河南理工大学机械工程测试技术基础期末复习重点(部分)

1、 时域描述 以时间t 为独立变量的，直接观测或记录到的信号。信号时域描述直观地出信号瞬时值随时间变化的情况。 频域描述 信号以频率 f 为独立变量，称为信号的频域描述。反映信号的频率组成及其幅值、相角之大小。周期信号频谱的三大特点： 1）离散性周期信号的频谱是离散的。 2）谐波性每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。 3）收敛性各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值(或相位角 。工程中常见的周期信号，其谐波幅值的总趋势是随谐波次数的增高而降低的。因此，在频谱分析中没必要考虑较高阶次谐波成分。非线性度：测试装置的输入与输出偏离线性关系的程度；从图形上看也就是定标曲线接近

2、拟合直线的程度。灵敏度用来描述测试装置对被测量变化的反应能力。当装置的输入x 有一个变化量x ，它引起输出y 发生相应的变化量y ，则定义 灵敏度灵敏度定义为单位输入变化所引起的输出变化。 不失真的测量条件: 测试装置的输出y(t和输入x(t 满足关系时, 认为测试装置实现了不失真测量。其中A 0和t 0都是常量。表明这个装置输出的波形和输入波形精确地一致，只是幅值放大了 A 0倍和在时间上延迟了 t 0而已。试说明二阶装置阻尼比z 多采用0.60.7 的原因。从不失真条件出发分析。z 在0.707 左右时, 幅频特性近似常数的频率范围最宽, 而相频特性曲线最接近直线。一阶系统的特点：二阶系统

3、的特点：物性型传感器:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换. 如:水银温度计. 结构型传感器:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器.金属电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短 的变化而发生变化的现象。半导体应变片工作原理是基于半导体材料的压阻效应，即单晶半导体材料受某一方向外力作用时，电阻率变化的现象。电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。 涡电流效应磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感应电动势的一种转换器。压电式传感器变换原理:压电效应。某

4、些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。用来测力、压力及加速度等。半导体材料受到光照时会产生电子-空穴对, 使其导电性能增强, 光线愈强，阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象, 称为内光电效应光生伏特效应指半导体材料P-N 结受到光照后产生一定方向的电动势的效应。金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。传感器选用原则：选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。1、灵敏度一

5、般说来，传感器灵敏度越高越好，但在确定灵敏度时，要考虑以下几个问题。 a 灵敏度过高引起的干扰问题；b 量程范围。c 交叉灵敏度问题。2 响应特性传感器的响应特性是指在所测频率范围内，保持不失真的测量条件。实际上传感器的响应总不可避免地有一定延迟，但总希望延迟的时间越短越好。 3 线性范围任何传感器都有一定线性工作范围。在线性范围内输出与输入成比例关系，线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大。传感器工作在线性区域内，是保证测量精度的基本条件。4 稳定性稳定性是表示传感器经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境。5 精确度传感器的精确度是表示传感器的输出

6、与被测量的对应程度。6 测量方式传感器工作方式，也是选择传感器时应考虑的重要因素。例如，接触与非接触测量、破坏与非破坏性测量、在线与非在线测量等。信号调理的必要性原因：1、传感器输出信号微弱；2、难以直接显示或A/D转换；3、混杂了噪声。目的：1、信号放大；2、非电信号转换为电信号；3、抑制噪声，提高信噪比；方法：调理、放大、滤波，便于后续环节处理典型装置：电桥、调制解调、滤波器等调幅原理由傅立叶变换的性质知：在时域中两个信号相乘，则对应在频域中这两个信号进行卷积， 即余弦函数的频域图形是一对脉冲谱线一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移至该脉冲函数处。 若以高频余弦信号

7、作载波，把信号x(t和载波信号相乘，其结果就相当于把原信号的频谱图形由原点平移至载波频率f0处，幅值减半。同步解调:把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域图形将再一次进行“偏移”。若用一个低通滤波器滤去中心频率为2f 的高频成分，那么将可以复现原信号的频谱（幅值减小为一半），这一过程称为同步解调。“同步”指解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。信号经频率调制后得到的是调频波，调频波还原要经过频率解调，这个解调过程又称为鉴频，是将频率变化恢复成调制信号电压幅值变化的过程。滤波器作用：选频作用：进行频谱分析； 滤除干扰噪声 实际滤波器基本参数1、纹波幅度d d A /02、截止频率：幅频特性值 等于 A / 2 所对应的频率。 03、带宽B上下两截止频率之间的频