工程測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)共13頁(yè)word資料

1、實(shí)驗(yàn)一典型信號(hào)頻譜分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、在理論學(xué)習(xí)的根底上,通過(guò)本實(shí)驗(yàn)熟悉典型信號(hào)的波形和頻譜特征,并能夠從信號(hào)頻譜中讀取所需的信息.2、了解信號(hào)頻譜分析的根本方法及儀器設(shè)備.二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)利用在DRVI上搭建的頻譜分析儀來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析.由虛擬信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生多種典型波形的電壓信號(hào),用頻譜分析芯片對(duì)該信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,得到信號(hào)的頻譜特性數(shù)據(jù).分析結(jié)果用圖形在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái),也可通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái).三、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1. 計(jì)算機(jī)n臺(tái)2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)1套3. 打印機(jī)1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容1 .啟動(dòng)效勞器,運(yùn)行DRVI主程序,開(kāi)啟DRVI數(shù)據(jù)采集儀電源,然后點(diǎn)擊DRVI快

2、捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)圖標(biāo),選擇其中的"DRVI采集儀主卡檢測(cè)"進(jìn)行效勞器和數(shù)據(jù)采集儀之間的注冊(cè).2 .點(diǎn)擊"實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件的鏈接,將本實(shí)驗(yàn)的腳本文件貼入并運(yùn)行,實(shí)驗(yàn)截屏效果圖如圖2所示.圖1典型信號(hào)頻譜分析實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)圖圖2典型信號(hào)頻譜分析實(shí)驗(yàn)3 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)頻譜分析“實(shí)驗(yàn)中的"白噪聲"按鈕,產(chǎn)生白噪聲信號(hào),分析和觀察白噪聲信號(hào)波形和幅值譜特性.4 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)頻譜分析"實(shí)驗(yàn)中的"正弦波"按鈕,產(chǎn)生正弦波信號(hào),分析和觀察正弦波信號(hào)波形和幅值譜特性.5 .點(diǎn)擊DR

3、VI"典型信號(hào)頻譜分析“實(shí)驗(yàn)中的"方波"按鈕,產(chǎn)生方波信號(hào),分析和觀察方波信號(hào)波形和幅值譜特性.6 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)頻譜分析“實(shí)驗(yàn)中的"三角波"按鈕,產(chǎn)生三角波信號(hào),分析和觀察三角波信號(hào)波形和幅值譜特性.7 .其余依此類推,分析和觀察信號(hào)波形和幅值譜特性.五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?2、整理該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理圖3、按實(shí)驗(yàn)步驟整理出正弦波、方波、三角波、白噪聲以及其他波形的時(shí)域和幅值譜特性圖形,說(shuō)明各信號(hào)頻譜的特點(diǎn).4、將分析結(jié)果與理論分析進(jìn)行對(duì)照,說(shuō)明實(shí)際分析結(jié)果與理論分析之間的差異,并簡(jiǎn)要分析產(chǎn)生誤差的原因.六、思

4、考題1、為何白噪聲信號(hào)對(duì)信號(hào)的波形干擾很大,但對(duì)信號(hào)的頻譜影響很小？2、在DRVI快速可重組平臺(tái)上面搭建一個(gè)“頻譜分析儀需要采用哪些軟件芯片？它們相互之間的關(guān)系怎樣？實(shí)驗(yàn)二典型信號(hào)相關(guān)分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .在理論學(xué)習(xí)的根底上,通過(guò)本實(shí)驗(yàn)加深對(duì)相關(guān)分析概念、性質(zhì)、作用的理解.2 .掌握用相關(guān)分析法測(cè)量信號(hào)中周期成分的方法.二.實(shí)驗(yàn)原理1 .相關(guān)的根本概念相關(guān)是指客觀事物變化量之間的相依關(guān)系,在統(tǒng)計(jì)學(xué)中是用相關(guān)系數(shù)來(lái)描述兩個(gè)變量x,y之間的相關(guān)性的,即：式中Pxy是兩個(gè)隨機(jī)變量波動(dòng)量之積的數(shù)學(xué)期望,稱之為協(xié)方差或相關(guān)性,表征了x、y之間的關(guān)聯(lián)程度；ax、oy分別為隨機(jī)變量x、y的均方差,是隨機(jī)變量

