现代测试技术-复习要点

复习重点第一章 信号分析基础（作业题重点）信号的分类：（确定性信号与非确定性信号）1确定性信号：是指可以用明确的数学关系式描述的信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号。周期信号是指经过一段时间可以重复出现的信号，满足条件。非周期信号：往往具有瞬变性。准周期信号：周期信号与非周期信号的边缘。2非确定性信号：是指无法用明确的数学式描述，其幅值、相位变化是不可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程，通常只能用概率统计的方法来描述它的某些特征。（能量信号与功率信号）1 能量信号：在所分析的区间里面，能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件：2 功率信号：有许多信号，它们在区间内能量不是有限值。在这种情况下，研究信号的平均功率更为合适。在区间内，信号的平均功率（连续时间信号与离散时间信号）1 连续时间信号：在所分析的时间间隔内，对于任意时间值，除若干个第一类间断点外，都可以给出确定的函数值，此类信号称为连续时间信号或模拟信号。2 离散时间信号：又称时域离散信号或时间序列。它是在所分析的时间区间，在所规定的不连续的瞬时给出函数值。可以分为两种情况：时间离散而幅值连续时，称为采样信号；时间离散而幅值量化时，称为数字信号。信号的时域分析（信号的时域统计分析）1均值：表示集合平均或数学期望值，也即信号的静态分量。用表示。2均方值：也称平均功率，用表示。3方差：描述信号的波动分量，用表示。三者之间的关系为：=+4概率密度函数：随机信号的概率密度函数是表示幅值落在指定区间的概率。定义为5概率分布函数：概率分布函数是信号幅值小于或等于某值x的概率，其定义为：（信号的时域相关分析）1相关：是指客观事物变化量之间相互关联的程度。2自相关函数：描述信号在某一时刻t与另一时刻t-瞬时值的依从关系。对于能量信号和功率信号的自相关函数分别定义为：性质见课本第9页3互相关函数：描述两个信号，关于时差的相关性。对于能量信号的互相关函数定义为：若与为功率信号，则其互相关函数定义为： 可见，两随机信号中如有频率相同的周期成分，那么互相关函数中将出现该频率成分，且用不收敛。此外，还应注意到，求出互相关函数后不仅保留了原信号中的频率和幅值信息，而且还保留了相位信息。信号的频域分析（周期信号的幅值谱、相位谱和功率谱）傅立叶级数的实数形式表达式为：复数表达式为：（其中系数的换算关系详细见课本14页） 以上-、-关系称为幅值谱；-关系称为相位谱，-、-关系称为功率谱。由傅立叶级数展开构成的幅值谱具有以下性质：1）谐波性，各次谐波频率比为有理数；2）离散性，即各次波在频率轴上取离散值；3）收敛性，即各次谐波分量随频率增加而衰减。（非周期信号的频谱密度）傅立叶变换：可记作： 与周期信号相类似，非周期信号也可以分解成许多不同频率成分的正、余弦分量。所不同的是，由于非周期信号周期T，基频，所以它包含了从零到无限大的所有频率分量，各频率分量的幅值为/，为无穷小量，所以频谱不能再用幅值表示，而用密度函数描述。（随机信号的功率谱密度分析）1自功率谱密度函数平稳随机过程的功率谱密度与自相关函数是傅立叶变换对，即2互谱密度函数 两平稳随即信号的互相关函数满足条件，则定义的傅立叶变换为互谱密度函数，简称互谱，第二章 线性系统分析（线性时不变系统）在研究测量装置的传输与转换特性中如下性质尤为重要：1）迭加性质。2）频率保持性。（测量系统的传输特性）1测量系统的静态特性测量装置的静态特性有灵敏度、非线性度和回程误差。2测量系统的动态特性系统应具有良好的频率响应特性、高灵敏度、快速响应和小的时间滞后。重点：一阶系统的频率响应，其幅频、相频特性为（抑制噪声干扰的措施）1抑制系统外电磁干扰和静电干扰的措施1）屏蔽法2）减少磁感应和电容耦合2抑制测量系统内仪器间干扰的措施1）台间干扰的抑制2）共地干扰的抑制3滤波第三章 误差分析理论（误差及其分类）在实际测量中，能测得的只是在一定程度上接近于真值的测量值，因此测量的结果必然失真，这种失真则称为误差。1按本身因次分类1）绝对误差 2）相对误差 3）引用误差2按其产生原因分类1）仪器误差 2）人为误差 3）环境误差3按其性质分类1）系统误差 2）疏失误差 3）随机误差4按其特性分类1）静态误差 2）动态误差（测量中的精密度、准确度和精度） 精密度是指在测量某一参数中测量值的密集（或重复性）程度。 准确度是指测量值与真值符合的程度。 精度是综合反映精密度和准确度的指标，它反映了测量的总误差，即表达测量结果与被测量的真值的接近程度。（随机误差的分布规律） 随机误差也是随机变量，随机误差是遵循正态分布规律的，其正态分布规律又称为高斯分布规律。第四章 常用传感器的变换原理（作业题重点）传感器的定义和作用。（P50）性能要求。（P51）电阻应变式传感器工作原理，性能参数（K0应变灵敏度系数）。（P53）电阻应变片的构造和工作原理。（P55）应变片的横向效应和温度效应。（P56）应变片的主要性能参数和种类。（P56）压电效应，常用压电材料。（P62）压电式传感器的工作原理和特性。（P63）第五章 信号的传输、变换及记录（作业题重点）直流电桥的平衡条件：电阻平衡。合理布片的方法和目的。（P68）交流电桥的平衡条件：电阻平衡，电容平衡。 且+=+交、直流电桥输出电压的区别。（P72）（放大器与滤波器）1放大器放大器应满足的要求及其分类。（P74）2滤波器滤波器的分类。（P80）理想滤波器。（P80）（应变仪）1 静态应变仪的组成及其工作原理。（P85文字说明，P88图5-19，熟记！）2 动态应变仪的组成及其工作原理。（P89图5-21熟记其名称。）第六章 数字信号处理数字信号处理的一般程序。（P99图熟记。文字说明P123。）信号分析中，加窗的作用。（P106）应用窗函数的主要类型。（P106）第七章 应力应变测量掌握单向应力状态，平面应力状态（主应力方向已知），了解平面应力状态（主应力方向未知）。最大正应力法（角点法）：熟练掌握（P134）对于两种断面的正应力计算方法，公式。 第