象可分为两大类：第一章测量与试验技术基础1）电磁量测量的历史及其重要性是什么？（1）电量：包括电流、电压、电阻、电容、电感、阻抗、相位、频率、电功率、时间常数、功人类在自身的社会发展中创造并发展了测量学科。在远古时代，人类为进行生产活动，本能地率因素、导电率等：进行一些原始性的测量，例如对狩猎对象远近的估（2）磁量：包括磁场以及物质在磁场中的各测，为了确定季节而进行的天文观测。随着人类社种磁特性量，如：磁场强度、磁通、磁阻、磁势、会的形成和发展，生产、农业、贸易以及战争等方磁感应强度、磁导率、磁滞和涡流损耗等。2）非电量面活动的开展，较多地出现了测量活动、测量工具及简单的测量仪器，如主地量、漏壶记时、计里（1）力学量：包括应力、应变、力（拉、压数车、指南车以及逐步统一的度量衡器，随之而来力）、质量、荷重（重量）、扭矩、力矩、弯矩等：也出现一些初步的测量理论。（2）运动量：包括位移、速度、转速、加速随着人类文明时代的到来，科学技术和生产活动的度、振动、噪声、角速度、角位移等：大规模开展及一系列重大突破，催生并发展了实验（3）热工量：包括温度、流体压力、流量、科学，在这一学科的研究工作中绝对离不开较精密液位（物位）等：的测量。同时，由于测量工具、技术和理论的发展（4）状态几何量：包括颜色、透明度、磨损又反过来促进了生产和科技的发展。在一定意义上量、裂纹、缺陷、表面光洁度、形状、尺寸（长、来说，没有测量就没有科学。世界科技史上大量的宽、厚）等；科技成就都是通过实验、量测积累准确、完整的数（5）物性成分量：包括气液体化学成分、酸据，最终获得成功。而忽视实验和量测，过于相信碱度、浓度、粘度、湿度、硬度、比重等；另外还有感觉量，即依赖于人的感觉的工业检主观臆断酿成灾难也不乏其例。测量称为感觉量或称心理量。许多工业产品（尤其是什么是测量？轻纺工业品）是人们使用的对象，对其使用质量的评答：关于测量的定义有下面几种：价往往取决于人的感觉，例如：纺织品的“手感”1）测量是指按照被测对象的特点，采用某种食品和饮料的“味感”、用圆珠笔书写时的”滑感“等等，都是根据人的知识、经验和感觉功能来鉴方法、并通过某种测量系统和仪器获取被测量数值的全过程。测量工作就是以确定被测参数的数值为定的：如何采用科学的检测方法来客观地评定这些目的的一系列试验操作。感觉量，是检测技术所面临的一个难题。2）应用某种测量仪器，将被测量参数与已知对于感觉量的评价，通常采用产品的”好“与的同性质的标准量进行比较，从而确定该参数数值“不好”，这种二者择一的办法：或者依次分为几的过程，称为测量。亦即测量过程实质上是一个比个等级，例如；一等品，二等品；甲级香烟，乙较的过程。级香烟：以及用1H，2H来表示铅笔的硬度等等。选定的标准量应该是国际上或国家特定机构对物质状态进行检测（测量）的目的是什么？所指定的，其性能是足够稳定的。3）测量是借助于专用的仪器或设备，采用2答：测量的目的是未了在限定的时间内尽可能正确定的方法对被测量取得定性或定量信息的认识过地收集关于被测对象的未知信息，以便掌握被测对程。象的特性、规律或控制某个过程，对某件事情作出对被测量结果的要求：通常是要取得其大小和决策。凡需要考察事物的状态、变化和特征等，并符号：或取得一个变量与另一个变量的关系，如变要对它进行定量描述时，都离不开测量工作，化曲线、图形、图表等。有时需对测量结果进行数在工业生产过程中对物质状态进行检测的目的是：据处理与误差分析。测量过程有三要素即测量单位、测量方法、测1）定量确定被测参数的量值，如重量、温度等：量工具（仪器）。（需要一定精度等级的测量仪器）2）定性了解被测对象的某个状态，如管道是否在生产过程中需要测量和控制的电磁量有哪漏气、零件是否有缺陷等：些？非电量有哪些？3）检测被测对象的某一参数，控制它在一定的根据被测对象和测量参数性质的不同，测量对范围内，但不必测出它的具体数值，如室温控制
第一章 测量与试验技术基础 测量的历史及其重要性是什么？ 人类在自身的社会发展中创造并发展了测量 学科。在远古时代，人类为进行生产活动，本能地 进行一些原始性的测量，例如对狩猎对象远近的估 测，为了确定季节而进行的天文观测。随着人类社 会的形成和发展，生产、农业、贸易以及战争等方 面活动的开展，较多地出现了测量活动、测量工具 及简单的测量仪器，如土地丈量、漏壶记时、计里 数车、指南车以及逐步统一的度量衡器，随之而来 也出现一些初步的测量理论。 随着人类文明时代的到来，科学技术和生产活动的 大规模开展及一系列重大突破，催生并发展了实验 科学，在这一学科的研究工作中绝对离不开较精密 的测量。同时，由于测量工具、技术和理论的发展 又反过来促进了生产和科技的发展。在一定意义上 来说，没有测量就没有科学。世界科技史上大量的 科技成就都是通过实验、量测积累准确、完整的数 据，最终获得成功。而忽视实验和量测，过于相信 主观臆断酿成灾难也不乏其例。 