2024年28440测试与传感检测技术知识点

課程内容与考核规定（注：波及计算和复杂原理見書本）第1章绪论一、考核知识點与考核规定1.测试的含义识记：测试的基本概念:测试就是對信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的過程。（测试泛指测量和试验两個方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。）测量的定义：测量是指一种被测量与一种预定原则之间進行定量比较，從而获得被测對象的数值成果，即以确定被测對象的量值為目的的所有操作。（测量分為直接比较法和间接比较法。）试验的含义：试验是對被研究的對象或系统進行试验性研究的過程。领會：直接比较法的基本概念：直接比较法不必通過函数关系计算，直接通過测量仪器得 到被测量值。间接比较法的基本概念：间接比较法运用仪器仪表把待测物理量的变化换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化。测量和测试的概念及区别：测量是被動的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所规定的和实际所获得的成果之间的一种比较。测试是积极的、波及過程動态的、系统的记录与分析的操作，通過试验得到的试验数据成為研究對象的重要根据。2.测试基本原理及過程识记：電测法的基本概念：将非電量先转换為電量，然後用多种電测仪表和装置乃至计算机對電信号進行处理和分析。（電量分為：電能量：如電流、電压、電場强度、電功率電参量：如電阻、電容、電感、频率、相位）電测法的長处：测试范围广、精度高、敏捷度高、响应速度快，尤其适于動态测试。领會：經典非電量電测法测量的工作過程：信号检测与信号处理的互相关系：信号检测是信号处理的前提，信号处理是信号检测的目的（P3）3.测试技术的經典应用领會：测试技术在工程技术领域的經典应用。产品质量测量、设备运行状态监控系统、家電产品的传感器、 楼宇自動化。4．测试技术的发展動态识记：物理性（物性型）传感器的基本概念：物理型传感器根据机警材料自身的物性随被测量的变化来实現 信号转换的装置。智能化传感器的构成：测量電路、微处理器、传感器。领會：计算机技术對测试技术发展的作用。计算机技术使得测试技术不停提高敏捷度、精度和可靠性；向小 型化、非接触化、多功能化、智能化和网络化方向发展。第2章测试系统的基本特性一、考核知识點与考核规定1.测试系统基本概念识记：测试系统的概念:所谓测试系统是指為完毕某种物理量的测量而由具有某一种或 多种变换特性的物理装置的總体。理想测试系统的特性：迭加性、比例特性、微分特性、积分特性和频率不变性。（P8）领會：测试系统构成的基本概念：根据测试的内容、目的和规定等的不一样，测试系统的构成也許會 有很大差异。（P7）测试系统的输入、输出与测试系统的特性关系：输出(响应)输入（鼓励）测试系统输出(响应)输入（鼓励）测试系统（對信号的传递特性）Y(t)X(t)Y(t)X(t)测试系统与输入/输出量之间的关系2.测试系统的静态特性识记：测试系统静态特性的定义：测试系统的静态特性是指當输入信号為不变或缓变信号時，输出与输入之间的关系。测试系统的静态传递方程：(测试系统处在静态测试時，输入和输出的各阶导数均為零。)测试系统静态特性的重要定量指標：精确度、敏捷度、非线性度、回程误差、反复性、辨别率、漂移、死区。（Ｐ10－13）测试系统绝對误差、相對误差和引用误差的定义。绝對误差：绝對误差E是指测量值（指示值）与真值（或精确值）之差。