单元测试方法范文第1篇

【关键词】程控衰减 载波通信单元 灵敏度

灵敏度是反应载波通信单元的接收机通信能力的一项重要指标。在同样的低压集抄环境中，灵敏度越高的载波通信模块，抗干扰能力越强、通信距离更远、通信能力更加可靠。电力部门在采购载波通信单元时，需要通过低压集抄综合测试系统测试不同厂家生产的载波通信单元的通信能力，尤其是接收机灵敏度参数。

目前行业内对载波通信单元灵敏度的测试方法相当麻烦、简单、粗略，通常使用固定值衰减法测试。固定值衰减法测试时，需要不断跟换不同衰减值的衰减单元，操作不便，且一般衰减值都是10的整数倍，如此一来，只能大概判断载波通信单元接收灵敏度，无法实现精确测试。

程控衰减法就是研究对电力线载波强电信号进行可上位机程控式衰减的一种方法。它的原理就是首先将220V强电与系统隔离开来，提取出被测的载波信号，然后输入衰减电路，通过程控上位机可以设置0-120db，步进≥1db（最小单位1db）的信号值衰减，载波信号被衰减后，再耦合至电力线，输出给载波接收设备。最终通过程控衰减器的具体衰减值以及被测载波接收设备是否正常接收到信号，来计算得载波接收设备的灵敏度。

本文采用的程控衰减法是用来精确测试低压载波通信单元灵敏度测试的一种方法。

1 程控衰减法的电路实现方法

程控衰减法的电路实现就是实现一种程控衰减器，包括了载波隔离滤波电路和通信主板电路、程控上位机，系统框图如图1。

1.1 载波隔离滤波模块电路组成及作用

1.1.1 载波信号隔离电路

通过串联谐振的方法，滤除非载波信号，通过耦合变压器将市电220V与载波通信信号隔离开来，保证整个系统的安全性。

1.1.2 滤波电路

由电阻、电容、电感构成串联谐振以及并联谐振，起到滤波作用，当需要某载波频率f的信号时，则需要计算匹配RLC参数，只有该频率附近的信号可以通过。计算公式是谐振频率

（1），品质因数

（2），在满足其他参数情况下，Q越大越好，通过计算插入损耗值计算电阻R的取值。

1.1.3 过零检测电路

当检测到50Hz市电正弦波经过零点时，将判断信息传送给MCU处理器。因为载波通信是在市电过零点时发送数据，所以过零检测也是十分重要的。

1.2 通信主板

1.2.1 稳压集成电路

为整个系统提供稳定、安全的直流电。

1.2.2 衰减电路

内置各种高精度贴片电阻网络，分别可以实现1db、2db、4db、8db、10db、20db、30db、40db信号衰减，通过不同的电阻网络导通组合，可以实现对载波信号进行0-120db衰减，具体电阻网络组合方式由MCU控制。

0-120db衰减值对应电阻网络选择组合方式如表1。

从表2看出，选择电阻网络的组合方式，可以直接实现0-115db的信号衰减，载加上程控衰减器其他电路固定衰减值5db，通过正确的组合，就能实现0-120db信号衰减。

1.2.3 微型处理器MCU控制电路

地位相当于“大脑”，它处理上位机发送的信息，实现对衰减电路的控制。

程控衰减法的实现依赖上述电路功能的实现。

1.3 程控上位机

通过键盘、鼠标就可以对程控上位机进行各种操作，程控上位机可以直观设置和显示衰减值，操作简便、直观、人性化。

1.4 程控衰减法测试载波通信单元灵敏度框图

程控衰减法的实现需要依靠程控衰减器，程控衰减器与载波通信单元的连接如图3所示。

2 测试载波通信单元灵敏度步骤

以下为使用程控衰减法测试载波通信单元灵敏度的步骤：

第一步：根据已知载波频率，通过计算公式（1）算得出滤波电路中R、L、C具体匹配参数。

第二步：根据匹配参数，做好对应的载波隔离滤波电路模块，并且将模块插入对应的位置中。

第三步：通过程控上位机，设置程控衰减器的衰减值为0db，被测载波发送设备发送符合测试标准的载波信号。

第四步：被测载波接收设备能正常接收载波信号，然后通过上位机不断加大衰减值步进值为-10db。

第五步：假如现在程控衰减值为-70db时载波接收设备能正常接收信号，程控衰减值为-80db时无法接收信号，那么将衰减值从-79db开始按照步进值1db，不断减小，直到载波接收设备能正常接收信号为止。

