[其它技巧]總復(fù)習(xí) 2

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1、11總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)非電量非電量電量電量激勵(lì)激勵(lì)裝置裝置傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)理理顯顯示示記記錄錄觀察者觀察者信信號(hào)號(hào)處處理理反饋、控制反饋、控制被測(cè)被測(cè)對(duì)象對(duì)象22第第1 1章章 緒緒 論論1.1 測(cè)試的基本概念測(cè)試的基本概念1.2 測(cè)試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)測(cè)試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)1.3 測(cè)試系統(tǒng)的組成測(cè)試系統(tǒng)的組成1.4 測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.5 測(cè)試測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用1.6 課程的學(xué)習(xí)要求課程的學(xué)習(xí)要求33測(cè)試技術(shù)的主要內(nèi)容測(cè)試技術(shù)的主要內(nèi)容 測(cè)量原理測(cè)量原理 ( (物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)、生物 ) )測(cè)量方法：直接與間接、測(cè)量方法：直接與間接、電測(cè)與非電測(cè)電測(cè)與非電測(cè)

2、等等測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)= =測(cè)量技術(shù)測(cè)量技術(shù)+ +試驗(yàn)技術(shù)試驗(yàn)技術(shù)44非電量電測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)：1、電信號(hào)處理手段成熟且豐富；2、有利于遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸和控制；3、電子測(cè)量?jī)x器便于小型化；4、測(cè)量?jī)x器的靈敏度可用電子技術(shù)方便的調(diào)節(jié)；5、有利于轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，有利于分析存儲(chǔ)；6、有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)。55非電量非電量電量電量激勵(lì)激勵(lì)裝置裝置傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)理理顯顯示示記記錄錄觀察者觀察者信信號(hào)號(hào)處處理理反饋、控制反饋、控制被測(cè)被測(cè)對(duì)象對(duì)象測(cè)試系統(tǒng)的組成測(cè)試系統(tǒng)的組成66測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 傳感器：新型、微型、智能型傳感器：新型、微型、智能型 測(cè)試儀

3、器：高精度、快速、多功能、小型化、在線監(jiān)測(cè)試儀器：高精度、快速、多功能、小型化、在線監(jiān)測(cè)、性能標(biāo)準(zhǔn)化和低價(jià)格測(cè)、性能標(biāo)準(zhǔn)化和低價(jià)格 參數(shù)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、集成化、網(wǎng)參數(shù)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化絡(luò)化 測(cè)試范圍繼續(xù)向兩個(gè)極端發(fā)展：大尺度、小尺度測(cè)試范圍繼續(xù)向兩個(gè)極端發(fā)展：大尺度、小尺度 視覺測(cè)試技術(shù)視覺測(cè)試技術(shù)77第第2 2章章 信號(hào)及其描述信號(hào)及其描述2.1 信號(hào)的分類信號(hào)的分類2.2 信號(hào)的信號(hào)的描述描述2.3 周期信號(hào)及其離散頻譜周期信號(hào)及其離散頻譜2.4 非非周期信號(hào)及其連續(xù)頻譜周期信號(hào)及其連續(xù)頻譜2.5 隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)信號(hào)88信號(hào)的分類信號(hào)的分類非平穩(wěn)隨

4、機(jī)信號(hào)非各態(tài)歷經(jīng)信號(hào)各態(tài)歷經(jīng)信號(hào)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)非確定性信號(hào)一般非周期信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào)非周期信號(hào)一般周期信號(hào)諧波信號(hào)周期信號(hào)確定性信號(hào) 信號(hào)信號(hào)99信號(hào)時(shí)域與頻域描述的關(guān)系信號(hào)時(shí)域與頻域描述的關(guān)系W(f )T01T1Tf3T3T (f ) 01T2T3T1T2T3T2T2T1-T/2T/2tw(t)01010周期信號(hào)周期信號(hào)三角函數(shù)展開式三角函數(shù)展開式)sincos()(0010tnbtnaatxnnnttxTaTTd)(12/2/0000ttntxTaTTndcos)(202/2/000ttntxTbTTndsin)(202/2/000其中其中1111復(fù)指數(shù)展開式復(fù)指數(shù)展開式ntnnCtx0je)

5、(0221( )TjntTnCx t edtT其中，兩種展開式中的系數(shù)關(guān)系見表24。1212周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)： 離散性 諧波性 收斂性4A 24A92 4A2520A()03050003050 () A 221313非周期信號(hào)非周期信號(hào)ttxXtde)()(j傅里葉變換（傅里葉變換（FT） f 2以以代入得代入得ttxfXftde )()(2j1414 非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn) l諧波性諧波性 l連續(xù)性連續(xù)性l收斂性收斂性1515積 分x(t t0) 時(shí) 移 頻域微分x(kt) 尺度變換 時(shí)域微分x(-f) X(t) 對(duì) 稱 性 X1(f)X2(f)x1(t) x2(t)頻域

