河南理工大学机械工程测试技术基础测试

河南理工大学机械工程测试技术基础

测试：具有试验性的测量 （测量＋试验 ） 试验：对未知事物探索性的认识过程 测量：为确定量值而进行的试验过程

计量：实现单位统一和量值准确可靠为目的。

测量四要素：被测对象，计量单位，测量方法，测量误差

测试系统组成：信号，传感器，中间调理与转换（电桥调制，滤波器放大），分析处理，显示记录 信号：蕴含着信息，且能传输信息的物理量称之为信号

信号数学模型：在测试技术中，撇开信号具体的物理性质，而是将其抽象为某个变量的函数关系，如时间的函数x(t)、频率的函数X(f)等，从数学上加以分析研究，由此来建立信号的一些基本理论知识 信号分类：1、确定性信号与非确定性信号（随机信号）2、连续信号与离散信号 3、能量信号与功率信号 信号的时域描述和频率描述： 1、时域描述

直接观察或记录到的信号，一般是以时间为独立变量，反映的是信号幅值随时间的变化关系，因而称其为信号的时域描述。

2、频域描述

在信号的研究过程中，有时要把信号变换成以频率为独立变量，由此来反映信号的频率结构和各频率成分与幅值、相位之间的关系，信号的这种描述方法称之为频域描述

三、周期信号的频谱特征

1、离散性——信号中的频率取值是不连续的； 2、谐波性——频率取值都是基频的整倍数；

3、收敛性——随着频率取值的增大而幅值逐渐减小（幅频谱）。 非周期信号的分类：1；准周期信号，2瞬变非周期信号

傅里叶变幻的性质：1线性性质2时间尺度改变特性3时移和频移特性4卷积特性5对称性6积分微分特性

线性系统的主要性质：符合叠加原理 频率保持性（输出频率必定等于输入频率）比例性 微分性 积分特性

静态特性的恒量指标：1、线性度2、灵敏度3、回程误差4、零点漂移和灵敏度漂移 频率响应函数的表示方法：数学表达式 图形表示法

求法：理论计算法 实验测定法

不失真的条件 1测试装置的频谱特性为一个常数，要求装置在任何频率上输入输出的幅值都保持不变 2测试装置的频谱特性为一个线性关系，装置的输出相位变化与频率呈线性关系。

1、何为信号？如何建立其模型？ 2、信号有哪些分类？

3、模拟信号与数字信号如何定义？ 4、信号的时域描述与频域描述有何区别？ 5、什么是时间尺度改变特性？其对实际的测试 工作有何意义？

6、什么是时移特性？它反映了什么规律？ 7、简述单位脉冲函数的采样性质和卷积性质。

y(t)

5、某测试装置为一线性系统，其传递函数为

10.05s?1x(t)?5cos10t?2cos(100t?45?)H (s)?求其对周期信号的稳态响应

1、什么是线性系统的频率保持特性？有何意义？ 2、测试装置的静态特性包括哪些？ 3、如何测定测试装置的频率响应函数？ 4、一阶系统中的时间常数对系统有何意义？

5、影响二阶系统动态特性的参数有哪些？对系统有何意义？ 6、测试装置实现不失真测试的条件是什么？

1、直流电桥适用于 参数变化的测量；交流电桥适用于 参数变化的测量。 2、纯电阻交流电桥除了 平衡，还要有 平衡。 3、调制方式因载波参数不同可分为 、 和 。 4、调幅波的解调方法有 、 和 。 5、调频电路常用的有 和 。

6、调频波的解调包括 和 两大部分。 7、滤波器由选频作用分为 、 、 和 四种。 8、常用的滤波器有 和

1、何谓电桥平衡？直流电桥平衡应满足什么条件？交流电桥应满足什么条件？ 2、什么是调制和解调？

3、简述调幅的原理及其解调方法。 4、简述调频的原理及其解调方法。

5、滤波器的带宽与响应建立时间有何关系？其对测试工作有何意义？ 6、恒带宽比滤波器与恒带宽滤波器有何区别？各有何特点？

1、以阻值R?120?，灵敏度S?2的电阻丝应变片与供桥电压为3V。当应臂和全度。 阻值为120?的固定电阻组成电桥，变片的应变为2??和2000??时，分别求出单臂、双比较两种情况下的灵敏

2、有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于

是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度，

问在下列情况下，是否可提高灵敏度？为什么？

（1）半桥邻臂各串联一片；（2）半桥邻臂各并联一片。3?t)(cos?ct)桥电桥的输出电压，并3、已知调幅波xa(t)?(100?30cos?t?20cos

其中f??500Hz,fc?10kHz

试求：（1）调幅波各分量的频率和幅值； （2）绘出调制信号和调幅波的频谱。

4、已知RC低通滤波器中R?1k?,C?1?F,试：函数H(f)及幅频特性A(f)（1）确定RC低通滤波器的频率响应 和相频特性?(f)；（2）当输入信号

ux?10sin1000t时，求输出信号uy。

传感器: 借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。

按物理量：位移传感器，力传感器，温度传感器。按工作原理：机械式传感器，电气式传感器，光学式传感器，流体式传感器。按信号变换：物性型传感器和结构型传感器。按能量关系：能量转换传感器，能量控制传感器。按输出信号：模拟式传感器，数字式传感器。 电容式传感器的分类：极距变化式，面积变化式，介质变化式

电感式传感器：电感器传感器是把测量《力，位移》转化成电感变化的一种在装置，变化基于电磁感应，分类：自感（可变磁阻式,涡流式），互感型(差动变压器式)

压电效应：某些物质受到外力作用是不仅几何尺寸发生变化，而且内部发生极化，某些表面出现电荷形成电场，晶体的这一特性叫做压电效应 压电效应的三种形式：纵向，横向，切向 金属电阻应变片工作原理：电阻效应 半导体应变片工作原理：压阻效应

压电式传感器：是一种可逆型换能器，原理是利用某些物质的压电效应

其前置放大器主要用途两点：将传感器的高阻输出变换为低阻抗输出，放大传感器输出的是微弱信号。

两种形式：一是用电阻反馈的电压放大器，输出电压和输入电压成正比，二是带电容反

馈的电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。。

传感器的选用原则：灵敏度 ，响应特性，线性范围，可靠性，精确度，测量方法，其他、、、