測(cè)試技術(shù)作業(yè)及復(fù)習(xí)講解ppt課件

1、測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)1作業(yè)講解及復(fù)習(xí)作業(yè)講解及復(fù)習(xí)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)23-20 圖圖3.24為一測(cè)試系統(tǒng)的框圖，試求該系統(tǒng)的總靈敏度。為一測(cè)試系統(tǒng)的框圖，試求該系統(tǒng)的總靈敏度。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)3測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)4測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)5測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)6測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)7測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)8測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)9測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)10半橋、雙臂輸出半橋、雙臂輸出 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)115.知電阻應(yīng)變儀交流電橋的電橋電源輸入信號(hào)知電阻應(yīng)變儀交流電橋的電橋電源輸入信號(hào) 和輸入信號(hào)和輸入信號(hào)x(t)的幅頻圖如下圖。的幅頻圖如下圖。電橋輸出信號(hào)經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試電橋輸出信號(hào)經(jīng)相敏檢波、低通濾波后輸出。試畫出電橋

2、輸出信號(hào)畫出電橋輸出信號(hào)xm(t)、相敏檢波輸出信號(hào)、相敏檢波輸出信號(hào)xe(t)和低通濾波器輸出信號(hào)和低通濾波器輸出信號(hào)xf(t)的幅值譜的幅值譜Xm(jf)、Xe(jf)、Xf(jf)。 設(shè)信號(hào)設(shè)信號(hào)x(t)的頻率為的頻率為fm，f0大于大于fm。 )2cos()(0tfty測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)12測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)13測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)14測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)15測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)167設(shè)一帶通濾波器的下截至頻率為設(shè)一帶通濾波器的下截至頻率為fc1，上截至頻，上截至頻率為率為fc2，中心頻率為，中心頻率為fn，試指出以下技術(shù)中的正確，試指出以下技術(shù)中的正確與錯(cuò)誤。與錯(cuò)誤。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)17測(cè)試技術(shù)測(cè)

3、試技術(shù)180t)( jfXT0f0f測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)199、假設(shè)用光線示波器來記錄圖一所示的方波信號(hào)，可否選用、假設(shè)用光線示波器來記錄圖一所示的方波信號(hào)，可否選用FC6-400型振動(dòng)子型振動(dòng)子? 并闡明理由。并闡明理由。(注：該振動(dòng)子的固有頻率為注：該振動(dòng)子的固有頻率為400Hz)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)20000( )sinsin2sin3.223AAAAx tttt10、某信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式如下、某信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式如下 問:1該信號(hào)屬于哪類信號(hào)(周期或非周期)？2當(dāng)該信號(hào)經(jīng)過一理想帶通濾波器，該濾波器的A()=1，帶寬B=80Hz，中心頻率fn=50hz,畫出該濾波器輸出波形的幅頻譜并求出濾波器輸出

4、波形的平均值為多少(知該信號(hào)基頻f0=50Hz )？ 解：(1) 周期信號(hào)(2) 由于該濾波器的帶寬B=80Hz，中心頻率fn=50hz，那么該濾波器的上截至頻率fc2=50+80/2 =90(Hz)，下截至頻率為fc1=50-80/2=10(Hz)。信號(hào)x(t)的頻率成分為：0Hz，50Hz、100Hz，因此當(dāng)經(jīng)過該濾波器時(shí)，僅50Hz的成分被保管。幅頻如以下圖所示。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)2111、用一階丈量?jī)x器丈量100Hz的正弦信號(hào)，假設(shè)要求振幅的丈量誤差小于5%，問儀器的時(shí)間常數(shù)T的取值范圍。假設(shè)用該儀器測(cè)50Hz的正弦信號(hào)，相應(yīng)的振幅誤差和相位滯后是多少？測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)22測(cè)試技術(shù)測(cè)試技

5、術(shù)2314、知周期方波的傅里葉級(jí)數(shù) )10cos516cos312(cos)(00004 tftftftxA求該方波的均值、頻率組成及各頻率的幅值，并畫出頻譜圖。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)24測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)25測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)26測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)27測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)28測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)29測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)30 一判別對(duì)錯(cuò)題用一判別對(duì)錯(cuò)題用或或表示表示 在數(shù)字信號(hào)處置過程中，量化誤差大小與在數(shù)字信號(hào)處置過程中，量化誤差大小與A/DA/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無關(guān)。轉(zhuǎn)換器的位數(shù)無關(guān)。 調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。調(diào)幅波是載波與調(diào)制信號(hào)的疊加。 將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通或帶將高通與低通濾波器串聯(lián)可獲得帶通

