机械测试课程总结-N课件

绪论本章学习要求：1.掌握测试的基本概念及测试工作的任务2.了解测试技术的应用情况3.测试系统的组成4.了解测试技术的发展动态一、测试技术的基本概念测试技术属于信息科学范畴。测试（MeasurementandTest）是测量和试验的综合，是带有试验性质的测量。二、测试技术的任务测试工作的任务：获取与研究任务相关的有用信息，而不是全部信息。激励装置传感器被测对象信号调理反馈、控制显示记录信号处理观察者三、测试系统的组成第一章信号及其表述本章学习要求：熟悉信号的分类　　　掌握信号描述方式，理解信号频谱结构的概念利用傅里叶变换求信号的频谱掌握几种典型信号的频谱1.1信号的分类一、确定性信号和非确定性信号1.2信号的描述对同一信号，两种描述 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 含有相同的信息量，且可以互相转换。根据描述信号的自变量不同可分为时域描述和频域描述。时域描述：描述信号的幅值随时间的变化规律，可直接 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 或记录到的信号。频域描述：以频率作为独立变量的方式，也就是所谓信号的频谱分析。特点：不能揭示信号的频率结构特征。可以反映信号的各频率成分的幅值和相位特征。一、信号的描述方法二、如何求周期信号的频谱1、简单周期信号※由表达式即可知其频率结构，可直接作其频谱图。2、一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成多个乃至无穷多个不同频率的谐波信号的线性叠加，然后作其频谱图。其中，正、余弦合并后得（n＝1,2,3…）相频图幅频图由上式可作出周期信号的单边频谱(2)傅里叶级数的复指数展开式与周期信号的双边频谱式中，（n=0,1,2,…）利用欧拉公式：在一般情况下，Cn是复数其中，可作出周期信号的双边频谱幅值：（n≠0）（n＝0）相位：n＝1，2，3…n=0n=-1,-2,-3…(3)单边频谱和双边频谱之间的关系：3、周期信号频谱的特点周期信号的频谱具有离散性、谐波性和收敛性①傅里叶变换称为　　的傅里叶变换的傅里叶逆变换称为傅里叶变换的存在条件：(1)连续或只有有限个间断点；(2)有限个极值点；(3)无限区间上绝对可积，即＜②瞬变非周期信号的频谱偶函数奇函数2、傅里叶变换的主要性质(1)对称性X(t)↔x(-ƒ)若x(t)X(ƒ)，(2)尺度改变性质(3)时移特性即信号在时域中平移时，在频域中，其幅值谱不变，相位谱改变，且相位的改变量与频率成正比。若x(t)X(ƒ)，则在时域中信号沿时间轴平移一常值，则若k为常数，且k>0,则1.3几种典型信号的频谱一、单位脉冲信号(1)采样性质(2)卷积性傅里叶变换对：余弦函数的频谱正弦函数的频谱第2章信号的分析和处理本章学习要求：了解信号的时域分析参数的应用　　　掌握自相关、互相关函数的概念及应用理解信号数字化出现的问题④平稳随机信号—随机现象的统计特征参数不随时间变化，即任意两个时刻的统计特征参数相等。否则为非平稳随机信号。⑤各态历经随机信号—如果平稳随机过程的任何一个样本函数的时间平均统计特征均相同，且等于总体统计特征，这样的随机信号叫各态历经随机信号。用于检测周期信号的存在。由性质知，自相关函数有助于检测混淆在随机信号中的周期成分。3、自相关函数的应用(1)相关滤波，即利用相关分析原理消除信号中的干扰噪声、提取有用信息的处理方法。3、互相关函数的应用(2)相关测速(3)故障诊断(4)查找振源(5)声学应用第3章测试系统的特性本章学习要求：1.了解测试系统与输入、输出的关系及其在典型输入下的响应2.掌握描述测试系统的静态特性的各指标的含义3.