《机械工程测试技术》总复习机械工程专业*第一章信号及其描述一、信号的分类信号确定信号随机信号周期性信号非周期性信号准周期性信号瞬变非周期性信号信号的描述：时域描述：以时间为独立变量，反映信号幅值—时间变化的关系。频域描述：以频率为独立变量来
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示信号，反应信号的幅值-频率（幅频谱）或相位-频率（相频谱）关系。离散性；每条谱线出现在谱线高度表示该谐波的幅值和相位角.谱波幅值总的趋势是随谐波的增高而减小。或的整数倍上;频谱离散频谱连续频谱：构成信号的各个频率分量的集合。第一章信号及其描述*一、周期信号与离散频谱傅里叶变换反傅里叶变换x（t）X（f）卷积特性：第一章信号及其描述*随机信号样本函数：按时间历程所作的各次长时间的观测
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；样本记录：样本函数在有限时间上的部分；随机过程：同一试验条件下，全部样本函数的集合；概率密度函数：信号幅值落在指定区间内的概率；信号幅值的分布信息。概率密度函数的作用:1.随机信号幅值分布的信息;2.识别信号的性质第二章测试装置的基本特性*测试装置的静态特性静态测量：测量期间被测值认为是恒定的。线性度：测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系（即理想直线关系）的偏离程度。线性度＝拟合直线的确定：端基直线独立直线：最小二乘法*第二章测试装置的基本特性测试装置的静态特性线性度：单位输入变化（△x）所引起的输出的变化（△y）。理想的定常线性系统：常数灵敏度有量纲，其量纲为输出量的量纲与输入量的量纲之比。*测试装置的静态特性第二章测试装置的基本特性回程误差：描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性。分辨力：引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量变化值。零点漂移：测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。灵敏度漂移：由于
材料
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性质变化所引起的输入与输出关系（斜率）的变化。*测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性脉冲响应函数：x(t),y(t),h(t)传递函数：x(s),y(s),h(s)频率响应函数：x(w),y(w),h(w)拉普拉斯变换傅里叶变换频率域复数域传递函数：时域*H(s)的几个特点：⑴H(s)只表达系统的传输特性，与x(t)及系统的初始状态无关⑵H(s)不拘泥于系统的物理结构，只反映系统的传输特性⑶H(s)反映x(t),y(t)量纲变换关系⑷稳定系统：测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性*频率响应函数H(w)：测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性A(w)—w幅频特性相频特性注意：H(w):信号输入与稳态输出的关系。H(s):稳态+瞬态。脉冲响应函数：当h(t):装置的传输特性在时域中的描述。*测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性环节的串、并联串联：*测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性环节的串、并联*测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性一阶系统：令RC=时间常数例题*测试装置动态特性的数学描述第二章测试装置的基本特性二阶系统：固有频率阻尼比灵敏度*幅频特性：A(w)-w二阶系统的特点⑴当w<<⑵动态特性参数：时，共振。共振的利用：测参数：相频特性*第二章测试装置的基本特性实现不失真测试的条件常数线性幅值失真：常数所引起的失真相位失真：与w不成线性关系引起的失真装置一阶：响应满足不失真条件的通频带变宽二阶：第三章常用传感器*位移传感器机械式按被力传感器按工作电气式测量温度传感器原理光学式流体式按信号物性型：例：压电式变换特征结构型：例：电容式传感器分类*第三章常用传感器电阻式传感器一、变阻器式传感器位移———电阻变化电阻传感器变阻器式电阻应变式直线位移型传感器角位移型传感器非线性型金属电阻应变片半导体应变片丝式箔式适合大位移测量！*第三章常用传感器电阻式传感器电阻应变式传感器应用：测应变、力、位移、加速度、扭矩等特点：体积小、动态响应快、精度高、使用方便：是由电阻丝几何尺寸变化所引起的，金属应变片：是由电阻丝的电阻率随应变的改变而引起的，半导体应变片Sg=1.7—3.6大50—70倍*电容式传感器第三章常用传感器一、变换原理:被测量——电容量的变化固定，变极距变化型固定，变A面积固定，变介质（一）极距变化型1.工作原理：灵敏度：非线性2.特点：非接触动态测量,灵敏度高,测较小位移（达0.01)线性误差，杂散电容对灵敏度及测量精度的影响，电子线路复杂；*电容式传感器第三章常用传感器(二)面积变化型面积变化型传感器的特点：①②灵敏度较低适：较大直线位移及角位移的测量(三)介质变化型变——C变*电感式传感器第三章常用传感器电感式传感器自感型(L):可变磁阻式涡电流式互感型(M):灵敏度非线性，测较小位移，约为0.001—1mm位移，振动，测厚，探伤，材质鉴别，径向摆动，回转轴误差，转速，零件计数，表面裂纹，缺陷等金属导体的涡流效应*第三章常用传感器压电式传感器可逆型换能器:机械能电能应用：力，压力，加速度的测量工作原理：某些物质的压电效应物性型传感器磁电式传感器：被测物理量―――感应电动势半导体传感器：霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。*第四章信号调理、处理和记录电桥、直流电桥电桥平衡时：即：电桥的灵敏度：*二、交流电桥第四章信号调理、处理和记录电桥平衡条件：*第四章信号调理、处理和记录调制与解调调制：利用某种低频信号（调制信号）来控制或改变某一高频信号（载波）的某个参数（幅值、频率或相位）的过程；解调：从已调制信号中恢复出原低频信号的过程。*第四章信号调理、处理和记录滤波器（1）恒带宽比滤波器恒带宽比滤波器是指滤波器的相对带宽是常数，（2）恒带宽滤波器。恒带宽滤波器是指滤波器的绝对带宽为常数。第五章信号处理初步*采样：用一个等时距的周期脉冲序列s（t）去乘x（t）。把连续时间信号变成离散时间序列的过程。采样定理：为避免混叠以使采样处理后仍有可能准确地恢复其原信号，采样频率必须大于最高频率的两倍，即：fs>2fh
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