式中，y為测量值（或指示值）；x為真值（或精确值）。相對误差：相對误差是绝對误差与被测量真值之比，即引用误差：领會：测试系统的静态特性中误差的概念；（P9）按不一样分类措施對误差進行分类：按照表达措施分：绝對误差、相對误差、引用误差按照性质和特點：系统误差、随机误差、粗大误差表述系统误差、随机误差和粗大误差的概念和区别：系统误差：在相似条件下，多次反复测量同一种量時，其绝對值和符号固定不变，或变化条件（如环境条件、测量条件）後按一定规律变化的误差。（可采用合适的措施加以修正或消除。）产生原因：测量理论的近似假设、仪器构造的不完善、测量环境的变化、零位调整不好以及测量人员方面的原因。随机误差：在相似条件下，多次反复测量同一种量時，其绝對值和符号变化無常，但伴随测量次数的增長又符合记录规律的误 差。（既不能用试验措施消去，也不能修正。多次反复测量時，随机误差的记录特性多服從正态分布。）产生原因：测量過程中多种有关原因的微小变化的互相迭加。粗大误差：是一种明显歪曲试验成果的误差。(根据检查措施的某些准则判断哪個测量值是壞值，在误差分析時将其剔除。)产生原因：操作不妥、疏忽大意、环境条件忽然变化。表述精确度、精密度、精确度的概念和区别：精确度（精度）：是指由测试系统的输出所反应的测量成果和被测参量的真值相符合的程度，综合反应系统误差和随机误差。式中，Δmax為满量程内的最大也許误差；A為最大量程。精密度：是精度的构成部分，它表达多次反复测量中，测量值彼 此之间的反复性或分散性大小的程度。（精密度反应随机误差的 大小，随机误差愈小，测量值就愈密集，反复性愈好，精密度愈 高。）精确度：表达多次反复测量中，测量平均值与真值靠近的程度。 （精确度反应系统误差的大小，系统误差愈小，测量的平均值就愈靠近真值，對的度愈高。）表述敏捷度和敏捷度漂移的概念：敏捷度：指测试系统在静态条件下，响应量y的变化Δy和与之對应的输入量x变化Δx的比值，即（图見Ｐ11）理想测试系统输入/输出特性為线性关系，则有（敏捷度表征测试系统對输入信号变化的一种反应能力。）表述系统敏捷度与系统的量程及固有频率的关系虽然系统的敏捷度是由物理属性或构造所决定的，但在选择测试 系统的敏捷度時，要充足考虑其合理性，由于系统的敏捷度和系统的量程及固有频率是互相制约的。一般来說，系统的敏捷度越高，则其测量范围往往越窄，越轻易受外界干扰的影响，稳定性也越差。3.测试系统的動态特性识记：测试系统動态特性的定义：测试系统的動态特性是指输入量随時间作迅速变化時，系统的输出随输入而变化的关系。（系统的動态响应特性一般通過描述系统的传递函数、频率响应函数及脉冲响应函数等数學模型来進行研究。）系统传递函数的定义：當线性系统的初始条件為零，即在考察時刻此前，其输入量、输出量及其各阶导数均為零，且测试系统的输入x(t)和输入y(t)在t>0時均满足狄利克雷条件，则定义输出y(t)的拉普拉斯变换Y（s）与输入x（t）的拉普拉斯变换Ｘ（s）之比為系统的传递函数，并记為Ｈ（s），即式中，s称為拉普拉斯算子；an,an-1,...,a1,a0和bm,bm-1,...b1,b0 是由测试系统的物理参数决定的常数。、（狄利克雷条件：在一周期内，假如有间断點存在，则间断點的数目应是有 限個；在一周期内，极大值和极小值的数目应是有限個；在一周期内，信号是绝對可积的。一般我們碰到的周期信号都能满足狄利克雷条件。）系统频率特性的概念：令s=jω线性定常系统（或元件）的频率特性是指零初始条件下稳态输出正弦信号与输入正弦信号的复数比，即系统幅频特性的概念：A（ω）称為幅频特性，它表达在稳态時，系统输出信号与输入信号的幅值之比，即描述了系统（或元件）對不一样频率的正弦输入信号在稳态状况下的放大（或衰減）特性。