什么是测量？ 答：关于测量的定义有下面几种： 1）测量是指按照被测对象的特点，采用某种 方法、并通过某种测量系统和仪器获取被测量数值 的全过程。测量工作就是以确定被测参数的数值为 目的的一系列试验操作。 2）应用某种测量仪器，将被测量参数与已知 的同性质的标准量进行比较，从而确定该参数数值 的过程，称为测量。亦即测量过程实质上是一个比 较的过程。 选定的标准量应该是国际上或国家特定机构 所指定的，其性能是足够稳定的。 3）测量是借助于专用的仪器或设备，采用一 定的方法对被测量取得定性或定量信息的认识过 程。 对被测量结果的要求：通常是要取得其大小和 符号；或取得一个变量与另一个变量的关系，如变 化曲线、图形、图表等。有时需对测量结果进行数 据处理与误差分析。 测量过程有三要素即测量单位、测量方法、测 量工具（仪器）。 在生产过程中需要测量和控制的电磁量有哪 些？非电量有哪些？ 根据被测对象和测量参数性质的不同，测量对 象可分为两大类： 1）电磁量 （1）电量：包括电流、电压、电阻、电容、 电感、阻抗、相位、频率、电功率、时间常数、功 率因素、导电率等； （2）磁量：包括磁场以及物质在磁场中的各 种磁特性量，如：磁场强度、磁通、磁阻、磁势、 磁感应强度、磁导率、磁滞和涡流损耗等。 2）非电量 （1）力学量：包括应力、应变、力（拉、压 力）、质量、荷重（重量）、扭矩、力矩、弯矩等； （2）运动量：包括位移、速度、转速、加速 度、振动、噪声、角速度、角位移等； （3）热工量：包括温度、流体压力、流量、 液位（物位）等； （4）状态几何量：包括颜色、透明度、磨损 量、裂纹、缺陷、表面光洁度、形状、尺寸（长、 宽、厚）等； （5）物性成分量：包括气液体化学成分、酸 碱度、浓度、粘度、湿度、硬度、比重等； 另外还有感觉量，即依赖于人的感觉的工业检 测量称为感觉量或称心理量。许多工业产品(尤其是 轻纺工业品)是人们使用的对象，对其使用质量的评 价往往取决于人的感觉．例如：纺织品的“手感”、 食品和饮料的“味感”、用圆珠笔书写时的”滑感 “等等，都是根据人的知识、经验和感觉功能来鉴 定的．如何采用科学的检测方法来客观地评定这些 感觉量，是检测技术所面临的一个难题。 对于感觉量的评价．通常采用产品的”好“与 “不好”，这种二者择一的办法；或者依次分为几 个等级，例如；一等品．二等品； 甲级香烟，乙 级香烟；以及用 1 H， 2H 来表示铅笔的硬度等等。 对物质状态进行检测（测量）的目的是什么？ 答：测量的目的是未了在限定的时间内尽可能正确 地收集关于被测对象的未知信息，以便掌握被测对 象的特性、规律或控制某个过程，对某件事情作出 决策。凡需要考察事物的状态、变化和特征等，并 要对它进行定量描述时，都离不开测量工作。 在工业生产过程中对物质状态进行检测的目 的是： 1）定量确定被测参数的量值，如重量、温度等； （需要一定精度等级的测量仪器） 2）定性了解被测对象的某个状态，如管道是否 漏气、零件是否有缺陷等； 3）检测被测对象的某一参数，控制它在一定的 范围内，但不必测出它的具体数值，如室温控制
工业生产过程中检测的目的是什么？在机械工程领域中对机械参数进行测试的目的是什么？答：工业检测的主要目的可归纳为以下几个方面：1）控制生产过程的运行答：1）零部件性能试验研究：工业生产过程是将原材料投入生产设备，加以2）产品的质量检验；必要的动力、热能或人力，通过各种物理的、化学3）生产过程监测；的操作来产出合格的产品的过程。为了保证产品的4）生产过程控制；质量，提高产量，降低消耗和防止生产事故的发生，5）机器故障诊断；就必须严格执行科学的工艺规程，控制生产过程中6）生产安全保护等。的运行条件。例如，在制浆造纸生产过程中，要控制纸浆的流量、浓度等参数：在发酵工业生产中，测量的方法与种类有哪些？要控制温度，压力、pH值和溶解氧的浓度等一系答：有下面几种分类方法：列参数：在应用饱和热汽作为二次能源的生产过程1）按是否获取被测量数值大小，划分为：中，由于锅炉汽包的水位是安全生产的重要因素，（1）定性测量因此必须严格控制水位的高低。是指通过测量大致判断出被测量存在与否，或我们知道，工业生产过程的运行状态最佳化需者在某一个数量范围内。要反馈控制，但是如果生产过程中的信息不能检测如管道是否漏气，产品是否有缺陷。出，那么也就无法实现反馈控制。由此可见，检测（2）定量测量是实现生产过程自动控制的重要手段和条件。是指用一定精度等级的测量仪器确定出被测2）检定产品质量量比较精确的数值大小。为了使产品质量达到预定的要求，必须进行严如管道温度、压力测量。格的检定。例如，在造纸工业中，水分、定量、厚2）按获得被测量结果的过程，划分为：度、透气度、机械特性、光学特性和电学绝缘特性（1）直接测量等，都属于纸页和纸板的质量指标。至于检定哪个通过测量仪器，将被测量直接与同一性质的标质量指标，则视产品的用途和品种而定。