工程测试测试总结

机电工程学院测量与控制技术研究所卢春霞QQ：467033116Tel程测试技术教材：王琨琦《工程测试技术》机电工程测试技术测试（MeasurementandTest）

是具有试验性质的测量，也可理解为测量和试验的综合。

测试的主要任务：是利用测量系统或者装置，精确地测量出各种被测物理量或者被测参量。一、测试技术的基本概念工程测试技术-前言二、本课程主要内容传感器信号处理测试方法1.1基本概念与研究内容b.目的：希望同学们通过本课程的学习，掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点和适用范围；针对科研或工程中有关测试的问题选择适宜的测试方案；合理地选用传感器的敏感元件和基本测量电路，并提出对信号进行分析的有效方法。(即解决实际问题)。1.3学习目的意义绪论信号分析基础模拟量传感器测试系统特性模拟信号处理数字信号处理数字量传感器测试方法内容如下1.1基本概念与研究内容2.1信号的分类2.2.信号的描述2.3.信号的频域描述2.4.傅立叶变换性质2.5.典型信号的频谱特性工程测试技术基础本章学习要求：第二章、信号分析基础工程测试技术基础本章学习要求：1.建立测试系统的概念2.测试系统静态响应特性3.了解测试系统动态响应特性4、典型系统（零阶、一阶、二阶）5、测试系统不失真条件第三章、测试系统特性工程测试技术基础1.电桥测量原理2.信号调制解调原理3.滤波器工作原理本章学习要求：第四章、模拟信号处理了解信号的A/D转换原理掌握信号采样原理了解数字信号处理中信号截断、能量泄漏等现象。了解数字傅立叶变换的原理工程测试技术基础本章学习要求：第五章、数字信号处理了解传感器的分类掌握常用传感器测量原理了解传感器测量电路工程测试技术基础本章学习要求：第六章、模拟量传感器了解数字量传感器的基本原理、特点和应用掌握光栅传感器的工作原理和测量电路工程测试技术基础本章学习要求：第七章、数字量传感器工程测试技术基础1位移测量2力、力矩测量3压力的测量本章学习要求：第八章、测试方法第二章、信号分析基础本章学习要求：2.1信号的分类2.2.信号的描述2.3.信号的频域描述2.4.傅立叶变换性质2.5.典型信号的频谱特性工程测试技术基础1从信号描述上分--确定性信号与非确定性信号；2从信号的幅值和能量上--能量信号与功率信号；3从分析域上--时域信号与频域信号；2.浴1信号锈的分辈类与圈描述4从连续性--连续时间信号与离散时间信号；5从可舅实现帖性--物理邮可实抱现信谈号与吴物理猪不可子实现接信号。一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号一般持续时间无限的信号都属于功率信号2.牵1、信皂号的册分类第二的章、绝信号其分析淹基础时域锁描述频域积描述幅值怪域描绩述相关枯性描男述2.用2、信也号的离描述时域里描述：以时奋间为细独立朵变量钟，直嫁接观盟测或竿记录枪信号兴，反烦映信筒号幅摇值随如时间示变化陷的关疏系。频域稍描述积：以频晴率为景独立出变量么来表肺示信歌号，识研究挠信号垄的频态率结仿构，鹿即组蛋成信果号的苹各频静率分蛋量的钱幅值见及相巧位的波信息番。信号带频谱X(讨f)代表锦了信规号在智不同矛频率屑分量刻成分箩的大惊小，怪能够至提供继比时始域信爱号波泻形更姻直观亩，丰扁富的吗信息时域虾分析铜与频终域分棉析的时关系时间幅值频率时域分析频域分析2.步3、频句域描啦述频域趁描述雹：以频欢率为量独立逗变量榆来表座示信饭号，漫研究浴信号黄的频芦率结椒构，本即组哨成信套号的弓各频恋率分册量的年幅值奔及相显位的加信息烘。周期朱信号饱：傅立筑叶级买数－踢－三忆角形差式和丸复指付数形挽式非周京期信防号：傅立秤叶变页换2.野4、傅落立叶拥变换朱的性耍质1.线性烂叠加捷性2.对称井性3.比例召性（时性间尺距度改胖变性毫）4.时移昂与频仿移特乡丰性5.积分另与微恋分特甚性6.卷积惧特性2.匹4傅立窜叶变锋换的妨性质tx(t)fX(f)已知条件：fx(殖f)tX(t)可推连出：若x(慕t)设←→X(贞f)，则X(肆t)疑←→x(避-f)对称文性tx(t)X(f)fT/2-T/21/T-1/Ttx(横t)X(龄f)fT-T1/盾2T-1想/2监Ttx(养t)X(裂f)fT/洒4-T哈/42/耻T-2即/T2.绍4傅立结叶变端换的降性质时间斤尺度庸改变翁性2.润4傅立榆叶变截换的鞭性质时移性

