1、測試的概念測試基礎(chǔ)屬于信息科學(xué)的范疇，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)共同構(gòu)成完整的信息技術(shù)科學(xué)。測量是指確定被測對象屬性量值為目的的全部操作。測試是具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的測量，或者可以理解為測量和實(shí)驗(yàn)的綜合。測試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)。測試技術(shù)研究的主要內(nèi)容為被測量的測量原理、測量方法、測量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理四個(gè)方面。測試技術(shù)的任務(wù)。為產(chǎn)品質(zhì)量和性能客觀的評(píng)價(jià)，為技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化和效率的提高提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為挖掘設(shè)備潛力，以提高產(chǎn)量和質(zhì)量，為設(shè)備強(qiáng)度效驗(yàn)和承載能力的提高提供依據(jù)。改善勞動(dòng)條件和工作環(huán)境。從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證理論研究結(jié)果，實(shí)驗(yàn)和理論可以相互促進(jìn)，共同發(fā)展。對工藝參數(shù)的測試盒數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備

2、的狀態(tài)監(jiān)控、質(zhì)量控制和故障測端。測試系統(tǒng)的組成。測試系統(tǒng)是指有相關(guān)的器件、儀器和測試裝置有機(jī)組合而成的具有獲取某種信息之功能的整體。信號(hào)。工程測試信息總是通過某些物理的信息表現(xiàn)出來，這些物理量就是信號(hào)。信號(hào)的分類。根據(jù)信號(hào)隨時(shí)間變化規(guī)律可分為確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)，根據(jù)時(shí)間信號(hào)的連續(xù)性可分為連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)。信號(hào)的描述。直接檢測或記錄到的信號(hào)一般是隨時(shí)間變化的物理量，稱為信號(hào)的時(shí)域描述。還有頻率頻域描述。頻率描述以時(shí)間為變量。周期方波由不同幅值不同頻率組成。傅里葉變換的性質(zhì)。傅里葉變換是信號(hào)分析和處理中時(shí)域和頻域之間轉(zhuǎn)換的基本數(shù)學(xué)工具。隨機(jī)信號(hào)的特點(diǎn)。1，時(shí)間函數(shù)不能用精確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來描

3、述；2不能預(yù)測它未來任何時(shí)刻的準(zhǔn)確值；3對這種信號(hào)的每次觀測結(jié)果都不同，單大量的重復(fù)試驗(yàn)可以看到它具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，因而可用概率統(tǒng)計(jì)方法來描述和研究。 信號(hào)分析和處理的目的。1剔除信號(hào)中的噪聲和干擾，即提高信噪比；2消除測量系統(tǒng)誤差，修正畸變的波形；3強(qiáng)化、突出有用信息，消弱信號(hào)中的無用部分；4將信號(hào)加工、處理、變換，以便更容易識(shí)別和分析信號(hào)特性，解釋被測對象所表現(xiàn)的各種物理現(xiàn)象。相關(guān)。所謂相關(guān)，是指變量之間的線性關(guān)系，對于確定性信號(hào)來說，兩個(gè)變量之間可以用函數(shù)關(guān)系來描述，兩者一一對應(yīng)并為確定的數(shù)值。 一個(gè)變量的增加可能引起另一個(gè)變量的減少，叫負(fù)相關(guān)。（正相關(guān)同理） 微分方程式中，當(dāng)nm.當(dāng)n1