例如，厚准量相比较：或用事先经过标准量校正的测量仪器度的稳定对于打字纸等特殊用途的纸页来说具有（已刻好度数）进行测量，从而直接求得被测量参数的数值。重要意义，而透气度则是包装纸的主要特性之一，如用尺子测量长度；使用水银温度计测量房间对于电容器纸则必须检定其电气绝缘特性。3）成本计量温度：用电流表、电压表测量电流、电压：用电桥企业生产为了加强经济管理、提高经济效益，测量电阻；用弹簧称测量荷重等。必须对生产过程中所消耗的原材料和能源以及所（2）间接测量生产出的半成品和成品的数量进行准确的计量，以如果被测量不便于直接测定或直接测量很复便为进行成本核算提供科学的依据。杂、很困难，那么可通过直接测量与被测量有确定4）公害与污染监测函数关系的另一个或几个量，然后通过求解函数关为了确保人民身体健康和保护生态系统，工业系来确定被测量参数数值。生产部门必须对生产过程中所产生的废水、废气、如测量导体的电阻系数p，可先测出导体的电烟尘、废渣和噪声等公害进行监测，以便有的放失阻R、长度L和截面积S，然后通过计算公式地采取必要的防治措施，使各类公害和污染控制在SP=R求得p。L法定的排放标准以内。5）科研与试验检测又如用伏安法测量电阻R：先测量电阻两端的为了研究新工艺，开发新产品和改进产品的设U电压U和流过的电流I，然后通过计算公式R=I计，必须借助于各种检测手段，获取实验结果和有效的经验数据。例如，在研制一个新品种的自行车求得R。（3）组合测量时，利用各种测试设备，可以在一周内，获得相当于自行车骑行一年的磨损和破坏数据，为决定是否测量中被测量有多个，先直接测量与被测量有一定函数关系的某些量，然后联立求解这些函数关投入批量生产提供了依据，也大大地缩短了研制周期。系式，以此确定被测量的大小。例如测量铂电阻的电阻温度系数α和β：因为
工业生产过程中检测的目的是什么？ 答：工业检测的主要目的可归纳为以下几个方面： 1）控制生产过程的运行 工业生产过程是将原材料投入生产设备，加以 必要的动力、热能或人力，通过各种物理的、化学 的操作来产出合格的产品的过程。为了保证产品的 质量，提高产量，降低消耗和防止生产事故的发生， 就必须严格执行科学的工艺规程，控制生产过程中 的运行条件。例如，在制浆造纸生产过程中，要控 制纸浆的流量、浓度等参数；在发酵工业生产中， 要控制温度，压力、pH 值和溶解氧的浓度等一系 列参数；在应用饱和热汽作为二次能源的生产过程 中，由于锅炉汽包的水位是安全生产的重要因素， 因此必须严格控制水位的高低。 我们知道，工业生产过程的运行状态最佳化需 要反馈控制，但是如果生产过程中的信息不能检测 出，那么也就无法实现反馈控制。由此可见，检测 是实现生产过程自动控制的重要手段和条件。 2）检定产品质量 为了使产品质量达到预定的要求，必须进行严 格的检定。例如，在造纸工业中，水分、定量、厚 度、透气度、机械特性、光学特性和电学绝缘特性 等，都属于纸页和纸板的质量指标。至于检定哪个 质量指标，则视产品的用途和品种而定。例如，厚 度的稳定对于打字纸等特殊用途的纸页来说具有 重要意义，而透气度则是包装纸的主要特性之一， 对于电容器纸则必须检定其电气绝缘特性。 3）成本计量 企业生产为了加强经济管理、提高经济效益， 必须对生产过程中所消耗的原材料和能源以及所 生产出的半成品和成品的数量进行准确的计量，以 便为进行成本核算提供科学的依据。 4）公害与污染监测 为了确保人民身体健康和保护生态系统，工业 生产部门必须对生产过程中所产生的废水、废气、 烟尘、废渣和噪声等公害进行监测，以便有的放矢 地采取必要的防治措施，使各类公害和污染控制在 法定的排放标准以内。 5）科研与试验检测 为了研究新工艺，开发新产品和改进产品的设 计，必须借助于各种检测手段，获取实验结果和有 效的经验数据。例如，在研制一个新品种的自行车 时，利用各种测试设备，可以在一周内，获得相当 于自行车骑行一年的磨损和破坏数据，为决定是否 投入批量生产提供了依据，也大大地缩短了研制周 期。 在机械工程领域中对机械参数进行测试的目 的是什么？ 答：1）零部件性能试验研究； 2）产品的质量检验； 3）生产过程监测； 4）生产过程控制； 5）机器故障诊断； 6）生产安全保护等。 测量的方法与种类有哪些？ 答：有下面几种分类方法： 1）按是否获取被测量数值大小，划分为： （1）定性测量 是指通过测量大致判断出被测量存在与否，或 者在某一个数量范围内。 如管道是否漏气，产品是否有缺陷。 （2）定量测量 是指用一定精度等级的测量仪器确定出被测 量比较精确的数值大小。 如管道温度、压力测量。 2）按获得被测量结果的过程，划分为： （1）直接测量 通过测量仪器，将被测量直接与同一性质的标 准量相比较；或用事先经过标准量校正的测量仪器 （已刻好度数）进行测量，从而直接求得被测量参 数的数值。 