5、波動(dòng)量平方的數(shù)學(xué)期望.2 .相關(guān)函數(shù)如果所研究的隨機(jī)變量x,y是與時(shí)間有關(guān)的函數(shù),即x(t)與y(t),這時(shí)可以引入一個(gè)與時(shí)間p有關(guān)的量pxy(r),稱為相關(guān)系數(shù),并有：式中假定x(t)、y(t)是不含直流分量(信號(hào)均值為零)的能量信號(hào).分母局部是一個(gè)常量,分子局部是時(shí)移.的函數(shù),反映了二個(gè)信號(hào)在時(shí)移中的相關(guān)性,稱為相關(guān)函數(shù).因此相關(guān)函數(shù)定義為：/6=口"或/:碘軟-如果x(t)=y(t),那么稱.-勺為自相關(guān)函數(shù),即：假設(shè)x(t)與y(t)為功率信號(hào),那么其相關(guān)函數(shù)為：計(jì)算時(shí),令x(t)、y(t)二個(gè)信號(hào)之間產(chǎn)生時(shí)差.,再相乘和積分,就可以得到.時(shí)刻二個(gè)信號(hào)的相關(guān)性.連續(xù)變化參數(shù)P

6、,就可以得到x(t)、y(t)的相關(guān)函數(shù)曲線.相關(guān)函數(shù)描述了兩個(gè)信號(hào)或一個(gè)信號(hào)自身波形不同時(shí)刻的相關(guān)性(或相似程度),揭示了信號(hào)波形的結(jié)構(gòu)特性,通過(guò)相關(guān)分析我們可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)中許多有規(guī)律的東西.相關(guān)分析作為信號(hào)的時(shí)域分析方法之一,為工程應(yīng)用提供了重要信息,特別是對(duì)于在噪聲背景下提取有用信息,更顯示了它的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.三.實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1 .計(jì)算機(jī)n臺(tái)2 .DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)1套3 .打印機(jī)1臺(tái)四.實(shí)驗(yàn)步驟1 .點(diǎn)擊“該實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件,啟動(dòng)該實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)效果圖如下圖.2 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)相關(guān)分析"實(shí)驗(yàn)中的通道1的“白噪聲"按鈕,產(chǎn)生白噪聲信號(hào),然后點(diǎn)擊

7、通道2的“白噪聲"、"正弦波"、"方波"、"三角波"等按鈕,分析和觀察上述波形與"白噪聲信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析后的結(jié)果.3 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)相關(guān)分析"實(shí)驗(yàn)中的通道1的"正弦波"按鈕,產(chǎn)生正弦波信號(hào),然后點(diǎn)擊通道2的“白噪聲"、"正弦波"、"方波"、"三角波"等按鈕,分析和觀察上述波形與"正弦波"信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析后的結(jié)果.4 .點(diǎn)擊DRVI"典型信號(hào)相關(guān)分析"實(shí)驗(yàn)中的

8、通道1的"方波"按鈕,產(chǎn)生方波信號(hào),然后點(diǎn)擊通道2的“白噪聲"、"正弦波"、"方波"、"三角波"等按鈕,分析和觀察上述波形與"方波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析后的結(jié)果.5 .其它信號(hào)的相關(guān)分析參照以上步驟進(jìn)行.五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚?、整理典型信號(hào)相關(guān)分析實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)圖；3、按實(shí)驗(yàn)步驟附上相應(yīng)的信號(hào)分析曲線,總結(jié)實(shí)驗(yàn)得出的主要結(jié)論.六、思考題1、如何用相關(guān)分析法測(cè)量信號(hào)中的周期成分？2、如何在噪聲背景下提取有用信息？實(shí)驗(yàn)三力傳感器標(biāo)定及稱重實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)了解和掌握力傳感器

9、的測(cè)量原理和方法.二、力傳感器工作原理簡(jiǎn)介電阻應(yīng)變計(jì)是利用物體線性長(zhǎng)度發(fā)生變形時(shí)其阻值會(huì)發(fā)生改變的原理制成的,其電阻絲一般用康銅材料,它具有高穩(wěn)定性及良好的溫度、蠕變補(bǔ)償性能.測(cè)量電路普遍采用惠斯通電橋如圖3.1所示,利用的是歐姆定律,測(cè)試輸出量是電壓差.本實(shí)驗(yàn)采用的電阻應(yīng)變計(jì)采用的是惠斯通全橋電路,當(dāng)物料加到載物臺(tái)后,4個(gè)應(yīng)變片會(huì)發(fā)生變形,產(chǎn)生電壓輸出,經(jīng)采樣后送到計(jì)算機(jī)由DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)軟件處理.由于電橋在生產(chǎn)時(shí)有一些誤差,不可能保證每一個(gè)電橋的電阻阻值和斜率保持一致.所以,傳感器在使用之前必須要經(jīng)過(guò)線性校正,這是由于計(jì)算機(jī)得到的是經(jīng)過(guò)采樣后的數(shù)字量,與真實(shí)質(zhì)量之間是一種線性

