機電工程學院測量與控制技術研究所盧春霞QQ：467033116Tel程測試技術教材：王琨琦《工程測試技術》機電工程測試技術測試（MeasurementandTest）

是具有試驗性質的測量，也可理解為測量和試驗的綜合。

測試的主要任務：是利用測量系統或者裝置，精確地測量出各種被測物理量或者被測參量。一、測試技術的基本概念工程測試技術-前言二、本課程主要內容傳感器信號處理測試方法1.1基本概念與研究內容b.目的：希望同學們通過本課程的學習，掌握各種常用傳感器的基本工作原理、性能特點和適用范圍；針對科研或工程中有關測試的問題選擇適宜的測試方案；合理地選用傳感器的敏感元件和基本測量電路，并提出對信號進行分析的有效方法。(即解決實際問題)。1.3學習目的意義緒論信號分析基礎模擬量傳感器測試系統特性模擬信號處理數字信號處理數字量傳感器測試方法內容如下1.1基本概念與研究內容2.1信號的分類2.2.信號的描述2.3.信號的頻域描述2.4.傅立葉變換性質2.5.典型信號的頻譜特性工程測試技術基礎本章學習要求：第二章、信號分析基礎工程測試技術基礎本章學習要求：1.建立測試系統的概念2.測試系統靜態響應特性3.了解測試系統動態響應特性4、典型系統（零階、一階、二階）5、測試系統不失真條件第三章、測試系統特性工程測試技術基礎1.電橋測量原理2.信號調制解調原理3.濾波器工作原理本章學習要求：第四章、模擬信號處理了解信號的A/D轉換原理掌握信號采樣原理了解數字信號處理中信號截斷、能量泄漏等現象。了解數字傅立葉變換的原理工程測試技術基礎本章學習要求：第五章、數字信號處理了解傳感器的分類掌握常用傳感器測量原理了解傳感器測量電路工程測試技術基礎本章學習要求：第六章、模擬量傳感器了解數字量傳感器的基本原理、特點和應用掌握光柵傳感器的工作原理和測量電路工程測試技術基礎本章學習要求：第七章、數字量傳感器工程測試技術基礎1位移測量2力、力矩測量3壓力的測量本章學習要求：第八章、測試方法第二章、信號分析基礎本章學習要求：2.1信號的分類2.2.信號的描述2.3.信號的頻域描述2.4.傅立葉變換性質2.5.典型信號的頻譜特性工程測試技術基礎1從信號描述上分--確定性信號與非確定性信號；2從信號的幅值和能量上--能量信號與功率信號；3從分析域上--時域信號與頻域信號；2.浴1信號銹的分輩類與圈描述4從連續性--連續時間信號與離散時間信號；5從可舅實現帖性--物理郵可實抱現信談號與吳物理豬不可子實現接信號。一般持續時間有限的瞬態信號是能量信號一般持續時間無限的信號都屬于功率信號2.牽1、信皂號的冊分類第二的章、絕信號其分析淹基礎時域鎖描述頻域積描述幅值怪域描績述相關枯性描男述2.用2、信也號的離描述時域里描述：以時奮間為細獨立朵變量鐘，直嫁接觀盟測或竿記錄槍信號興，反煩映信筒號幅搖值隨如時間示變化陷的關疏系。頻域稍描述積：以頻晴率為景獨立出變量么來表肺示信歌號，識研究撓信號壟的頻態率結仿構，鹿即組蛋成信果號的蘋各頻靜率分蛋量的錢幅值見及相巧位的波信息番。信號帶頻譜X(討f)代表錦了信規號在智不同矛頻率屑分量刻成分籮的大驚小，怪能夠至提供繼比時始域信愛號波瀉形更姻直觀畝，豐扁富的嗎信息時域蝦分析銅與頻終域分棉析的時關系時間幅值頻率時域分析頻域分析2.步3、頻句域描啦述頻域趁描述雹：以頻歡率為量獨立逗變量榆來表座示信飯號，漫研究浴信號黃的頻蘆率結椒構，本即組哨成信套號的弓各頻戀率分冊量的年幅值奔及相顯位的加信息烘。周期朱信號飽：傅立筑葉級買數－踢－三憶角形差式和丸復指付數形挽式非周京期信防號：傅立秤葉變頁換2.野4、傅落立葉擁變換朱的性耍質1.線性爛疊加捷性2.對稱井性3.比例召性（時性間尺距度改胖變性毫）4.時移昂與頻仿移特鄉豐性5.積分另與微戀分特甚性6.卷積懼特性2.匹4傅立竄葉變鋒換的妨性質tx(t)fX(f)已知條件：fx(殖f)tX(t)可推連出：若x(慕t)設←→X(貞f)，則X(肆t)疑←→x(避-f)對稱文性tx(t)X(f)fT/2-T/21/T-1/Ttx(橫t)X(齡f)fT-T1/盾2T-1想/2監Ttx(養t)X(裂f)fT/灑4-T哈/42/恥T-2即/T2.紹4傅立結葉變端換的降性質時間斤尺度庸改變翁性2.潤4傅立榆葉變截換的鞭性質時移性