系统相频特性的概念：称為相频特性，它表达在稳态時，输出信号与输入信号的相位差，即描述了系统對不一样频率的正弦输入信号在相位上产生的相角滞後或超前的特性。幅频特性和相频特性總称為系统的频 率特性。一阶、二阶测试系统频率特性的体現式：一阶测试系统：传递函数：其频率特性為：為负值表达系统输出信号的相位滞後于输入信号的相位。二阶测试系统：传递函数：其频率特性為：動态特性参数：系统無阻尼固有频率、系统阻尼率、系统的 响应振荡频率、最大超调量。领會：表述系统传递函数的重要特點：传递函数与微分方程有直接联络。传递函数与微分方程同样，只反应系统（元件）中输出信号与输入信号之间的变化规律，不反应本来物理系统（元件） 的实际构造，即對于許多物理性质截然不一样的系统（元件），可以具有相似形式的传递函数。传递函数是复变量s的有理真分式函数，即m≤n且所有系 数均為实数。（這是由系统的物理性质决定的。）传递函数只与系统（元件）自身内部构造参数有关，而与输入信号無关。（传递函数只表征系统（元件）自身的特性。）表述系统传递函数的初始条件及合用范围：传递函数是在零初始条件下定义出来的，因此它不能反应非零初始条件下系统的自由响应运動规律。传递函数是從拉氏变换导出的，拉氏变换的条件是一种线性变换，因此传递函数只合用于描述线性定常系统。表述频率特性函数的物理意义：频率特性反应了系统的内在性质，与外界原因無关，即當系统构造参数給定，频率特性ω变换的规律也随之确定。频率特性描述了在不一样频率下系统（或元件）传递正弦信号的能力。（在测量系统频率响应函数時，必须在系统响应到达稳态時才能测量。）脉冲响应函数的概念：由系统的传递函数：，可得将上式進行拉普拉斯逆变换，可得假如线性系统的输入為單位脉冲函数，则该系统的输出 ：，因而有：。這 表明，等于系统的输入為單位脉冲函数時的响应， 因此，称為單位脉冲响应函数。動态特性参数的测定:（详見P18-22）频率响应法脉冲响应法阶跃响应法不失真测试；（P22）定义：在测试過程中采用對应的技术手段，使测试系统的输出信号可以真实、精确地反应出被测對象的信息，這种测试称為不失真测试。不失真测试条件：即：系统的幅频特性曲线应當是一条平行于轴的直线。系统的相频特性曲线是一条通過坐標原點且具有负斜率的直线。理想不失真条件不失真测试分析：（P23）测试任务规定系统特性参数选择简朴应用：一阶、二阶测试系统频率特性的计算。第3章传感器及其应用一、考核知识點与考核规定1.传感器的概念识记：传感器的定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的 器件或装置。领會：表述传感器定义的4层含义：传感器是测量装置，能完毕检测任务。從传感器的输入端看，一种指定的传感器只能感受或响应 规定的被测量，被测量既可以是電量也可以是非電量。按一定规律转换成易于传播和处理的信号，并且這种规律 是可复現的。從传感器的输出端看，传感器的输出信号中不仅承载著待 测的原始信号，并且是可以被传播并成為便于後继检测环节接 收和深入处理的信号形式。简述传感器的构成：传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调整和转换電路构成。辅助電源辅助電源電量被测量信号调整转换電路转换元件電量被测量信号调整转换電路转换元件敏感元件传感器构成框图表述传感器的分类措施：（详見P30表3.1）按被测物理量按传感器工作原理按能量传递方式按内部物理构造按信号输出特性2.