10、關(guān)系,需要由標(biāo)定來(lái)得到這個(gè)關(guān)系.在實(shí)驗(yàn)中采用的力傳感器是LYB-5-A型應(yīng)變力傳感器具有精度高、復(fù)現(xiàn)性好的特點(diǎn).其外形見(jiàn)圖3.2.需要特別強(qiáng)調(diào)的是：由于力傳感器的過(guò)載水平有限150%,所以,在實(shí)際使用過(guò)程中應(yīng)盡量防止用力壓傳感器的頭部或沖擊傳感器.否那么,極易導(dǎo)致傳感器因過(guò)載而損壞！圖3.1惠斯通電橋圖3.2力傳感器實(shí)物三.實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1 .DRVI可重組虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)1套2 .藍(lán)津數(shù)據(jù)采集儀LDAQ-EPP21套3 .開(kāi)關(guān)電源LDY-A1套4 .稱重臺(tái)1個(gè)四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件“效勞器端的鏈接,將參考的實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件貼入DRVI軟件平臺(tái),如圖3.3所示.圖3.3應(yīng)變式力傳感器稱

11、重實(shí)驗(yàn)效勞器2 .首先進(jìn)行傳感器的標(biāo)定：用標(biāo)準(zhǔn)祛碼測(cè)定K,b值,取兩個(gè)點(diǎn)即分別用兩個(gè)不同的祛碼,計(jì)算出K,b的值作為標(biāo)定結(jié)果.具體操作過(guò)程為：點(diǎn)擊面板上的“運(yùn)行按鈕,在載物臺(tái)上放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)祛碼100克或其他大小,然后輸入“100或其他值到“試載參數(shù)x1輸入框中,然后點(diǎn)擊“標(biāo)定1按鈕記錄下第一點(diǎn)的值；改變祛碼的質(zhì)量,比方300質(zhì)量的祛碼,輸入“300到“試載參數(shù)x2輸入框中,然后點(diǎn)擊“標(biāo)定2按鈕記錄下第二點(diǎn)的值；再點(diǎn)擊“標(biāo)定結(jié)果按鈕,得到K,b標(biāo)定值.3.標(biāo)定完畢,即可進(jìn)行物體測(cè)量.將所測(cè)物體放在載物臺(tái)上,然后點(diǎn)擊“實(shí)測(cè)質(zhì)量按鈕,得到被測(cè)物體質(zhì)量值.再改變質(zhì)量塊的大小,觀察和分析計(jì)算結(jié)果.五.考

12、前須知1 .LYB-5-A型傳感器的稱重或測(cè)量不超過(guò)2Kg的力平穩(wěn),不含過(guò)強(qiáng)沖擊.2 .不要沖擊傳感器或在其上施加過(guò)大的力,以免因過(guò)載而損壞傳感器.六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并分析和說(shuō)明檢測(cè)原理；2、分析測(cè)量誤差；3、應(yīng)用于稱重的傳感器還有哪些？簡(jiǎn)述其工作原理.實(shí)驗(yàn)四、光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .通過(guò)本實(shí)驗(yàn)了解和掌握采用光電傳感器測(cè)量的原理和方法.2 .通過(guò)本實(shí)驗(yàn)了解和掌握轉(zhuǎn)速測(cè)量的根本方法.二、實(shí)驗(yàn)原理直接測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法很多,可以采用各種光電傳感器,也可以采用霍爾元件.本實(shí)驗(yàn)采用光電傳感器來(lái)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速.光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為吸收式、遮光式、反

13、射式、輻射式四種根本形式.反射式光電傳感器的工作原理見(jiàn)圖4.2,主要由被測(cè)旋轉(zhuǎn)部件、反光片或反光貼紙、反射式光電傳感器組成,在可以進(jìn)行精確定位的情況下,在被測(cè)部件上對(duì)稱安裝多個(gè)反光片或反光貼紙會(huì)取得較好的測(cè)量效果.在本實(shí)驗(yàn)中,由于測(cè)試距離近且測(cè)試要求不高,僅在被測(cè)部件上只安裝了一片反光貼紙,因此,當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件上的反光貼紙通過(guò)光電傳感器前時(shí),光電傳感器的輸出就會(huì)跳變一次.通過(guò)測(cè)出這個(gè)跳變頻率f,就可知道轉(zhuǎn)速n0n=f如果在被測(cè)部件上對(duì)稱安裝多個(gè)反光片或反光貼紙,那么,n=f/NoN-反光片或反光貼紙的數(shù)量.三.實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1 .計(jì)算機(jī)n臺(tái)2 .DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)1套3 .并口數(shù)據(jù)采集

