工程测试技术总复习

《机械工程测试技术》总复习机械工程专业2第一章信号及其描述一、信号的分类信号确定信号随机信号周期性信号非周期性信号准周期性信号瞬变非周期性信号信号的描述：时域描述：以时间为独立变量

，反映信号幅值—时间变化的关系。频域描述：以频率为独立变量来表示信号，反应信号的

幅值-频率（幅频谱）或相位-频率（相频谱）关系。离散性；每条谱线出现在谱线高度表示该谐波的幅值和相位角.谱波幅值总的趋势是随谐波的增高而减小。或的整数倍上;

频谱离散频谱连续频谱：构成信号的各个频率分量的集合。第一章信号及其描述3时域频域一、周期信号与离散频谱傅里叶变换反傅里叶变换Anox（t）X（f）卷积特性：第一章信号及其描述4随机信号

样本函数：按时间历程所作的各次长时间的观测记录；

样本记录：样本函数在有限时间上的部分；随机过程：同一试验条件下，全部样本函数的集合；概率密度函数：信号幅值落在指定区间内的概率；信号幅值的分布信息。概率密度函数的作用:1.随机信号幅值分布的信息;2.识别信号的性质第二章测试装置的基本特性

5测试装置的静态特性静态测量：测量期间被测值认为是恒定的。线性度：测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系（即理想直线关系）的偏离程度。线性度＝拟合直线的确定：

端基直线独立直线：最小二乘法6第二章测试装置的基本特性

测试装置的静态特性线性度：单位输入变化（△x）所引起的输出的变化（△y）。理想的定常线性系统：常数

灵敏度有量纲，其量纲为输出量的量纲与输入量的量纲之比。7测试装置的静态特性第二章测试装置的基本特性

回程误差：描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性。分辨力：引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量变化值。零点漂移：测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。灵敏度漂移：由于材料性质变化所引起的输入与输出关系（斜率）的变化。8测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

脉冲响应函数：x(t),y(t),h(t)传递函数：x(s),y(s),h(s)频率响应函数：x(w),y(w),h(w)拉普拉斯变换傅里叶变换频率域复数域传递函数：时域9H(s)的几个特点：⑴H(s)只表达系统的传输特性，与x(t)及系统的初始状态无关⑵H(s)不拘泥于系统的物理结构，只反映系统的传输特性⑶H(s)反映x(t),y(t)量纲变换关系⑷稳定系统：测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

10频率响应函数H(w)：测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

A(w)—w幅频特性相频特性注意：H(w):信号输入与稳态输出的关系。H(s):稳态+瞬态。

脉冲响应函数：当h(t):

装置的传输特性在时域中的描述。

11测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

环节的串、并联串联：

X(s)H1(s)Z(s)H2(s)Y(s)12测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

环节的串、并联x(s)H(s)H1(s)H2(s)Y1(s)Y2(s)Y(s)13测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

一阶系统：令RC=

时间常数例题14测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性

二阶系统：固有频率阻尼比灵敏度

15幅频特性：A(w)-w二阶系统的特点

⑴当w<<

⑵

动态特性参数：

时，共振。共振的利用：测参数：

相频特性16第二章测试装置的基本特性

实现不失真测试的条件常数线性幅值失真：常数所引起的失真相位失真：与w不成线性关系引起的失真装置一阶：响应满足不失真条件的通频带变宽二阶：第三章常用传感器

17

位移传感器

机械式按被

力传感器

按工作

电气式测量

温度传感器

原理

光学式

流体式按信号

物性型：例：压电式变换特征

结构型：例：电容式传感器分类18第三章常用传感器

电阻式传感器一、变阻器式传感器位移———电阻变化

电阻传感器

变阻器式

电阻应变式

直线位移型传感器

角位移型传感器

非线性型

金属电阻应变片

半导体应变片

丝式

箔式

适合大位移测量！19第三章常用传感器

电阻式传感器电阻应变式传感器应用：测应变、力、位移、加速度、扭矩等特点：体积小、动态响应快、精度高、使用方便：是由电阻丝几何尺寸变化所引起的，金属应变片：是由电阻丝的电阻率随应变的改变而引起的，半导体应变片

Sg=1.7—3.6

大50—70倍

20电容式传感器第三章常用传感器

一、变换原理:被测量——电容量的变化

固定

，变

极距变化型

固定

，变A

面积

固定

，变

介质

（一）极距变化型

1.工作原理：

灵敏度：

非线性2.特点：

非接触动态测量,灵敏度高,测较小位移（达0.01)

线性误差，杂散电容对灵敏度及测量精度的影响，电子线路复杂；21电容式传感器第三章常用传感器

(二)面积变化型面积变化型传感器的特点：①

②

灵敏度较低

适：较大直线位移及角位移的测量

(三)介质变化型

变——C变

22电感式传感器第三章常用传感器

被测量电感量变化转换为电感式传感器自感型(L):可变磁阻式

涡电流式

互感型(M):

灵敏度非线性，测较小位移，约为0.001—1mm位移，振动，测厚，探伤，材质鉴别，径向摆动，回转轴误差，转速，零件计数，表面裂纹，缺陷等金属导体的涡流效应23第三章常用传感器

压电式传感器

可逆型换能器:

机械能

电能

应用：力，压力，加速度的测量

工作原理：某些物质的压电效应

物性型传感器磁电式传感器：

被测物理量―――感应电动势

半导体传感器：霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。24第四章信号调理、处理和记录电桥、直流电桥电桥平衡时：

即：

电桥的灵敏度：

25二、交流电桥第四章信号调理、处理和记录电桥平衡条件：26第四章信号调理、处理和记录调制与解调调制：利用某种低频信号（调制信号）来控制或改变某一高频信号（载波）的某个参数（幅值、频率或相位）的过程；解调：从已调制信号中恢复出原低频信号的过程。27第四章信号调理、处理和记录滤波器（1）恒带宽比滤波器恒带宽比滤波器是指滤波器的相对带宽是常数，