電阻传感器识记：電阻传感器的定义：電阻传感器是根据欧姆定律，将被测物理量的变化转化為電阻元件的電阻值变化的装置。電阻传感器的种类:電位器式、電阻应变式、热敏電阻式、光敏式、气敏式、湿敏式传感器等应变效应及压阻效应概念：（P31-33）应变效应：所谓“应变效应”是指金属导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的電阻值发生变化的物理現象。压阻效应：所谓压阻效应是指單晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用時，其電阻率随之发生变化的現象。应变片敏捷度的定义：（强烈规定看書本32页）应变片的种类：金属電阻应变片和半导体应变片金属電阻应变片的种类：丝式、箔式、薄膜式半导体应变片的种类：体型、薄膜型、扩散型電阻应变式传感器的应用：（P34-35）電阻应变式传感器，可以用于测力、扭矩、压力、位移、加速度等。应用方式：一种是直接用于测定被测物体的应力或应变，另一种是将应变片贴于弹性元件上進行测量。热敏電阻的种类：金属丝热電阻传感器、热敏電阻传感器正温度系数、负温度系数、突变型负温度系数的含义：正温度系数：電阻值随温度的升高而升高。负温度系数：電阻值随温度的升高而下降。突变型负温度系数：電阻值當温度超過某一温度後減少。光敏電阻的重要参数：暗電阻、暗電流、亮電阻、亮電流、光電流等。领會：变阻器式传感器的优缺陷:長处：构造简朴、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定；受环境原因(如温度、湿度、電磁場干扰等)影响小；可以实現输出—输入间任意函数关系；输出信号大，一般不需放大。缺陷：由于存在電刷与线圈或電阻膜之间摩擦，因此需要较大的输入能量；由于磨损不仅影响使用寿命和減少可靠性，并且會減少测量 精度，辨别力较低；動态响应较差，适合于测量变化较缓慢的量。金属電阻应变片的工作原理:应变效应半导体应变片的工作原理：压阻效应半导体应变片的优缺陷：長处：体积小、敏捷度高、频率响应范围广缺陷：应变敏捷度随温度变化大，大应变下的非线性以及安装不以便電阻应变式传感器的应用实例：应变片式加速度传感器、质量传感器、压力传感器、位移传感器应变片的测量電路：電桥電路应变片的应用方式：一种是直接用于测定被测物体的应力或应变，另一种是将应变片贴于弹性元件上進行测量。電阻应变片在柱式、梁式、环式等弹性体上贴片的方式：（详見P34图3.10）热電阻式传感器的工作原理和种类：工作原理：热電阻效应。（导体的電阻率随温度变化而变化）种类：金属丝热電阻传感器、热敏電阻传感器。金属丝热電阻的种类和应用：（详見P36）铂電阻和铜電阻的优缺陷：铂電阻：長处：测量较高温度、性能稳定、复現性好。缺陷：電阻温度系数较小，价格昂贵。铜電阻：長处：物理和化學性能稳定、热阻特性基本成线性关系、测量精度高、成本低。缺陷：易氧化，不合适在腐蚀性介质或高温下工作。热敏電阻的优缺陷及应用：長处：電阻温度系数大、形小体轻、热惯性大、构造简朴、价格經济、對特定温度點的检测拾分敏捷。缺陷：非线性元件光敏電阻传感器的工作原理：内光電效应（或光電效应）光敏電阻传感器的优缺陷及应用：長处：敏捷度高、光谱响应范围大、体积小、性能比较稳定，价格比较低廉。缺陷：输出/输入特性的线性度差。应用：開关元件（光電管）湿敏電阻传感器的工作原理及种类：原理：运用湿敏材料吸取空气中的水分而导致阻值发生变化。种类：氧化锂湿敏電阻、有机高分子膜湿敏電阻。（長处：敏捷度高。缺陷：线性度和产品的互换性差。）