4、時(shí)，稱系統(tǒng)為一階線性系統(tǒng)，當(dāng)n2時(shí)，稱系統(tǒng)為二階線性系統(tǒng)。靜態(tài)特性。測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性就是在靜態(tài)測量情況下描述實(shí)際測試裝置與理想定常線性系統(tǒng)的接近程度。靜態(tài)特性用非線性度、靈敏度、分辨率、回程誤差、飄移定量指標(biāo)研究。測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是指輸入量隨時(shí)間變化時(shí)，其輸出隨輸入而變化的關(guān)系。傳遞函數(shù)（描述測量裝置固有動(dòng)態(tài)特性）、頻率響應(yīng)函數(shù)（描述測試系統(tǒng)的特性）、脈沖響應(yīng)函數(shù)、環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)（并聯(lián)是疊加關(guān)系）、一階和二階系統(tǒng)的特性。 測試系統(tǒng)的輸入、輸出、與傳遞函數(shù)之間的關(guān)系式Y(jié)(s) =H(s)X(s).根據(jù)拉普拉斯變換的卷積特性有y(t)=x(t)*h(t)即從時(shí)域來看，系統(tǒng)的輸出就是輸入與系統(tǒng)

5、的脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積。不失真測試。在測試過程中采取相應(yīng)的技術(shù)手段，使測試系統(tǒng)的輸出信號(hào)能夠真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)出被測對象的信息。這種測試稱為不失真測試。滿足不失真測試條件；輸出y(t)=Aox(t-to)其幅頻特性和相頻特性為A()=Ao=常數(shù) （）=to 傳感器技術(shù)應(yīng)用1在工業(yè)生產(chǎn)過程的測量與控制方面的應(yīng)用2傳感器在騎車電控系統(tǒng)中的應(yīng)用3子啊現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用4在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用5在軍事方面的應(yīng)用6在家用電器方面的應(yīng)用7在科學(xué)研究方面的應(yīng)用8在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢；1新材料開發(fā)2集成化技術(shù)3多功能集成傳感器4智能化傳感器。傳感器的選用原則；1首先要仔細(xì)研究測試信號(hào)，確定測試方

6、式和初步確定傳感器類型2要分析測試環(huán)境和干擾因素，測試環(huán)境是否有磁場、電場、溫度的干擾，測試現(xiàn)場是否潮濕等。3根據(jù)測試范圍確定某種感應(yīng)器，4確定測試方法5傳感器的體積和安裝方式。電阻式傳感器1電阻應(yīng)變式傳感器（電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件是電阻應(yīng)變片）2壓阻式傳感器（金屬絲和箔式電阻應(yīng)變片的性能穩(wěn)定、精度較高）3變阻式傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理；即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著所受機(jī)械變形的變化而發(fā)生變化。（金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著機(jī)械變形（伸長或縮短）而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。）電阻應(yīng)變片分類；按敏感柵的材料不同主要分為絲式、箔式、金

7、屬膜式。按基底材料不同分為紙基和膠基。按被測量應(yīng)力場的不同，分為測量單向應(yīng)力的應(yīng)變片和測量平面應(yīng)力的應(yīng)變花。壓阻效應(yīng)；半導(dǎo)體材料收到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。變阻式傳感器原理；電阻絲的直徑和材料確定時(shí)，則電阻R隨導(dǎo)線長度變化。電感傳感器是基于電磁感應(yīng)，是將被測電量（如位移、壓力、振動(dòng)等）轉(zhuǎn)換為電感應(yīng)變化的一種結(jié)構(gòu)型傳感器。利用自感原理的有自感式傳感器（包括變磁阻式與渦流式）利用互感原理的有互感式傳感器和感應(yīng)同步器，利用壓磁效應(yīng)有壓磁式傳感器。渦流傳感器；渦流傳感器的變換原理是利用金屬導(dǎo)體在交流磁場中的渦流效應(yīng)。當(dāng)金屬板置于變化著的磁場中時(shí)，或者子啊磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在金

