1、nocqfAAA機械工程測試技術基礎知識點整合第一章 緒論1、測試的概念 目的：獲取被測對象的有用信息。 測試是測量和試驗的綜合。 測試技術是測量和試驗技術的統(tǒng)稱。2、靜態(tài)測量與動態(tài)測量 靜態(tài)測量：是指不隨時間變化的物理量的測量。 動態(tài)測量：是指隨時間變化的物理量的測量。 3、課程的主要研究對象 研究機械工程中動態(tài)參數(shù)的測量4、 測試系統(tǒng)的組成5、量綱及量值的傳遞6、測量誤差 系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差7、測量精度和不確定度8、測量結果的表達第二章 信號分析與處理一、信號的分類及其描述 1、分類 2、描述 時域描述：幅值隨時間的變化頻域描述：頻率組成及幅值、相位大小2、 求信號頻譜的方法及頻

2、譜的特點 1、周期信號 數(shù)學工具：傅里葉級數(shù) 方 法：求信號傅里葉級數(shù)的系數(shù)頻譜特點： 離散性 諧波性 收斂性（見表1-2）周期的確定：各諧波周期的最小公倍數(shù)基頻的確定：各諧波頻率的最大公約數(shù)2、瞬變信號（不含準周期信號） 數(shù)學工具：傅里葉變換 方 法：求信號傅里葉變換 頻譜特點：連續(xù)性、收斂性 3、隨機信號 數(shù)學工具：傅里葉變換 方 法：求信號自相關函數(shù)的傅里葉變換 頻譜特點：連續(xù)性3、 典型信號的頻譜 1、(t)函數(shù)的頻譜及性質(zhì) (f)=1 頻率無限，強度相等，稱為“均勻譜” 采樣性質(zhì)： 積分特性： 卷積特性：2、正、余弦信號的頻譜（雙邊譜）歐拉公式把正、余弦實變量轉變成復指數(shù)形式，即一對

3、反向旋轉失量的合成。解決了周期信號的傅里葉變換問題，得到了周期信號的雙邊譜，使信號的頻譜分析得到了統(tǒng)一。3、截斷后信號的頻譜 頻譜連續(xù)、頻帶變寬（無限）4、 信號的特征參數(shù) 1、均值 ：靜態(tài)分量（常值分量） 正弦、余弦信號的均值？ 2、均方值 ：強度（平均功率） 均方根值 ：有效值3、 方差 ：波動分量4、概率密度函數(shù) ：在幅值域描述信號幅值分布規(guī)律 5、 自相關函數(shù)的定義及其特點 1、定義： 2、特點3、 自相關圖6、 互相關函數(shù)的定義及其特點 1、定義 2、特點3、 互相關圖七、相關分析的應用八、相關系數(shù)與相干函數(shù)相關系數(shù)、相關函數(shù)在時域描述兩變量之間的相關關系；相干函數(shù)在頻域描述兩變量之

4、間的相關關系。9、 自功率譜密度函數(shù)定義及其特點1、定義2、意義 就是信號的功率密度沿頻率軸的分布。反映信號的頻域結構。3、 特點10、 互功率譜密度函數(shù)定義及其應用11、 數(shù)字信號處理 1、時域采樣定理：fs > 2fh fs > (3-4)fc 2、混疊： 原因： Ts( fs)、信號頻率太寬 混疊部位：fs/2-折疊頻率 處理方法：抗混疊濾波，提高采樣頻率 fs N 3、量化及量化誤差：x誤差 4、泄漏：原因 加窗截斷處理 處理方法：合理選擇窗函數(shù) 周期信號整周期截斷 5、頻域采樣與柵欄效應12、 傅里葉變換的幾個性質(zhì) k>1 時間軸壓縮，頻帶加寬，幅值降低 k<

5、1 時間軸擴展，頻譜變窄，幅值增高第3章 測量裝置的基本特征測量裝置的基本特征：靜態(tài)特性和動態(tài)特性一、測量裝置的靜態(tài)特征及主要參數(shù) 1、靜態(tài)特性： 2、主要靜態(tài)參數(shù) 1）線性度：線性度越好線性范圍(量程)越寬 2）靈敏度：Sx測量范圍 S = y/x（輸出的量綱/輸入的量綱） 3）回程誤差：與輸入變化方向有關的輸出特性。 4）分辨力（分辨率）：能測量到輸入量最小變化的能力。二、線性系統(tǒng)的主要特性 疊加性、比例性、微分性、積分性、 頻率保持性4、 頻率響應函數(shù)(頻率特性)定義及物理意義 1、頻率響應函數(shù)定義 2、頻率響應函數(shù)物理意義 ：系統(tǒng)在簡諧信號激勵下，其穩(wěn)態(tài)輸出對輸入的幅值比、相位差隨激勵

