機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)整合VIP

精品教育第一章 緒論1、測(cè)試的概念 目的：獲取被測(cè)對(duì)象的有用信息。 測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。 測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。2、靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量 靜態(tài)測(cè)量：是指不隨時(shí)間變化的物理量的測(cè)量。 動(dòng)態(tài)測(cè)量：是指隨時(shí)間變化的物理量的測(cè)量。 3、課程的主要研究對(duì)象 研究機(jī)械工程中動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量4、 測(cè)試系統(tǒng)的組成5、量綱及量值的傳遞6、測(cè)量誤差 系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差7、測(cè)量精度和不確定度8、測(cè)量結(jié)果的表達(dá)第二章 信號(hào)分析與處理一、信號(hào)的分類及其描述 1、分類 2、描述 時(shí)域描述：幅值隨時(shí)間的變化頻域描述：頻率組成及幅值、相位大小2、 求信號(hào)頻譜的方法及頻譜的特點(diǎn) 1、周期信號(hào) 數(shù)學(xué)工具：傅里葉級(jí)數(shù) 方 法：求信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)頻譜特點(diǎn)： 離散性 諧波性 收斂性（見(jiàn)表1-2）周期的確定：各諧波周期的最小公倍數(shù)基頻的確定：各諧波頻率的最大公約數(shù)2、瞬變信號(hào)（不含準(zhǔn)周期信號(hào)） 數(shù)學(xué)工具：傅里葉變換 方 法：求信號(hào)傅里葉變換 頻譜特點(diǎn)：連續(xù)性、收斂性 3、隨機(jī)信號(hào) 數(shù)學(xué)工具：傅里葉變換 方 法：求信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換 頻譜特點(diǎn)：連續(xù)性3、 典型信號(hào)的頻譜 1、(t)函數(shù)的頻譜及性質(zhì) (f)=1 頻率無(wú)限，強(qiáng)度相等，稱為“均勻譜” 采樣性質(zhì)： 積分特性： 卷積特性：2、正、余弦信號(hào)的頻譜（雙邊譜）歐拉公式把正、余弦實(shí)變量轉(zhuǎn)變成復(fù)指數(shù)形式，即一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)失量的合成。解決了周期信號(hào)的傅里葉變換問(wèn)題，得到了周期信號(hào)的雙邊譜，使信號(hào)的頻譜分析得到了統(tǒng)一。3、截?cái)嗪笮盘?hào)的頻譜 頻譜連續(xù)、頻帶變寬（無(wú)限）4、 信號(hào)的特征參數(shù) 1、均值 ：靜態(tài)分量（常值分量） 正弦、余弦信號(hào)的均值？ 2、均方值 ：強(qiáng)度（平均功率） 均方根值 ：有效值3、 方差 ：波動(dòng)分量4、概率密度函數(shù) ：在幅值域描述信號(hào)幅值分布規(guī)律 5、 自相關(guān)函數(shù)的定義及其特點(diǎn) 1、定義： 2、特點(diǎn)3、 自相關(guān)圖6、 互相關(guān)函數(shù)的定義及其特點(diǎn) 1、定義 2、特點(diǎn)3、 互相關(guān)圖七、相關(guān)分析的應(yīng)用八、相關(guān)系數(shù)與相干函數(shù)相關(guān)系數(shù)、相關(guān)函數(shù)在時(shí)域描述兩變量之間的相關(guān)關(guān)系；相干函數(shù)在頻域描述兩變量之間的相關(guān)關(guān)系。9、 自功率譜密度函數(shù)定義及其特點(diǎn)1、定義2、意義 就是信號(hào)的功率密度沿頻率軸的分布。反映信號(hào)的頻域結(jié)構(gòu)。3、 特點(diǎn)10、 互功率譜密度函數(shù)定義及其應(yīng)用11、 數(shù)字信號(hào)處理 1、時(shí)域采樣定理：fs 2fh fs (3-4)fc 2、混疊： 原因： Ts( fs)、信號(hào)頻率太寬 混疊部位：fs/2-折疊頻率 處理方法：抗混疊濾波，提高采樣頻率 fs N 3、量化及量化誤差：x誤差 4、泄漏：原因 加窗截?cái)嗵幚?處理方法：合理選擇窗函數(shù) 周期信號(hào)整周期截?cái)?5、頻域采樣與柵欄效應(yīng)12、 傅里葉變換的幾個(gè)性質(zhì) k1 時(shí)間軸壓縮，頻帶加寬，幅值降低 k1 時(shí)間軸擴(kuò)展，頻譜變窄，幅值增高第3章 測(cè)量裝置的基本特征測(cè)量裝置的基本特征：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性一、測(cè)量裝置的靜態(tài)特征及主要參數(shù) 1、靜態(tài)特性： 2、主要靜態(tài)參數(shù) 1）線性度：線性度越好線性范圍(量程)越寬 2）靈敏度：Sx測(cè)量范圍 S = y/x（輸出的量綱/輸入的量綱） 3）回程誤差：與輸入變化方向有關(guān)的輸出特性。 4）分辨力（分辨率）：能測(cè)量到輸入量最小變化的能力。二、線性系統(tǒng)的主要特性 疊加性、比例性、微分性、積分性、 頻率保持性4、 頻率響應(yīng)函數(shù)(頻率特性)定義及物理意義 1、頻率響應(yīng)函數(shù)定義 2、頻率響應(yīng)函數(shù)物理意義 ：系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的幅值比、相位差隨激勵(lì)頻率變化的特性。