机械测试总结

1、1 1、掌握测试的定义、任务及测试系统的构成、掌握测试的定义、任务及测试系统的构成 （1 1） 测试测试= =测量（测量（MeasurementMeasurement）+ +试验（试验（TestTest） （2 2）测试技术的基本任务）测试技术的基本任务 提供被测对象的质量依据提供被测对象的质量依据 提供机械工程设计、制造、研究所需的信息提供机械工程设计、制造、研究所需的信息从机械结构动力学分析的角度看：从机械结构动力学分析的角度看：系统系统 输入输入 输出输出 系统辨识系统辨识 载荷识别载荷识别 响应预测响应预测试验装置试验装置测量装置测量装置数据处理装置数据处理装置记录装置记录装置被测对象

2、被测对象试验装置试验装置传感器传感器中间转换器中间转换器信号处理信号处理分析仪器分析仪器显示记录显示记录 试验装置是使被测对象处于预定状态下，试验装置是使被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。以便进行有效测量的一种专门装置。 测量装置是把被测量通过传感器变换成电信测量装置是把被测量通过传感器变换成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号。易于处理和记录的信号。 数据处理装置是将测量装置输出的信号进数据处理装置是将测量装置输出的信号进一步进

3、行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚地估计测量数据的可靠程度。地估计测量数据的可靠程度。 显示记录装置是测试系统的输出环节，它可显示记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录（或存储）下来，数据显示可以用各种示或记录（或存储）下来，数据显示可以用各种表盘、电子示波器和显示屏等来实现。表盘、电子示波器和显示屏等来实现。 反馈控制反馈控制一般可以从三个变量域来描述信号：一般可以从三个变量域来描述信号：幅值域、频率幅值域、频率域、时间域域、时间域。2 2、理解信号与信息的关系，信

4、号的描述，了、理解信号与信息的关系，信号的描述，了解信号的分类解信号的分类信号是信息的载体，信息蕴含于信号中。信号是信息的载体，信息蕴含于信号中。信号的分类（信号的分类（确定与非确定、能量与功率信号、时限与频限确定与非确定、能量与功率信号、时限与频限）。）。3 3、掌握信号分析中常用的、掌握信号分析中常用的 函数和函数和sinc sinc 函数函数函数的筛选性质（抽样、采样）函数的筛选性质（抽样、采样）对称性（偶函数）对称性（偶函数）时域压扩性时域压扩性函数的筛选性质（抽样、采样）：函数的筛选性质（抽样、采样）： 无时延时无时延时)0()()(xdtttx 有时延时有时延时)()()(00tx

5、dttttx4 4、信号的时域统计分析参数：均值、均方值、方差、信号的时域统计分析参数：均值、均方值、方差 222xxx图1-3 信号的分解x(t)x1(t)x2 (t)ttt0005 5、信号的幅值域分析：概率密度函数和概率分布函数，、信号的幅值域分析：概率密度函数和概率分布函数，能根据概率密度函数判断信号属于什么性质。能根据概率密度函数判断信号属于什么性质。P44P44 6 6、信号的频域分析：掌握周期信号与非周期信号频、信号的频域分析：掌握周期信号与非周期信号频谱的描述方法，频谱的特点，能绘制频谱图。掌握傅谱的描述方法，频谱的特点，能绘制频谱图。掌握傅氏变换的性质，理解冲击函数的频谱，掌

6、握典型信号氏变换的性质，理解冲击函数的频谱，掌握典型信号的频谱。的频谱。周期信号频谱的特点：离散性、谐波性、收敛性周期信号频谱的特点：离散性、谐波性、收敛性P49P49频谱图（例频谱图（例2-1P48）三角函数在正频率范围内展开，是单边幅值谱，三角函数在正频率范围内展开，是单边幅值谱，而复指数展开时在整个频域里，是双边幅值谱。而复指数展开时在整个频域里，是双边幅值谱。周期信号的描述：三角级数展开和复指数展开周期信号的描述：三角级数展开和复指数展开p 基频无限小基频无限小p 频谱连续频谱连续p 与与 的量纲不同。的量纲不同。 表示的表示的是单位频宽上的幅值大小，是频谱密度函数，是单位频宽上的幅值

7、大小，是频谱密度函数，量纲为幅值量纲为幅值/Hz/Hz。)( fX)( fXnc非周期信号频谱的特点：非周期信号频谱的特点：dtetxfXtxFdfefXtxfXFftjftj221)()()()()()(傅立叶变换的性质傅立叶变换的性质1）线性特性 若 x1(t) X1(f)，x2(t) X2(f) 则：a1x1(t)+a2x2(t) a1X1(f)+a2X2(f)FTFTFT意义：对复杂信号的频谱分析处理，可以分解为对一系列简单信号的频谱分析处理。 2）时移性 fXtxFT)(020fXettxftjFT意义：幅值无变化，相位有附加量。即时域中的时移对应频域中的相移。3）频移特性（调制特性