14、儀LDAQ-EPP21臺(tái)4 .開(kāi)關(guān)電源LDY-A1臺(tái)5 .光電轉(zhuǎn)速傳感器LHYF-12-A1套6 .轉(zhuǎn)子/振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)LZS-A/LZD-A1臺(tái)圖4.1光電傳感器的工作方式圖4.2反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1、啟動(dòng)效勞器,運(yùn)行DRVI主程序,開(kāi)啟DRVI數(shù)據(jù)采集儀電源,然后點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)"圖標(biāo).2、點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件“效勞器端的鏈接,運(yùn)行該實(shí)驗(yàn).如圖4.3所示.圖4.3轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)效勞器端效果圖3、在電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)面上貼上反光紙,將光電傳感器探頭對(duì)準(zhǔn)反光紙,調(diào)節(jié)傳感器后面的靈敏度旋鈕至傳感器對(duì)反光紙敏感,對(duì)其它部位不敏感,然后啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速

15、旋鈕使電機(jī)到達(dá)某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.4、設(shè)定適宜的門(mén)限值,點(diǎn)擊面板中的"開(kāi)關(guān)"按鈕進(jìn)行測(cè)量,觀察并記錄測(cè)量的轉(zhuǎn)速值,調(diào)整傳感器的位置,同時(shí)觀察檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速波形和傳感器位置之間的關(guān)系,并分析由此帶來(lái)的測(cè)量誤差.5.、調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速至另一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,再次進(jìn)行測(cè)量.五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?、根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟分析并整理轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果3、轉(zhuǎn)速測(cè)量還可以采用其他哪些傳感器進(jìn)行？4、采用光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的精度如何,怎樣保證測(cè)量的準(zhǔn)確性？實(shí)驗(yàn)五速度傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)了解并掌握機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量的根本方法二、實(shí)驗(yàn)原理CD-21振動(dòng)速度傳感器的根本原理是基于一個(gè)慣性質(zhì)量線圈

16、組件和殼體,殼體中固定有磁鐵,慣性質(zhì)量用彈性元件懸掛在殼體上工作時(shí),將傳感器殼體固定在振動(dòng)體上,這樣,當(dāng)振動(dòng)體振動(dòng)時(shí),在傳感器工資頻率范圍內(nèi),線圈與磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng),切割磁力線,在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電壓值正比與振動(dòng)速度值,這就是振動(dòng)速度傳感器的工作原理.三、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1 .計(jì)算機(jī)n臺(tái)2 .DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)1套3 .速度傳感器CD-211套4 .藍(lán)津數(shù)據(jù)采集儀LDAQ-EPP21臺(tái)6 .開(kāi)關(guān)電源LDY-A1套7 .5芯-BNC轉(zhuǎn)接線1條8 .轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)LZS-A1套四、實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容1、將加速度傳感器通過(guò)配套的磁座吸附在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座上,然后將其輸出端和變送器的輸入端相連,變送器的輸出端通過(guò)一根帶五芯航空插頭的電纜和數(shù)據(jù)采集儀通道連接.2、啟動(dòng)效勞器,運(yùn)行DRVI主程序,開(kāi)啟DRVI數(shù)據(jù)采集儀電源,然后點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)"圖標(biāo).3、點(diǎn)擊該實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件"效勞器端的鏈接,將參考的實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件讀入DRVI軟件平臺(tái)中并運(yùn)行.效勞器端實(shí)驗(yàn)效果示意圖如圖5.1所示.圖5.1速度傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)效勞器端效果圖4 .在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)轉(zhuǎn)子上添加試重,啟動(dòng)電機(jī),調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速,點(diǎn)擊面板中的“開(kāi)關(guān)"按鈕,觀察和分析所得到振動(dòng)信號(hào)的波形和頻譜,點(diǎn)擊多路接線開(kāi)關(guān)",觀察濾波前后振動(dòng)信號(hào)波形和頻譜的變化情況并記錄實(shí)