如用尺子测量长度；使用水银温度计测量房间 温度；用电流表、电压表测量电流、电压；用电桥 测量电阻；用弹簧称测量荷重等。 （2）间接测量 如果被测量不便于直接测定或直接测量很复 杂、很困难，那么可通过直接测量与被测量有确定 函数关系的另一个或几个量，然后通过求解函数关 系来确定被测量参数数值。 如测量导体的电阻系数ρ，可先测出导体的电 阻 R、长度 L 和截面积 S，然后通过计算公式 L S = R 求得 ρ。 又如用伏安法测量电阻 R：先测量电阻两端的 电压 U 和流过的电流 I，然后通过计算公式 I U R = 求得 R。 （3）组合测量 测量中被测量有多个，先直接测量与被测量有 一定函数关系的某些量，然后联立求解这些函数关 系式，以此确定被测量的大小。 例如测量铂电阻的电阻温度系数α和β：因为
铂电阻在不同温度t下的电阻值R.为：如测量温度采用水银温度计，测量荷重采用弹簧称，测量转速采用机械式离心表，测量偏心（位R, = R20|1 +α(t-20)+ β(t-20)移）采用千分表等。所以，为求数值的大小，应在20℃、ti和t2三（2）电测量法个温度下分别测出R20、RalR2，然后联立求解下被测对象有电量和非电量两种，采用的仪表均列方程组，即可求得温度系数α和β：为电工电子仪表，因此电测量法分为两种情况：若采用电工电子仪表对电量进行测量，则称为R, = R2o ·[I +α(t-20)+ β(t -20)]电气测量法。如用电压表测量电压，电流表测量电流，用电LR, = R20 [1 + α(tz - 20)+ β(tz -20)]桥测量电阻等。若采用电工电子仪表对非电量进行，则称为非3）按仪表产生（读取）测量数值的方法，划分为：电量电测法。（1）直读法（偏位法）如用热电偶测量温度，用电子称测量荷重，用根据仪表指示偏离零位的大小或显示的数值直接读取被测量的数值。光电传感器测量转速，用涡流传感器测量偏心（位如用电压表、电流表（模拟式、数字式）测量移）等。电压、电流：用直尺测量长度：用水银温度计测量5）按被测量是否随时间变化，划分为：温度等：（1）静态测量：测量那些不随时间变化或变另外，使用记录仪表记录被测量的大小或变化化很缓慢(准静态)的物理量。如测量恒温下物体的规律也可归入偏位法，如用电子示波器记录电压波尺寸、质量等。形，用光线示波器记录动态压力曲线等。（2）动态测量：测量那些随时间迅速变化的（2）比较法物理量。如测量机床的振动，发动机的噪声等。根据比较的方式不同，比较法又分为三种：6）按测量条件是否发生变化，划分为：a、零值法（零位法）（1）等精度测量：在同一条件下所进行的一用已知的、可调的标准量A与被测量x进行比系列重复测量称为等精度测量。较，通过调节A使指示仪表指零，以此求得被测量：（2）不等精度测量：在多次测量中，如对测X=A。量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不例如：用天平测量物体质量：用电桥测量电阻变称为不等精度测量。等。对非电量采用非电测量法有哪些局限性？b、差值法通过测量已知量A与被测量x的差值a，然后答：对非电量的测量采用机械、液压、光学等非电通过简单计算求得被测量：x=A+α。测量法应用非常广泛，但随着生产技术、社会的发例如用电位差计测电势：已知E，用电位差计展，在很多场合显示出一定的局限性，甚至有时无法采用。测出E与E的差值8，则：E=E。+这些局限性是：c、替代法1）准确度、灵敏度低，反应速度慢，测量范用已知的标准量A代替被测量x，且通过改变围窄：标准量A使仪器的指示值恢复到原来状态：因此：2）无法进行动态，尤其是瞬态测量；3）无法实现运距离、集中测量；X=A。4）测量信号（数据）无法自动保存，无法实如：用标准电阻箱和比较仪器测量电阻。使用比较法进行测量时，由于标准量具直接参现自动化测量：与，所以比直读法有更高的准确度。但比较法对测5）对环境的适应性差，如在高温、腐蚀性、量仪器和测量条件要求较高，操作比较麻烦，故通有毒环境下无法进行测量。常在准确度要求较高时采用。测量系统中常见信号类型有哪些？4）按被测对象的性质及采用的仪表类型，划分为：（1）非电测量法答：作用于测量装置输入端的被测信号，通常要转被测对象是非电量，采用的仪器仪表为机械换成以下几种便于传输和显示的信号：式、液压式、光学式（即非电仪表）等。1）位移信号
