1.4重复性 重复性是指在同一工作条件下，测试技术输入量按同一方向做全量程连续多次变化时所得特性曲线不一致的程度，用γR表示。 1.1.5分辨率与阈值 分辨力是指测试技术在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化值。有时用相对满量程输入值的百分数来表示该值，称为分辨率。 阈值是能使测试技术的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨能力。 1.1.6稳定性与漂移 1.稳定性 稳定性又称长期稳定性，即测试技术在相当长的时间内保持其原性能的能力。 2.漂移 漂移是指在一定时间间隔内，测试技术的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。 1.1.7静态误差 静态误差是指测试技术在其全量程内任意一点的输出值与其理论输出值的偏离程度，又称为精度。 1.2测试技术的动态特性 在实际测量中，大量的被测量是随时间变化而变化的动态信号，这就要求测试技术的输出不仅能精确地反映被测量的大小，还能正确地再现被测量随时间变化的规律。 测试技术的动态特性是指测试技术的输出对随时间变化的输入量的响应特性，它反映了输出值真实再现变化着的输入量的能力。 1.2.1动态误差 1.2.2动态特性的数学模型 1.2.3传递函数 1.2.4测试技术的动态特性指标（阶跃响应、频率响应） 1.3测试技术基础 任何实验都离不开测量，没有测量就没有科学。在一定条件下，任何物理量都必然具有某一客观真实的数据。所谓测量，就是指以测量出某一物理量的值为目的的一系列有意识的科学实践活动。 1.3.1测量的分类 按测量方法的不同，测量可分为直接测量和间接测量；按测量条件的不同，测量又可分为等精度测量和不等精度测量。 1.直接测量和间接测量 2.等精度测量和不等精度测量 1.3.2误差及其分类 用实验方法去研究事物的客观规律，总是在一定的环境(温度、湿度等)和仪器条件下进行的。由于测量条件(环境、温度、湿度等)的变化及仪器精度的不同，在任何测量中，测量值N与待测量客观存在的真值N′之间总存在着一定的差异。测量值N与真值N′的差值叫作测量误差ΔN,简称误差，即 ΔN=N－N′ 系统误差 系统误差的特征是：在同一条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变；或当条件改变时，按一定规律变化。系统误差在某些情况下对测量结果的影响还比较大，因此，研究系统误差产生的原因，发现、减小或消除系统误差，使测量结果更加趋于正确和可靠，是误差理论的重要课题之一，是数据处理中的一个重要的内容。 2.随机误差 随机误差是由于感官灵敏度和仪器精密程度的限制、周围环境的干扰及伴随着测量而来的不可预料的随机因素的影响而造成的。它的特点是大小无定值，一切都是随机发生的，因而又把它称为偶然误差。 1.3.3误差的表示形式 误差的表示形式有绝对误差和相对误差两种。 1.3.4有效数字