测试技术复习样本

1、测试技术复习绪论测试技术的基本概念测试技术属于信息科学范畴,是具有试验特征的测量。信息技术包括：测试技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术主要内容测量内容、测量方法、测量系统及数据处理测试系统的组成激励装置 被测对象 传感器 信号调理 信号处理 盈示结果 观 察者激励装置：对于那些无法显现或显现不明显的信息采用激励方法被测对象：信息总是经过一定的物理量一一信号表示出来的传感器：把被测信号转化为某种电信号的装置信号调理：把信号转化成更适合于进一步传输和处理的形式信号处理：对信号进行运算、滤波和分析，提取可靠的信号必考：不失真以上每个环节中的输出量与输入量之间，必须具有一一对应的关系,而且 输出

2、的变化必须能够准确地反映其输入的变化。第一章一、信号的分类信号的波形：信号的幅值随时间的变化历程；信号的波形主要是根据信号的波形来划分的。确定信号和不确定信号（从信号的描述上分）信号确定信周期信号简单周期信号复杂周期信非周期信准周期信号瞬变信号非周期信准周期信号瞬变信号不确定平稳随机信不确定平稳随机信性信号非平稳随机信性信号非平稳随机信:lim + :lim + jT x2（tt）dt 8号L4 T）rWWT*kk*k2）功率信号:一般持续时间无限的信号都属于功1）周期信号：依一定的时间间隔周而复始、重复出现谐波信号：一频率单一的正弦或余弦信号；一般周期信号：由多个乃至无穷多个频率成分（频率不

3、同的谐波分量）叠加所组成，叠加后存在公共周期。2）非周期信号：准周期信号：由多个周期信号合成，但各信号频率不成公倍数；瞬变信号：持续时间有限的信号；3）非确定性信号：无法用明确的数学关系表示的信号。能量信号和功率信号（从信号的幅值和能量上分类）1）能量信号：-81）T / ,、 7, 一率信号。.时域信号和频域信号（分析域上）1）时域信号：以时间为独立变量,能反映信号幅值随时间变化的关系。2）频域信号：以频率为独立变量,能反映信号的各个频率成分的幅值和相 位的特征。.连续信号和离散信号（连续性）信号的描述1.概念：频谱分析：把时域数学表示式转换成频域表示式称为频谱分析时域描述：时域图频域描述：

4、频谱图（幅频谱图、相频谱图）注意：信号的时、频域描述是能够互相转换的，而且包含相同的信息量2.典型信号的描述周期信号一一傅里叶级数；非周期信号一一傅里叶变换；随机信号的描述一一统计参量。1）周期信号的描述 结论1复指数函数形式的频谱为双边谱（w从-到+）,三角函数 形式的频谱为单边谱（w从0到+）。双边幅值谱为偶函数，双边相位谱为奇函数一般周期函数的复指数傅里叶展开式的实频谱总是偶对称的， 虚频谱总是奇对称的。结论2周期函数的频谱具有离散性、谐波性、收敛性,谐波分量频率 为基频的整数倍，离散分布，幅值随频率的增加而减小。2） 非周期信号的描述（一般指瞬变信号，属于能量信号）特点： 基频无限小，

5、包含了从0的所有频率分量。频谱连续。非周期信号频域描述的基础是傅里叶变换。3）随机信号的描述各态历经过程（必考）：随机过程的统计特征参数不随时间变化，则 称之为平稳随机过程；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，则该过程称为各态历经过程。第二章信号的分析和处理信号分析和处理的目的：X剔除信号中的噪声干扰，提高信噪比；X消除测量系统的误差，修正畸变的波形；X 强化和突出有用信息，削弱无用部分；X对信号加工、变换，以便更容易识别和分析、信号的时域分析特征值分析统计参数：均值、均方值、方差、均方根值应用：均方根值诊断法一一多用于机器稳态振动的情况、振幅时间

6、图诊断法一一该方法一般用于测量和记录开机和停机过程概率密度函数分析不同的随机信号具有不同的概率密度函数图形，能够借此判断信号的性 质。自相关分析自相关系数以及相关函数R (t ) = lim1 j 丁 x(t)x(t +t )dt p (t ) = R(2x8 T 0 xBx 自相关函数的性质：是偶函数；t值不同，R(t)就不同，当t =0时，R(t)值最大,xx两信号完全相关；当t群时，Rx(t)tt R :,说明两个样本彼此无关；周期函数的自相关函数仍为同频率的周期函数应用：识别信号的类型只要信号中含有周期成分，其自相关函数在T很大时都不会衰减，并具有明显的周期性；不包含周期成分的随机信号

7、，在T稍大时自相关函数就将趋近于零；宽带随机噪声的自相关函数很快衰减为零；窄带随机噪声的自相关函数则有较慢的衰减特性；白噪声自相关函数收敛最快，为6函数。互相关分析性质：X 非偶函数，也非奇函数（图形上对称性）X互相关函数的峰值不是在t=0处，而是偏离原点的t位置, 0这反映了两个信号时移的大小，表明了此处两个信号相关程度 最高。X 两个统计独立的随机信号，当均值m为0时，则Rxy（t）= 0（不相关）应用：大题中肯定有测量系统的延时识别、提取混淆在噪声中的信号（频率保持性）举例：相关测速法原理：当钢带表面的反射光经透镜聚焦在相距为d的两光电池上时, 反射光经过光电池转化为电信号，经过可调延时

8、器延时，在进行相 关处理。结论：当可调延时t等于钢带上某点在两测量点之间所经过的时间 td时，互相关函数为最大值。钢带的速度为n = d / td。故障诊断确定深埋地下的输油管道裂损位置的应用漏损处K向两个传感器传播信号，由于两个传感器到漏损处距离不 同的，就会产生一个时间延时，把两信号进行互相关处理。结论：漏损处距离两个传感器中心的距离为：S = 0.5 n tm传递通道的相关测定汽车司机振动传递途径的识别复杂管路系统振动途径的识别在声学中的应用测量墙板声音衰减原理：离墙板不远处放置一宽带声源，它的声压为x1 ,在墙板的 另一边紧挨着墙板放置一个微声器，其输出信号由穿透墙板的声压 和绕过墙板

9、的声压叠加而成。由于穿透声传播的时间最短，因此相 关函数的第一个峰值就表示穿透声的功率。、信号的频域分析A.自谱和互谱S(f)和R(t)是Fourier变换对，两者的信息量是完全对等的。物理意义 R (0) = S(f)df = limJT丑力 表示信号的功率密度X f xT * 0 T沿频率轴的分布，故又称为功率密度函数。应用功率谱密度函数S(f)和幅值谱X(f)相似，但所反映的信号 的频域结构特征更为明显。H(f) = Sf 系统的频率响应函数H(f)能够用输入和输出的x互谱密度函数和输入自谱密度函数Sx(f)之比来表示，而且包 含着幅频与相频信息。Sy(f)= H(f)|2Sx(f)经过输入、输出的自谱分析，就能够得 到系统的频率响应幅频特性，可是丢失了相位信息。互谱排除噪声干扰。(互相关分析也能够)但输入信号的自谱仍 无法排除输入端测量噪声的影响、数字信号的处理基础1.数据信号处理的基本步骤：信号调理一一其目的是把信号调整成为便于数字处理的形式。它包 括：电压幅