铂电阻在不同温度 t 下的电阻值 Rt 为： ( ) ( ) 2 Rt = R20 1+ t − 20 + t − 20 所以，为求数值的大小，应在 20℃、t1 和 t2 三 个温度下分别测出 R20、Rt1、Rt2，然后联立求解下 列方程组，即可求得温度系数α和β： ( ) ( ) 2 20 1 1 20 1 20 1 Rt = R • + t − + t − ( ) ( ) 2 20 1 2 20 2 20 2 Rt = R • + t − + t − 3）按仪表产生（读取）测量数值的方法，划分为： （1）直读法（偏位法） 根据仪表指示偏离零位的大小或显示的数值 直接读取被测量的数值。 如用电压表、电流表（模拟式、数字式）测量 电压、电流；用直尺测量长度；用水银温度计测量 温度等； 另外，使用记录仪表记录被测量的大小或变化 规律也可归入偏位法，如用电子示波器记录电压波 形，用光线示波器记录动态压力曲线等。 （2）比较法 根据比较的方式不同，比较法又分为三种： a、零值法（零位法） 用已知的、可调的标准量 A 与被测量 x 进行比 较，通过调节 A 使指示仪表指零，以此求得被测量： x=A。 例如：用天平测量物体质量；用电桥测量电阻 等。 b、差值法 通过测量已知量 A 与被测量 x 的差值α，然后 通过简单计算求得被测量：x=A+α。 例如用电位差计测电势：已知 E0，用电位差计 测出 Ex 与 E0 的差值δ，则： Ex = E0 + c、替代法 用已知的标准量 A 代替被测量 x，且通过改变 标准量 A 使仪器的指示值恢复到原来状态，因此： x=A。 如：用标准电阻箱和比较仪器测量电阻。 使用比较法进行测量时，由于标准量具直接参 与，所以比直读法有更高的准确度。但比较法对测 量仪器和测量条件要求较高，操作比较麻烦，故通 常在准确度要求较高时采用。 4）按被测对象的性质及采用的仪表类型，划分为： （1）非电测量法 被测对象是非电量，采用的仪器仪表为机械 式、液压式、光学式（即非电仪表）等。 如测量温度采用水银温度计，测量荷重采用弹 簧称，测量转速采用机械式离心表，测量偏心（位 移）采用千分表等。 （2）电测量法 被测对象有电量和非电量两种，采用的仪表均 为电工电子仪表，因此电测量法分为两种情况： 若采用电工电子仪表对电量进行测量，则称为 电气测量法。 如用电压表测量电压，电流表测量电流，用电 桥测量电阻等。 若采用电工电子仪表对非电量进行，则称为非 电量电测法。 如用热电偶测量温度，用电子称测量荷重，用 光电传感器测量转速，用涡流传感器测量偏心（位 移）等。 5）按被测量是否随时间变化，划分为： （1）静态测量：测量那些不随时间变化或变 化很缓慢(准静态)的物理量。如测量恒温下物体的 尺寸、质量等。 （2）动态测量：测量那些随时间迅速变化的 物理量。如测量机床的振动，发动机的噪声等。 6）按测量条件是否发生变化，划分为： （1）等精度测量：在同—条件下所进行的一 系列重复测量称为等精度测量。 （2）不等精度测量：在多次测量中，如对测 量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不 变称为不等精度测量。 对非电量采用非电测量法有哪些局限性？ 答：对非电量的测量采用机械、液压、光学等非电 测量法应用非常广泛，但随着生产技术、社会的发 展，在很多场合显示出一定的局限性，甚至有时无 法采用。 这些局限性是： 1）准确度、灵敏度低，反应速度慢，测量范 围窄； 2）无法进行动态，尤其是瞬态测量； 3）无法实现运距离、集中测量； 4）测量信号（数据）无法自动保存，无法实 现自动化测量； 5）对环境的适应性差，如在高温、腐蚀性、 有毒环境下无法进行测量。 测量系统中常见信号类型有哪些？ 答：作用于测量装置输入端的被测信号，通常要转 换成以下几种便于传输和显示的信号： 1）位移信号
位移信号包括：直线位移和角位移两种形式展的时代，也就是从客观事物发展过程的观测中去它属于一种机械信号。揭露其本质，尤其是近代动态过程实验研究的大规在测量力、压力、重量、振动等物理量时，通模开展都促进了动态测试学科的发展，并与之不断相互推动。常都首先要把它们转换成位移量，然后再做进一步处理。例如，当被测参数是力或压力时，可以通过2）在工业上，动态运行下的工业结构的响应适当的弹性元件转换成位移。在测量系统中，位移与内应力远非静态工作状态所能比拟，疲劳破坏很信号可利用杠杆、齿轮副等机构进行机械放大和传容易达到。过去以静态计算为主要依据的设计，或送，也可以利用一定的元件变换为气压信号（如喷嘴适当加以动态校核，补救的方法已远不能满足近代挡板机构)，或者转换为电信号(如变极距型电容传化工业发展的需要，甚至出现愈加固愈糟糕的情感器)。况，这就要求加强结构系统的动态研究，以指导设2）压力信号计，实验研究工作。压力信号包气压信号和液压信号，工业检测3）现代化工业流程及设备的大型化、连续化、中主要应用气压信号。自动化及高速化的发展要求对工业生产过程作运在气动检测系统中，以净化的恒压空气作为能行中的连续监测，以便作动态控制：以保证处于最源，气动传感器（变送器）将被测参数转换为与之相佳状态运行，并能诊断设备的潜在故障，防止其恶化导致严重事故。应的气压信号。在测量系统中，气压信号可以通过气动功率放大器放大，也可通过气动计算单元进行4）许多静态测量逐步转化为动态测试。