第六步： 假如当程控衰减值等于-75db时，载波接收设备刚好能正常接收数据，那么载波通信单元的接收灵敏度等于-75db加上程控衰减器其他电路的固定衰减值-5db，最终得到载波接收设备灵敏度等于-80db。

3 案例分析

为了充分说明该方法，以421KHz载波频率的载波通信模块测试为例。根据相关计算公式（1）计算，得出滤波电路中的R、L、C参数如表3。

使用程控衰减法测试421KHz的载波接收设备灵敏度数据记录如表4。

表4中的输出衰减值，可以直接通过程控上位机设置并且显示出来，观察表4记录表，可以得出载波接收设备的灵敏度等于-75db加上电路固定衰减-5db，等于-80db。

4 结束语

要实现对不同载波频率的载波通信单元接收灵敏度的测试，首先通过计算得出载波隔离滤波模块电路中RLC匹配参数，通过该电路，滤除非测试频率的信号。然后通过调节合适的信号衰减值，来确定载波通信单元的灵敏度。本文研究了基于程控衰减法测试载波通信单元灵敏度方法，总结出测试载波通信单元灵敏度的测试步骤。通过对421KHz载波频率的载波通信单元灵敏度测试分析，精确的测试了该模块的接收灵敏度等于-80db，验证了该方法的可操作性和有效性。

参考文献

[1]高锋，董亚波，等.低压电力线载波通信中信号传输特性分析[J].电力系统自动化.2000

[2]戚国光.基于OFDM的电力线载波通信系统的研究[D].长沙：湖南大学，7-35.

[3]Zho Wen.110dB Voltage controlled attenuator.JournalofMicrow aves，1993（3）：127

[4]Liu Jiangeng.Voltage variable attenuator and itselectriccharacteristicsSemiconductorInformation，A ugust，1995（4）：32.

单元测试方法范文第2篇

功能测试主要通过单元测试和集成测试来完成系统的功能测试。单元测试的目的是测试源码中最小单元的代码是否正确处理它该处理的任务。单元测试重点测试了代码中分支比较多的地方，以验证程序是否能根据条件执行相应的分支；并重点测试了代码对于异常情况的处理，以验证代码是否能对于发生的异常情况进行相应的处理；再就是对源码中与数据库相关的代码和涉及用户输入输出的代码进行了重点测试。集成测试是在单元测试的基础上，将已经通过单元测试的软件单元组合起来，组成可以执行的功能单元，然后进行测试。通过测试的子功能单元再通过组合，组成更大一级的功能模块进行测试。集成测试重点测试软件单元的组合能否正常工作，模块之间的组合能否集成起来工作，还要测试构成系统的所有模块组合能否正常工作。集成测试主要有三种测试方案：自底向上进行测试，自顶向下进行测试，以及自底向上和自顶向下结合的方式进行测试。自底向上的集成测试方式是最常使用的方法，这种方式从程序模块结构中最底层的单元模块开始组装和测试。自顶向下的集成测试方式正好与自底向上的方式相反，需要编写桩模块以支撑上层的测试。最理想的方案是能将这两种集成方式结合起来，这样在早期的时候，既能发现重大的问题，又能及早展开人力。但是这种方式实施起来有难度，需要软件开发者一开始要做好合理的策划和设计。由于系统在需求和设计阶段做的工作比较扎实，本系统主要采用了自底向上的集成测试方式：先把最底层的软件单元组合，组成高一级的功能单元进行测试；测试通过的功能单元再进行组合，组成更高一级的模块单元，并对模块单元进行测试；最后，模块单元再集成到系统中进行测试。测试重点集中在各单元与各单元之间的接口和信息交互。

2.用户界面测试

通过用户界面测试来验证用户与系统的交互情况。界面测试的目标是确保系统向用户提供适当的访问和浏览被测对象功能的操作。测试方法，为每个窗口创建或修改测试，以核实各个应用程序窗口和对象都可正确进行浏览，并处于正常状态。完成标准，证实各个窗口与基准版本保持一致，或符合接受标准；需考虑的特殊事项，并不是所有定制或第三方对象的特征都可访问。

3.性能测试

性能测试采用了主观评测和软件评测相结合的方法，先部署上系统，在环保局内部试运行，通过工作人员的使用来了解系统的反应速度是否满足客户的需求。系统的性能需求主要是对系统web访问的response时间和系统负载能力的要求。在性能测试过程中，我们利用Loadrunner模拟用户向系统发送请求，并监控系统的CPU,Memory等参数。