若x(t)←→X(f)，则x(t±t0)←→e±j2πft0X(f)时间域信号沿时间轴右移或左移一个时间t0,移后原幅值谱不变，只是相角产生附加变化（±2πft0）频移性

若x(t)←→X(f)，则x(t)e±j2πf0t←→X(f±f0)若频谱沿频率轴右移或左移f0，则时域信号为原信号乘以因子e±j2πft02.谋4傅立漆叶变葱换的迁性质微分捕特性积分蹄特性微分精、积谋分特桂性可倘以用酿于解腐决位提移、沙速度虚、加汉速度棕之间煌的特柳性推取导；2.很5、典步型信别号的冰频谱1）矩弯形窗封函数钓与Si娱nc函数－T/2T/2tw(t)－1/T－2/T－3/T1/T2/T3/TW(f)结论爽：时域肃有限蜓，其筹频谱恰无限但。频妙域有登限，嗽则时乌域无贼限。2）δ函数δ函数所卷积童特性阻：δ脉冲回序列斩的频播谱tComb(t,Ts)Ts2Ts-Ts-2Ts01fComb(f,fs)1/Ts2/Ts01/Ts-2/Ts-1/Tsδ函数熔频谱止：＝13）余弦邪与正凳弦函数fImX(f)tx(t)=sin2πf0ttfx(t)=cos2πf0tReX(f)-f0f0-f0f0工程唱测试狭技术挤基础本章终学习染要求今：1.建立羞测试猾系统石的概概念2.测试考系统餐静态来响应顺特性3.了解是测试长系统杯动态裂响应辽特性4、典菊型系巡寿统（找零阶骄、一她阶、翁二阶例）5、测侨试系况统不去失真患条件第三姑章、惧测试跪系统智特性线性增系统(时域所描述)3.晌1测试掘系统衬概论也称担为时不辫变线运性系滥统，即an…a0,bm…b0均为时常数3.酿1测试收系统爬基本旋要求业：1）理芹想测试嫁系统份应该闪具有单值的、确定的输姜入－览输出日关系胃。2）理若想测窗试系刃统应雹该为线性系统摘。3.系2测试柱系统敏静态彻响应页特性3.滥2静态泡响应兔三个米基本丧参数：a)灵敏遵度（铅分辨绞力）b)非线耳性度c)回程亮误差y△x△yyxBAyxhmaxA动态攻特性厌指的柄是当未输入框信号现随时谱间发且生变参化时稍，输窃出信眠号输木入信销号之随间的眉关系事，通醋常用啊微分伍方程蔬来描渣述。3.见3测试掠系统惨动态抹响应融特性3.候3测试零系统情动态真响应酸特性测试毅系统以动态框响应胸描述冤：3测试合系统嘱特性y(t)=x(t)*h(t)卷积x(t)h(t)y(t)时域(脉冲丘响应败函数)：频域(频率哪响应背函数)：复频虚域(传递宿函数)：y(w)=X(w).h(w)乘积x(w)h(w)y(w)y(s)=X(s).h(s)乘积x(s)h(s)y(s)3.派3测试仍系统因的动虑态响祥应特泼性频率纪响应污函数H(ω)系统团传递焦函数H(残s)3.筋3测试介系统去的动末态响白应特君性求法爹：频抹率响汪应函薄数(正弦抚波法)依次嘉用不叼同频煮率fi的简绕谐信材号去潜激励穿被测榨系统知，同问时测确出激声励和羡系统此的稳岩态输层出的申幅值共、相能位，瞧得到汪幅值蓄比Ai、相位断差φi。全睛部的Ai－ω，φi－ω就可拿表达滤系统铅的频率块响应祥函数依据腔：频挽率保尿持性若x(颈t)子=Ac州os休(ω甩t+伴φx)则y(村t)如=Bc绵os亭(ω扇t+隆φy)时域嫌：三者依关系何：卷积认分的厉傅立椒叶变诊换计亮算法漂：频域时域随：复数图域3.戴3测试旅系统尾的动熄态响纠应特麻性3.按3.敌4测试率系统播的串匀连和弦并联H1(s)H2(s)X(s)X(s)Y(s)Y(s)H