6、卷積AX(f)+bY(f) ax(t)+by(t) 線性疊加 X1(f) X2(f)x1(t)x2(t)時(shí)域卷積實(shí)奇函數(shù)虛奇函數(shù)X*(-f)x*(t)共 軛虛偶函數(shù)虛偶函數(shù)X(-f) x(-t) 翻 轉(zhuǎn) 虛奇函數(shù)實(shí)奇函數(shù)X(f f0) 頻 移 實(shí)偶函數(shù)實(shí)偶函數(shù)函數(shù)的奇偶虛實(shí)性頻 域時(shí) 域性 質(zhì)頻 域時(shí) 域性 質(zhì)0,1kkfXk02je )(ftfXtftx02je )(nnttxd)(d)(2 jfXfn)(2 jtxtnnnffXd)(dtttxd)(存在ffXfXf)(),(2 j1傅里葉變換的主要性質(zhì)傅里葉變換的主要性質(zhì) 1616典型信號(hào)的頻譜典型信號(hào)的頻譜單位脈沖函數(shù)單位脈沖函數(shù)(函數(shù)

7、函數(shù))0(0)0()(lim)(0tttt性質(zhì)：采樣性質(zhì)、篩選性、性質(zhì)：采樣性質(zhì)、篩選性、卷積性卷積性1717周期信號(hào)的強(qiáng)度指標(biāo)： 峰值、均值、均方值等隨機(jī)信號(hào)的主要統(tǒng)計(jì)參數(shù)： 均值、均方值、均方根值和方差 概率密度函數(shù)與相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式一起記憶1818第第3章章 測(cè)試系統(tǒng)的基本特性測(cè)試系統(tǒng)的基本特性3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性3.3 3.3 測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性3.4 3.4 典型測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)典型測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)3.5 3.5 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件1919測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指靜態(tài)測(cè)量情況下，描述實(shí)際

8、測(cè)試裝置與理想定常線性系統(tǒng)的接近程度。靈敏度、非線性度、回程誤差、重復(fù)性、分辨力（分辨率）、漂移（點(diǎn)漂、零漂）、信噪比測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是指輸入量隨時(shí)間變化時(shí)，其輸出隨輸入而變化的關(guān)系。一般地，在所考慮的測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)試系統(tǒng)可以認(rèn)為是線性系統(tǒng)?；痉椒ǎ?傳遞函數(shù)拉普拉斯變換（Laplace transform） 頻率響應(yīng)函數(shù)傅里葉變換（Fourier transform）202001110111)()()(asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm（nm）傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)頻率特性)(je )()(j)()(AQPH式中：)()()j()(22QPHA)()(arctan)j

9、()(PQH頻率特性、幅頻特性、相頻特性、實(shí)頻特性、虛頻特性11101110(j )(j )(j )( )( )|(j )(j )(j )mmmmsjnnnnbbbbHH saaaa2121（1）一階系統(tǒng)的特點(diǎn)傳遞函數(shù)： 11)(ssH頻率特性： jarctan2e)(11j11)(H實(shí)頻特性： 2)(11)(P虛頻特性： 2)(1)(Q2222一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)) 1(1)()()(sssXsHsYttye1)(（t0）2323（2）二階系統(tǒng)的特點(diǎn) 傳遞函數(shù)2nn22n2)(sssH式中：n 為系統(tǒng)固有頻率， 為系統(tǒng)阻尼比。頻率特性n2n2nn22n2 j11)j (2)j ()(H幅頻

10、特性 2n222n411)()( HA相頻特性2nn12arctan)(2424二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)) 10()sin(1e1)(d2nttyt22nd1arctan,1式中： 5101500.20.40.60.811.21.41.61.82tpxo(t)=0.2=0.4=0.6=0.8t2525根據(jù)一階、二階測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)特點(diǎn)，如何選擇合適的相應(yīng)的參數(shù)？測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)定（1）頻率響應(yīng)法（2）階躍響應(yīng)法 2626不失真測(cè)試的條件y(t)= A0 x(t- t0)其中，A0、t0為常數(shù)。系統(tǒng)初態(tài)為0時(shí)，對(duì)上式進(jìn)行傅里葉變換，可得不失真測(cè)試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為00j0j0e)()(e)()