4.安全性测试

本系统采用先登录，后操作的方式。因此，必须测试有效和无效的用户名和密码，并注意到是否大小写敏感。本系统是有超时的限制，也就是说，用户登录后在一定时间内（20分钟）没有点击任何页面，需要重新登录才能正常使用。所以，也必须对其进行测试。

5.测试结果

功能测试结果：满足环保局功能需求，与需求不相符或者后增加的功能，将在后续版本中加入，本版将不做修改。

单元测试方法范文第3篇

关键词：ISO 26262；汽车电子；测试

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2013.4.005

ISO26262标准概述

功能安全标准（ISO26262）是从电子、电气及可编程器件功能安全基本标准IEC61508派生出来的，主要定位在汽车行业定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件，旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。

ISO26262从2005年11月起正式开始制定，经历了大约6年左右的时间，已于2011年11月正式颁布，成为国际标准。中国也正在积极进行相应国标的制定。

ISO26262主要内容包括：

·提供了汽车生命周期（管理，研发，生产，运行，服务，拆解）和生命周期中必要的改装活动。

·提供了决定风险等级的具体风险评估方法（汽车安全综合等级，ASILs）。

·使用ASILs方法来确定获得可接受的残余风险的必要安全要求。

·提供了确保获得足够的和可接受的安全等级的有效性和确定性措施。

功能安全受研发过程（包括具体要求，设计，执行，整合，验证，有效性和配置），生产过程和服务流程以及管理流程的影响。

安全事件总是和通常的功能和质量相关的研发活动及产品伴随在一起。ISO26262强调了研发活动和产品的安全相关方面。

符合性要求

1）如果要宣称符合ISO26262，那必须是符合其每个要求，除非有如下情况之一：

·根据ISO26262-2中，对不适用的要求进行安全行为的裁剪：

·针对不符合项，提出其说明理由，并对理由根据ISO26262-2进行评估：

2）所有安全行为的输出物都在ISO26262中有明确的规定。

3）下文中出现的列举各测试方法的表中，有不同的序号表示方法：

·连续的序号，比如1.2.3：所有的方法应被用于对应的ASIL等级，如果出现所列表中之外的方法背用于测试，则需要进行说明。

·可选的序号，比如1a，1b，1c：可以选择某个或多个方法进行测试，并优先考虑更高推荐指数的方法。如果多个方法被组合选择用于测试，则需要进行说明。

4）针对ASIL的各级，表中的每个方法都有对应推荐指数：

·“++”：最高的推荐指数

·“+”：建议使用

·“0”：不建议使用或不需使用

测试概述

ISO 26262-8中的第9节描述了“Verification”的目标、要求和建议、工作输出等。Verification是用于确保实现与需求的一致性，在安全生命周期的几个阶段中都会用到。包括概念阶段、产品开发阶段、生成和运营阶段。本文主要描述在产品开发阶段中的测试环节中，需要用到的各种测试要求和建议。