例如加，减、乘、除、开方、乘方等数学运算，还可输路轨宽度、高差的测量，高精度圆度的测量等，过送给显示单元进行指示、记录、报警，或用于自动去均属静态测量范畸，但近代采用运动连续电测方调节。采用气一电转换器，可将气压信号转换成电法，可精确、快速地测出大量所需数据。但是采用信号。动态连续测量后就必须面对动态测试中所存在的3）电气信号切特殊问题。-常用的电气信号有电压信号、电流信号、阻抗5）工业产品检验指标的扩展。现代大量工业信号和频率信号等。产品不但有静态技术指标，而且为满足需要还有不电气信号可以远距离传递，便于和电子计算机少动态技术指标，这样就需配备以相应的动态测试联结，易于实现检测自动化，而且响应速度快。因手段和技术队伍，以及权威性的标准。6）传统学科以及新兴学科诸如数学、物理学、此，将被测的非电参数转换成电信号进行测量，在检测技术中应用越来越广，并已逐渐形成一个重要电子学、控制工程、力学、机械学、材料学、计算的分支一一非电量电测技术。将被测参数的变化直机科学以至于信息论、生物科学等基础科学及应用接或间接地转换成电信号的传感器，近年来发展很科学的发展为动态测试的出现与发展提供了必要快。的理论，技术手段以至新工艺，新材料，促使动态4）光信号测试迅速发展。光信号包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射由于动态测试的发展，给传统的测量学科带来了一系列的观念，方法和技术等方面的更新。条纹信号、莫尔条纹信号等等。随着激光、光导纤维和计量光栅等新兴技术的首先是观念上的变化。虽然作为测量学科的任发展，光学检测技术也得到了很大的发展，特别是务都是以测量系统的输出去估价被测物理量，即测在高精度。非接触测量方面，占有十分重要的地位。量系统的输入。从信息论的观点上来说即是此点复利用各种光学元件构成的光学系统可将光信号进现彼点的信息。但在静态与动态测量中所面对的物行传递，放大和处理。在非电量电测技术中，利用理量性质是不同的。在静击测量中，测量系统的输光电元件可以将光信号转换成电信号。入与输出是数值上的对应关系：而在动态测试中，光信号和电气信号的形式，既可以是连续的，则是输入与输出信号上的对应关系，因为动态测试又可以是断续(脉冲式)的。是测量物理量随时间变化的过程，是所谓的信号。由于这种基本差别的存在，所以对两种测量的有效动态测试发展的原因与带来的变化是什么？性，优劣性的评价就很不相同了。例如静态测量中答：动态测试之所以有较迅建的发展，其主要原因对数值误差上的分析很重视，而在动态调试中则以是：信号的不失复现分析作为基础。这样，对用于静态1）在科学研究领域内人类已进入研究过程发和动态测量的系统的要求也就有了本质上的差别
位移信号包括：直线位移和角位移两种形式， 它属于一种机械信号。 在测量力、压力、重量、振动等物理量时，通 常都首先要把它们转换成位移量，然后再做进一步 处理。例如，当被测参数是力或压力时，可以通过 适当的弹性元件转换成位移。在测量系统中，位移 信号可利用杠杆、齿轮副等机构进行机械放大和传 送，也可以利用—定的元件变换为气压信号(如喷嘴 挡板机构)，或者转换为电信号(如变极距型电容传 感器)。 2）压力信号 压力信号包括气压信号和液压信号，工业检测 中主要应用气压信号。 在气动检测系统中，以净化的恒压空气作为能 源，气动传感器(变送器)将被测参数转换为与之相 应的气压信号。在测量系统中，气压信号可以通过 气动功率放大器放大，也可通过气动计算单元进行 加，减、乘、除、开方、乘方等数学运算，还可输 送给显示单元进行指示、记录、报警，或用于自动 调节。采用气—电转换器，可将气压信号转换成电 信号。 3）电气信号 常用的电气信号有电压信号、电流信号、阻抗 信号和频率信号等。 电气信号可以远距离传递，便于和电子计算机 联结，易于实现检测自动化，而且响应速度快。因 此，将被测的非电参数转换成电信号进行测量，在 检测技术中应用越来越广，并已逐渐形成一个重要 的分支——非电量电测技术。将被测参数的变化直 接或间接地转换成电信号的传感器，近年来发展很 快。 4）光信号 光信号包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射 条纹信号、莫尔条纹信号等等。 随着激光、光导纤维和计量光栅等新兴技术的 发展，光学检测技术也得到了很大的发展，特别是 在高精度。非接触测量方面，占有十分重要的地位。 利用各种光学元件构成的光学系统可将光信号进 行传递，放大和处理。在非电量电测技术中，利用 光电元件可以将光信号转换成电信号。 光信号和电气信号的形式，既可以是连续的， 又可以是断续(脉冲式)的。 动态测试发展的原因与带来的变化是什么？ 答：动态测试之所以有较迅建的发展，其主要原因 是： 1）在科学研究领域内人类巳进入研究过程发 展的时代，也就是从客观事物发展过程的观测中去 揭露其本质，尤其是近代动态过程实验研究的大规 模开展都促进了动态测试学科的发展，并与之不断 相互推动。 