機(jī)械測試課程總結(jié)-N課件

1、緒論本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握測試的基本概念及測試工作的任務(wù)2.了解測試技術(shù)的應(yīng)用情況 3. 測試系統(tǒng)的組成4.了解測試技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 一、測試技術(shù)的基本概念測試技術(shù)屬于信息科學(xué)范疇。測試（Measurement and Test）是測量和試驗(yàn)的綜合，是帶有試驗(yàn)性質(zhì)的測量。二、測試技術(shù)的任務(wù)測試工作的任務(wù)：獲取與研究任務(wù)相關(guān)的有用信息，而不是全部信息。激勵(lì)裝置傳感器被測對象信號(hào)調(diào)理反饋、控制顯示記錄信號(hào)處理觀察者三、測試系統(tǒng)的組成第一章 信號(hào)及其表述本章學(xué)習(xí)要求：熟悉信號(hào)的分類 掌握信號(hào)描述方式，理解信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的概念利用傅里葉變換求信號(hào)的頻譜掌握幾種典型信號(hào)的頻譜1.1 信號(hào)的分類一、確定性信號(hào)

2、和非確定性信號(hào)1.2 信號(hào)的描述 對同一信號(hào)，兩種描述方法含有相同的信息量，且可以互相轉(zhuǎn)換。 根據(jù)描述信號(hào)的自變量不同可分為時(shí)域描述和頻域描述。時(shí)域描述：描述信號(hào)的幅值隨時(shí)間的變化規(guī)律，可直接檢測或記錄到的信號(hào)。頻域描述：以頻率作為獨(dú)立變量的方式，也就是所謂信號(hào)的頻譜分析。 特點(diǎn)： 不能揭示信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)特征 。 可以反映信號(hào)的各頻率成分的幅值和相位特征。 一、信號(hào)的描述方法二、如何求周期信號(hào)的頻譜1、簡單周期信號(hào)由表達(dá)式即可知其頻率結(jié)構(gòu)，可直接作其頻譜圖。2、一般周期信號(hào) 可以利用傅里葉級數(shù)展開成多個(gè)乃至無窮多個(gè)不同頻率的諧波信號(hào)的線性疊加，然后作其頻譜圖。 其中，正、余弦合并后得（n1,2

3、,3）相頻圖幅頻圖由上式可作出周期信號(hào)的單邊頻譜(2) 傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)展開式與周期信號(hào)的雙邊頻譜式中，（n=0, 1, 2,）利用歐拉公式：在一般情況下，Cn是復(fù)數(shù) 其中， 可作出周期信號(hào)的雙邊頻譜幅值： （n0 ） （n0）相位：n1，2，3n=0n=-1,-2,-3(3) 單邊頻譜和雙邊頻譜之間的關(guān)系：3、周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)周期信號(hào)的頻譜具有離散性、諧波性和收斂性 傅里葉變換稱為的傅里葉變換的傅里葉逆變換稱為傅里葉變換的存在條件：(1)連續(xù)或只有有限個(gè)間斷點(diǎn)；(2)有限個(gè)極值點(diǎn)；(3)無限區(qū)間上絕對可積，即瞬變非周期信號(hào)的頻譜偶函數(shù)奇函數(shù)2、傅里葉變換的主要性質(zhì) (1)對稱性 X (t

4、) x (- )若x(t) X()， (2)尺度改變性質(zhì) (3)時(shí)移特性 即信號(hào)在時(shí)域中平移時(shí)，在頻域中，其幅值譜不變，相位譜改變，且相位的改變量與頻率成正比。 若x(t) X()，則在時(shí)域中信號(hào)沿時(shí)間軸平移一常值 ，則若k為常數(shù)，且k0,則1.3 幾種典型信號(hào)的頻譜 一、單位脈沖信號(hào) (1)采樣性質(zhì) (2)卷積性 傅里葉變換對：余弦函數(shù)的頻譜正弦函數(shù)的頻譜第2章 信號(hào)的分析和處理本章學(xué)習(xí)要求：了解信號(hào)的時(shí)域分析參數(shù)的應(yīng)用 掌握自相關(guān)、互相關(guān)函數(shù)的概念及應(yīng)用理解信號(hào)數(shù)字化出現(xiàn)的問題平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)不隨時(shí)間變化 ，即任意兩個(gè)時(shí)刻的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)相等。否則為非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)。各態(tài)歷經(jīng)

5、隨機(jī)信號(hào)如果平穩(wěn)隨機(jī)過程的任何一個(gè)樣本函數(shù)的時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征均相同，且等于總體統(tǒng)計(jì)特征，這樣的隨機(jī)信號(hào)叫各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號(hào)。 用于檢測周期信號(hào)的存在。由性質(zhì)知，自相關(guān)函數(shù)有助于檢測混淆在隨機(jī)信號(hào)中的周期成分。 3、自相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用 (1) 相關(guān)濾波，即利用相關(guān)分析原理消除信號(hào)中的干擾噪聲、提取有用信息的處理方法。3、互相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用 (2) 相關(guān)測速 (3) 故障診斷 (4) 查找振源 (5) 聲學(xué)應(yīng)用 第3章 測試系統(tǒng)的特性本章學(xué)習(xí)要求：1.了解測試系統(tǒng)與輸入、輸出的關(guān)系及其在典型輸入下的響應(yīng)2.掌握描述測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性的各指標(biāo)的含義3.掌握描述測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性方法3.2 測試系統(tǒng)的靜態(tài)特