11、()(ttAXXAXYH即：A() = A0 ， () = t0。 假設(shè)x(t)為輸入，該測(cè)試系統(tǒng)的輸出y(t)應(yīng)滿足：2727 幅頻特性A()在x(t)的頻譜范圍內(nèi)為常數(shù)； 相頻特性()與成線性關(guān)系，為一經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線。A(), ()A0A() = A0 () = -t0- c c0不失真測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性圖（|c時(shí)，A()=0） 2828第第4 4章章 常用傳感器常用傳感器1概述 2電阻式傳感器3電感式傳感器 4電容式傳感器5電渦流傳感器 6壓電傳感器7熱電式傳感器 8磁電式傳感器 9霍爾傳感器 10光電式傳感器11光纖傳感器 12傳感器的選用2929應(yīng)變式應(yīng)變式金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)金屬的電

12、阻應(yīng)變效應(yīng)電阻式傳感器電阻式傳感器半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)0d /12constantd /R RSEl l 變阻器式變阻器式階梯特性階梯特性和和負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)3030電感式傳感器電感式傳感器工作原理：電磁感應(yīng)原理 互感型互感型 自感型自感型2002AWL i1L1L2e12可變磁阻式差動(dòng)變壓器式可用于相敏檢波RLeie2L2e1L1R1R2eoM1M23131電容式傳感器電容式傳感器AC0電容量電容量電渦流式傳感器電渦流式傳感器原理：渦流效應(yīng)1）高頻反射式渦流傳感器：）高頻反射式渦流傳感器：集膚效應(yīng)2）低頻透射式渦流傳感器）低頻透射式渦流傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器原理： 壓電效

13、應(yīng)前置放大器作用：阻抗變換；放大壓電信號(hào)。3232熱電式傳感器熱電式傳感器工作原理：熱電效應(yīng)熱電偶基本定律：中間溫度定律、中間導(dǎo)體定律、參考電極定律1. 熱電偶傳感器2. 熱電阻傳感器工作原理：熱電阻效應(yīng)磁電式傳感器磁電式傳感器工作原理：電磁感應(yīng)效應(yīng)dtdWe3333霍爾傳感器霍爾傳感器工作原理：霍耳效應(yīng)IBKdIBRUHHH霍爾電勢(shì)光電式傳感器光電式傳感器工作原理：光電效應(yīng)外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)光生伏特效應(yīng)光纖傳感器光纖傳感器物性型、結(jié)構(gòu)型傳感器選用原則傳感器選用原則靈敏度、線性范圍、響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精確度3434第第5 5章章 信號(hào)變換及調(diào)理信號(hào)變換及調(diào)理5.1 5.1 電橋電橋

14、5.2 5.2 調(diào)幅與解調(diào)調(diào)幅與解調(diào)5.3 5.3 調(diào)頻與解調(diào)調(diào)頻與解調(diào)5.4 5.4 濾波器濾波器3535非電量非電量電量電量激勵(lì)激勵(lì)裝置裝置傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)理理顯顯示示記記錄錄觀察者觀察者信信號(hào)號(hào)處處理理反饋、控制反饋、控制被測(cè)被測(cè)對(duì)象對(duì)象3636直流電橋直流電橋和和交流電橋交流電橋4231RRRRR1R3R4R2uiuoI1I2abdc半橋單臂、半橋雙臂、全橋接法：靈敏度比分別為1：2：4。42314231ZZZZ3737調(diào)幅與解調(diào)調(diào)幅與解調(diào)3838解調(diào)解調(diào)同步解調(diào)、整流檢波解調(diào) 、相敏檢波解調(diào) 調(diào)幅應(yīng)用調(diào)幅應(yīng)用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀 電橋電橋放大器放大器相敏檢波相敏檢波低

15、通濾波低通濾波顯示記錄顯示記錄載波振蕩器載波振蕩器x(t)x(t)0t0ty(t)電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片0txm(t)0tx(t)0txm(t)3939調(diào)頻與解調(diào)調(diào)頻與解調(diào)調(diào)頻波與調(diào)制信號(hào)幅值的關(guān)系圖調(diào)頻波與調(diào)制信號(hào)幅值的關(guān)系圖 4040(a) 鑒頻器鑒頻器 (b) 頻率頻率-電壓特性曲線電壓特性曲線 ufC1L1L2C2CRu0ua頻率電壓線性變換部分頻率電壓線性變換部分幅值檢波幅值檢波ua0 ntua0uat0調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)4141濾波器濾波器理想濾波器：無(wú)過(guò)渡帶且在通頻帶內(nèi)滿足不失真測(cè)試條件的濾波器。 （為什么是不存在的？）實(shí)際濾波器基本參數(shù)恒帶寬比與恒帶寬濾波器 4242第第6

