第一篇 工程测试技术基础
第1章 测试的基础知识
学习要点：
1.掌握测试的基本概念
2.了解测量误差及其不确定度概念 3.了解测量数据处理的基本方法
一、测试的基本概念
现代测试技术的一个明显特点是采用电测法，即电测非电量。采用电测法，首先要将输入物理量转换成电量，然后再进行必要的调节、转换和运算，最后以适当的形式输出。
一个完整的测试系统通常包括以下几个部分：传感器、信号调理及分析与处理电路、显示和记录仪器等。 被测对象 激励装置
图1.1.1 测试系统组成框图
在测试系统中，传感器直接作用于被测量，并按照一定的规律将被测量转换成电信号；然后利用信号调理环节把电信号转换成适合进一步传输和处理的形式；信号分析处理环节接受来自调理环节的信号，并进行各种运算、分析；信号显示记录环节是测试系统的输出环节，用以显示、记录分析处理结果的数据、图形等，以便进一步分析研究，找出被测信号的规律。
通过测试，可以得到一系列原始数据或图形。这些数据必须经过科学的处理，才能得到正确可信的测试结果，实现对被测量的最佳估计。
传感器 信号调理信号分析与处理显示、记录二、测量误差及其不确定度
任何测量结果都存在一定的误差。按照误差的特点和性质的不同，误差可分为随机误差、系统误差和粗大误差。常用的误差表示方法有绝对误差、相对误差和引用误差。
目前普遍认为，在测量结果的定量描述中，用“不确定度”比用“误差”更为合适。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小，所以测量结果必须附有不确定度说明才是完整并有意义的。
有关不确定度的术语有：
1. 标准不确定度：以标准差表示的测量不确定度。
2. A类标准不确定度：用统计分析方法得到的不确定度，用符号μA表示。 3. B类标准不确定度：用非统计分析方法得到的不确定度，用符号μB表示。
4.合成标准不确定度：当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它各量的方差和协方差计算得到的标准不确定度。它是测量结果标准差的估计值，用符号μC表示。
5. 扩展不确定度：确定测量结果区间的量，是由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度，用符号U表示。
6. 包含因子：为求得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘之数字。
三、测量数据处理
若两个变量x和y之间存在一定的关系，并通过测量获得x和y的一系列数据，则用数学处理的方法得出这两个变量之间的关系式，就是工程上所说的拟合问题，也是回归分析的内容之一。所得关系式称为经验公式，或称拟合方程。如果两变量之间的关系是线性关系，则称为直线拟合或一元线性回归；若两变量之间的关系是非线性关系，则称为曲线拟合或一元非线性回归。对于典型的曲线方程可先将其转换为直线方程，再进行线性拟合。
习题与思考题
1． 测量、测试、计量的概念有什么区别？
2． 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？说明各类误差的性质、特点及其对 测量结果的影响。
3． 对某被测量进行了8次测量，测得值为：802.40，802.50，802.38，802.48，802.42，802.46， 802.45，802.43，求被测量的最佳估计值和测量不确定度。
4． 设间接测量量z=x+y，在测量x和y时是一对一同时读数，测量数据如下，试求z及其 标准不确定度。
测量序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x读数 100 104 102 98 103 101 99 101 105 102 y读数 51 51 54 50 51 52 50 50 53 51 5． 在刀具径向磨损试验中，测得刀具磨损量y与切削路程x的关系如表所示，试用最小二 乘法确立其线性回归方程。
测量序号
xiyi
1 2 3 4 5 6 45 60 75 90 105 120 17 24.5 27.5 31.5 34 39.5
6． 常用的求拟合直线的方法有哪几种？各有什么优缺点？
7． 系统误差、随机误差急促大误差产生的原因是什么？对测量结果有何影响？从提高测量 精度来看，应如何处理这些误差？
习题与思考题答案
（略）
