工程测试技术复习课

《工程测试技术》复习课题型：判断、填空、选择、简答、综合应用题。课程重点第2章信号及信号分析第3章测试系统的基本特性第4章常用传感器第5章模拟信号处理第6章数字信号处理第2章信号及信号分析2.1信号的分类（五种分类）2.2测试信号的描述方法2.3信号的时域波形分析

2.4周期信号的频域分析

2.5非周期信号的频域分析2.6傅里叶变换的主要性质2.7几种典型信号的频谱2.8相关分析

1从信号描述上--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--时域与频域；2.1信号的分类（五种分类）4从连续性--连续时间信号与离散时间信号；5从可实现性

--物理可实现信号与物理不可实现信号。1.时域描述：反映信号随时间变化2.频域描述：反映信号的组成成分3.幅值域描述：反映信号幅值大小的分布4.时差域描述：反映信号间的相互关系同一信号无论选用哪种描述方法都含有同样的信息量2.2测试信号的描述方法

▲周期T，频率f=1/T、峰值P、双峰值Pp-pAtT

PPp-p2.3信号的时域波形分析均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。均方值：表达了信号的强度；其正平方根值，又称为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种表达。方差：反映了信号绕均值的波动程度。2.4-2.5信号的频域分析1、周期信号的频谱分析频谱图：实频-虚频谱、幅值-相位谱、功率谱2、非周期信号的频谱分析

幅值密度函数3、频谱分析的应用

例：齿轮箱的故障分析螺旋浆的固有频率分析某车床加工外圆表面时，表面振纹主要是由主轴箱转动轴上齿轮不平衡惯性力使主轴箱振动所引起，实验测得振纹的频谱如图（a）所示，主轴箱内的传动示意图如图(b)所示，传动轴Ⅰ、Ⅱ和主轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为Z1=30,Z2=40,Z3=20,Z4=50,传动轴Ⅰ的转速为n1=2000转/分（根据传动比计算可知：传动轴Ⅱ的转速为n2=1500转/分，主轴Ⅲ的转速为n2=600转/分），试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响较大？为什么？转动轴I的转动频率为：2000/60=33.3HZ；转动轴II的转动频率为：1500/60=25HZ；转动轴III的转动频率为：600/60=10HZ；

与实验测得振纹的频谱图比较可知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。2.4信号的频域分析

2.6傅里叶变换的主要性质频域卷积定理：两时间函数的频谱的卷积等效于时域中两时间函数的乘积。时域卷积定理：时间函数卷积的频谱等于各个时间函数频谱的乘积，既在时间域中两信号的卷积，等效于在频域中频谱中相乘。卷积分1.线性叠加性(2).对称互易性(3).时间尺度改变特性(4).时移、频移特性(5).卷积特性2.7.几种典型信号的频谱1.δ(t)函数的频谱δ(t)的乘积性、筛选性、卷积特性sin2πƒot↔j/2[δ(ƒ+ƒ0)-δ(ƒ-ƒ0)]cos2πƒot↔1/2[δ(ƒ+ƒ0)+δ(ƒ-ƒ0)]

2.正、余弦函数的频谱2.8信号的幅值域分析1、概率密度函数

以幅值大小为横坐标，以每个幅值间隔内出现的概率为纵坐标进行统计分析的方法。

2、直方图以幅值大小为横坐标，以每个幅值间隔内出现的频次为纵坐标进行统计分析的一种方法。3、概率分布函数以幅值大小为横坐标，信号幅值小于或等于某值R的概率为纵坐标。（1）自相关函数是的偶函数，RX()=Rx(-)；（2）当=0时，自相关函数具有最大值。（3）周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。（4）随机噪声信号的自相关函数将随的增大快速衰减。（5）两周期信号的互相关函数仍然是同频率的周期信号，且保留原了信号的相位信息。（6）两个非同频率的周期信号互不相关。2.8信号的时差域相关分析（性质及应用）相关函数反映了二个信号在时移中的相关性。地下输油管道漏损位置的探测

S1-S2=vτmS1-S2=2S12S1S2漏损处