機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)整合

1、第一章 緒論1、測(cè)試的概念目的： 獲取被測(cè)對(duì)象的有用信息。 測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。 測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱。2、靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量： 是指不隨時(shí)間變化的物理量的測(cè)量。 動(dòng)態(tài)測(cè)量： 是指隨時(shí)間變化的物理量的測(cè)量。3、課程的主要研究對(duì)象 研究機(jī)械工程中動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量4、測(cè)試系統(tǒng)的組成5、量綱及量值的傳遞6、測(cè)量誤差 系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差7、測(cè)量精度和不確定度8、測(cè)量結(jié)果的表達(dá)第二章 信號(hào)分析與處理、信號(hào)的分類及其描述、分類2、描述時(shí)域描述： 幅值隨時(shí)間的變化頻域描述： 頻率組成及幅值、相位大小 二、求信號(hào)頻譜的方法及頻譜的特點(diǎn)1 、周期信號(hào)數(shù)學(xué)工具：傅里葉級(jí)數(shù)方 法：求信

2、號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)頻譜特點(diǎn)：離散性諧波性收斂性(見(jiàn)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(hào)(不含準(zhǔn)周期信號(hào)) 數(shù)學(xué)工具：傅里葉變換 方 法：求信號(hào)傅里葉變換頻譜特點(diǎn)：連續(xù)性、收斂性、隨機(jī)信號(hào)數(shù)學(xué)工具：傅里葉變換方 法：求信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換頻譜特點(diǎn)：連續(xù)性三、典型信號(hào)的頻譜1 、 (t) 函數(shù)的頻譜及性質(zhì) (f)=1 頻率無(wú)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(hào)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(duì)反向旋轉(zhuǎn)失量的合成。 解決了周期信 號(hào)的傅里葉變換問(wèn)題，得到了周期

3、信號(hào)的雙邊譜，使信號(hào)的頻譜分析得到了統(tǒng)一。3、截?cái)嗪笮盘?hào)的頻譜頻譜連續(xù)、頻帶變寬（無(wú)限）四、信號(hào)的特征參數(shù)、均值 ：靜態(tài)分量（常值分量） 正弦、余弦信號(hào)的均值？2、均方值：強(qiáng)度（平均功率）均方根值 ：有效值4、概率密度函數(shù)：在幅值域描述信號(hào)幅值分布規(guī)律五、自相關(guān)函數(shù)的定義及其特點(diǎn)1 、定義：、特點(diǎn)3、自相關(guān)圖六、互相關(guān)函數(shù)的定義及其特點(diǎn)、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(shí)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(diǎn)1、定義2、意義就是信號(hào)的功率密度沿頻率軸的分布。反映信號(hào)的頻域結(jié)

4、構(gòu)。3、特點(diǎn)十、互功率譜密度函數(shù)定義及其應(yīng)用十一、數(shù)字信號(hào)處理1、時(shí)域采樣定理： fs 2fh fs (3-4)fc2、混疊： 原因： Ts ( fs ) 、信號(hào)頻率太寬混疊部位： fs/2 折疊頻率fs N處理方法：抗混疊濾波，提高采樣頻率3、量化及量化誤差： x誤差、泄漏：原因 加窗截?cái)嗵幚?處理方法： 合理選擇窗函數(shù) 周期信號(hào)整周期截?cái)?5、頻域采樣與柵欄效應(yīng)十二、傅里葉變換的幾個(gè)性質(zhì)k1 時(shí)間軸壓縮，頻帶加寬，幅值降低k1 時(shí)間軸擴(kuò)展，頻譜變窄，幅值增高第三章 測(cè)量裝置的基本特征測(cè)量裝置的基本特征：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性一、測(cè)量裝置的靜態(tài)特征及主要參數(shù)1 、靜態(tài)特性：、主要靜態(tài)參數(shù)1）線性

5、度： 線性度越好線性范圍 （ 量程）越寬2 ）靈敏度： S x測(cè)量范圍S= y/ x （輸出的量綱 / 輸入的量綱）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(cè)量到輸入量最小變化的能力。、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、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(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，其穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入的幅值比、相位差隨激勵(lì)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)法六、系統(tǒng)不失真的條件1、時(shí)域不失真條件： y(t)

