机械工程测试技术基础熊诗波 课后习题 答案.docx

机械工程测试技术基础熊诗波课后习题答案

??##第一章绪论

习题

1.什么是测量？测量的基本要素有哪些？

答案：测量是将被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量的量值的实验过程。测量的基本要素包括测量对象、测量单位、测量方法和测量精度。

2.测量误差是如何产生的？它分为哪几类？

答案：测量误差产生的原因主要有以下几方面：

测量装置方面：测量器具的不完善、测量仪表的不准确等。

环境方面：温度、湿度、气压等环境因素的变化。

测量方法方面：测量方法的理论依据不严密、测量方法的操作不合理等。

测量人员方面：测量人员的感觉器官的分辨能力有限、测量人员的操作习惯和熟练程度不同等。

测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。

3.什么是系统误差？系统误差有哪些特点？如何减小或消除系统误差？

答案：系统误差是在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的大小和符号保持不变，或按一定规律变化的误差。

系统误差的特点包括：

确定性：误差的大小和符号在一定条件下是确定的。

重复性：在相同条件下，重复测量时误差会重复出现。

可修正性：可以通过一定的方法找出其产生的原因并加以修正。

减小或消除系统误差的方法有：

从产生误差的根源上消除：如更换高精度的测量器具、改善测量环境等。

用修正法消除：对测量结果进行修正。

采用补偿法消除：利用某种效应来补偿系统误差。

采用对称测量法消除：通过对称测量取平均值来减小系统误差。

4.什么是随机误差？随机误差有哪些特点？如何减小随机误差对测量结果的影响？

答案：随机误差是在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的大小和符号以不可预定的方式变化的误差。

随机误差的特点包括：

有界性：在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限。

对称性：绝对值相等的正、负误差出现的概率相等。

抵偿性：当测量次数足够多时，随机误差的算术平均值趋于零。

减小随机误差对测量结果影响的方法有：

增加测量次数：根据概率理论，随着测量次数的增加，随机误差的算术平均值会更接近零，从而减小随机误差对测量结果的影响。

采用统计方法处理测量数据：如计算算术平均值、标准偏差等，以更准确地表示测量结果。

5.什么是粗大误差？如何判断测量数据中是否存在粗大误差？

答案：粗大误差是指明显超出规定条件下预期的误差。

判断测量数据中是否存在粗大误差的方法有：

拉依达准则：当测量数据中某一数据的残余误差的绝对值大于3倍标准偏差时，认为该数据含有粗大误差，应予以剔除。

格拉布斯准则：根据测量次数和给定的显著性水平，计算格拉布斯临界值，若某一数据的残余误差的绝对值大于该临界值，则认为该数据含有粗大误差。

狄克逊准则：通过比较测量数据中的最大值与次大值、最小值与次小值的差值等，来判断是否存在粗大误差。

##第二章测试系统的基本特性

习题

1.测试系统一般由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

答案：测试系统一般由传感器、测量电路、记录与显示装置等组成。

传感器：是测试系统的首要环节，其作用是将被测量转换为与之有确定对应关系的电量或其他便于测量的物理量。

测量电路：对传感器输出的信号进行放大、滤波、调制、解调、运算等处理，以满足后续记录与显示装置的要求。

记录与显示装置：将测量电路处理后的信号记录下来或显示出来，以便人们进行分析和处理。

2.什么是测试系统的静态特性？静态特性包括哪些指标？

答案：测试系统的静态特性是指测试系统在稳态信号作用下的输入输出关系特性。

静态特性包括的指标有：

线性度：反映测试系统输出与输入之间的线性程度。

灵敏度：表示测试系统对被测量变化的敏感程度。

迟滞：测试系统在正反行程中输出输入特性曲线不重合的现象。

重复性：测试系统在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。

分辨率：测试系统能够检测到的被测量的最小变化量。

零点输出：测试系统在输入为零时的输出值。

满量程输出：测试系统在输入为满量程值时的输出值。

3.什么是测试系统的动态特性？动态特性主要包括哪些方面？

答案：测试系统的动态特性是指测试系统对随时间变化的输入量的响应特性。

动态特性主要包括以下方面：

瞬态响应特性：测试系统对阶跃输入、脉冲输入等瞬态信号的响应特性，如上升时间、峰值时间、调整时间、超调量等。

频率响应特性：测试系统对正弦输入信号的响应特性，包括幅频特性和相频特性，通过频率响应函数来描述。

4.什么是测试系统的频率响应函数？它与系统的传递函数有什么关系？

答案：测试系统的频