[其它技巧]总复习 2.ppt

1,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,2,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,3,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,4,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。,5,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,6,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,7,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,8,信号的分类,信号,9,信号时域与频域描述的关系,10,周期信号,三角函数展开式,其中,11,复指数展开式,其中，,两种展开式中的系数关系见表24。,12,周期信号的频谱特点：离散性谐波性收敛性,13,非周期信号,傅里叶变换（FT）,以,代入得,14,非周期信号频谱的特点,谐波性,连续性,收敛性,15,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,16,典型信号的频谱,单位脉冲函数(函数),性质：采样性质、筛选性、卷积性,17,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,18,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,19,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（Laplace transform）,频率响应函数,傅里叶变换（Fourier transform）,20,（nm）,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,21,（1）一阶系统的特点,传递函数：,频率特性：,实频特性：,虚频特性：,22,一阶系统的单位阶跃响应,（t0）,23,（2）二阶系统的特点,频率特性,幅频特性,相频特性,24,二阶系统的单位阶跃响应,式中：,25,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,26,不失真测试的条件,y(t)=A0 x(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：,27,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。,28,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,29,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,30,电感式传感器,工作原理：电磁感应原理,互感型,自感型,可变磁阻式,差动变压器式可用于相敏检波,31,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）低频透射式涡流传感器,压电式传感器,原理：压电效应,前置放大器作用：阻抗变换；放大压电信号。,32,热电式传感器,工作原理：热电效应,热电偶基本定律：中间温度定律、中间导体定律、参考电极定律,1.热电偶传感器,2.热电阻传感器,工作原理：热电阻效应,磁电式传感器,工作原理：电磁感应效应,33,霍尔传感器,工作原理：霍耳效应,霍尔电势,光电式传感器,工作原理：光电效应,光纤传感器,物性型、结构型,传感器选用原则,灵敏度、线性范围、响应特性、稳定性、精确度,34,第5章 信号变换及调理,5.1 电桥5.2 调幅与解调5.3 调频与解调5.4 滤波器,35,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,36,直流电桥和交流电桥,半桥单臂、半桥双臂、全桥接法：灵敏度比分别为1：2：4。,37,调幅与解调,38,解调,同步解调、整流检波解调、相敏检波解调,调幅应用动态电阻应变仪,39,调频与解调,调频波与调制信号幅值的关系图,40,(a)鉴频器,(b)频率-电压特性曲线,频率电压线性变换部分,幅值检波,调频波的解调,41,滤波器,理想滤波器：无过渡带且在通频带内满足不失真测试条件的滤波器。（为什么是不存在的？）,实际滤波器,基本参数恒带宽比与恒带宽滤波器,42,第6章 显示与记录仪器,6.1 概述6.2 笔式记录仪6.3 光线示波器6.4 磁带记录仪6.5 新型记录仪6.6 虚拟仪器,43,第7章 信号的处理与分析,7.1 概述7.2 信号的数字化处理7.3 信号的相关分析,44,混叠和采样定理,截断、泄漏和窗函数,量化与量化误差,信号的数字化处理,45,信号的相关分析,自相关分析,相关系数,周期信号：,非周期信号：,自相关函数,自相关函数的性质,46,互相关分析,互相关系数,互相关函数,互相关函数的性质,47,自相关测转速,理想信号,干扰信号,实测信号,自相关系数,48,地下输油管道漏损位置的探测,t,49,第8章 机械振动的测试,8.1 概述8.2 单自由度系统的受迫振动8.3 机械振动的激励8.4 测振传感器8.5 振动信号分析仪器8.6 振动测量的实施8.7 固有频率和阻尼比的测试8.8 振动的控制,50,振动测试系统的组成,振动测试系统一般由激振器、放大器、测振传感器、振动分析仪和显示记录仪组成。,单自由度系统的受迫振动,质量块受力所产生的受迫振动,基础运动产生的受迫振动,激励方式：稳态正弦激振、瞬态激振和随机激振。,振动的控制,消振、隔振、吸振、阻振、结构修改、加强机械设备的基础,51,第9章 噪声的测量Noise Measurement,9.1 概述9.2 噪声的度量9.3 噪声测量常用仪器及测量方法9.4 噪声的控制及利用,52,噪声的度量,噪声测量常用仪器,一套声压级测量仪器包括传声器、声级计、频率分析仪、校准器等。,噪声的控制及利用,控制噪声：抑制噪声源、噪声传播途径的衰减、在人耳处减弱噪声。,噪声的隔离：弹簧减振、阻尼材料减振、混合减振。,