五、頻率響應(yīng)函數(shù)的求取方法1、微分方程H() 2、H(S)H()3、h(t)H() 4、實(shí)驗(yàn)法六、系統(tǒng)不失真的條件 1、時(shí)域不失真條件：y(t)= A0x(t-t0) 2、頻域不失真條件： 其中：幅頻特性 A()=A0 相頻特性 ()=-t0 即：系統(tǒng)對(duì)不同頻率的信號(hào)具有相同的增益； 系統(tǒng)對(duì)不同頻率的信號(hào)具有相同的滯后時(shí)間。7、 一、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 1、一階系統(tǒng)（如：RC低通濾波器）2、二階系統(tǒng)不失真工作頻率范圍：八、系統(tǒng)的串并聯(lián)9、 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與響應(yīng)誤差十、測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特征參數(shù)的測(cè)量方法頻率響應(yīng)法 階躍響應(yīng)法1、 頻率響應(yīng)法：2、 階躍響應(yīng)法：第四章 測(cè)量系統(tǒng)一、傳感器的定義及分類 定義：p68 二、常用傳感器種類、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 1、電阻式傳感器 變阻器式： 應(yīng)變片：金屬應(yīng)變片：Sg1+2 形變 半導(dǎo)體應(yīng)變片：SgE 導(dǎo)電性能變化 特點(diǎn)： 應(yīng)用：1）測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變； 2）組成各種應(yīng)變式傳感器 2、電容式傳感器 極距變化型：s線性差，微小位移、非接觸測(cè)量 面積變化型：s線性好，較大線、角位移測(cè)量 介質(zhì)變化型：s線性好，介質(zhì)參數(shù)測(cè)量 3、電感式傳感器精確度高、線性范圍大、穩(wěn)定性好、使用方便應(yīng)用：p87圖3-284、 磁電式傳感器應(yīng)用：速度、頻數(shù)、轉(zhuǎn)速、偏心量、振動(dòng)主要特點(diǎn)： 1固有頻率高（ ），動(dòng)態(tài)范圍寬； 2尺寸小，質(zhì)量輕（0.14g）,負(fù)載效應(yīng)小； 3精確度和靈敏度高； 4線性好，壽命長(zhǎng)，使用方便； 5不宜作靜態(tài)參數(shù)測(cè)量； 6輸出阻抗高（ ），輸出能量小，需采用高輸入阻抗的前置放大器。應(yīng)用：力、壓力、加速度、聲和聲發(fā)射6、 熱電式傳感器7、 光電式傳感器 光電管-外光電效應(yīng) 光電池-光生伏特效應(yīng) 光敏電阻-內(nèi)光電效應(yīng)應(yīng)用：三、差動(dòng)式傳感器的優(yōu)點(diǎn) 1、靈敏度擴(kuò)大近一倍； 2、改善了傳感器線性，線性工作范圍擴(kuò)大近一倍； 3、提高了傳感器工作的穩(wěn)定性。四、傳感器選用原則 3、交流電橋的調(diào)幅功能。 4、電橋的輸出及靈敏度六、濾波器 1、分類及其功能 功能：讓有用的頻率成分成分通過(guò)，抑制或衰減不需要的頻率成分。 分類：低通、高通、帯通、帶阻 2、特征參數(shù) 1）截止頻率fc： 2）帶寬 B： 3）中心頻率f0： 4）倍頻程選擇性：衰減快dB選擇性 5）品質(zhì)因數(shù)(子)Q: Q=f0/B Q選擇性 6）濾波器因數(shù)： 選擇性 3、倍頻程濾波器： 恒帶寬比 4、理想濾波器是不可能實(shí)現(xiàn)七、調(diào)制與解調(diào) 1、調(diào)制：利用某種低頻信號(hào)來(lái)控制或改變高頻振蕩的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。 2、解調(diào)：從已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)原低頻調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。 3、載波、調(diào)制信號(hào)、已調(diào)制信號(hào)（調(diào)幅波. 4、調(diào)制與解調(diào)的作用 1）不失真的傳輸信號(hào)； 2）不失真的放大信號(hào)；3）可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 5、調(diào)幅與解調(diào) 調(diào)幅：高頻信號(hào)與測(cè)試（調(diào)制）信號(hào)相乘,使高頻信號(hào)幅值隨被測(cè)信號(hào)的變化而變化。 解調(diào)：同步解調(diào)、整流檢波、相敏檢波圖解法：調(diào)幅同步解調(diào) 調(diào)幅裝置實(shí)際上是一乘法器。 交流電橋-調(diào)幅裝置 6、調(diào)頻與解調(diào) 調(diào)頻：利用調(diào)制信號(hào)控制高頻載波信號(hào)頻率變化過(guò)程，使載波的頻率隨調(diào)制信號(hào)的 幅值成比例變化。鑒頻單位階躍信號(hào)頻譜分析 單位階躍信號(hào)在時(shí)域上可表示為: 由于單位階躍信號(hào)不滿足絕對(duì)可積條件，不能直接由定義給出其頻譜，可把它看成當(dāng) 時(shí)的指數(shù)信號(hào) 在時(shí)域上的極限。 其傅立葉變換為： 其幅度譜、相位譜分別為 將單邊指數(shù)信號(hào)的頻譜分解為實(shí)頻與虛頻兩部分階躍信號(hào)的頻譜為由于階躍信