6、或帶阻濾波器。阻濾波器。 ( ) ( ) 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)31添加窗的長(zhǎng)度可減少走漏誤差。添加窗的長(zhǎng)度可減少走漏誤差。 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，那么量化誤差越小。轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，那么量化誤差越小。 對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全對(duì)于周期信號(hào)，經(jīng)整周期采樣后，可完全防止柵欄效應(yīng)。防止柵欄效應(yīng)。 窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度窗函數(shù)頻譜的主峰瓣寬度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。越小，用其截取信號(hào)所引起的誤差越小。 相互關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。相互關(guān)函數(shù)是偶實(shí)函數(shù)。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)32假設(shè)電阻應(yīng)變片的輸入信號(hào)為正弦波，那假設(shè)電阻應(yīng)變片的輸入信號(hào)為正弦波，那么以該應(yīng)

7、變片為任務(wù)臂的直流丈量用橋的么以該應(yīng)變片為任務(wù)臂的直流丈量用橋的輸出是調(diào)幅波。輸出是調(diào)幅波。 選擇好的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)展截?cái)?，可以減選擇好的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)展截?cái)啵梢詼p少能量走漏。少能量走漏。 設(shè)時(shí)域信號(hào)設(shè)時(shí)域信號(hào)x(t)的頻譜為的頻譜為X(f)，那么時(shí)域信，那么時(shí)域信號(hào)號(hào)x(t)e2fot 的頻譜為的頻譜為X(ff0。 用電渦流傳感器進(jìn)展裂紋的探測(cè)，闡明該用電渦流傳感器進(jìn)展裂紋的探測(cè)，闡明該電渦流傳感器為高頻反射式電渦流傳感器。電渦流傳感器為高頻反射式電渦流傳感器。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)33半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的要素主要是電阻率變化的要素主要

8、是電阻率 壓電式傳感器后面的放大器主要的作用僅壓電式傳感器后面的放大器主要的作用僅是阻抗匹配。是阻抗匹配。 壓電式傳感器后面不一定運(yùn)用放大器。壓電式傳感器后面不一定運(yùn)用放大器。 壓電傳感器后面運(yùn)用電荷放大器時(shí)，系統(tǒng)壓電傳感器后面運(yùn)用電荷放大器時(shí)，系統(tǒng)的靈敏度根本不受電纜長(zhǎng)度的影響。的靈敏度根本不受電纜長(zhǎng)度的影響。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)34相關(guān)函數(shù)是用于描畫兩個(gè)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信相關(guān)函數(shù)是用于描畫兩個(gè)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號(hào)的特性參數(shù)的。號(hào)的特性參數(shù)的。 功率譜密度函數(shù)用于描畫單個(gè)各態(tài)歷經(jīng)隨功率譜密度函數(shù)用于描畫單個(gè)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號(hào)的主要特性參數(shù)。機(jī)信號(hào)的主要特性參數(shù)。 回程誤差描畫了測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。回程誤

9、差描畫了測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 傳送函數(shù)、頻響函數(shù)和權(quán)函數(shù)都可以描畫傳送函數(shù)、頻響函數(shù)和權(quán)函數(shù)都可以描畫測(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。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)35測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試系統(tǒng)在(t)函數(shù)輸入下的時(shí)域呼應(yīng)函數(shù)函數(shù)輸入下的時(shí)域呼應(yīng)函數(shù)稱為權(quán)函數(shù)。稱為權(quán)函數(shù)。( )可以經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的方法獲得測(cè)試系統(tǒng)的頻響可以經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的方法獲得測(cè)試系統(tǒng)的頻響函數(shù)。函數(shù)。 測(cè)試系統(tǒng)的相頻特性測(cè)試系統(tǒng)的相頻特性()表達(dá)了系統(tǒng)的輸表達(dá)了系統(tǒng)的輸出對(duì)輸入的相位差。出對(duì)輸入的相位差。 假設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的權(quán)函數(shù)為假設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的權(quán)函數(shù)為h(t)，在輸入為，在輸入為x(t)的情況下的輸出為的情況下的輸出為y(t)=h(t).x(t)

