機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)知識點(diǎn)整合

1、 第一章 緒論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(yàn)的綜合。 測試技術(shù)是測量和試驗(yàn)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(jī)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(jī)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(dá)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2、 求信號頻譜的方法及頻譜的特點(diǎn) 1、周期信號 數(shù)學(xué)工具：傅里葉級數(shù) 方

2、法：求信號傅里葉級數(shù)的系數(shù)頻譜特點(diǎn)： 離散性 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(zhǔn)周期信號） 數(shù)學(xué)工具：傅里葉變換 方 法：求信號傅里葉變換 頻譜特點(diǎn)：連續(xù)性、收斂性 3、隨機(jī)信號 數(shù)學(xué)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(diǎn)：連續(xù)性3、 典型信號的頻譜 1、(t)函數(shù)的頻譜及性質(zhì)(f)=1 頻率無限，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，即一對反向旋轉(zhuǎn)失量的合成。解決了周期信號的傅里葉變換問題，

3、得到了周期信號的雙邊譜，使信號的頻譜分析得到了統(tǒng)一。3、截?cái)嗪笮盘柕念l譜 頻譜連續(xù)、頻帶變寬（無限）4、 信號的特征參數(shù) 1、均值 ：靜態(tài)分量（常值分量） 正弦、余弦信號的均值？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 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

4、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(diǎn)10、 互功率譜密度函數(shù)定義及其應(yīng)用11、 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( fs)、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 fs N3、量化及量化誤差：x誤差 4、泄漏：原因 加窗截?cái)嗵幚硖幚矸椒ǎ汉侠磉x擇窗函數(shù) 周期信號整周期截?cái)?、頻域采樣與柵欄效應(yīng)12、 傅里葉變換的幾個性質(zhì) k1 時間軸壓縮，頻帶加寬，幅值降低 k1 時間軸擴(kuò)展，頻譜變窄，幅值增高第3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

5、、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：線性度越好線性圍(量程)越寬2）靈敏度：Sx測量圍 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)在簡諧信號激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出對輸入的幅值比、相位差隨激勵頻率變化的特性。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

6、六、系統(tǒng)不失真的條件1、時域不失真條件：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)對不同頻率的信號具有相同的增益； 系統(tǒng)對不同頻率的信號具有相同的滯后時間。7、 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(diǎn)及應(yīng)用 1、電阻式傳感器 變阻器式： 應(yīng)變片：金屬

7、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、非接觸測量 面積變化型：s線性好，較大線、角位移測量 介質(zhì)變化型：s線性好，介質(zhì)參數(shù)測量 3、電感式傳感器精確度高、線性圍大、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(diǎn)： 1固有頻率高（ ），動態(tài)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，使用方便； 5不宜作靜態(tài)參數(shù)測量； 6輸出阻抗高（ ），輸出能量小，需采用高輸入

8、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-光電效應(yīng)應(yīng)用：三、差動式傳感器的優(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，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:

9、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(shí)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(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(dāng) 時的指數(shù)信號在時域上的極限。 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(shí)頻與虛頻兩部分階躍信號的頻譜為由于階躍信號