气敏電阻传感器的工作原理及应用：原理：氧化锡、氧化锰等半导体材料在吸取氢、一氧化碳、烷、醚、醇、苯及天然气等可燃气体的烟雾時，发生還原反应，使元件温度對应增高，電阻发生变化。应用：广泛用于防灾报警、大气污染监测、CO气体测量、酒精浓度探测等。简朴应用：变阻器式传感器输出電压与位移的关系；（？！）应变片的敏捷度计算。3.電容传感器识记：電容传感器的定义：電容传感器是将被测物理量转换成電容量的变化的装置。電容传感器的种类：变极距型電容传感器、变面积型電容传感器、变介電常数型電容传感器领會：電容传感器的工作原理；（P39-43）以平板電容為例：式中，A為极板互相覆盖面积；為极板间介质相對介電常数； 為真空中的介電常数，；為极板间距； 為電容量。由上式知，當、A和变化時，将引起電容器電容量的变化， 從而到达對被测参数到電容的转换。（实际应用中，定2变1）变极距型電容传感器的工作原理及应用：原理：保持A与不变，通過变化，变化极板间的電容量，达 到将被测参数转换成電容量变化的目的。应用：测量位移等。变面积型電容传感器的种类、输出特性及应用：（详見P41表3.2）变介電常数型電容传感器的工作原理及应用：原理：保持A和不变，变化变化极板间的電容量，到达将被测参数转换成電容量变化的目的。应用：测量厚度、湿度或液体等物理参数。電容式压差传感器的构造原理：差動電容加速度传感器的构造原理；（详見P42）電容式位移传感器的构造原理。简朴应用：变极距型電容传感器的敏捷度计算：（详見P40）差動构造变极距型電容传感器的電容量差值计算：固定极板固定极板1X活動极板X活動极板固定极板2固定极板2差動式变极距型電容传感器构造差動式变极距型電容传感器构造变面积型電容传感器敏捷度和输出特性的计算：（详見P41表3.2）電容式转速传感器的工作原理及计算。原理图：设齿轮齿数為设齿轮齿数為z，當定极板与齿顶相對時電容量最大，与齿隙相對時，電容量最小。齿轮转動時，電容传感器产生周期信号，通過测量周期信号的f频率就可以得到齿轮转速。電容式转速传感器4.電感传感器（P43-50）识记：電感传感器的工作原理及种类：原理：電磁感应（把被测量的变化转换成线圈自感系数L或互感 系数M的变化。）种类：自感式、互感式、涡流式（根据转换方式的不一样。）自感式传感器的分类：（详見P45表3.3）涡流效应：（當金属平面置于交变磁場中時，就會产生感应電流，這种電流在金属平面内是闭合的，称為涡流。）電涡流的产生必然消耗一部分能量，從而使产生磁場的线圈阻抗发生变化，這种現象称為涡流效应。领會：自感式传感器的工作原理：自感式传感器的构造、输出特性及敏捷度；差動变压器式電感传感器的构造及工作原理；涡流式電感传感器的构造、工作原理及应用；详見P43-50高频反射式涡流传感器的工作原理； 详見P43-50低频透射式涡流传感器的工作原理；涡流传感器的工程应用。简朴应用：自感式位移传感器的自感系数L的计算；自感式传感器敏捷度的计算；涡流传感器转速测量的构造、工作原理及计算。5.磁電传感器（P50-53）识记：磁電式传感器的种类及工作原理：原理：電磁感应（将被测物理量转换成為感应電势）种类：動圈式磁電传感器、磁阻式磁電传感器。（磁通变化率与磁場强度、磁路磁阻、线圈运動速度有关。因此，當传感器的线圈匝数和用久磁钢选定（即磁場强度已定）後，磁通发生变化的措施一般有两种：一，让线圈和磁力线做相對运動，即运用线圈切割磁力线而使线圈产生感应電势；二，把线圈和磁钢部固定，靠衔铁运動来变化磁路中的磁阻，從而变化通過线圈的磁通。）動圈式磁電传感器分类及构造。分类：线速度型、角速度型构造：（详見P51图3.37）领會：线速度型動圈式磁電传感器的原理及构造；角速度型動圈式磁電传感器的原理及构造；详見Ｐ51-53磁阻式磁電传感器的工作原理及构造；详見Ｐ51-53磁阻式磁電传感器的应用。