若x(t)←→X(f)，則x(t±t0)←→e±j2πft0X(f)時間域信號沿時間軸右移或左移一個時間t0,移后原幅值譜不變，只是相角產生附加變化（±2πft0）頻移性

若x(t)←→X(f)，則x(t)e±j2πf0t←→X(f±f0)若頻譜沿頻率軸右移或左移f0，則時域信號為原信號乘以因子e±j2πft02.謀4傅立漆葉變蔥換的遷性質微分捕特性積分蹄特性微分精、積謀分特桂性可倘以用釀于解腐決位提移、沙速度虛、加漢速度棕之間煌的特柳性推取導；2.很5、典步型信別號的冰頻譜1）矩彎形窗封函數釣與Si娛nc函數－T/2T/2tw(t)－1/T－2/T－3/T1/T2/T3/TW(f)結論爽：時域肅有限蜓，其籌頻譜恰無限但。頻妙域有登限，嗽則時烏域無賊限。2）δ函數δ函數所卷積童特性阻：δ脈沖回序列斬的頻播譜tComb(t,Ts)Ts2Ts-Ts-2Ts01fComb(f,fs)1/Ts2/Ts01/Ts-2/Ts-1/Tsδ函數熔頻譜止：＝13）余弦邪與正凳弦函數fImX(f)tx(t)=sin2πf0ttfx(t)=cos2πf0tReX(f)-f0f0-f0f0工程唱測試狹技術擠基礎本章終學習染要求今：1.建立羞測試猾系統石的概概念2.測試考系統餐靜態來響應順特性3.了解是測試長系統杯動態裂響應遼特性4、典菊型系巡壽統（找零階驕、一她階、翁二階例）5、測僑試系況統不去失真患條件第三姑章、懼測試跪系統智特性線性增系統(時域所描述)3.晌1測試掘系統襯概論也稱擔為時不辮變線運性系濫統，即an…a0,bm…b0均為時常數3.釀1測試收系統爬基本旋要求業：1）理芹想測試嫁系統份應該閃具有單值的、確定的輸姜入－覽輸出日關系胃。2）理若想測窗試系刃統應雹該為線性系統摘。3.系2測試柱系統敏靜態徹響應頁特性3.濫2靜態泡響應兔三個米基本喪參數：a)靈敏遵度（鉛分辨絞力）b)非線耳性度c)回程亮誤差y△x△yyxBAyxhmaxA動態攻特性厭指的柄是當未輸入框信號現隨時譜間發且生變參化時稍，輸竊出信眠號輸木入信銷號之隨間的眉關系事，通醋常用啊微分伍方程蔬來描渣述。3.見3測試掠系統慘動態抹響應融特性3.候3測試零系統情動態真響應酸特性測試毅系統以動態框響應胸描述冤：3測試合系統囑特性y(t)=x(t)*h(t)卷積x(t)h(t)y(t)時域(脈沖丘響應敗函數)：頻域(頻率哪響應背函數)：復頻虛域(傳遞宿函數)：y(w)=X(w).h(w)乘積x(w)h(w)y(w)y(s)=X(s).h(s)乘積x(s)h(s)y(s)3.派3測試仍系統因的動慮態響祥應特潑性頻率紀響應污函數H(ω)系統團傳遞焦函數H(殘s)3.筋3測試介系統去的動末態響白應特君性求法爹：頻抹率響汪應函薄數(正弦撫波法)依次嘉用不叼同頻煮率fi的簡繞諧信材號去潛激勵穿被測榨系統知，同問時測確出激聲勵和羨系統此的穩巖態輸層出的申幅值共、相能位，瞧得到汪幅值蓄比Ai、相位斷差φi。全睛部的Ai－ω，φi－ω就可拿表達濾系統鉛的頻率塊響應祥函數依據腔：頻挽率保尿持性若x(頸t)子=Ac州os休(ω甩t+伴φx)則y(村t)如=Bc綿os亭(ω扇t+隆φy)時域嫌：三者依關系何：卷積認分的厲傅立椒葉變診換計亮算法漂：頻域時域隨：復數圖域3.戴3測試旅系統尾的動熄態響糾應特麻性3.按3.敵4測試率系統播的串勻連和弦并聯H1(s)H2(s)X(s)X(s)Y(s)Y(s)H

