機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗

1、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書機(jī)械工程實踐教學(xué)中心機(jī)電控制技術(shù)實驗室2004目錄頁數(shù) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 實驗一：信號頻譜分析實驗2 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 實驗二：系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性實驗3 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 實驗三：電阻應(yīng)變式力傳感器實驗 4 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 實驗四：電渦流傳感器實驗5本實驗指導(dǎo)書由張海根老師編

2、寫實驗一信號頻譜分析實驗一、實驗?zāi)康?）了解常用信號的頻譜構(gòu)成；2）明確信號的時域特征與頻域特征的相互關(guān)系。3）熟悉數(shù)字頻譜分析（FFT）方法。二、實驗原理1）周期信號是由一個或幾個，乃至無窮多個不同頻率的諧波疊加而成的。2）信號在時域變化快，反映到頻域高頻分量豐富。3）數(shù)字頻譜分析中，信號在時域上的截斷會在頻域上出現(xiàn)泄漏。三、實驗儀器信號發(fā)生器，數(shù)字存儲示波器。四、實驗內(nèi)容用示波器探頭將信號發(fā)生器的輸出連接到示波器的通道1（CH1），并將探頭開關(guān)設(shè) 定為X10。按下CH1功能鍵顯示通道1的操作菜單，用1號菜單操作鍵選擇“直流” 耦合。用3號菜單操作鍵選擇探頭衰減系數(shù)為“10X”。按下AUTO

3、按鈕，即可顯示信 號波形。按下MATH學(xué)運(yùn)算功能鍵，顯示MATH菜單，用1號菜單操作鍵選擇“ FFT” 操作，用2號菜單操作鍵選擇信源“CH1”，即可顯示輸入信號的頻譜圖。按下CURSOR光標(biāo)測量功能鍵，顯示CURSOR菜單，用1號菜單操作鍵選擇“手 動”模式，用2號菜單操作鍵選擇“時間”類型，用3號菜單操作鍵選擇信源“FFT”， 用水平和垂直POSITION旋鈕分別移動兩條垂直光標(biāo)到待測的圖形位置即可測量兩個 頻率值及其差值。若用2號菜單操作鍵選擇“電壓”類型，即可用水平和垂直POSITION 旋鈕分別移動兩條水平光標(biāo)到待測的圖形位置測量兩個幅值及其差值。1）產(chǎn)生一確定幅值（峰峰值1-2V）

4、，確定頻率（1Hz-1kHz）的正弦波，觀察其頻 譜構(gòu)成。用上述方法測量各分量的頻率與幅值。2）產(chǎn)生一確定幅值（峰峰值1-2V），確定周期（1ms-1s），確定占空比（30%-70%） 的矩形波，觀察其頻譜構(gòu)成。用上述方法測量各分量的頻率與幅值。3）產(chǎn)生一確定幅值（峰峰值1-2V），確定周期（1ms-1s）的三角波，觀察其頻譜構(gòu)成。用上述方法測量各分量的頻率與幅值。五、實驗報告1）分別記錄上述幾種波形以及相應(yīng)的頻譜圖。2）分別討論信號的周期、占空比對頻譜的影響。3）討論信號在時域變化的快慢與信號的頻譜分布范圍寬窄的關(guān)系。實驗二系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性實驗一、實驗?zāi)康牧私庖浑A低通濾波器的頻率響應(yīng)特性，討

5、論元件參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。通過對濾波器頻率響應(yīng)特性的測試，掌握對系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性的測試方法。二、實驗原理實驗原理如圖1所示，信號發(fā)生器輸出幅值恒定、頻率可調(diào)的正弦波作為濾波器的 輸入信號u.，用數(shù)字存儲示波器測量輸出電壓uo的幅值及uo與Uj的相位差中。錯誤！信發(fā)生器CH.1,CH.數(shù) 字 示 波 器u V Ju圖1實驗原理圖RC 一階低通濾波器的幅頻特性和相頻特性分別為，,、1A(w) = ()=一 arctg (wt )式中 t = RC(1 + (WT )2三、實驗設(shè)備信號發(fā)生器，數(shù)字存儲示波器，濾波器電路板。四、實驗內(nèi)容按照圖1連接實驗電路，選擇R=10kQ，C=0.033四F。由信