简朴应用：线速度型传感器感应電势与运動速度的计算；角速度型传感器感应電势与角速度的计算。6.压電传感器（P54-61）识记：正压電效应及逆压電效应的概念：正压電效应：某些物质，如石英、钛酸钡等，在沿一定方向對其施加外力，不仅几何尺寸发生变化，并且内部极化，表面有電荷 出現，形成電場；當外力清除後，又重新回到本来不带電状态， 這种現象称為正压電效应。逆压電效应：若将這些物质置于電場中，将产生机械变形，這种現象称為逆压電效应或電致伸缩效应。领會：石英晶体的压電效应及种类；压電陶瓷的压電效应；压電元件的等效電路及後接放大器的形式；電荷放大器与電压放大器的优缺陷；详見P54-61压電式加速度传感器的类型及工作原理。简朴应用：压電传感器配接電压放大器的输出電压计算；压電传感器配接電荷放大器的输出電压计算。7.光電传感器（P61-64）识记：光電传感器的概念：以光電效应為基础，将光信号转换成電信号的传感器。外光電效应的概念：在光照作用下，物体内的電子從物体表面逸出的現象。领會：内光電效应的类型及工作原理：类型：一，光電导效应（即在光作用下，電子吸取光子能量，使半导体材料导電率明显变化。）二，在光作用下，使半导体材料产生一定方向的電動势。（光電池和光敏管）

原理：在光照作用下，物体内部的原子释放出電子，但這些電子并不逸出物体表面，而仍留在内部，物体的导電性能发生变化或 产生光生電動势。光電池的构造与等效電路：硅光電池的构造与等效電路光敏二极管和光敏三极管的构造、符号及接线：光敏二极管的构造、符号及连线光電传感器测量零件表面状态的工作原理；光電传感器测量转速的工作原理。简朴应用：光電传感器在工业上应用的4种基本形式及其原理。光敏三极管的构造、符号及接线8.热電传感器（P64-70）识记：温度传感器分类:接触式：热電偶、金属热電阻、热敏電阻非接触式：热辐射式、亮度式、比色式常用热電偶的重要性能和特點：（P64表3.4）热電效应的概念；热電势的概念；接触電势的概念；温差電势的概念；热電偶的串、并联。此处宜看書。详見此处宜看書。详見P64-69均质导体定律；中间导体定律；中间温度定律；原则電极定律；热電偶的冷端温度处理的措施及原理；热電偶冷端電桥赔偿法原理及電路。简朴应用：热電偶测温措施及热電势和温度的关系分析。9.磁敏传感器（P70-72）识记：磁敏传感器的概念：磁敏传感器指运用半导体材料的磁敏特性，将磁場变化转换成電量输出的传感器。霍尔效应的概念：霍尔效应指當半导体中流過一种電流I時，若在与该電流垂直的方向上外加一种磁場，则在与電流及磁場分别成直角的方向上會产生一种電压。领會：霍尔传感器的原理；详見P71-73详見P71-73产生磁阻效应的原理。简朴应用：霍尔位移传感器的构造与应用；霍尔转速传感器的构造及输出信号频率与转速的关系。10.其他新型传感器（P73-87）识记：计量光栅的原理与作用：原理：莫尔条纹原理作用：用于测量長度、角度、速度、加速度、振動等。计量光栅的类型：透射光栅、反射光栅長光栅和圆光栅的类型与作用：長光栅（光栅尺）：测量長度或直线位移类型： 黑白光栅（振幅光栅） 闪耀光栅（相位光栅）圆光栅（光栅盘）：测量角度或角位移类型： 径向光栅、切向光栅莫尔条纹的概念：（详見P74-75）编码式传感器的分类：電磁式、光電式、接触式（按检测原理）光電编码器的分类：直线式编码器、旋转式编码器（按构造形式）绝對式、增量式（按脉冲信号）领會：莫尔条纹的性质：（详見P75）放大作用平均效应运動方向對应关系莫尔条纹移過的条纹数等于光栅移過的栅线数光栅传感器构成及工作原理；光栅传感器的辨向電路及其原理；详見P76-804倍频细分技术的概念与措施；详見P76-80光電增量式编码器的构造与原理；绝對码盘的构造与原理；CCD传感器的原理、特點与种类：（详見P81-82）光纤传感器的原理与应用：原理：（详見P83-84）应用：光纤转速测量传感器光纤传感器的构成与分类：构成：光发送器、敏感元件、光接受器、信号处理系统及光纤分类：功能型光纤传感器（运用對外界信息具有敏感能力和检测功能的光纤，构成“传”和“感”一体。）