机械工程测试技术总复习

总复习非电量电量激励

装置传感器信号调理显示记录观察者信号处理反馈、控制被测对象1第1章绪论1.1测试的基本概念1.2测试技术的内容和任务1.3测试系统的组成1.4测试技术的发展趋势1.5

测试技术的应用1.6课程的学习要求2测试技术的主要内容测量原理(物理、化学、生物)测量方法：直接与间接、电测与非电测等测量系统数据处理测试技术=测量技术+试验技术3非电量电测法的优点：1、电信号处理手段成熟且丰富；2、有利于远程信号传输和控制；3、电子测量仪器便于小型化；4、测量仪器的灵敏度可用电子技术方便的调节；5、有利于转换为数字电信号，有利于分析存储；6、有助于实现无损检测。4非电量电量激励

装置传感器信号调理显示记录观察者信号处理反馈、控制被测对象测试系统的组成5测试技术的发展趋势传感器：新型、微型、智能型测试仪器：高精度、快速、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格参数测量与数据处理：计算机、自动化、集成化、网络化测试范围继续向两个极端发展：大尺度、小尺度视觉测试技术6第2章信号及其描述2.1信号的分类2.2信号的描述2.3周期信号及其离散频谱2.4非周期信号及其连续频谱2.5随机信号7信号的分类信号8信号时域与频域描述的关系W(f)T01T1Tf3T3T

(f)

01T2T3T1T2T3T2T2T1-T/2T/2tw(t)09周期信号三角函数展开式其中10复指数展开式其中，两种展开式中的系数关系见表2－4。11周期信号的频谱特点：离散性谐波性收敛性4A

24A924A2520

A(

)

03

05

00

03

05

0

(

)

A2

212非周期信号傅里叶变换（FT）

以代入得13非周期信号频谱的特点

谐波性连续性收敛性14积分x(t

t0)时移

频域微分x(kt)尺度变换

时域微分x(-f)X(t)对称性

X1(f)

X2(f)x1(t)x2(t)频域卷积AX(f)+bY(f)ax(t)+by(t)线性叠加

X1(f)X2(f)x1(t)

x2(t)时域卷积实奇函数虚奇函数X*(-f)x*(t)共轭虚偶函数虚偶函数X(-f)x(-t)翻转

虚奇函数实奇函数X(f

f0)频移

实偶函数实偶函数函数的奇偶虚实性频域时域性质频域时域性质傅里叶变换的主要性质

15典型信号的频谱单位脉冲函数(δ函数)性质：采样性质、筛选性、卷积性16周期信号的强度指标：峰值、均值、均方值等随机信号的主要统计参数：均值、均方值、均方根值和方差概率密度函数与相关系数计算公式一起记忆17第3章测试系统的基本特性3.1概述3.2测试系统的静态特性3.3测试系统的动态特性3.4典型测试系统的动态响应3.5实现不失真测试的条件18测试系统的静态特性是指静态测量情况下，描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。灵敏度、非线性度、回程误差、重复性、分辨力（分辨率）、漂移（点漂、零漂）、信噪比测试系统的动态特性是指输入量随时间变化时，其输出随输入而变化的关系。一般地，在所考虑的测量范围内，测试系统可以认为是线性系统。基本方法：

传递函数拉普拉斯变换（Laplacetransform）

频率响应函数傅里叶变换（Fouriertransform）19（n≥m）传递函数频率响应函数频率特性式中：频率特性、幅频特性、相频特性、实频特性、虚频特性20（1）一阶系统的特点传递函数：频率特性：实频特性：虚频特性：21一阶系统的单位阶跃响应（t≥0）22（2）二阶系统的特点传递函数式中：

n

为系统固有频率，

为系统阻尼比。频率特性幅频特性相频特性23二阶系统的单位阶跃响应式中：

5101500.20.40.60.811.21.41.61.82tpxo(t)

=0.2

=0.4

=0.6

=0.8t24根据一阶、二阶测试系统的响应特点，如何选择合适的相应的参数？测试系统动态特性的测定（1）频率响应法（2）阶跃响应法25不失真测试的条件y(t)=A0x(t-t0)其中，A0、t0为常数。系统初态为0时，对上式进行傅里叶变换，可得不失真测试装置的频率响应函数为即：A(

)=A0

，

(

)=

t0

。

假设x(t)为输入，该测试系统的输出y(t)应满足：26

幅频特性A(

)在x(t)的频谱范围内为常数；

相频特性

(

)与

成线性关系，为一经过原点的直线。A(

),

(

)A0A(

)=A0

(

)=-t0

-

c

c0不失真测试系统的频率特性图（|

|>

c时，A(

)=0）

27第4章常用传感器§1概述§2电阻式传感器§3电感式传感器§4电容式传感器§5电涡流传感器§6压电传感器§7热电式传感器§8磁电式传感器§9霍尔传感器§10光电式传感器§11光纤传感器§12传感器的选用28应变式金属的电阻应变效应电阻式传感器半导体的压阻效应变阻器式阶梯特性和负载效应29电感式传感器工作原理：电磁感应原理互感型自感型~i1L1L2e12可变磁阻式差动变压器式可用于相敏检波RLei~e2L2e1L1~R1R2eoM1M230电容式传感器电容量电涡流式传感器原理：涡流效应1）高频反射式涡流传感器：集肤效应2）低频透射