6、頻率變化的特性。五、頻率響應函數(shù)的求取方法1、微分方程H() 2、H(S)H()3、h(t)H() 4、實驗法六、系統(tǒng)不失真的條件 1、時域不失真條件：y(t)= A0x(t-t0) 2、頻域不失真條件： 其中：幅頻特性 A()=A0 相頻特性 ()=-t0 即：系統(tǒng)對不同頻率的信號具有相同的增益； 系統(tǒng)對不同頻率的信號具有相同的滯后時間。7、 一、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性 1、一階系統(tǒng)（如：RC低通濾波器）2、二階系統(tǒng)不失真工作頻率范圍：八、系統(tǒng)的串并聯(lián)9、 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應與響應誤差十、測量裝置動態(tài)特征參數(shù)的測量方法頻率響應法 階躍響應法1、 頻率響應法：2、 階躍響應法：第四章 測量系統(tǒng)一、傳感

7、器的定義及分類 定義：p68 二、常用傳感器種類、工作原理、特點及應用 1、電阻式傳感器 變阻器式： 應變片：金屬應變片：Sg1+2 形變 半導體應變片：SgE 導電性能變化 特點： 應用：1）測應力、應變； 2）組成各種應變式傳感器 2、電容式傳感器 極距變化型：s線性差，微小位移、非接觸測量 面積變化型：s線性好，較大線、角位移測量 介質(zhì)變化型：s線性好，介質(zhì)參數(shù)測量 3、電感式傳感器精確度高、線性范圍大、穩(wěn)定性好、使用方便應用：p87圖3-284、 磁電式傳感器應用：速度、頻數(shù)、轉速、偏心量、振動主要特點： 1°固有頻率高（ ），動態(tài)范圍寬； 2°尺寸小，質(zhì)量輕（）,

8、負載效應小； 3°精確度和靈敏度高； 4°線性好，壽命長，使用方便； 5°不宜作靜態(tài)參數(shù)測量； 6°輸出阻抗高（ ），輸出能量小，需采用高輸入阻抗的前置放大器。應用：力、壓力、加速度、聲和聲發(fā)射6、 熱電式傳感器7、 光電式傳感器 光電管-外光電效應 光電池-光生伏特效應 光敏電阻-內(nèi)光電效應應用：三、差動式傳感器的優(yōu)點 1、靈敏度擴大近一倍； 2、改善了傳感器線性，線性工作范圍擴大近一倍； 3、提高了傳感器工作的穩(wěn)定性。四、傳感器選用原則 3、交流電橋的調(diào)幅功能。 4、電橋的輸出及靈敏度六、濾波器 1、分類及其功能 功能：讓有用的頻率成分成分通過，抑制

9、或衰減不需要的頻率成分。 分類：低通、高通、帯通、帶阻 2、特征參數(shù) 1）截止頻率fc： 2）帶寬 B： 3）中心頻率f0： 4）倍頻程選擇性：衰減快dB選擇性 5）品質(zhì)因數(shù)(子)Q: Q=f0/B Q選擇性 6）濾波器因數(shù)： 選擇性 3、倍頻程濾波器： 恒帶寬比 4、理想濾波器是不可能實現(xiàn)七、調(diào)制與解調(diào) 1、調(diào)制：利用某種低頻信號來控制或改變高頻振蕩的某個參數(shù)的過程。 2、解調(diào)：從已調(diào)制信號中恢復原低頻調(diào)制信號的過程。 3、載波、調(diào)制信號、已調(diào)制信號（調(diào)幅波. 4、調(diào)制與解調(diào)的作用 1）不失真的傳輸信號； 2）不失真的放大信號；3）可實現(xiàn)信號的轉換。 5、調(diào)幅與解調(diào) 調(diào)幅：高頻信號與測試（調(diào)制）信號相乘,使高頻信號幅值隨被測信號的變化而變化。 解調(diào)：同步解調(diào)、整流檢波、相敏檢波圖解法：調(diào)幅同步解調(diào) 調(diào)幅裝置實際上是一乘法器。 交流電橋-調(diào)幅裝置 6、調(diào)頻與解調(diào) 調(diào)頻：利用調(diào)制信號控制高頻載波信號頻率變化過程，使載波的頻率隨調(diào)制信號的 幅值成比例變化。鑒頻單位階躍信號頻譜分析 單位階躍信號在時域上可表示為: 由于單位階躍信號不滿足絕對可積條件，不能直接由定義給出其頻譜，可把它看成當 時的指數(shù)信號 在時域上的極限。 其傅立葉變換為： 其幅度譜、相位譜分別為 將單邊指數(shù)信號的頻譜分解為實頻與虛頻兩部分階躍信號的頻譜