6、性靜態(tài)特性：在靜態(tài)測量情況下描述實(shí)際測試裝置與理想定 常線性系統(tǒng)的接近程度 。描述系統(tǒng)靜態(tài)特性的參數(shù)1.非線性度：定度曲線與擬合直線的接近程度。2.靈敏度作用：用來描述測試系統(tǒng)對輸入信號(hào)變化的一種反應(yīng)能力。 3.分辨力：測試系統(tǒng)所能檢測出來的輸入量的最小變化量。 4.回程誤差：同一輸入量的兩條定度曲線之差的最大值 與標(biāo)稱的輸出范圍A之比5.漂移：指測試系統(tǒng)在輸入不變的條件下，輸出隨時(shí)間而變化 的趨勢。 在初始條件為零的前提下，定義傳遞函數(shù)其中s為復(fù)變量，1.傳遞函數(shù)求法：對系統(tǒng)的微分方程作拉普拉斯變換求得。2.頻率響應(yīng)函數(shù)在初始條件為零的前提下，定義頻率響應(yīng)函數(shù)求法： 即得(1)若已知 ,則在

7、 中，令 ，將其代入(2)若已知微分方程，作傅里葉變換，則(3)用實(shí)驗(yàn)方法求得物理意義：描述了系統(tǒng)的頻率特性。系統(tǒng)的幅頻特性系統(tǒng)的相頻特性 描述系統(tǒng)的簡諧輸入和其穩(wěn)態(tài)輸出的關(guān)系，不包含瞬態(tài)響應(yīng)信息。3.脈沖響應(yīng)函數(shù)系統(tǒng)的輸入為單位脈沖函數(shù),即 時(shí)，系統(tǒng)的輸出即為脈沖響應(yīng)函數(shù) 。它是對測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的時(shí)域描述。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性描述頻域頻率響應(yīng)函數(shù)復(fù)數(shù)域傳遞函數(shù)時(shí)域脈沖響應(yīng)函數(shù)拉普拉斯變換對傅里葉變換對二、測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性2.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性時(shí)間常數(shù)1.求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的方法3.二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性固有頻率和阻尼比三、環(huán)節(jié)的串聯(lián)和并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)3.5 實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件 幅頻特性：相頻特性：第4

8、章 常用傳感器1.熟悉傳感器的定義、作用和分類2.了解傳感器的選用原則 3.掌握電阻式、電感式、電容式、壓電式等常用傳感 器的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用。 本章學(xué)習(xí)要求：第5章 信號(hào)的調(diào)理與記錄 1、掌握電橋的作用、原理。2、掌握調(diào)制的概念、分類和目的；解調(diào)的目的； 掌握幅值調(diào)制與解調(diào)的原理。3、掌握濾波器的作用、分類； 了解實(shí)際濾波器的基本參數(shù)。 本章學(xué)習(xí)要求：5.1 電橋 作用：將電阻R、電感L、電容C 等電參數(shù)變?yōu)殡妷篣 或電流I 信號(hào)后輸出。一、直流電橋 1、平衡條件 R1R3=R2R4 直流電橋 2、聯(lián)接方式 (1) 半橋單臂(2) 半橋雙臂(3) 全橋二、交流電橋 交流電橋 1、平衡條件 2

9、、常用電橋 （1）電容電橋 （2）電感電橋 （3）純電阻交流電橋 3、交流電橋的輸出調(diào)幅波5.3 調(diào)制與解調(diào)調(diào)制的目的：便于實(shí)現(xiàn)緩變信號(hào)的放大和傳輸。 調(diào)制：緩變信號(hào)變成高頻信號(hào)的過程；是使高頻信號(hào)的某些參數(shù)在被測緩變信號(hào)的控制下發(fā)生變化的過程。調(diào)制的種類：根據(jù)參數(shù)的不同，調(diào)制可以分為：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相解調(diào)的目的：從已調(diào)制波中不失真地恢復(fù)原來的調(diào)制信號(hào)。 一、調(diào)幅調(diào)幅是將一個(gè)高頻簡諧信號(hào)y(t)（載波信號(hào)）與緩變信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）x(t)相乘，使載波信號(hào)y(t)的幅值隨緩變信號(hào)x(t) 幅值的變化而變化的過程。調(diào)幅的目的是為了便于緩變信號(hào)的放大和傳送。二、調(diào)幅波的解調(diào)解調(diào)的目的：不失真地恢復(fù)原來的緩變信號(hào) 三種解調(diào)方法的比較： 1.同步解調(diào)：能恢復(fù)信號(hào)的極性，幅值減半；3.相敏檢波：既能能恢復(fù)信號(hào)的極性，又能恢復(fù)信號(hào)的極性。2.整流檢波：不能恢復(fù)信號(hào)的極性，所以調(diào)幅前要加直流偏置；三、應(yīng)用電路動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的工作原理試件 電橋 放大 低通濾波 相敏檢波 顯示記錄振蕩器濾波器是一種選頻裝置，它只允許一定頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而極大地衰減其它頻率成分。 5.4 濾波器一、濾波器的分類： 按濾波器通頻帶范圍，分為：低通，高通，帶通，帶阻濾波器帶寬決定著濾波器的頻率分辨力分離信號(hào)中相鄰頻率成分的能力。二、實(shí)際濾波器的基本參數(shù)1)