测试计划

1）在测试执行前，都需要建立测试计划，其主要包括几部分：

·测试范围：用于测试的产品内容：

·测试方法：用于测试的各种方法：

·测试标准：测试通过或失败的标准：

·测试环境：如果需要用到各种测试环境，比如仿真环境等，需要进行说明：

·测试工具：用到的各种测试工具：

·出现异常后的对策：

·回归策略：在测试对象发生变更时，指定其如何进行回归测试，比如全部回归、部分回归、和其他测试案例一起回归等。

2）测试计划的制定还需考虑到以下几个方面：

·测试方法的完整性：

·测试对象的复杂度：

·测试经验：

·测试技术的成熟性和风险。

测试规格

1）测试规格需要选择和指定用于测试的方法，并包括测试案例、测试数据和测试对象。

2）每个测试案例需要包括：

·序号：唯一的ID

·测试对象的版本号

·测试对象的条件和配置：针对测试对象的不同配置，需要选择合理的测试案例进行测试

·测试环境

·输入值和顺序

·期望行为：报刊输出值、输出范围、功能表现等

3）测试案例需要根据测试方法来分类。针对每个测试方法，除了测试案例外，还需考虑以下几方面：

·测试环境：

·相关性：

·测试资源。

测试执行和测试报告

4）按照上述章节中制定的测试计划和测试规格，进行测试的执行。

5）针对测试结果，其测试报告需包括以下几个方面：

·测试对象的ID：

·测试计划和测试规格的引用：

·测试环境、测试工具、标定数据：

·测试结果和期望值的符合度：

·测试通过或失败的结论，如果失败，还需要指明失败原因和修改建议：

·针对没有执行的测试案例，说明原因。

ISO26262中的测试阶段

ISO26262中涉及到测试的阶段共包括“硬件集成和测试”、“软件集成和测试”、“产品集成和测试”这三部分。下面章节分别介绍这三部分的要求和建议。

硬件集成和测试

ISO26262中“Part 5：ProductDevelopment：HardwareLevel”针对产品开发的硬件部分提出了专门的集成和测试要求和建议。

1 硬件集成和测试需要按照安全计划和验证要求来按计划进行：

2 硬件集成和测试需要按照产品集成和测试计划来进行：

3 针对变更，需要按照标准规定中的变更管理来对测试策略进行影响分析：

4 测试的设备可以按照国际标准（比如ISO17025）或公司标准来进行标定：

5 硬件集成测试的测试案例需要按照表1的方法进行设计：

6 针对硬件安全需求，硬件集成和测试需要对其安全机制实现的完整性和正确性进行验证，其方法如表2所不。

7 硬件集成和测试需要按照表3的方法进行外部压力环境下的鲁棒性测试。

软件集成和测试

软件单元测试

软件单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动，软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。ISO26262中规定了其相对应的要求和建议：

1 软件单元测试需按照“ISO26262-8节9中”的验证要求来有计划的定义和执行。软件单元测试的对象是具体的软件实现单元，在基于模型的软件开发过程中，软件单元测试的对象是其单元模型。

2 软件单元测试需要按照表4中列的方法进行，以完成以下目标：

·检查是否符合软件单元设计的具体要求：

·检查是否符合软硬件接口要求：

·检查功能是否正确实现：

·检查是否有异常功能：

·检查软件实现的鲁棒性，比如错误处理效率等：

·检查功能所需资源的完整性。

3 软件单元测试中的测试案例需要按照下表5中的方法进行分析设计。

4 软件单元测试中，对于需求的覆盖度、代码的覆盖度都需要进行衡量，具体方法如表6所示。如果覆盖度不够，还需要增加其他测试案例。

·代码的覆盖度都可以借助一些软件工具来实现：

·如果是基于模型的开发，其软件单元测试需要利用类似的模型的结构化覆盖指标来衡量：

·如果通过代码的打桩来进行测试覆盖度的衡量，必须保证打桩的代码和正常的代码的执行功能是一致的：

·对于覆盖度衡量目标，都需要给出一个合理理由来表示其不同的级别，对于无法覆盖的代码，可以通过检查等其他方法来进行验证。

5 软件单元测试需要尽可能的在真实的目标环境上执行，如果利用其他环境，则需要评估其与真实环境的差异、源代码和目标代码的差异，分析设计测试案例，以便在接下来的测试阶段中得到执行。

·测试环境的不同，会导致源代码或目标代码的不一致，比如不同处理器的位数不一样，会导致编译后的目标代码不一致。

·如果能利用目标环境中的相同处理器来运行软件单元测试案例，那是最有效的，但如果不行，则可以用处理器模拟器来代替，否则软件单元测试只能在开发系统中进行测试。

·软件单元测试可以在不同的环境中执行，比如模型在环测试（MIL）、软件在环测试（SIL）、处理器在环测试（PIL）、硬件在环测试（HIL）等。

·在基于模型的开发系统中，软件单元测试可以在模型级别进行，但模型与代码的执行比较测试必须要做，以保证模型与自动生成的代码的结果一致性。

软件集成和测试

软件集成和测试主要对实现的各软件模块进行集成，并验证其嵌入式软件实现是否符合软件架构设计。该阶段的要求和建议如下：

1 软件集成计划应该描述层次化的集成单个软件单元进软件组件中，直到嵌入式软件完全集成，并且应该考虑如下：

·软件集成功能的相互关系：

·软件集成和软硬件集成的相互关系。

注意：对于基于模型的开发，可以先集成各模型，然后对集成好的模型进行自动代码生成以完成整体软件的集成。

2 软件集成测试根据ISO26262-8：2011，第9节计划，定义并且执行。软件集成测试的测试对象是软件组件。对于基于模型的开发，测试对象可以是和软件组件相关的模型。

3 软件集成测试需要按照表7的方法进行，以完成以下目标：

·检查集成的软件是否和软件架构设计一致：

·检查集成的软件是否满足软硬件接口规格：

·验证功能的正确性：

·检查其鲁棒性，比如错误检测、错误处理机制的有效性：

·检查是否有足够的资源来支持。

4 测试案例需要按照表8中的方法进行分析设计。

5 对于软件架构级别的需求测试覆盖度，可以用来衡量测试的完整性，以及用于证明没有设计之外的功能实现。如果有需要，可以增加新的测试案例，或者提供一个合理的理由说明。