10、. 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)36假設(shè)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試不失真，輸出滯后于輸假設(shè)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試不失真，輸出滯后于輸入的時(shí)間為入的時(shí)間為t0，那么輸出滯后于輸入的相，那么輸出滯后于輸入的相位為位為t0. ( )測(cè)試系統(tǒng)的相頻特性測(cè)試系統(tǒng)的相頻特性()為負(fù)表示輸出信為負(fù)表示輸出信號(hào)滯后于輸入信號(hào)。號(hào)滯后于輸入信號(hào)。 對(duì)一階系統(tǒng)而言，原那么上時(shí)間常數(shù)對(duì)一階系統(tǒng)而言，原那么上時(shí)間常數(shù)越小越小越好。越好。 對(duì)一階系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)一階系統(tǒng)，當(dāng)1時(shí)，可以不同程度時(shí)，可以不同程度滿足測(cè)試不失真的條件。滿足測(cè)試不失真的條件。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)37對(duì)一階系統(tǒng)，對(duì)一階系統(tǒng)，越小，系統(tǒng)的任務(wù)頻率范圍越小，系統(tǒng)的任務(wù)頻率范圍越大。越大。 二階

11、系統(tǒng)的主要特性參數(shù)為固有頻率和阻二階系統(tǒng)的主要特性參數(shù)為固有頻率和阻尼率。尼率。 穩(wěn)態(tài)呼應(yīng)法、脈沖呼應(yīng)法和階躍呼應(yīng)法都穩(wěn)態(tài)呼應(yīng)法、脈沖呼應(yīng)法和階躍呼應(yīng)法都可以用于測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試?？梢杂糜跍y(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試。 對(duì)極距變化型電容傳感器，其靈敏度為常對(duì)極距變化型電容傳感器，其靈敏度為常數(shù)。數(shù)。 對(duì)面積型電容傳感器，其靈敏度為常數(shù)。對(duì)面積型電容傳感器，其靈敏度為常數(shù)。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)38變間隙型差動(dòng)傳感器是壓電傳感器。變間隙型差動(dòng)傳感器是壓電傳感器。 變間隙型差動(dòng)電感傳感器的靈敏度為變間隙型變間隙型差動(dòng)電感傳感器的靈敏度為變間隙型單邊式電感傳感器的靈敏度的單邊式電感傳感器的靈敏度的2

12、倍。倍。 磁電式傳感器可以用于丈量線速度和角速度。磁電式傳感器可以用于丈量線速度和角速度。 信號(hào)調(diào)制時(shí)，緩變信號(hào)為載波信號(hào)。信號(hào)調(diào)制時(shí)，緩變信號(hào)為載波信號(hào)。 恒帶寬比濾波器就是質(zhì)量因數(shù)為常數(shù)的濾波器。恒帶寬比濾波器就是質(zhì)量因數(shù)為常數(shù)的濾波器。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)39對(duì)恒帶寬比濾波器，中心頻率越高，濾波對(duì)恒帶寬比濾波器，中心頻率越高，濾波器的頻率分辨力就越低。器的頻率分辨力就越低。 光線示波器是一個(gè)一階系統(tǒng)。光線示波器是一個(gè)一階系統(tǒng)。 假設(shè)要測(cè)試最高頻率為假設(shè)要測(cè)試最高頻率為400Hz的信號(hào)，可以的信號(hào)，可以用用FC6-400的振動(dòng)子光線示波器。的振動(dòng)子光線示波器。 數(shù)字信號(hào)的幅值譜實(shí)際上一定是周