6、號發(fā)生器輸出幅值恒定為1V的正弦信號，改變信號頻率f，使其分別為：60，120，240，360，480，600，1000，2000(Hz)。分別記錄各個頻率時的濾波器輸出u。的幅值以及uo與的相位差小:按下MEASURE自動測量功能鍵，顯示MEASURE操作菜單，用菜單操作鍵選擇 “CH2”、“電壓測量1/3”、“峰峰值”，即可測量幅值。若選擇“時間測量3/3”、“延遲 1-2f”，即可測量兩波形的時間延遲數(shù)值。五、實驗報告1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制RC 一階低通濾波器的幅頻特性A（f）相頻特性（f）。2）在實驗曲線上確定截止頻率fc并與理論計算值比較。實驗三電阻應(yīng)變式力傳感器實驗一、實驗?zāi)康?）了

7、解應(yīng)變片的使用和力傳感器的制作方法。2）熟悉電橋工作原理。3）掌握傳感器的靜態(tài)標(biāo)定和實際應(yīng)用方法。二、實驗原理實驗原理如圖2所示。直流穩(wěn)壓電源0V微伏直流穩(wěn)壓電源0V微伏表圖2實驗原理圖應(yīng)變片R1-R4分別粘貼在測力環(huán)的內(nèi)外兩側(cè)，當(dāng)測力環(huán)受力產(chǎn)生機(jī)械變形時，應(yīng) 變片電阻值發(fā)生變化，粘在內(nèi)側(cè)的R1、R3阻值增大AR,粘在外側(cè)的R2、R4阻值減小R。當(dāng)選擇 R1=R2=R3=R4=R0 （120Q）時，電橋輸出:AR三、實驗設(shè)備直流穩(wěn)壓電源、測力環(huán)、微伏表、加載重塊。四、實驗內(nèi)容1）按照圖2連接電路。2）每次加載1kg讀取電壓值，直到12kg。3）每次卸載1kg讀取電壓值，直到載荷為零。五、實驗報

8、告1）根據(jù)記錄數(shù)據(jù)畫出載荷一電壓關(guān)系曲線。2）確定線性范圍和靈敏度。實驗四電渦流傳感器實驗一、實驗?zāi)康?）熟悉電渦流傳感器靜態(tài)標(biāo)定方法。2）掌握電渦流傳感器的應(yīng)用方法。二、實驗原理電渦流傳感器是基于高頻磁場在金屬表面的“渦流效應(yīng)”而工作的。傳感器探頭的 線圈中通過高頻交變電流后，被測金屬表面產(chǎn)生電渦流。金屬材料、表面距離影響電渦 流的大小，而電渦流大小影響線圈阻抗的大小。阻抗的變化經(jīng)前置器變換為電壓輸出。三、實驗設(shè)備電渦流傳感器，直流穩(wěn)壓電源，直流電壓表，數(shù)字存儲示波器，回轉(zhuǎn)金屬環(huán)。四、實驗內(nèi)容1）傳感器靜態(tài)標(biāo)定：分別測量鋁、鐵、銅三種金屬環(huán)，用千分尺調(diào)節(jié)探頭與金屬 環(huán)的距離，從0到2mm，每隔0.2mm讀取一次電壓值。2）回轉(zhuǎn)精度測量：保持探頭與鋼環(huán)約1mm距離，回轉(zhuǎn)鋼環(huán)每隔45度讀取一次 電 壓值。傳感器已用45號鋼標(biāo)定，靈敏度為8mv/m。3）轉(zhuǎn)速測量：保持探頭與帶槽金屬環(huán)約0.5mm距離，傳感器輸出連接數(shù)字存儲示 波器CH1。啟動電機(jī)轉(zhuǎn)動金屬環(huán)，按下示波器AUTO自動設(shè)置按鈕，顯示信號波形。 按下MEASURE 自動測量按鈕，顯示自動測量菜單：按下1號菜單操作鍵，選擇信源“ CH1”；按下3號菜單操作鍵，選擇“時間測量”；在時間測