6 为了评估测试案例的完整性，同时确保没有多余的功能，根据表9列出的指标需要衡量出其结构覆盖率。如果覆盖率不够高，要么需要添加额外的测试案例，或者提供一个合理的理由说明。例如，结构覆盖率的分析可以用于发现测试案例的不足、无用代码、无效代码或者多余功能等。

·结构覆盖率可以利用工具计算出来。

·如果是基于模型的开发，结构覆盖率可以通过模型级别的模型结构覆盖率来统一计算。

7 作为产品的一部分，嵌入式软件需要被验证其包含设计的所有功能。如果嵌入式软件包含了设计之外的功能（比如用于调试的代码），则这些功能需要被验证是不影响软件的安全需求的。如果这些设计之外的功能在真实产品中保证不会被激活执行，那也是符合这个要求的：否则删除这些功能，也需要按照需求变更流程来统一处理。

8 软件集成测试需要尽可能地在真实环境中运行，如果不行，则需要评估测试环境与真实环境的差异性，并针对这些差异，在后续的阶段的真实环境的测试中设计专门的案例来执行。

·测试环境的不同，会导致源代码或目标代码的不一致，比如不同处理器的位数不一样，会导致编译后的目标代码不一致。

·针对各种测试，需要建立合适的测试环境。比如目标处理器的测试环境、仿真处理器的测试环境、开发测试环境等。

·软件集成测试可以利用模型在环测试（MIL）、软件在环测试（SIL）、处理器在环测试（PIL）、硬件在环测试（HIL）等测试手段进行测试。

软件安全需求验证

本阶段的目标是验证嵌入式软件符合软件安全需求，其所规定的要求和建议如下：

1 软件安全需求的验证需要制定计划，定义再执行。

2 为了验证嵌入式软件实现了软件安全需求，表10列了所需的测试环境。注意：已有的测试案例，例如在软件集成测试阶段使用的可以重用。

3 对于软件安全需求实现的测试需要在目标硬件平台上完成。

4 软件安全需求验证的结果需要考虑下面这些因素来评估：

·和预期结果一致：

·软件安全需求的覆盖率：

单元测试方法范文第4篇

关键词：能量耗散；简支钢梁；多位置损伤；损伤识别；模态扩阶；有限元分析

中图分类号：TU317文献标志码：A

0引言

服役期间的土木工程结构在荷载及自然环境的作用下，将不可避免地产生损伤累积和抗力衰减，局部损伤的发展不仅会影响结构的使用寿命，还可能引起结构倒塌等突发性事故，严重威胁人们的生命财产安全[12]。基于结构振动特性的损伤识别方法因具有不影响结构的正常使用、检测费用低等特点而成为各国学者的研究热点，该方法的核心问题是选取一个容易获得且对结构损伤敏感的指标，所选取的损伤指标应该具备2个基本条件[34]：①对局部损伤敏感；②是位置坐标的函数。目前比较常用的损伤指标主要有固有频率、模态振型、曲率模态、模态应变能等。

本文中所用的损伤识别方法基于能量耗散理论，以损伤变量作为每个单元的损伤指标，通过建立模态应变能耗散率和结构损伤前、后相应模态应变能变化之间的关系，得到单元损伤变量的表达形式，进而计算出每一单元相应的损伤变量数值，以此来确定结构的损伤并在一定程度上表征其损伤程度。刘晖等[5]将该方法运用到一个两端固接梁的损伤识别中，通过数值模拟方法研究了梁中存在一处或两处损伤时的损伤位置及损伤程度识别问题，没有探讨不同的损伤位置对于识别结果的影响，并且在识别过程中选取结构损伤前、后的前11阶模态计算单元损伤变量，这在实际工程测量中不易实现。针对该方法在梁式结构中的研究现状，本文中以简支工字形钢梁为研究对象，分别通过数值分析和试验研究探讨了该方法对简支钢梁单位置损伤和多位置损伤的识别效果。

1基本原理

损伤变量的概念最初来自于材料领域，对于一般的弹塑性材料，定义其沿时间轴向的损伤度为[6]

式中：σ，ε分别为单元内部某点的应力向量和应变向量；v为单元的体积。

结构的损伤通常表现为局部刚度的缺失，而与质量无关，因此，定义结构损伤前、后第j个单元关于前n阶模态的模态应变能分别为[7]