13、期性延數(shù)字信號(hào)的幅值譜實(shí)際上一定是周期性延續(xù)譜。續(xù)譜。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)40相關(guān)函數(shù)的范圍為相關(guān)函數(shù)的范圍為-1,1。 當(dāng)相關(guān)系數(shù)值為當(dāng)相關(guān)系數(shù)值為0時(shí)，表示兩個(gè)隨機(jī)變量之時(shí)，表示兩個(gè)隨機(jī)變量之間完全相關(guān)。間完全相關(guān)。 對(duì)一個(gè)均值為對(duì)一個(gè)均值為0的隨機(jī)信號(hào)，當(dāng)?shù)碾S機(jī)信號(hào)，當(dāng)=0時(shí)該信時(shí)該信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)值為該信號(hào)的方差。號(hào)的自相關(guān)函數(shù)值為該信號(hào)的方差。 對(duì)一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，當(dāng)對(duì)一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，當(dāng)=0時(shí)的自相關(guān)函數(shù)值時(shí)的自相關(guān)函數(shù)值為該信號(hào)的平均功率。為該信號(hào)的平均功率。 )假設(shè)信號(hào)假設(shè)信號(hào)x(t)的自相關(guān)函數(shù)為周期函數(shù)，那的自相關(guān)函數(shù)為周期函數(shù)，那么么x(t)也為非周期函數(shù)。也為非周期函數(shù)。 測(cè)試技

14、術(shù)測(cè)試技術(shù)41當(dāng)當(dāng)=時(shí)，隨機(jī)信號(hào)時(shí)，隨機(jī)信號(hào)x(t)的自相關(guān)函數(shù)值一定為的自相關(guān)函數(shù)值一定為0。 當(dāng)當(dāng)=0時(shí)，隨機(jī)信號(hào)時(shí)，隨機(jī)信號(hào)x(t)的自相關(guān)系數(shù)值為的自相關(guān)系數(shù)值為1，表示，表示隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)信號(hào)x(t)和本身完全相關(guān)和本身完全相關(guān) 。 假設(shè)假設(shè)x(t)的自相關(guān)函數(shù)為的自相關(guān)函數(shù)為Acos(t)，那么，那么x(t)為周為周期函數(shù)。期函數(shù)。 當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)值為當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)值為0時(shí)，表示這兩時(shí)，表示這兩個(gè)信號(hào)完全相關(guān)。個(gè)信號(hào)完全相關(guān)。 )兩個(gè)同頻率的隨機(jī)信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)不僅保管了兩個(gè)同頻率的隨機(jī)信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)不僅保管了兩個(gè)信號(hào)的幅值兩個(gè)信號(hào)的幅值x0、y0信息、頻率

15、信息、頻率信息，而且信息，而且還保管了兩信號(hào)的相位還保管了兩信號(hào)的相位信息信息 。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)42一階系統(tǒng)中常用時(shí)間常數(shù)一階系統(tǒng)中常用時(shí)間常數(shù)作為呼應(yīng)上升時(shí)作為呼應(yīng)上升時(shí)間。間。渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式渦流傳感器分為高頻透射式和低頻反射式兩種類型。兩種類型。壓電傳感器要求后接的負(fù)載必需有高輸入壓電傳感器要求后接的負(fù)載必需有高輸入阻抗。阻抗。在直流電橋中，只需滿足恣意兩相鄰橋臂在直流電橋中，只需滿足恣意兩相鄰橋臂的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的的阻值之乘積等于另外兩相鄰橋臂阻值的乘積，乘積， 那么電橋一定處于平衡。那么電橋一定處于平衡。( )設(shè)帶通濾波器的上、下截止頻率分別為設(shè)帶通濾波器的上、下截止頻率分別為fc2和和fc1,那么一倍頻程濾波器有：那么一倍頻程濾波器有：fc2= fc1.( )2 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)43假設(shè)電阻應(yīng)變片的輸入信號(hào)為正弦波，那假設(shè)電阻應(yīng)變片的輸入信號(hào)為正弦波，那么以該應(yīng)變片為任務(wù)臂的交流丈量用橋的么以該應(yīng)變片為任務(wù)臂的交流丈量用橋的輸出是調(diào)幅波。輸出是調(diào)幅波。 選擇好的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)展截取，可以到選擇好的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)展截取，可以到達(dá)能量不走漏的目的。達(dá)能量不走漏的目的。 設(shè)信號(hào)設(shè)信號(hào)x(t)的自功率譜密度函數(shù)為常數(shù)，那的自功率譜密度函數(shù)為常數(shù)，那么么x(t)的自相關(guān)函數(shù)為常數(shù)。的自相關(guān)函數(shù)為常數(shù)。 同頻、同相位