機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)知識點整合x0001

1、1、測試的概念目的：獲取被測對象的有用信息。測試是測量和試驗的綜合。測試技術(shù)是測量和試驗技術(shù)的統(tǒng)稱。2、靜態(tài)測量與動態(tài)測量靜態(tài)測量：是指不隨時間變化的物理量的測量。動態(tài)測量：是指隨時間變化的物理量的測量。3、課程的主要研究對象研究機械工程中動態(tài)參數(shù)的測量4、測試系統(tǒng)的組成5、量綱及量值的傳遞6、測量誤差系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差7、測量精度和不確定度8、測量結(jié)果的表達第二章信號分析與處理一、信號的分類及其描述1、分類2、描述時域描述：幅值隨時間的變化頻域描述：頻率組成及幅值、相位大小 二、求信號頻譜的方法及頻譜的特點1、周期信號數(shù)學工具：傅里葉級數(shù)方 法：求信號傅里葉級數(shù)的系數(shù)頻譜特點：離散

2、性諧波性收斂性（見表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（不含準周期信號）數(shù)學工具：傅里葉變換方 法：求信號傅里葉變換頻譜特點：連續(xù)性、收斂性3、隨機信號數(shù)學工具：傅里葉變換方 法：求信號自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換頻譜特點：連續(xù)性三、典型信號的頻譜1、6函數(shù)的頻譜及性質(zhì)（f）=1頻率無限，強度相等，稱為“均勻譜”采樣性質(zhì)：積分特性：卷積特性：2、正、余弦信號的頻譜（雙邊譜）解決了周0歐拉公式把正、余弦實變量轉(zhuǎn)變成復(fù)指數(shù)形式，即一對反向旋轉(zhuǎn)失量的合成。期信號的傅里葉變換問題，得到了周期信號的雙邊譜，使信號的頻譜分析得到了統(tǒng)3、截斷后信號的頻譜頻

3、譜連續(xù)、頻帶變寬（無限）四、信號的特征參數(shù)1、均值工：靜態(tài)分量（常值分量）正弦、余弦信號的均值？22、均方值 :強度（平均功率）X均方根值尸陽$ :有效值3、方差可：波動分量4、概率密度函數(shù)?。?在幅值域描述信號幅值分布規(guī)律五、自相關(guān)函數(shù)的定義及其特點1、定義：2、特點3、自相關(guān)圖六、互相關(guān)函數(shù)的定義及其特點1、定義2、特點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。九、自功率譜密度函數(shù)定義及其特點1、定義2、意義就是信號的功率密度沿頻率軸的分布。反映信號的頻域結(jié)構(gòu)。3、特點十、立功率譜密度函數(shù)定

4、義及其應(yīng)用十一、數(shù)字信號處理1、時域采樣定理：fs > 2fh fs > (3-4)fc2、混疊： 原因：Ts t ( fs J)、信號頻率太寬混疊部位：fs/2-折疊頻率處理方法：抗混疊濾波，提高采樣頻率fs3、量化及量化誤差：4xj 一誤差J4、泄漏：原因 加窗截斷處理處理方法：合理選擇窗函數(shù)周期信號一整周期截斷5、頻域采樣與柵欄效應(yīng)十二、傅里葉變換的幾個性質(zhì)k>1時間軸壓縮，頻帶加寬，幅值降低k<1時間軸擴展，頻譜變窄，幅值增高第三章測量裝置的基本特征測量裝置的基本特征：靜態(tài)特性和動態(tài)特性一、測量裝置的靜態(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

5、性度越好一線性范圍(量程)越寬2)靈敏度：S T 一 x J 一測量范圍JS = Ay/Ax (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、頻率保持性四、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)在簡諧信號激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出對輸入的幅值比、 化的特性。五、頻率響應(yīng)函數(shù)的求取方法1、微分方程一 H()2、H(S)->H()3、h(t) -H()4、實驗法六、系統(tǒng)不失真的條件1、時域不失真條件：y(t)=

6、 A0x(t-t0)2、頻域不失真條件：E叼中其中：幅頻特性A( co )=A0相頻特性 小()=-t0即：系統(tǒng)對不同頻率的信號具有相同的增益；T NT相位差隨激勵頻率變系統(tǒng)對不同頻率的信號具有相同的滯后時間。七、一、二階系統(tǒng)的動態(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)九、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與響應(yīng)誤差十、測量裝置動態(tài)特征參數(shù)的測量方法頻率響應(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：Sg=1+2u 形變半導(dǎo)體應(yīng)變片

7、：Sg =入E導(dǎo)電性能p變化特點：應(yīng)用：1）測應(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：sT線性差，微小位移、非接觸測量面積變化型：sj線性好，較大線、角位移測量介質(zhì)變化型：sj線性好，介質(zhì)參數(shù)測量3、巾 式精確度高、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、振動主要特點：佻=歸桁J彳f T卬0 T1。固有頻率高（ Ye）,動態(tài)范圍寬；2尺寸小，質(zhì)量輕（0.14g），負載效應(yīng)?。?°精確度和靈敏度高；4°線性好，壽命長，使用方便；5°不宜作靜態(tài)參數(shù)測量；6。輸出阻抗高（工。二

8、1"吟。為/if% ,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、差動式傳感器的優(yōu)點1、靈敏度擴大近一倍；2、改善了傳感器線性，線性工作范圍擴大近一倍；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，抑制或衰減不需要的頻率成分 分類：低通、高通、帚通、帶阻2、特征參數(shù)邛匚此.I = A z V2 3dB分辨力,1）截止頻率fc：' / 七+ &

9、#39;/2）帶寬B:3)中心頻率f0:4）倍頻程選擇性：衰減快一 dBT 一選擇性T5）品質(zhì)因數(shù)（子）Q: Q=f0/B Q T 一選擇性T6）濾波器因數(shù)入：力二B-偵加/ 8-3此入；一選擇性T3、倍頻程濾波器：'二二2包帶寬比4、理想濾波器是不可能實現(xiàn)七、調(diào)制與解調(diào)1、調(diào)制：利用某種低頻信號來控制或改變高頻振蕩的某個參數(shù)的過程2、解調(diào)：從已調(diào)制信號中恢復(fù)原低頻調(diào)制信號的過程。3、載波、調(diào)制信號、已調(diào)制信號（調(diào)幅波.4、調(diào)制與解調(diào)的作用1）不失真的傳輸信號；2）不失真的放大信號；3）可實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。5、調(diào)幅與解調(diào)調(diào)幅：高頻信號與測試（調(diào)制）信號相乘，使高頻信號幅值隨被測信號的變化而變 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)制信號控制高頻載波信號頻率變化過程，使載波的頻率隨調(diào)制信號的 幅值成比例變化。鑒頻單位階躍信號頻譜分析單位階躍信號在時域上可表示為由于單位階躍信號不滿足絕對可積條件，不能直接由定義給出其頻譜，可把它看成當 時的指數(shù)信號-cue 在時域上的極限。其傅立葉變換為：其幅度譜、相位譜分別為將單邊指數(shù)信號的頻譜分解為實頻與虛頻兩部分階躍