(s)H

(s)H1(s)H2(s)3.寸3測試染系統選的動須態響既應特零性定理驚：任何劈燕一個落系統戴均可撓表達逢成多懇個零階勾系統票，一申階系視統，慚二階暖系統的串聯或者并聯。3.盾4典型霜測試溉裝置酬的動劃態特餅性3.窩4典型具測試皮裝置替的動飯態特萬性典型云系統尋：零階靈系統一階散系統二階僑系統3.好4典型窮測試沒裝置丘的動疫態特愿性一.零階級系統1）傳遞煩函數頻域纖響應縫函數行：|H(齡jω)|怒=A3.閃4典型踏測試峽裝置壟的動騙態特偶性——靜態挖靈敏韻度S二．壇一階燙系統3.才4典型落測試營裝置爬的動開態特隨性傳遞領函數:幅頻碰特性奔：相頻掘特性澇：3.我4典型嗓測試聰裝置催的動隙態特溪性1時間粘常數從是反隆映一棄階系若統特料性的某重要豬參數弊。一階芬測量沃裝置體適用版用于季測量粗緩變促或低簽頻的墨被測殼量。案例醉：RC濾波居電路三.二階稿系統3.霉4典型價測試雅裝置蓬的動閑態特編性標準燦形式3.必4典型撞測試六裝置顆的動適態特次性二階娘系統夸傳遞宵函數怠的標水準形師式：3）頻客域表外達式爛－－航頻率摘響應辰函數怕：令s=jw時域墳表達:y(羽t)=文A0稅x(碼t-襲t0武)；頻域旦表達：A(跳ω)=筋A0茅=常數φ(光ω)=假-ω孟t03.望5系統兵不失慰真測霸量條椅件3.勺5系統言不失喘真測條量條覆件工程皆測試幕技術草基礎本章朱學習只要求柿：第四獸章、胞模擬腳信號絨處理1.電橋歷測量雅原理2.信號敲調制扶解調貞原理3.濾波遮器工恩作原鹽理4.具1電橋膝：輸出嘩特性電橋僅平衡星條件吧：4.阻2電橋Z1Z2Z3Z4橋臂阻抗：電阻、電感、電容4.尾2、幅文值調憂制與刷解調幅值音調制：是延將一鬧個高肆頻正嗓弦信趴號（敢或稱棗載波伍）與迅測試口信號字相乘悄，使裁載波旱信號撞幅值粱隨測考試信耽號的怒變化庭而變畜化．－抑鐘制調捉幅4.桑3信號感調制腹與解撈調同步雷解調：將已靈調制護波與弓原載膚波信好號再濾作一虹次乘設法運較算。4.腎3信號冶的濾冰波濾波叛的目關的：突出懇有用共信號頃，抑鉗制噪芬聲干烈擾。4.焦4信號虹濾波濾波澆的實速質：就是嚴對信績號進發行頻削率選甘擇，放完成餐濾波摟功能烏的裝聲置稱宰為濾波酬器。1)濾波悉器分吸類（廉根據定濾波紹器的保選頻嗓作用窩分）低通高通4.絮4信號裕濾波2）理離想濾育波器理想禿濾波酸器是召指能求使通鍵帶內侄信號歇的幅鑰值和驅相位鐮都不沿失真鑼，阻植帶內臭的頻卻率成添分都鳴衰減吃為零越的濾洗波器握。-fcH(f)fφ(f)-fc-fcfcA04.餅4信號揮濾波問題：為什腹么理蹤蝶想濾渾波器真是不碌能實柜現的宅？第五晶章、鬧數字廟信號老處理本章歇學習懶要求盯：了解凝信號止的A/碌D轉換餅原理掌握柱信號女采樣論原理了解妖數字支信號定處理雨中信昌號截鋸斷、甜能量紫泄漏煩等現柜象。了解期數字所傅立狠葉變榮換的徹原理工程呀測試義技術疏基礎5.睡1數字逗信號慢處理手步驟數字捆信號醬處理y(t)x(t)預處理A/D轉換A/D轉換數字信號處理器或計算機預處理結果顯示b.明A/護D轉換屋：采孩樣、患保持熊、量潮化c.計算無機處胸理：菠截斷宜、加裙權、挪數字堆濾波霉、信瀉號處唐理a.預處弊理：畫調制磚解調尖、濾侮波、控電平已轉換采樣震定理患：(采樣檔頻率)fS幻玉≧2佛fC(信號繡最高景頻率)，就調不可虎能產故生混疊。5.己2采樣土、混拍疊和敲采樣乓定理5.挽2采樣矮定理5.絞3截斷盡、泄票漏5.袖3截斷等、泄蘿漏和炒窗函掘數a.截斷燦：將無擴限長劑的信港號截烤斷成墊為有賄限長自信號怠的過殺程截斷淚方法單：用窗聯函數辣乘以批（采鞠樣后煉的）度信號截斷雀存在量問題巾：存在食泄漏5.戶4離散邀傅立炭葉變攤換5.悼4離散傷傅立蓋葉變歲換定義跌：適用趕于數島字計真算機測的傅青立葉當變換步驟悄：時域窮采樣鉤、時夕域截證斷、桃周期里延拓創、頻暗域采轎樣第六墻章、就模擬友量傳督感器本章啟學習拴要求觸：了解除傳感躺器的但分類掌握掏常用絞傳感矮器測拘量