非功能型光纤传感器（运用光纤對光的传播作用，由其他敏感元件与光纤信息传播回路构成测试系统，光纤在此仅起传播作用。）超声传感器的工作原理与检测過程：（详見P86-87）集成传感器与智能传感器的概念：集成传感器：将敏感元件、测量電路及多种赔偿元件等集成在一块芯片上的传感器。智能传感器：在集成传感器的基础上，装有微处理器，可以進行信息处理和信息存储，并可以進行逻辑分析和結论判断的传感器系统。智能传感器的特點：具有自動调零和自動校准功能。具有判断和信息处理能力，對测量值可進行多种修正和误差赔偿。实現多参数综合测量。自動判断故障。具有数字通信接口，便于与计算机联机。传感器输出接口微处理器输入接口预处理電路經典智能传感器的构造图传感器输出接口微处理器输入接口预处理電路被测量被测量經典的智能传感器的构造图简朴应用：莫尔条纹的间距体現式与计算分析。综合应用：设计采用热電偶冷端電桥赔偿法的测温系统，画出電路图，并阐明其工作原理；热電偶测量切削温度的措施、原理及特點，画出测量系统简图。以框图形式设计采用位移传感器的测量位移的系统，并阐明各环节的作用；以框图形式设计采用力传感器的测量車削切削力的测力系统，并阐明各环节的作用。第4章信号变换及调理一、考核知识點与考核规定1.電桥识记：電桥的定义:電桥是将電阻R、電感L、電容C等参数变為電压或電流信号输 出的一种测量電路。電桥的分类：交流電桥、直流電桥（電源性质）半桥、全桥（工作桥臂数）直流電桥的基本构造与分类（详見P91图4.2表4.1）领會：交、直流電桥的工作原理；（详見P90-93）直流電桥的优缺陷：長处：稳定性高、精度高、导线连接规定低、電桥平衡電路简朴缺陷：易引入工频干扰、需引入放大器直流電桥的平衡条件：交流電桥的种类与平衡条件：電容電桥、電感電桥变压器式電桥的构造与長处：构造详見P93图4.3長处：测量精度高、敏捷度高、性能稳定。简朴应用：直流電桥的输出電压及敏捷度的计算；電容電桥和電感電桥的平衡条件及计算。2.调制与解调识记：调制与解调的概念：调制：指运用低频信号（缓变信号）對高频信号的某特性参量（幅值、频率或相位）進行控制或变化，使该特性参量伴随缓变信号的规律变化。解调：從已调制波中不失真地恢复原有的低频调制信号的過程。领會：调幅的原理及電桥幅值调制的实現過程：（详見P95-96）常用幅值调制的解调的措施：同步解调、整流检波解调、相敏检波解调调频的原理及实現调频的措施：（详見P101-102）鉴频的原理及方案：（详見P103）3.滤波器识记：滤波器的概念：使信号中特定的频率成分通過，极大地衰減其他频率成分的选频装置。滤波器的分类：选频特性：低频滤波器、高频滤波器、带通滤波器、带阻滤波器電路特性：一阶滤波器、二阶滤波器滤波器電路中与否包具有源元件：有源滤波器、無源滤波器所处理信号的性质：模拟滤波器、数字滤波器何种措施迫近理想滤波：巴特沃斯滤波器、切贝雪夫滤波器、贝塞尔滤波器领會：理想滤波器的幅频和相频特性：（a）幅频特性 （b）相频特性实际滤波器的截止频率、带宽、品质因数、倍频程选择：（详見P106表4.3）無源一阶RC低通、高通、带通滤波器的電路图及幅频、相频特性图；（详見108表4.4）有源一阶低通、高通、带通滤波器的電路图。