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1、机械工程测试技术基础总复习一、绪论1、测试的概念目的：获取被测对象的有用信息。测试是测量和试验的综合。测试技术是测量和试验技术的统称。 2、静态测量与动态测量 3、课程的主要研究对象研究机械工程中动态参数的测量4、测试系统的组成 5、量纲及量值的传递 6、测量误差系统误差、随机误差、粗大误差 7、测量精度和不确定度 8、测量结果的表达二、信号分析与处理一、信号的分类及其描述1、分类 正弦型信号复杂周期信号准周期信号瞬变信号 各态历经信号非各态历经信号非平稳随机信号周 期 信 号非周期信号平稳随机信号随机信号确定性信号连续信号 模拟信号 能量信号离散信号 数字信号 功率信号2、描述时域描述：幅值
2、随时间的变化频域描述：频率组成及幅值、相位大小 二、求信号频谱的方法及频谱的特点1、周期信号数学工具：傅里叶级数方 法：求信号傅里叶级数的系数频谱特点：离散性、谐波性、收敛性周期的确定：各谐波周期的最小公倍数基频的确定：各谐波频率的最大公约数2、瞬变信号（不含准周期信号）数学工具：傅里叶变换方 法：求信号傅里叶变换频谱特点：连续性、收敛性3、随机信号数学工具：傅里叶变换方 法：求信号自相关函数的傅里叶变换频谱特点：连续性三、典型信号的频谱1、(t)函数的频谱及性质(f)=1 频率无限，强度相等，称为“均匀谱 ”采样性质：积分特性：卷积特性：2、正、余弦信号的频谱实频谱虚频谱3、截断后信号的频谱
3、频谱连续、变宽四、信号的特征参数1、均值 ：静态分量（常值分量）正弦、余弦信号的均值？2、均方值 ：强度（平均功率）均方根值 ：有效值 3、方差 ：波动分量4、概率密度函数 ：在幅值域描述信号幅值分布规律 五、自相关函数的定义及其特点1、定义：2、特点4）自相关图 六、互相关函数的定义及其特点1、定义2、特点七、相关分析的应用 八、相关系数与相干函数九、自功率谱密度函数定义及其特点1、定义十、互功率谱密度函数定义及其应用十一、数字信号处理1、时域采样定理：fs 2fh fs (3-4)fc2、混叠：原因 Ts( fs)3、量化及量化误差：x误差4、泄漏：原因 加窗截断处理5、频域采样与栅栏效应
4、 十二、傅里叶变换的几个性质k1 时间轴压缩，频带加宽，幅值降低k1 时间轴扩展，频谱变窄，幅值增高三、测量装置的基本特征测量装置的基本特征：静态特性和动态特性 一、测量装置的静态特征及主要参数1、静态特性：2、主要静态参数1）线性度：线性度越好线性范围(量程)越宽2）灵敏度：Sx测量范围S = y/x（输出的量纲/输入的量纲）3）回程误差：与输入变化方向有关的输出特性。4）分辨力（分辨率）：能测量到输入量最小变化的能力。 二、线性系统的主要特性叠加性、比例性、微分性、积分性、频率保持性 三、测量装置动态特性的描述时 域：h(t) y(t)=x(t)*h(t)复数域：H(S) Y(S)=X(S
5、)H(S) h(t)H(S)频 域：H() Y()=X()H() H()LF系统(t )h(t)四、频率响应函数(频率特性)定义及物理意义1、频率响应函数定义系统在简谐信号激励下，其稳态输出对 输入的幅值比、相位差随激励频率变化的 特性。五、频率响应函数的求取方法1、方程微分H() 2、H(S)H()3、h(t)H() 4、实验法 六、系统不失真的条件1、时域不失真条件：y(t)= A0x(t-t0)2、频域不失真条件：其中：幅频特性 A()=A0相频特性 ()=-t0即：系统对不同频率的信号具有相同的增益；系统对不同频率的信号具有相同的滞后时间 。FFS=j七、一、二阶系统的动态特性1、一阶
6、系统（如：RC低通滤波器）2、二阶系统不失真工作频率范围：八、系统的串并联九、系统的稳态响应与响应误差十、测量装置动态特征参数的测量方法频率响应法 阶跃响应法 四、测量系统一、传感器的分类位移传感器按被测物理量分 速度传感器 加速度传感器物性型传感器结构型传感器能量转换型能量控制型按工作原理分按能量关系分接触式传感器非接触式传感器 二、常用传感器种类、工作原理、特点及应用1、电阻式传感器变阻器式：应变片：金属应变片：Sg1+2 形变半导体应变片：SgE 变特点：应用：1）测应力、应变；2）组成各种应变式传感器按安装方式分2、电容式传感器极距变化型：s线性差，微小位移、非接触测量面积变化型：s线
7、性好，较大线、角位移测量介质变化型：s线性好，介质参数测量3、电感式传感器可变气隙长度可变气隙面积涡流式：利用金属导体在交变磁场中涡电流效应非接触测量、简单、方便、不受油污等介质影响互感型差动变压器式：互感原理精确度高、线性范围大、稳定性好、使用方便可变磁阻式4、磁电式传感器被测物理量感应电动势线速度型角速度型磁阻式5、压电式传感器被测物理量电荷量特点：应用：力、压力、加速度、声和声发射电磁感应原理动圈式压电效应电压放大器电荷放大器：线性好，与电缆电容无关6、热电式传感器热电偶热电阻1）热电偶 温度热电势2）热电阻 温度电阻（金属正温度系数）前置放大器热电效应接触电势温差电势7、光电式传感器光
8、电管-外光电效应光电池-光生伏特效应光敏电阻-内光电效应应用： 三、差动式传感器的优点1、灵敏度扩大近一倍；2、改善了传感器线性，线性工作范围扩大近一倍；3、提高了传感器工作的稳定性。四、传感器选用原则 五、电桥1、电桥的分类2、电桥平衡及平衡条件Uy= 0,则电桥平衡。直流电桥：R1R3=R2R4z1z3=z2z41+3=2+4直流电桥交流电桥Z1Z3=Z2Z4交流电桥：3、交流电桥的调幅功能。4、电桥的输出六、滤波器1、分类及其功能低通滤波器、高通滤波器、帯通滤波器、带阻滤波器2、特征参数1）截止频率fc：2）带宽 B：3）中心频率f0：4）倍频程选择性：衰减快dB选择性5）品质因数(子)
9、Q: Q=f0/B Q选择性6）滤波器因数：选择性3、倍频程滤波器： 恒带宽比4、理想滤波器是不可能实现七、调制与解调1、调制：利用某种低频信号来控制或改变高频振荡的某个参数的过程。2、解调：从已调制信号中恢复原低频调制信号的过程。3、载波、调制信号、已调制信号（调幅波.4、调制与解调的作用1）不失真的传输信号；2）不失真的放大信号；3）可实现信号的转换。5、调幅与解调调幅：高频信号与测试（调制）信号相乘,使高频信号幅值随被测信号的变化而变化 。功能： 低频信号高频信号解调：同步解调、整流检波、相敏检波转移6、调频与解调调频：利用调制信号控制高频载波信号频率变化过程，使载波的频率随调制信号的幅值成比例变化。