式中：Euj，Edj分别为结构损伤前、后第j个单元关于前n阶模态的模态应变能；Kj为第j个单元的刚度矩阵；φi，φdi分别为结构损伤前、后第i阶模态振型。

若把结构单元的损伤过程考虑为无损伤状态模态应变能的耗散过程，则结构第j个单元的模态应变能耗散率j（t）为

通过单元损伤变量Dj（t）的大小即可定位损伤，同一单元损伤变量值的大小还可表征该单元的损伤程度，损伤变量的值越大，损伤就越严重。由于结构或构件的损伤会导致其刚度降低、柔度增加，故按式（3）计算得到的损伤单元的模态应变能应大于无损伤单元。因此，可去掉式（8）分子中的绝对值符号，这样就可以同时利用损伤变量值的符号和大小来判别单元的损伤状况[8]，即

Dj（td）=Edj-Euj1|Edj-Euj|+Euj（9）2有限元分析

以简支工字形钢梁为数值模拟对象，梁长l=2 800 mm，截面面积A=9.589×10-4 m2，惯性矩Ix=1.701×10-6 m4，材料弹性模量E=206 GPa，密度ρ=7 850 kg・m-3。将该梁等长划分为28个单元，单元长度为100 mm，简支梁有限元模型及节点编号如图1所示。

本文中采取折减单元弹性模量的方式表示梁刚度EI的降低，简支梁具体损伤工况设定如表1所示。应用有限元分析软件ANSYS建立无损及损伤梁模型，并进行模态分析，由于低阶模态较易获得且相对准确，因此本文中只提取简支梁损伤前、后的前3阶模态振型，然后应用MATLAB软件编制程序计算每个单元相应的损伤变量。各工况下简支梁的损伤识别结果如图2所示。图1简支梁有限元模型及节点编号

Fig.1Finite Element Model and Joint Numbers of Simply Supported Beam表1简支梁损伤工况

Tab.1Damage Cases of Simply Supported Beam工况编号1损伤类型1损伤位置及损伤程度11单位置损伤1单元14刚度EI降低5%，10%，20%，30%21单位置损伤1单元21刚度EI降低5%，10%，20%，30%31对称位置损伤1单元8刚度EI降低10%，单元21刚度EI降低25%41对称位置损伤1单元8和单元21刚度EI均降低25%51非对称位置损伤1单元14刚度EI降低25%，单元21刚度EI降低10%61非对称位置损伤1单元14和单元21刚度EI均降低25%图2各工况下损伤识别结果

Fig.2Damage Identification Results Under Different Cases从图2（a），（b）可以看出：对于单元14和单元21的单位置损伤，本文方法均能准确识别出损伤位置，包括5%的小损伤，并且随着损伤程度的增加，受损单元的损伤变量值随之增大，但是具体数值与实际刚度降低值并不完全相同，说明本文方法只可在一定程度上相对表征单元的损伤程度，若要依据某一单元的损伤变量值具体判断其损伤程度，需要预先分析结构不同单元的损伤变量值与实际刚度降低值之间的关系，以便得到更准确的损伤识别结果。

从图2（c），（d）可以看出：对于不同及相同损伤程度下的对称位置损伤，本文方法均可准确识别出损伤位置，并相对表征受损单元的损伤程度。

从图2（e），（f）可以看出：对于不同及相同损伤程度下的非对称位置损伤，本文方法均可准确识别出损伤位置，并相对表征受损单元的损伤程度。但是相同损伤程度下2个位置的损伤变量值有所不同，说明单元损伤变量对不同位置损伤的敏感度不同，本文方法只在一定程度上相对表征单元的损伤程度，若要依据识别结果同时判断多个单元的损伤程度，需要预先分析结构不同单元的损伤变量值与实际刚度降低值之间的关系，以便得到更准确的识别结果。3试验研究

3.1简支梁动力试验

为研究本文方法对实际结构的损伤识别效果，在内蒙古科技大学结构工程实验室对2根简支工字形钢梁进行了动力试验研究，测得无损状态和损伤状态下试验梁的模态振型，计算响应的损伤变量，从而对预设损伤进行识别。

试验梁采用与数值研究相同参数的简支工字形钢梁，梁总长为3 m，支座采用规格为M12的螺栓将试验梁下翼缘与支撑件固定，以近似表示试验梁的简支支撑条件，支座中心线距离为2.8 m，螺栓孔中心距试验梁下翼缘外边缘15 mm。