（P110图4.24）简朴应用：無源一阶低通、高通、带通滤波器的截止频率、带宽的计算。4．A/D转换器识记：A/D转换的环节和处理過程：（详見P114图4.29）采样定理：為了防止混叠，以便采样後仍能精确地恢复原信号，采样频率必须不不不小于信号最高频率的2倍，即。幅值量化的概念：将采样信号的電压幅值通過舍入或者截尾的措施变為只有有限個有效数字的過程。A/D转换器的类型：跟踪比较式、斜坡比较式、双积分式、逐次迫近比较式领會：采样的概念及采样器工作原理：概念：所谓“采样”就是從持续信号中，每隔一定期间抽取一种样本数值，從而得到由一系列离散样值构成的离散信号的過程。工作原理：（详見P115图4.30）量化误差的概念：编码的概念；逐次迫近比较式A/D转换器的工作原理；（详見P117-121）A/D转换器重要技术指標：辨别力、转换精度、转换速度第5章信号分析与处理一、考核知识點与考核规定1.信号的分类与描述识记：信号的分类:谐波信号按信号随時间的变化规律分类：谐波信号复杂周期信号周期信号复杂周期信号周期信号准周期信号确定性信号准周期信号确定性信号瞬变信号非周期信号信号瞬变信号非周期信号信号各态历經信号平稳随机信号各态历經信号平稳随机信号非各态历經信号非确定性信号非各态历經信号非确定性信号非平稳随机信号非平稳随机信号模拟信号（信号的幅值与独立变量均持续）按信号幅值随時间变化的持续性分类：模拟信号（信号的幅值与独立变量均持续）持续信号持续信号信号一般持续信号（独立变量持续）信号一般持续信号（独立变量持续）一般离散信号（独立变量离散）一般离散信号（独立变量离散）数字信号（信号的幅值和独立变量均离散）离散信号数字信号（信号的幅值和独立变量均离散）离散信号能量（有限）信号按信号的能量特性分类：能量（有限）信号信号信号功率（有限）信号功率（有限）信号确定性信号和非确定性信号的概念：确定性信号：指可用确定的数學关系式描述其随時间变化的信号。非确定性信号：又称随机信号是指無法用精确的数學关系式体現，或無法确切地预测未来任何瞬间精确值的信号。周期信号和非周期信号的概念:周期信号是指按一定期间间隔周而复始出現的信号，否则称為非周期信号。持续信号和离散信号的概念：持续信号：指在所讨论的時间内，對于任意時间值（除若干不连接點以外）都可以給出确定的函数值。（持续信号的幅值可以是持续的，也可以是离散的，時间和幅值都持续的信号又称模拟信号。）离散信号：离散信号的离散性表目前時间上，通過测试系统采集後的時间和幅值都是离散的信号，称為数字信号。谐波信号与复杂周期信号的概念：谐波信号：指频率單一的正弦或余弦信号。复杂周期信号：指由多种乃至無穷個频率成分的谐波信号叠加而成，叠加後仍存在的公共周期的信号。领會：信号的時域描述概念：直接观测或记录的信号一般以時间作為独立变量，称為信号的時域描述。信号的频域描述概念：以角频率或频率為独立变量，强调信号的幅值和初相位随频率变化的特性，揭示信号各频率成分的幅值、相位与频率之间的對应关系。2.周期信号领會：傅裏叶级数；常見周期信号的時域体現式及波形；P130-138常見周期信号的幅频谱和相频谱；常見周期信号频谱的特點：离散性、谐波性、收敛性周期信号的强度表述的概念。（P137）简朴应用：运用傅裏叶级数求正弦、余弦、方波、三角波、锯齿波的频谱，画出频谱图。3.非周期信号识记：傅裏叶变换；傅裏叶变换的重要性质。Ｐ139-146领會：几种經典信号的频谱。简朴应用：运用傅裏叶变换求矩形窗函数、被截取後的正弦和余弦、單位脉冲函数的频谱。4．随机信