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1、测试技术1. 测试：测试是具有实验性质的测量， 或者可以理解为测量和实验的综合。2. 测试技术研究的主要内容为被测量的测量原理、测量方法、测量系统及每条频谱线只出现在基频整数倍的频率上。3）各频率分量的谱线高度与 对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总 的趋势是随谐波次数的增高而减小。求取方法:用三角函数展开式或是用 负指数函数展开式求得。跃、谐波函数、周期单位脉冲序列。第2章信号的分析与处理1.信号的时域统计分析数据处理四个方面。3.测试技术的幺激励装置被测，对象传感器信号调理信号处理显示记录4. 欧拉公式：e+jn 町t = cos n t 土 jsin n t 0ocos n3 t = 1 /
2、 2（e -jnot + ejn（/） osin n t - j / 2（e-如咛 一 e jn0t）5. 傅里叶变换的主要性质1）奇偶虚实性。2）线性叠加性。3）对称性。4）尺度改变性。5）时移 性6）频移性。7）微分性质。8）积分 性质。9）卷积特性。6. 如果平稳随机过程的任何一个样本 函数的时间平均统计时间均相同，且 等于总体统计特征，则该过程为各 态历经过程。7.6函数（单位脉冲函数）的频谱特点： 6函数具有等强度、无限宽广的频谱 这种频谱常称为“均匀谱”。偶函数观察者1. 传感器U 测信息转换耕反馈、控制0信号 的器件，包括敏感器和转换器两部分。2. 信号的调理环节是把来自传感器的
3、信 号转换成更适合进一步的传出和处理 的形式。3.信号处理环节是对来自信号 调理环节的信号进行各种运算滤波和 分析。4.信号显示记录环节是将来自信 号处理环节的信号以观察者易于观察 的形式来显示或存储测试的结果。5.反 馈、控制环节主要用于闭环控制系统中 的测试系统。1）离散信号的的均值H x x（t）在0T时间内，离散点数为N， 离散值为X n，则* x - N二N匕Xn 2）绝对平均值*| -lim土 尤 i x |N T3n-13）均方值w 2 - lim 1L x2N sn-14）方差b2 - lim- （x 一* ）2Nsn-1b2的开方称为均方差根，又叫标 x准偏差，表示为气=Jw
4、，挡。心 、顶）-x si血 +o）2.例21求正弦函数，0第1章信号及其描述1. 信号的分类确定性信信号！周期信号非周期信号简谐信号.复合周期信号准周期信号:号瞬变信号8.6函数具有乘积性筛选性卷积性等特性的自相关函数9.利用欧拉公式，余弦函数可以表达为解：Rx（T） - Tx（t）x（t +T）dtx（t） - cos 2k ft -1 （e-j2ft + e j2 吼 t） -1,x。sin3t+中）sin。+气）+ 由020T 0 02把T-2n 31+9=0代入得其傅里叶变换为：X （f） - *（ f f 国 f-f0）R (t )=至 j2n sin0 sin+3T)dO= 52
5、cos3T x2n 02沽用伊匚平稳随机信菅- 随机信号非平稳随机信号同理余弦函数的频谱：非各态历经信号（t） - sin2f t - j （e-j20tej20t）02各态历经信号确定性信号：能用明确的数学关系式 或图像表达的信号。X(f)=28 (f+f 顼(f -似(T )-xy3.互相关函数的概念互相关函数 1R (T ) - lim 一 JT x(t)y(t +t )dtxy 一 ts T 0互相关系数lim JTx(t) -* (y(t +t ) -* dtTsT 0x二2.工程测试就是信号的获取、加工、x（t）=sin2ftImX（f月f处理、显示记录及分析的过程。、八孑 0 平
6、稳随机过程：统计特征量不随时间o w-f J/变化各态历经随机过程：样本特征0x ylimT JTx(t) y(t +T )dt *x *R (T ) * *TS1_0y _xyx_ygygy量代替总体特征量3.信号的描述：时域描述（表达式、 波形）和频域描述（频谱：相频谱、 幅频谱）周期信号的描述、非周期信号的描 述、随机信号的描述：（1）周期信号与离散频谱周期信号的频谱特点和求取方法1）周期信号的频谱特点是离散的， 每条频谱线表示一个谐波分量。2）实奇函数（时域中）虚奇函数（频域中）x (t) - co 2ftRe X (f )h实偶函数实偶函数（2）准周期信号具有离散频谱（3）非周期信号
7、的频谱是连续的； 10.信号分析中常用的信号：单位脉 冲、矩型窗、指数函数、符号函数与单位阶4.互相关函数的性质1）互相关函数是可正、可负的实函数。2）互相关函数非偶函数、亦非奇函数， 具有关系R （T ）匚Ryx （T ） 3R/）的峰值不在T = 0处，其峰 xy值偏离原点的位置反映了两信号时0 T 0* * bbTx y x y移的大小讨相关程度最高。* * + b b* *4) 互相关函数的g都J范国叩b b R(T)x y x y xy -5) 两个统计独立的随机信号当均值、J , i-i-A rtt* Tf r I R( ) U为零时，则，xy6) 两个不同频率的周期信号，其互相关