试验采用的仪器设备主要有INV306D（F）智能信号处理分析仪、多功能滤波放大器、压电式加速度传感器、高弹性聚能力锤等。试验装置及支座示意如图3所示。

Fig.3Schematic Diagram of Test Installation and Mount本次试验采用多点激励单点响应的模态分析方法，由于试验梁的跨度远大于横截面高度，可以简化为杆件，故只在试验梁长度方向布置若干击振点，试验中将试验梁等分为28份，共27个测点，支座处不作为击振点，同时将响应点选在6#测点处。

试验梁的损伤通过在梁下翼缘用角磨机切割裂缝人为设定，角磨片宽度为2 mm，因此裂缝宽度始终为2 mm，通过改变裂缝的位置和深度模拟不同的损伤工况，具体实施方案见表2。

度/mm1#111距梁右端支座750 mm处121221距梁右端支座750 mm处121431距梁左端支座750 mm处121241距梁左端支座750 mm处12142#111距梁左端支座1 350 mm处121221距梁左端支座1 350 mm处121431距梁右端支座750 mm处121241距梁右端支座750 mm处1214每根试验梁分别在无损伤和表2中的损伤工况下进行动态测试（采集加速度信号，然后进行模态分析），得到试验梁在各工况下的动力特性，与有限元模型相结合，计算各单元的损伤变量，对简支梁预设损伤进行识别。动态测试系统及测点布置见图4。

3.2模态扩阶方法

在实际的工程问题中，由于受各种测试条件的限制，实测自由度数目往往小于理论模型的自由度数目，使得测试数据不完备。目前解决这一问题的方法通常有2种[9]：模型缩聚方法；模态扩阶方法。下面主要介绍模态扩阶方法。

模态扩阶方法的基本思路是[10]：借助原始系统的模态信息，由已经测得的模态数据对未测得的模态数据进行计算，从而获得实际测试中无法测得的模态振型分量。模态扩阶的方法很多，本文中选用Kidder动态扩阶方法进行模态振型的扩阶计算。

将系统特征方程按测试自由度b和未测自由度e划分为以下形式

式中：λi为系统特征方程的特征值，λi=ω2i，ωi为结构第i阶自振频率；φb，i，φe，i分别为结构已测自由度和未测自由度上的振型向量；Kbb，Kbe，Keb，Kee分别为结构刚度矩阵按测试自由度b和未测自由度e划分的刚度矩阵系数；Mbb，Mbe，Meb，Mee分别为结构质量矩阵按测试自由度b和未测自由度e划分的质量矩阵系数。

式（10）有3种不同的展开形式，相应可以得到图4动态测试系统及测点布置

Fig.4Dynamic Test System and Arrangement of Survey Pointsφe，i的3种不同解。

本文中将式（10）的第2行展开，则有

（Keb-λiMeb）φb，i+（Kee-λiMee）φe，i=0（11）

由此可得到扩展自由度振型向量的表达形式为

φe，i=-（Kee-λiMee）-1（Keb-λiMeb）φb，i（12）

3.3结果分析

2根试验梁无损伤时模态频率的理论计算值为43.18 Hz，试验实测值分别为46.74，47.34 Hz，产生上述现象的原因主要有以下3个方面：①试验梁的几何尺寸在测量过程中存在误差；②模态测试过程中，环境和噪声对测试结果有影响；③试验梁的支座形式不是理想的简支支承。1#试验梁的振型相关矩阵校验图和校验数如图5和表3所示。

图5和表3可以看出，振型相关矩阵的主对角线元素都为1，其他元素非常小，相关矩阵正交性很好，模态拟合结果比较满意，同时也说明试验模态分析结果比较理想。1#试验梁各工况下的损伤识别结果如图6所示。

Beam Under Different Cases从图6可以看出：对于1#试验梁各工况下的损伤，本文方法均可识别出损伤位置，并相对表征损伤程度。但是由于模态试验中测量噪声及模型误差等因素的影响，使得本文方法对于小损伤的识别效果不是很好，容易与无损单元混淆，而对于较大损伤则识别效果良好。2#试验梁的损伤识别结果与1#梁类似，在此不再赘述。4结语

（1）通过数值分析对简支梁不同损伤位置的识别敏感度及多位置损伤识别进行了深入探讨，计算时提取了结构损伤前、后的前3阶模态振型，更适于实际工程应用。研究结果表明，该方法对于简支梁单损伤和多损伤均可准确识别出损伤位置，包括5%的小损伤，并相对表征各损伤单元的损伤程度。