掌握描述测试系统的动态特性方法3.2测试系统的静态特性静态特性：在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。描述系统静态特性的参数1.非线性度：定度曲线与拟合直线的接近程度。2.灵敏度作用：用来描述测试系统对输入信号变化的一种反应能力。3.分辨力：测试系统所能检测出来的输入量的最小变化量。4.回程误差：同一输入量的两条定度曲线之差的最大值与标称的输出范围A之比5.漂移：指测试系统在输入不变的条件下，输出随时间而变化的趋势。在初始条件为零的前提下，定义传递函数其中s为复变量，1.传递函数求法：对系统的微分方程作拉普拉斯变换求得。2.频率响应函数在初始条件为零的前提下，定义频率响应函数求法：即得(1)若已知,则在中，令，将其代入(2)若已知微分方程，作傅里叶变换，则(3)用实验方法求得物理意义：描述了系统的频率特性。系统的幅频特性系统的相频特性描述系统的简谐输入和其稳态输出的关系，不包含瞬态响应信息。3.脉冲响应函数系统的输入为单位脉冲函数,即时，系统的输出即为脉冲响应函数。它是对测试系统动态特性的时域描述。系统的动态特性描述频域－频率响应函数复数域－传递函数时域－脉冲响应函数拉普拉斯变换对傅里叶变换对二、测试系统的动态特性2.一阶系统的动态特性－时间常数1.求系统的动态特性的方法3.二阶系统的动态特性－固有频率和阻尼比三、环节的串联和并联并联串联3.5实现不失真测试的条件幅频特性：相频特性：第4章常用传感器1.熟悉传感器的定义、作用和分类2.了解传感器的选用原则3.掌握电阻式、电感式、电容式、压电式等常用传感器的原理、特点、应用。本章学习要求：第5章信号的调理与记录1、掌握电桥的作用、原理。2、掌握调制的概念、分类和目的；解调的目的；掌握幅值调制与解调的原理。3、掌握滤波器的作用、分类；了解实际滤波器的基本参数。本章学习要求：5.1电桥作用：将电阻R、电感L、电容C等电参数变为电压ΔU或电流ΔI信号后输出。一、直流电桥1、平衡条件R1·R3=R2·R4直流电桥2、联接方式(1)半桥单臂(2)半桥双臂(3)全桥二、交流电桥交流电桥1、平衡条件2、常用电桥（1）电容电桥（2）电感电桥（3）纯电阻交流电桥3、交流电桥的输出——调幅波5.3调制与解调调制的目的：便于实现缓变信号的放大和传输。调制：缓变信号变成高频信号的过程；是使高频信号的某些参数在被测缓变信号的控制下发生变化的过程。调制的种类：根据参数的不同，调制可以分为：调幅、调频、调相解调的目的：从已调制波中不失真地恢复原来的调制信号。一、调幅调幅——是将一个高频简谐信号y(t)（载波信号）与缓变信号（调制信号）x(t)相乘，使载波信号y(t)的幅值随缓变信号x(t)幅值的变化而变化的过程。调幅的目的是为了便于缓变信号的放大和传送。二、调幅波的解调解调的目的：不失真地恢复原来的缓变信号三种解调方法的比较：1.同步解调：能恢复信号的极性，幅值减半；3.相敏检波：既能能恢复信号的极性，又能恢复信号的极性。2.整流检波：不能恢复信号的极性，所以调幅前要加直流偏置；三、应用电路——动态电阻应变仪动态电阻应变仪的工作原理试件电桥放大低通滤波相敏检波显示记录振荡器滤波器是一种选频装置，它只允许一定频带范围内的信号通过，而极大地衰减其它频率成分。5.4滤波器一、滤波器的分类：按滤波器通频带范围，分为：低通，高通，带通，带阻滤波器带宽决定着滤波器的频率分辨力—分离信号中相邻频率成分的能力。二、实际滤波器的基本参数1)截止频率:幅频特性值等于所对应的频率fc1、fc2称为滤波器的截止频率。2)带宽B：上下截止频率间的频率范围称为带宽。3)品质因数Q—反映滤波器通频带内特性中心频率和带宽之比称为品质因数，即Q=f0/B4)倍频程选择性W—反映滤波器对通带外信号的衰减能力三、RC无源滤波器—动态特性的分析方法