8、R (t) = lim-Jrx(t)y(t +x)dt为零。xyf T o=lim-Tx y sin t +0 )sin(o (t +t) +0 也可减小泄漏。T* T 0 0 0112点的直线。的测T Xi静态特性的测榛EE7)周期信号与随机信号的互相关函数 为零。5. 互相关应用测地下输油管道破损位6. 巴塞伐尔(Paseval)定理J x2(t)dt J | X(f )|2df-s-信号在时域中的总能量与信号在频 域中的总能量相等7. Sx (f庆示信号的功率密度沿频率轴 的分布，故又称为功率谱密度函数。R(t )8Sx(f)为实偶函数因果关系x8.相干函数截断后必然成为无限带宽信号，这
9、种 信号的能量在频率轴分布扩展的现 象称为泄漏。无论采样频率多高， 信号不可避免的出现混叠。14.提高截断信号长度，即提高矩形窗 宽度，此时sinc函数主瓣变窄，旁瓣 向主瓣密集，由于旁瓣衰减较快，故2 一. 一一15.经频域采样后的频谱仅在各采样点上存在，而非采样点的频谱则被“挡 住”无法显示(视为0)，这种现象称 为栅栏效应。避免栅栏效应1)提高 频率分辨率。2)采用频率细化技术 亦可改用其它把时域序列变换成频 谱序列的方法。3)对周期信号进行 整周期截断。第3章测试系统的特性1. 线性时不变系统的性质：叠加性，比 例特性，微分特性，积分特性，频率 保持性7.试，通过选择经过校准的标准静态
10、量 作为系统输入，求出其输入、输出特 性曲线。标准输入量的误差应当是所 要求测试结果误差的1/31/5或更 小。标定过程：1)作输入-输出特性曲线。2)求重 复性误差。3)求作正反行程的平均输 入-输出曲线。4)求回程误差。5)求 作定度曲线。6)求作拟合直线，计算 线性度和灵敏度。8. 测试系统动态特性的两种标定法：频率响应法和阶跃响应法。相干函数为零-输出信号与输入信2. 测试系统静态特性指标及其定义:重9. 测试系统特性参数的确定：静态特性号不相干。相干函数为1 -输出复性、灵敏度、线性度、分辨率、回参数的测定、动态特性参数的测定H(s)=H1(润2(s)电(s)=nH(s)第4章 常用
11、传感器环节的并联二1 nH=司(s) + H2(s)+ Hn(s) = YHi (s)5.。=0.60.8时，系统在较短时i=1L传感器是指直接作用于被测量，并与输入信号完全相干。相干函数在01之间-有如下三种 可能：测试中有外界噪声干扰； 输出是输入和其他输入的综合输出； 系统是非线性的。线性函数=19. 数字信号处理的基本步骤信号预处理：幅值调理、滤波、隔离 直流分量、解调等。A/D转换：采样、量化为数字量。数字信号处理器或计算机：信号分析 与处理(数据截断、加窗、奇异点剔 除、趋势分离、数字滤波、时域分析、 频域分析等)。结果显示：数据或图形显示、D/A、记 录、打印等。10. 采样：连
12、续时间信号离散化的过程。11. 若原始信号是带限信号，则采样后 信号频谱不发生重叠的条件为fsN 2fh。其中fh为信号中的最高频率。此即为采样定理。12. 窗函数就是在模数转换过程中(或 数据处理过程中)对时域信号取样时 所采用的截断函数。一个好的窗函 数应当：主瓣尽可能窄(提高频率分 辨力)、旁瓣相对于主瓣尽可能小， 且衰减快(减小泄漏)。13. 矩形窗函数的频谱为无限带宽的 sinc函数，即使x(t)为带限信号，经程误差、稳定度和漂移等3, 测量试装置的动态特性(1)常用的描述方法：微分方程、传递函数、频率特性函数、脉冲响应函数(输入为单位脉冲信号)传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数的
13、关系4,环节的串联间约(57)/ 进入偏离稳态不到 2%5%的范围内，且系统超调量小于 10%。因此，二阶测试系统的阻尼比 通常选择为匚=0.60.8。6, 信号不失真测试是指系统响应y(t)的 波形和输入x(t)的波形完全相似，从 而保留原信号的特征和全部信息。不失真测试条件：幅频特性A( )在 x(t)的频谱范围内为常数；相频特生 中()与成线性关系，为一经过原10,测试系统对输入x(t)的响应y (t)等于输入x (t)和其单位脉冲 响应函数h(t)的卷积y (t) = x(t) * h(t)11.测试系统不失真传递信号的时 域条件(即定义)和频域条件。y (t) = A x(t -1)
14、00J A() = A椰()= -tI0能按一定规律将其转换成同种或 别种量值输出的器件。2, 传感器选用原则：1)仔细研究测试信 号，确定测试方式和初步确定传感器 类型2)分析测试环境和干扰因素。3) 根据测试范围确定某种传感器4)确 定测量方式5)传感器的体积和安装方 式。考虑完确定什么类型再考虑 1,灵敏度2,响应特性3.稳定性4.精度3. 电阻应变片测量原理：将应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴在被测件上，被测物变 形通过基底和粘结剂传递给敏感栅 一阻值变化一转换电路转换为电 压或电流信号。应变电阻效应业=S 8 nAR = S &R04.压阻效应是指半导体材料受到应力 作用时，其电阻率发生变化的现象。第5章信号的调理与记x心ACB3）非线性型R = kx2a1）直线型R = K a 2）角位移型R = K 0B电桥的分类（交流电桥与直流电 桥；平