（2）模型试验的研究结果表明，能量耗散法可识别出试验梁的预设损伤位置，并相对表征损伤程度。但是由于测量噪声、模型误差等因素的干扰，导致小程度损伤的识别效果不是很好，无损单元易产生误判。与以往研究进行数值分析相比可知，本文中所进行的模型试验研究及得到的相关结论更有助于该方法在实际工程中的推广应用。

（3）在实际工程问题中，可通过模态扩阶方法计算动测试验中无法测得的模态振型分量，以此来解决实测自由度与理论自由度不匹配问题，本文模型试验的损伤识别结果证明了模态扩阶方法可应用于实际结构的损伤识别中。

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单元测试方法范文第5篇

一、选题要有代表性

在英语教材中，各个单元的知识点是为数不少的，包括语言知识(如词汇、语法、句型等)和文化知识，也包括已知的知识和未知的知识。虽然教材有计划地、相对集中地介绍了相关的语言和文化知识，但是为了检测学生在学习相关的知识后，能否投诸于运用，这就要求命题者在有限的测试题目中容纳尽可能多的信息。因此，命题者可以提出若干个预选命题方案，然后借助预测测试的结果，对不同的方案进行横向或者纵向的比较，再选出具有重点与非重点、能力与非能力、重点与能力等有代表性的题目。通常情况下，代表性的题目包含重点题、典型题以及综合运用题等，它们可以体现在不同的题型中。但是，命题者不能将语言信息或语言信息的测试的代表性建立在超量(如题目长、生词多)观念上。代表性的题目只有在“抓纲务本”的精神指导下，才能作出以点带面，触类旁通的效果，才能体现出语言测试的特点。

二、选题要有针对性

在英语教材中，单元教学内容的安排也体现了“秩序渐进、循环反复”的带有针对性的特点。事实上，对以英语作为第二语言的中学生而言，由于学习策略的效度的差异性，学生往往会对一些知识存在理解上或应用上的缺陷或疑惑，所以命题者的选题要能够让学生在一定程度上能借助于测试的手段观察、发现、探索和研究其自身语言学习上的差异。比如说，当今的中学英语语言测试体系不能体现出学生“说”的能力，所以命题者在选题的过程中，要切合于语用学的实际，参照“任务型”教学活动目标，有意识、有策略地通过单元测试的题型的转变，将“说”的能力测试融于“听”的测试中。这样的单元测试的命题导向就是针对学生之缺，了解学生之愁。还有，命题者要结合教学实际中的学生在平时作业中的“常见病”和“多发病”，选编一些“对症下药”的治病题，这也是具有针对性意义的。比如：feellike与wouldlike的用法的差异性就可以成为测试的内容。

三、选题要有灵活性

在英语单元测试中的灵活性是指在一例的题目中容纳了多个知识点或能力点的考察，并训练了学生运用“一题多思”的思维方式。由于当今的英语教学模式侧重于“任务型”和“交际型”的活动，这就要求学生具备能在不同层次、不同形式的情景中，综合应用语言知识完成语言任务的能力；这也就要求测试题目能体现出不同知识点之间纵横联系，能检测学生的综合分析问题和解决问题的能力。也就是说测试题灵活性要起到影响试题区分指数的作用，这也就有利于指导教师将来的授课行为，有利于培养学生的解题思维。比如说，完形填空的空白就显示了对两种语言模式(一者是作者表达自己的思想的语言模式，另一者是读者根据自己的理解作出的猜测性语言模式)和一种测试意图(命题者的测试目的)，避免了就题论题的俗套。当然，命题的灵活性的特征要体现在与教材关联性上，并不是指“难”、“偏”、“怪”。

四、选题要有科学性

一份高质量的英语单元测试试卷并不是题目的堆砌，而是建立在科学性和合理性的基础上的语言信息(包括知识和能力)的检测。它必须达到巩固知识和培养能力甚至引导未来教学活动的目的。一个单元的知识体系，在语言知识上要学生追求多方位，在学习能力上对学生讲究多层次。所以在英语单元测试中，以此为基础的单元测试的选题也要体现出以系统性和整体性为内涵的科学性。命题者只有在熟悉教学大纲和课程标准的双重前提下，才可能使试卷将单元测试的内容有效地包容并形成一定的可行性和可信性的效能，才能促进学生通过英语测试对英语学习的内容进行控制管理，从而有效地学习。同时，科学性也必须体现在量和数的合理分配上。