主程测试技求 绪论 第一章信号分析基础 第二章测试系统的特性 第三章电阻应变式传感器 之第六章。压电式传感器 第四章。电感式传感器 第五章电容式传感器 第七章。光电式传感器 5方 第八章热电传感器 第九章记录仪器
绪论 第一章 信号分析基础 第二章 测试系统的特性 第三章 电阻应变式传感器 第四章 电感式传感器 第五章 电容式传感器 第六章 压电式传感器 第七章 光电式传感器 第八章 热电传感器 第九章 记录仪器
绪论 目的及重要性 测试技术是一门综合性很强的技术学科,它以物理学、电子学 材料学,自动控制和数字技术等为基础。其目的是研究材料和构件 的状态(包括正常工作状态和故障状态诊断),检查和测量自动化 生产过程中的各种工艺参数。监视和控制生产过程的运行,鉴定 品质量,为新产品改进设计提供数据。 21世纪是信息时代,获取信息,处理信息,运用信息。测试技 术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术, 是获取信息和处理加工信息的手段,无法获取信息则无法运用信息、。 对机械制造专业,由于机械加工精度和生产过程自动化水平的 不断提高,从单机自动化、自动化生产线、加工中恻斌柔工, 甚至无人化工厂的过度过程实际上就是测试技术在机械制造中的应 用水平不断提高 二系统的组成 测试系统是用来检测信息的硬件设备和软件组成的系统
绪论 一 目的及重要性 测试技术是一门综合性很强的技术学科，它以物理学、电子学、 材料学，自动控制和数字技术等为基础。其目的是研究材料和构件 的状态（包括正常工作状态和故障状态诊断），检查和测量自动化 生产过程中的各种工艺参数。监视和控制生产过程的运行，鉴定产 品质量，为新产品改进设计提供数据。 21世纪是信息时代，获取信息，处理信息，运用信息。测试技 术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术， 是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。 对机械制造专业，由于机械加工精度和生产过程自动化水平的 不断提高，从单机自动化、自动化生产线、加工中心、柔性加工， 甚至无人化工厂的过度过程实际上就是测试技术在机械制造中的应 用水平不断提高。 二 系统的组成 测试系统是用来检测信息的硬件设备和软件组成的系统。 测试系统框图
测试系统组成框图 被测 对象 传感器 传 信号 显 调理 处理 记录 观察者 激励 反馈、控制 装置
测试系统组成框图 被 测 对象 传 感 器 信 号 调理 传 输 信 号 处理 显 示 记录 观 察 者 激 励 装置 反馈、控制
个测试系统不论由多少单元组成,都必须满足一个基本原则: 即各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应,一定比例和尽量 不失真的原则。所以,组成测试系统时,应着重考虑尽可能减小和 消除各种干扰信号 、课程内容及要求 本课程主要讨论机械工程动态测试中所涉及的各种信号及信号的 分类和描述、测试系统的组成和基本特性、常用的传感器、中间变 换电路及记录仪器的工作原理,以及几个常见物理量的测试方法 要求学生掌握以下几方面: 掌握信号在时域和频域的描述方法明确信号的频谱概念;掌握 频谱分析和相关分析的基本原理和方法;了解功率谱分析的原理及 应用 2、掌握测试装置静、动态特性的评价方法和不失真测试条件;能 正确运用于测试装置的分析和选型。 3、了解常用传感器、测量电路和记录仪器的工作原理和性能,并 能合理的选用。 4、对动态测试的基本问题有一个完整的概念,并通过实验调步学 机群由甘此衾昌的ⅷ
一个测试系统不论由多少单元组成，都必须满足一个基本原则： 即各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应，一定比例和尽量 不失真的原则。所以，组成测试系统时，应着重考虑尽可能减小和 消除各种干扰信号。 三、课程内容及要求 本课程主要讨论机械工程动态测试中所涉及的各种信号及信号的 分类和描述、测试系统的组成和基本特性、常用的传感器、中间变 换电路及记录仪器的工作原理，以及几个常见物理量的测试方法。 要求学生掌握以下几方面： 1、掌握信号在时域和频域的描述方法明确信号的频谱概念；掌握 频谱分析和相关分析的基本原理和方法；了解功率谱分析的原理及 应用。 2、掌握测试装置静、动态特性的评价方法和不失真测试条件；能 正确运用于测试装置的分析和选型。 3、了解常用传感器、测量电路和记录仪器的工作原理和性能，并 能合理的选用。 4、对动态测试的基本问题有一个完整的概念，并通过实验初步学 会机械工程中某些参量的测试
第一章信号分析基础 信号的概念:信号是某一特定信息的载体,它包含着反映被测物理系统的状态或 特性的某些信息。 1-1信号的分类 、根据物理性质分为非电信号和电信号。 非电信号:随时间变化得力、位移、速度等信号 信号非类框图 电信号:随时间变化的电流、电压、磁通等信号。非电信号和电信号可以借助于 定的装置互相转换。在实际中,对被测的非电信号通常都是通过传感器转换成 电信号,再对此电信号进行测量。 、按信号在时域上变化的特性分:静态信号和动态信号 1、静态信号:在测量期间内其值可认为是恒定的信号: 2、动态信号:指瞬时值随时间变化的信号 般信号都是随时间变化的时间函数,即为动态信号。动态信号又可根据信 号值随时间 变化的规律细分为确定性信号和随机信号