16、 6章章 顯示與記錄儀器顯示與記錄儀器6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 筆式記錄儀筆式記錄儀6.3 6.3 光線示波器光線示波器6.4 6.4 磁帶記錄儀磁帶記錄儀6.5 6.5 新型記錄儀新型記錄儀6.6 6.6 虛擬儀器虛擬儀器4343第第7 7章章 信號(hào)的處理與分析信號(hào)的處理與分析7.1 概述概述7.2 信號(hào)的信號(hào)的數(shù)字化處理數(shù)字化處理7.3 信號(hào)的相關(guān)分析信號(hào)的相關(guān)分析4444混疊和采樣定理混疊和采樣定理 sc2ff截?cái)唷⑿孤┖痛昂瘮?shù)截?cái)?、泄漏和窗函?shù)量化與量化誤差量化與量化誤差 信號(hào)的數(shù)字化處理信號(hào)的數(shù)字化處理4545信號(hào)的相關(guān)分析信號(hào)的相關(guān)分析自相關(guān)分析自相關(guān)分析220d)(

17、)(1lim)(xxTTxttxtxT相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù) TxttxtxTR0d)()(1)(周期信號(hào)：周期信號(hào)： 非周期信號(hào)：非周期信號(hào)： ttxtxRxd)()()(自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) 4646互相關(guān)分析互相關(guān)分析yxyxxyxyR)()(互相關(guān)系數(shù)互相關(guān)系數(shù) TTxyttytxTR0d)()(1lim)(互相關(guān)函數(shù)互相關(guān)函數(shù) 互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) 4747自相關(guān)測(cè)轉(zhuǎn)速自相關(guān)測(cè)轉(zhuǎn)速理想信號(hào)理想信號(hào)干擾信號(hào)干擾信號(hào)實(shí)測(cè)信號(hào)實(shí)測(cè)信號(hào)自相關(guān)系數(shù)自相關(guān)系數(shù)4848地下輸油管道漏損位置的探測(cè)地下輸油管道漏損位置的探測(cè)tX1X24949第第8 8章章 機(jī)械振

18、動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試8.1 概概述述8.2 單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)8.3 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)的的激勵(lì)激勵(lì)8.4 測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器8.5 振動(dòng)信號(hào)分析儀器振動(dòng)信號(hào)分析儀器8.6 振動(dòng)測(cè)量的實(shí)施振動(dòng)測(cè)量的實(shí)施8.7 固有頻率和阻尼比的測(cè)試固有頻率和阻尼比的測(cè)試8.8 振動(dòng)的控制振動(dòng)的控制5050振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)一般由激振器、放大器、測(cè)振傳感器、振動(dòng)分析儀和顯示記錄儀組成。單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)質(zhì)量塊受力所產(chǎn)生的受迫振動(dòng)質(zhì)量塊受力所產(chǎn)生的受迫振動(dòng) 基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的受迫振動(dòng)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的受迫振動(dòng) 激勵(lì)方式激勵(lì)方式：穩(wěn)態(tài)正弦激

19、振穩(wěn)態(tài)正弦激振 、瞬態(tài)激振瞬態(tài)激振和隨機(jī)激振隨機(jī)激振。 振動(dòng)的控制振動(dòng)的控制消振、隔振、吸振、阻振、結(jié)構(gòu)修改、加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)5151第第9 9章章 噪聲的測(cè)量噪聲的測(cè)量Noise Measurement9.1 概述概述9.2 噪聲的度量噪聲的度量9.3 噪聲測(cè)量常用儀器及測(cè)量方法噪聲測(cè)量常用儀器及測(cè)量方法9.4 噪聲的控制及利用噪聲的控制及利用5252噪聲的度量噪聲的度量聲壓與聲壓級(jí)聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)聲功率及聲功率級(jí)響度及響度級(jí)噪聲測(cè)量常用儀器噪聲測(cè)量常用儀器一套聲壓級(jí)測(cè)量?jī)x器包括一套聲壓級(jí)測(cè)量?jī)x器包括傳聲器、聲級(jí)計(jì)、頻率分析儀、傳聲器、聲級(jí)計(jì)、頻率分析儀、校準(zhǔn)器校準(zhǔn)器等。等。噪聲的控制及利用噪聲的控制及利用控制噪聲控制噪聲：抑制噪聲源、噪聲傳播途徑的衰減、在人耳處減弱噪聲。噪聲的隔離噪聲的隔離：彈簧減振、阻尼材料減振、混合減振。