(s)H

(s)H1(s)H2(s)3.寸3测试染系统选的动须态响既应特零性定理惊：任何劈燕一个落系统戴均可挠表达逢成多恳个零阶勾系统票，一申阶系视统，惭二阶暖系统的串联或者并联。3.盾4典型霜测试溉装置酬的动划态特饼性3.窝4典型具测试皮装置替的动饭态特万性典型云系统寻：零阶灵系统一阶散系统二阶侨系统3.好4典型穷测试没装置丘的动疫态特愿性一.零阶级系统1）传递烦函数频域纤响应缝函数行：|H(龄jω)|怒=A3.闪4典型踏测试峡装置垄的动骗态特偶性——静态挖灵敏韵度S二．坛一阶烫系统3.才4典型落测试营装置爬的动开态特随性传递领函数:幅频碰特性奔：相频掘特性涝：3.我4典型嗓测试聪装置催的动隙态特溪性1时间粘常数从是反隆映一弃阶系若统特料性的某重要猪参数弊。一阶芬测量沃装置体适用版用于季测量粗缓变促或低签频的墨被测壳量。案例醉：RC滤波居电路三.二阶稿系统3.霉4典型价测试雅装置蓬的动闲态特编性标准灿形式3.必4典型撞测试六装置颗的动适态特次性二阶娘系统夸传递宵函数怠的标水准形师式：3）频客域表外达式烂－－航频率摘响应辰函数怕：令s=jw时域坟表达:y(羽t)=文A0税x(码t-袭t0武)；频域旦表达：A(跳ω)=筋A0茅=常数φ(光ω)=假-ω孟t03.望5系统兵不失慰真测霸量条椅件3.勺5系统言不失喘真测条量条覆件工程皆测试幕技术草基础本章朱学习只要求柿：第四兽章、胞模拟脚信号绒处理1.电桥历测量雅原理2.信号敲调制扶解调贞原理3.滤波遮器工恩作原盐理4.具1电桥膝：输出哗特性电桥仅平衡星条件吧：4.阻2电桥Z1Z2Z3Z4桥臂阻抗：电阻、电感、电容4.尾2、幅文值调忧制与刷解调幅值音调制：是延将一闹个高肆频正嗓弦信趴号（敢或称枣载波伍）与迅测试口信号字相乘悄，使裁载波旱信号撞幅值粱随测考试信耽号的怒变化庭而变畜化．－抑钟制调捉幅4.桑3信号感调制腹与解捞调同步雷解调：将已灵调制护波与弓原载肤波信好号再滤作一虹次乘设法运较算。4.肾3信号冶的滤冰波滤波叛的目关的：突出恳有用共信号顷，抑钳制噪芬声干烈扰。4.焦4信号虹滤波滤波浇的实速质：就是严对信绩号进发行频削率选甘择，放完成餐滤波搂功能乌的装声置称宰为滤波酬器。1)滤波悉器分吸类（廉根据定滤波绍器的保选频嗓作用窝分）低通高通4.絮4信号裕滤波2）理离想滤育波器理想秃滤波酸器是召指能求使通键带内侄信号歇的幅钥值和驱相位镰都不沿失真锣，阻植带内臭的频却率成添分都鸣衰减吃为零越的滤洗波器握。-fcH(f)fφ(f)-fc-fcfcA04.饼4信号挥滤波问题：为什腹么理踪蝶想滤浑波器真是不碌能实柜现的宅？第五晶章、闹数字庙信号老处理本章歇学习懒要求盯：了解凝信号止的A/碌D转换饼原理掌握柱信号女采样论原理了解妖数字支信号定处理雨中信昌号截锯断、甜能量紫泄漏烦等现柜象。了解期数字所傅立狠叶变荣换的彻原理工程呀测试义技术疏基础5.睡1数字逗信号慢处理手步骤数字捆信号酱处理y(t)x(t)预处理A/D转换A/D转换数字信号处理器或计算机预处理结果显示b.明A/护D转换屋：采孩样、患保持熊、量潮化c.计算无机处胸理：菠截断宜、加裙权、挪数字堆滤波霉、信泻号处唐理a.预处弊理：画调制砖解调尖、滤侮波、控电平已转换采样震定理患：(采样档频率)fS幻玉≧2佛fC(信号绣最高景频率)，就调不可虎能产故生混叠。5.己2采样土、混拍叠和敲采样乓定理5.挽2采样矮定理5.绞3截断尽、泄票漏5.袖3截断等、泄萝漏和炒窗函掘数a.截断灿：将无扩限长剂的信港号截烤断成垫为有贿限长自信号怠的过杀程截断泪方法单：用窗联函数辣乘以批（采鞠样后炼的）度信号截断雀存在量问题巾：存在食泄漏5.户4离散邀傅立炭叶变摊换5.悼4离散伤傅立盖叶变岁换定义跌：适用赶于数岛字计真算机测的傅青立叶当变换步骤悄：时域穷采样钩、时夕域截证断、桃周期里延拓创、频暗域采轿样第六墙章、就模拟友量传督感器本章启学习拴要求触：了解除传感躺器的但分类掌握掏常用绞传感矮器测拘量