8、） fXtxFT )(020ffXetxFTtfjm若，则意义：信号x(t)乘以复指数（复调制）后,其时域描述已大大改变,但其频谱的形状却无变化,只在频域作了一个位移。 4）时间比例性 fXtxFT )(1afXaatxFT若，则意义：当时域尺度压缩（a1）时，对应的频域展宽且幅值减小；当时域尺度展开（a4t4后，输出始终滞后于后，输出始终滞后于输入，滞后的时间为输入，滞后的时间为。对于一阶系统来说，时间常数。对于一阶系统来说，时间常数越小越好。越小越好。1313、掌握实现不失真测试的条件。、掌握实现不失真测试的条件。 不失真测试系统条件的幅频特性和相频特性不失真测试系统条件的幅频特性和相频特

9、性应分别满足应分别满足 : A()=AA()=A0 0= =常数常数 ()=-t()=-t0 0y(t)=A0 x(t-t0)频域条件频域条件时域条件时域条件（3 3）测试系统动态特性参数的识别）测试系统动态特性参数的识别频率响应法、阶跃响应法和脉冲相应法频率响应法、阶跃响应法和脉冲相应法1414、掌握传感器定义，组成及常用传感器原理，、掌握传感器定义，组成及常用传感器原理，了解其特点和应用了解其特点和应用 传感器：将被测的某一物理量按一定规律转传感器：将被测的某一物理量按一定规律转换为另一种与之有确定对应关系的、便于应用的换为另一种与之有确定对应关系的、便于应用的物理量输出的装置。物理量输出

10、的装置。传感器主要由敏感元件、转换元件和基本转换电传感器主要由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成路组成 敏感元件敏感元件：传感器中：传感器中直接感受或响应直接感受或响应被测量（输入量）的被测量（输入量）的部分。部分。 转换元件转换元件：将敏感元件感受到的或响应的被测量：将敏感元件感受到的或响应的被测量转换成转换成适适于于传输或处理传输或处理的电信号。的电信号。基本转换电路：基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。电量输出。电容式传感器电容式传感器 变换原理变换原理: :将被测量的变化转化为电容量变化将被测量的变化转化为电容量变化

11、分为极距变化型、面积变化型和介质变化型分为极距变化型、面积变化型和介质变化型电阻式传感器电阻式传感器应变式传感器应变式传感器电阻形变效应电阻形变效应压阻式传感器压阻式传感器压阻效应压阻效应变阻式传感器变阻式传感器AlR/电感式传感器电感式传感器 电感式传感器将被测量转换为电感量的变化。电感式传感器将被测量转换为电感量的变化。其变换的基础是其变换的基础是电磁感应原理电磁感应原理。电感式传感器电感式传感器自感型自感型可变磁阻型可变磁阻型涡流式涡流式互感型互感型压电式传感器压电式传感器 工作原理：某些物质的压电效应（逆压电效应）工作原理：某些物质的压电效应（逆压电效应）高频反射式涡流传感器高频反射式

12、涡流传感器低频透射式涡流传感器低频透射式涡流传感器磁磁电电式式传传感感器器 磁感磁感应电应电式传式传感器感器恒定磁通恒定磁通（动圈式）（动圈式）霍尔式传感器霍尔式传感器磁栅磁栅 变磁通变磁通（磁阻式）（磁阻式）1515、掌握惯性式位移传感器、速度传感器、加速、掌握惯性式位移传感器、速度传感器、加速度传感器的正确响应条件度传感器的正确响应条件n212适合阻尼比较小。适合阻尼比较小。1616、振动测试中，了解各种参数的测量方法，理、振动测试中，了解各种参数的测量方法，理解解共振法，半功率法，自由振动衰减法共振法，半功率法，自由振动衰减法间接测定间接测定振动系统的衰减系数及相对阻尼系数。振动系统的衰

13、减系数及相对阻尼系数。1717、掌握应变片结构、各部分作用，温度效应及、掌握应变片结构、各部分作用，温度效应及如何消除温度效应如何消除温度效应 基底：固定敏感栅，将试件应变传给敏感栅，绝缘；基底：固定敏感栅，将试件应变传给敏感栅，绝缘； 敏感栅：应变转化为电阻；敏感栅：应变转化为电阻； 引线：接入电路，信号转化；引线：接入电路，信号转化； 覆盖层：保护敏感栅；覆盖层：保护敏感栅； 粘结剂：固定作用。粘结剂：固定作用。 温度误差原因：温度效应（由于温度变化引起的温度误差原因：温度效应（由于温度变化引起的应变片敏感栅电阻的变化），线膨胀系数不同。应变片敏感栅电阻的变化），线膨胀系数不同。 温度补偿方法：自补偿法，线路补偿