6、= A0 x(t-t0)、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(duì)不同頻率的信號(hào)具有相同的增益； 系統(tǒng)對(duì)不同頻率的信號(hào)具有相同的滯后時(shí)間。七、一、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、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)誤差第四章 測(cè)量系統(tǒng)十、測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特征參數(shù)的測(cè)量方法 頻率響應(yīng)法 階躍響應(yīng)法1、頻率響應(yīng)法：、傳感器的定義及分類定義： p682、階躍響應(yīng)法：、常用傳感器種類、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用、電阻式傳感器 變阻器式：應(yīng)變片： 金屬應(yīng)變片： Sg1+2 形變 半導(dǎo)體應(yīng)變片： Sg E 導(dǎo)電

7、性能變化 特點(diǎn)：應(yīng)用： 1）測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變；）組成各種應(yīng)變式傳感器極距變化型：s線性差，微小位移、非接觸測(cè)量面積變化型：介質(zhì)變化型：s線性好，較大線、角位移測(cè)量s線性好，介質(zhì)參數(shù)測(cè)量2 、電容式傳感器、電感式傳感器精確度高、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(dòng)主要特點(diǎn)：1 固有頻率高（），動(dòng)態(tài)范圍寬；尺寸小，質(zhì)量輕（ 0.14g ）, 負(fù)載效應(yīng)小；精確度和靈敏度高；線性好，壽命長(zhǎng)，使用方便；5 不宜作靜態(tài)參數(shù)測(cè)量；6 輸出阻抗高（），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

8、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(dòng)式傳感器的優(yōu)點(diǎn)、靈敏度擴(kuò)大近一倍；、改善了傳感器線性，線性工作范圍擴(kuò)大近一倍；、提高了傳感器工作的穩(wěn)定性。四、傳感器選用原則、交流電橋的調(diào)幅功能。、電橋的輸出及靈敏度六、濾波器12、分類及其功能 功能：讓有用的頻率成分成分通過(guò)，抑制或衰減不需要的頻率成分。 分類：低通、特征參數(shù)、高通 、帯通 、帶阻 1截止頻率fc ：2帶寬 B ：3中心頻率f0：45倍頻程選擇性：衰減快 dB選擇性 品質(zhì)因數(shù) （ 子）Q: Q=f0/B Q 選擇性6濾波器因數(shù)：選擇性恒帶寬比、倍頻程濾波器：、理想濾波器是不可能實(shí)現(xiàn)七、

9、調(diào)制與解調(diào)1、調(diào)制：利用某種低頻信號(hào)來(lái)控制或改變高頻振蕩的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。2 、解調(diào)：從已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)原低頻調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。3 、載波、調(diào)制信號(hào)、已調(diào)制信號(hào)（調(diào)幅波 .、調(diào)制與解調(diào)的作用1 ）不失真的傳輸信號(hào)；2 ）不失真的放大信號(hào)；3）可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。、調(diào)幅與解調(diào)調(diào)幅： 高頻信號(hào)與測(cè)試（調(diào)制）信號(hào)相乘 , 使高頻信號(hào)幅值隨被測(cè)信號(hào)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、調(diào)頻與解調(diào)調(diào)頻： 利用調(diào)制信號(hào)控制高頻載波信號(hào)頻率變化過(guò)程，使載波的頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅值成比例變化。鑒頻在時(shí)域上的極限。其傅立葉變換為：其幅度譜、相位譜分別為單位階躍信號(hào)頻譜分析由于單位階躍信號(hào)不滿足絕對(duì)可積條件，不能直接由定義給出其頻譜，可把它看成當(dāng)a 0 時(shí)的指數(shù)信號(hào)將單邊指數(shù)信號(hào)的頻譜分解為實(shí)頻與虛頻兩部分單位階躍信號(hào)在時(shí)域上可表示為階躍信號(hào)的頻譜為由于階躍信號(hào)中含有直流