8、屬板上課產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，稱為渦流。渦流傳感器分為兩種；高頻反射式渦流傳感器，低頻透射式渦流傳感器。壓磁式傳感器；壓磁式傳感器是一種力-電轉(zhuǎn)換傳感器。其基本原理是利用某些磁鐵的壓磁效應(yīng)。磁鐵材料的壓磁效應(yīng)的具體內(nèi)容；1材料受到壓力時(shí)，其作用力方向磁導(dǎo)率減小，而在作用力垂直方向磁導(dǎo)率略有增大，作用力是拉力時(shí)，效果相反。2作用力取消后，磁導(dǎo)率復(fù)原3磁鐵材料的壓磁效應(yīng)還與外磁場有關(guān)。為了使磁感應(yīng)強(qiáng)度與應(yīng)力之間有單值的函數(shù)關(guān)系，必須使外磁場強(qiáng)度的數(shù)值一定。電容傳感器工作原理；平板電容器電容量C=A由式表明當(dāng)被測量、A、發(fā)生變化時(shí)都會(huì)引起電容變化，壓電傳感器是一種可逆轉(zhuǎn)換器，它即

9、可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，又可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。他的工作原理基于某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)。某些物質(zhì)，當(dāng)沿一定方向?qū)ζ浼恿Χ蛊渥冃?，在一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 壓電材料1壓電單晶體，如石英2多晶壓電陶瓷，如鈦酸鋇。磁電傳感器的基本工作原理是通過磁電作用把被測物理量的變化轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電動(dòng)勢的變化。磁電傳感器主要有磁電感應(yīng)傳感器、霍爾傳感器?；魻栃?yīng)；金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。光電傳感器通常指能敏感到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的器件。應(yīng)用這種器

10、件檢測時(shí)，是先將其物理量的變化轉(zhuǎn)化為光量的變化，再通過光電器件轉(zhuǎn)化為電量。其工作原理是利用物質(zhì)的光電效應(yīng)。光電效應(yīng)；物質(zhì)在光的作用下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)；在光線作用下，物質(zhì)內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象，稱為外光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)；受光照物體電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動(dòng)勢的效應(yīng)稱為內(nèi)光電效應(yīng)光電傳感器的工作形式按其接受狀態(tài)分為模擬式光電傳感器和脈沖式光電傳感器。光纖傳感器是用光而不是用電作為敏感信息的載體，用光纖而不是用導(dǎo)線作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)。 光纖傳感器基本形式按光纖在傳感器中的作用分為功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器。電橋；電橋是將電阻、電感、電容等參數(shù)變化轉(zhuǎn)化

11、為電壓或電流的變化輸出。 電橋按其電源性質(zhì)的不同可分為分為直流電橋（圖）和交流電橋。 直流電橋平衡條件，相對電阻的乘積相等，就是R1*R3=R2*R4，這時(shí)，電橋輸出為“零”。根據(jù)電橋工作中電阻值變化的橋臂情況可以分為半橋單臂、半橋雙臂和全橋式連接方式。調(diào)制就是是一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一個(gè)信號(hào)的控制下而發(fā)生變化的過程前一信號(hào)稱為載波，后一信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。調(diào)制可分為幅值調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。 濾潑器是一種選頻裝置，它只允許一定頻率范圍的信號(hào)通過，同時(shí)極大的衰減其他頻率成分。濾波器的這種篩選功能在測試技術(shù)中可以起到消除噪音及干擾信號(hào)的作用，在信號(hào)檢測、自動(dòng)控制、信號(hào)處理等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)濾波器的選頻作用濾波器可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、和帶阻濾波器。1低通濾波器只允許0f2間的頻率成分通過，而大于f2的頻率成分衰減為零。2高通濾波器與低通濾波器相反，它只允許f1-的頻率成分通過，而ff1的頻率成分衰減為零。3帶通濾波器只允許f1-f2之間的頻率成分通過其他頻率成分衰減為零。4帶阻濾波器與帶通濾波器相反，它將f1-f2之間的頻率成分衰減為零，其余頻率成分幾乎不受衰減的通過。 振動(dòng)傳感器選擇應(yīng)注意的問題；1直接測量參數(shù)的選擇2傳感器的頻率范圍、量程、靈敏度等指標(biāo)3使用的環(huán)境要求、價(jià)格、壽命、可靠性