2）在工业上，动态运行下的工业结构的响应 与内应力远非静态工作状态所能比拟，疲劳破坏很 容易达到。过去以静态计算为主要依据的设计，或 适当加以动态校核，补救的方法已远不能满足近代 化工业发展的需要，甚至出现愈加固愈糟糕的情 况，这就要求加强结构系统的动态研究，以指导设 计，实验研究工作。 3）现代化工业流程及设备的大型化、连续化、 自动化及高速化的发展要求对工业生产过程作运 行中的连续监测，以便作动态控制，以保证处于最 佳状态运行，并能诊断设备的潜在故障，防止其恶 化导致严重事故。 4）许多静态测量逐步转化为动态测试。例如 路轨宽度、高差的测量，高精度圆度的测量等，过 去均属静态测量范畸，但近代采用运动连续电测方 法，可精确、快速地测出大量所需数据。但是采用 动态连续测量后就必须面对动态测试中所存在的 一切特殊问题。 5）工业产品检验指标的扩展。现代大量工业 产品不但有静态技术指标，而且为满足需要还有不 少动态技术指标，这样就需配备以相应的动态测试 手段和技术队伍，以及权威性的标准。 6）传统学科以及新兴学科诸如数学、物理学、 电子学、控制工程、力学、机械学、材料学、计算 机科学以至于信息论、生物科学等基础科学及应用 科学的发展为动态测试的出现与发展提供了必要 的理论，技术手段以至新工艺，新材料，促使动态 测试迅速发展。 由于动态测试的发展，给传统的测量学科带来 了一系列的观念，方法和技术等方面的更新。 首先是观念上的变化。虽然作为测量学科的任 务都是以测量系统的输出去估价被测物理量，即测 量系统的输入。从信息论的观点上来说即是此点复 现彼点的信息。但在静态与动态测量中所面对的物 理量性质是不同的。在静击测量中，测量系统的输 入与输出是数值上的对应关系；而在动态测试中， 则是输入与输出信号上的对应关系，因为动态测试 是测量物理量随时间变化的过程，是所谓的信号。 由于这种基本差别的存在，所以对两种测量的有效 性，优劣性的评价就很不相同了。例如静态测量中 对数值误差上的分析很重视，而在动态调试中则以 信号的不失复现分析作为基础。这样，对用于静态 和动态测量的系统的要求也就有了本质上的差别
动态测试重点研究的是测试系统的动态响应，信号究事物的本质及内在规律、相互关系和影响逐步有的不失传递、噪声的耦合和消除等等与信号有关的所认识，最后才能得到可靠有用的结论。一系列问题。在技术手段方面，动态测试需解决的是信号的试验的种类有哪些？获取，信号的加工，信号的处理与分析以及信号的1）根据测试项目的不同，分为：记录等等一系列信号必要的流程所依存的系统和（1）性能试验环节，包括硬件和软件以及他们组合的系统。它的目的是为了测出机器的工作质量、生产率、功率消耗等性能参数。如测定谷物联合收获机测量学科的发展特点是什么？的谷粒损失率、破碎率；发动机的功率消耗、耗油率等。近代科学和工业化的发展，使测量学科向以下几个方面发展：（2）结构试验1）测量对象的多样性与测量领域的广泛性它的目的是为了测定机器零部件的强度、使用测量对象由简单的几何量扩展为力学量、运动耐久性等。如测量传动轴的传递钮矩、刀具的抗弯量、物性成分量以及感觉量；测量领域由农业、工强度等。业、国防扩展到交通、环保、生物、家电等领域2）根据试验条件的不同，分为：可以说任何领域都离不开测量工作。（1）室内试验2）新技术的不断应用它是在人工控制的室内条件下对机器整机或电子技术的广泛应用使测量技术在五十年代部件进行的性能或结构试验。发生了一次革命性变化（“电测法”开始应用）：随该方法的优点是不受自然条件的限制，可连续着计算机在测量中的应用，使测量技术发生了又一进行试验以缩短试验时间：在可控的条件下容易实次新的飞跃（计算机辅助测试技术、自动测量技术、现“单因子”试验，因而便于进行精确的测量和研智能化测量技术）。目前激光技术、半导体技术、究：便于接近和观察受试的对象；便于反复再现试光导纤维、通信技术以及近代物理、数理统计、控验的控制程序和控制量。不过，室内模拟室外工作制论、信息论等都广泛应用于测量技术。条件有一定困难，因而这类试验有一定局限性，一3）静态测量向动态测量的发展般具有科学研究的性质。静态测量在20世纪前占主导地位，但是动态室内试验最典型的代表是台架（试验台）试验：测试，自进入20世纪以来发展愈来愈快。在本如试验链条、三角皮带等零件耐久性试验台：发动世纪六十年代动态测试的比重已超过50%优势，现机性能试验台等。试验中广泛应用计算机控制，随已占了很大的优势。机负荷加载以及数据采集、记录、分析处理系统。4）手工测量向自动测量的发展。（2）室外试验随着电子技术、计算机技术的发展，手工测量它是在多变的、不可控制的室外条件下对整台逐渐被自动测量所取代。机器进行性能和结构试验。5）测量方法由非电测量法向电测法发展。试验环境一般都要经过选择，使其具有典型性或代表性。室外试验一般采用自车法和遥测法。自什么是试验？