第一章 信号分析基础 信号的概念：信号是某一特定信息的载体，它包含着反映被测物理系统的状态或 特性的某些信息。 1-1信号的分类 一、根据物理性质分为非电信号和电信号。 非电信号：随时间变化得力、位移、速度等信号 电信号：随时间变化的电流、电压、磁通等信号。非电信号和电信号可以借助于 一定的装置互相转换。在实际中，对被测的非电信号通常都是通过传感器转换成 电信号，再对此电信号进行测量。 二、按信号在时域上变化的特性分：静态信号和动态信号。 1、静态信号：在测量期间内其值可认为是恒定的信号； 2、动态信号：指瞬时值随时间变化的信号。 一般信号都是随时间变化的时间函数，即为动态信号。动态信号又可根据信 号值随时间 变化的规律细分为确定性信号和随机信号 信号非类框图
按信号取值情况分:连续信号和离散信号 1、连续信号:信号的数学表达式中的独立变量取值是连续的; 2、离散信号:信号的独立变量取离散值,不连续。 将连续信号等时距采样后的结果就是离散信号 100 011 10 01
三、按信号取值情况分：连续信号和离散信号。 1、连续信号：信号的数学表达式中的独立变量取值是连续的； 2、离散信号：信号的独立变量取离散值，不连续。 将连续信号等时距采样后的结果就是离散信号
信号 确定性信号 周期信号 简单周期信号 复杂周期信号 非周期信号 准周期信号 瞬态信号 非确定性信号 平稳随机信号 非平稳随机信号
1-2信号的描述 时域描述:人们直接观测或记录的信号一般是随时间变化的物理量,以时间 作为独立变量的描述 方法。它的特点是:只能反映信号的幅值随时间变化的规律。从时域图形中可以 知道信号的周期、峰值和平均值等,可以反映信号变化的快慢和波动情况,比较 直观、形象,便于观察和记录。 频域描述:是以频率作为独立变量而建立的信号与频率的函数关系。它的特 点是:研究信号的频率结构,即组成信号的各频率分量的幅值及相位的信息。 二者的关系:它们是从不同的侧面观察,二者之间有着密切的关系且互为补 充。我们之所以要对信号做不同域中的分析和描述,是因为我们分析一个信号所 要解决的问题不同,所需要掌握信号的不同方面的特征。 信号的时域描述方法: 1、确定性信号:指可以精确地用明确的数学关系式描述的信号,它可用一个确 定的时间函数,按它的波形是否有规律的重复,还可分为周期性信号和非周期性 信号
1-2信号的描述 一、时域描述：人们直接观测或记录的信号一般是随时间变化的物理量，以时间 作为独立变量的描述 方法。它的特点是：只能反映信号的幅值随时间变化的规律。从时域图形中可以 知道信号的周期、峰值和平均值等，可以反映信号变化的快慢和波动情况，比较 直观、形象，便于观察和记录。 二、频域描述：是以频率作为独立变量而建立的信号与频率的函数关系。它的特 点是：研究信号的频率结构，即组成信号的各频率分量的幅值及相位的信息。 二者的关系：它们是从不同的侧面观察，二者之间有着密切的关系且互为补 充。我们之所以要对信号做不同域中的分析和描述，是因为我们分析一个信号所 要解决的问题不同，所需要掌握信号的不同方面的特征。 三、信号的时域描述方法： 1、确定性信号：指可以精确地用明确的数学关系式描述的信号，它可用一个确 定的时间函数，按它的波形是否有规律的重复，还可分为周期性信号和非周期性 信号
(1)周期性信号:是按一定周期重复出现的信号,可用数学表达式表示为: Ⅹ(t)=x(t+nT) 其中:n=±1,2,±3 T为周期 (2)非周期性信号:指不具有周期性重复的信号称为非周期性信号。又分为准周期 信号和瞬变非周期信号 ①准周期信号:由两种以上的周期信号组成,但其组成分量间不存在公共周 期,因而无法按某一时间间隔周而复始重复出现。设信号xt由两个简谐信号合 成,即 x(t)=Aisinv2 t+Asin ( 3t+0) 可见,两个信号均为简谐信号,即为周期信号,但二者的角频率分别为 0=√2,02=3,其周期T=V2π,T2=2π/3,两个周期没有最小公倍数,即角频率的比 值为无理数,说明二者之间没有公共周期,所以,信号x(t)是非周期的,但又是 由周期信号合成的,故称之为准周期信号
(1)周期性信号：是按一定周期重复出现的信号，可用数学表达式表示为： X（t）=x(t+nT) 其中：n=±1,±2,±3…… T为周期 (2)非周期性信号：指不具有周期性重复的信号称为非周期性信号。又分为准周期 信号和瞬变非周期信号 ① 准周期信号：由两种以上的周期信号组成，但其组成分量间不存在公共周 期，因而无法按某一时间间隔周而复始重复出现。设信号x(t)由两个简谐信号合 成，即 x(t)=A1sin√2 t+A2sin(3t+θ) 可见，两个信号均为简谐信号，即为周期信号，但二者的角频率分别为 ω1=√2 ,ω2=3,其周期T1=√2 π，T2=2π/3，两个周期没有最小公倍数，即角频率的比 值为无理数，说明二者之间没有公共周期，所以，信号x(t)是非周期的，但又是 由周期信号合成的，故称之为准周期信号
②瞬变非周期信号:在一定时间区域内存在,或随着时间的增长而衰 减至零的信号 r(t) 2、随机信号:是无法用数学解析式来表达的,也无法预见未来任何时 刻的瞬时值的信号。由于随机信号具有某些统计特征,可以用概率 统计的方法由其过去来估计未来,但它只能近似的描述,存在误差
② 瞬变非周期信号：在一定时间区域内存在，或随着时间的增长而衰 减至零的信号。 2、随机信号：是无法用数学解析式来表达的，也无法预见未来任何时 刻的瞬时值的信号。由于随机信号具有某些统计特征，可以用概率 统计的方法由其过去来估计未来，但它只能近似的描述，存在误差