什么是实验？车法是将全部试验仪器设备直接配置在被测机器答：为了观察某事的结果或某物的性能而从事的某上进行室外试验的方法，该方法机动性和工作效率项活动称为试验。高：遥测法是利用流动遥测接收站（遥测车），可实验是指为了检验某种科学理论或假设而进在数公里的范围内同时接收多达数十个通道的电行的某种操作或从事的某种活动。测模拟信号：配备磁带记录器和实时计算机系统一般来说，实验的结果是已知的，试验的结果可在室外进行试验数据的处理和分析，能立即获得是未知的。测试结果。3）根据试验目的的不同，分为：试验的意义是什么？（1）质量检查试验答：试验是开展科学研究工作必不可少的手段。一对目前生产的机器产品定期进行质量检查试项科学研究往往需要通过多次反复的试验工作才验，以鉴定产品质量的稳定性，及时检查出产品存能获得足够数量的数据和信息，在对这些实验数据在的问题。和信息进行科学处理和分析研究之后，才能对所研（2）新产品定型试验（鉴定试验）
动态测试重点研究的是测试系统的动态响应，信号 的不失传递、噪声的耦合和消除等等与信号有关的 一系列问题。 在技术手段方面，动态测试需解决的是信号的 获取，信号的加工，信号的处理与分析以及信号的 记录等等一系列信号必要的流程所依存的系统和 环节，包括硬件和软件以及他们组合的系统。 测量学科的发展特点是什么？ 近代科学和工业化的发展，使测量学科向以下 几个方面发展： 1）测量对象的多样性与测量领域的广泛性 测量对象由简单的几何量扩展为力学量、运动 量、物性成分量以及感觉量；测量领域由农业、工 业、国防扩展到交通、环保、生物、家电等领域， 可以说任何领域 都离不开测量工作。 2）新技术的不断应用 电子技术的广泛应用使测量技术在五十年代 发生了一次革命性变化（“电测法”开始应用）；随 着计算机在测量中的应用，使测量技术发生了又一 次新的飞跃（计算机辅助测试技术、自动测量技术、 智能化测量技术）。目前激光技术、半导体技术、 光导纤维、通信技术以及近代物理、数理统计、控 制论、信息论等都广泛应用于测量技术。 3）静态测量向动态测量的发展 静态测量在 20 世纪前占主导地位，但是动态 测试，自进入 20 世纪以来发展愈来愈快。 在本 世纪六十年代动态测试的比重已超过 50%优势，现 已占了很大的优势。 4）手工测量向自动测量的发展。 随着电子技术、计算机技术的发展，手工测量 逐渐被自动测量所取代。 5）测量方法由非电测量法向电测法发展。 什么是试验？什么是实验？ 答：为了观察某事的结果或某物的性能而从事的某 项活动称为试验。 实验是指为了检验某种科学理论或假设而进 行的某种操作或从事的某种活动。 一般来说，实验的结果是已知的，试验的结果 是未知的。 试验的意义是什么？ 答：试验是开展科学研究工作必不可少的手段。一 项科学研究往往需要通过多次反复的试验工作才 能获得足够数量的数据和信息，在对这些实验数据 和信息进行科学处理和分析研究之后，才能对所研 究事物的本质及内在规律、相互关系和影响逐步有 所认识，最后才能得到可靠有用的结论。 试验的种类有哪些？ 1）根据测试项目的不同，分为： （1）性能试验 它的目的是为了测出机器的工作质量、生产 率、功率消耗等性能参数。如测定谷物联合收获机 的谷粒损失率、破碎率；发动机的功率消耗、耗油 率等。 （2）结构试验 它的目的是为了测定机器零部件的强度、使用 耐久性等。如测量传动轴的传递钮矩、刀具的抗弯 强度等。 2）根据试验条件的不同，分为： （1）室内试验 它是在人工控制的室内条件下对机器整机或 部件进行的性能或结构试验。 该方法的优点是不受自然条件的限制，可连续 进行试验以缩短试验时间；在可控的条件下容易实 现“单因子”试验，因而便于进行精确的测量和研 究；便于接近和观察受试的对象；便于反复再现试 验的控制程序和控制量。不过，室内模拟室外工作 条件有一定困难，因而这类试验有一定局限性，一 般具有科学研究的性质。 室内试验最典型的代表是台架（试验台）试验： 如试验链条、三角皮带等零件耐久性试验台；发动 机性能试验台等。试验中广泛应用计算机控制，随 机负荷加载以及数据采集、记录、分析处理系统。 （2）室外试验 它是在多变的、不可控制的室外条件下对整台 机器进行性能和结构试验。 试验环境一般都要经过选择，使其具有典型性 或代表性。室外试验一般采用自车法和遥测法。自 车法是将全部试验仪器设备直接配置在被测机器 上进行室外试验的方法，该方法机动性和工作效率 高；遥测法是利用流动遥测接收站（遥测车），可 在数公里的范围内同时接收多达数十个通道的电 测模拟信号，配备磁带记录器和实时计算机系统， 可在室外进行试验数据的处理和分析，能立即获得 测试结果。 3）根据试验目的的不同，分为： （1）质量检查试验 对目前生产的机器产品定期进行质量检查试 验，以鉴定产品质量的稳定性，及时检查出产品存 在的问题。 （2）新产品定型试验（鉴定试验）