傳感器復(fù)習(xí)提綱

1、測試技術(shù)復(fù)習(xí)n題型及分布n各章知識要點n應(yīng)用、計算及簡答題的類型及步驟緒論（對一些概念的理解）n測試及其主要任務(wù)n信息、信號、噪聲、干擾n典型測試系統(tǒng)的組成，各部分的作用n測試技術(shù)的主要特點第一章 信號及其描述n信號的分類n信號的時域描述與頻域描述n雙邊譜與單邊譜n周期信號的頻譜特點，幾種典型信號n非周期信號的頻譜特點n隨機信號的定義（平穩(wěn)與非平穩(wěn)，各態(tài)歷經(jīng)與非各態(tài)歷經(jīng)）n信號的統(tǒng)計參數(shù)（概率密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)能用于識別信號的類型）第二章 測試裝置的基本特性n線性系統(tǒng)的疊加原理和頻率保持性n靜態(tài)特性：線性度、靈敏度、回程誤差n動態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述（三個函數(shù)）n傳遞函數(shù)的特點，傳遞函數(shù)與頻響函數(shù)

2、的區(qū)別n頻響函數(shù)（幅頻、相頻）的物理意義及求法n系統(tǒng)的串并聯(lián)n一階、二階系統(tǒng)的特點n實現(xiàn)不失真測試的條件n一階、二階系統(tǒng)參數(shù)的測量第三章n傳感器的分類（尤其能量控制型與能量轉(zhuǎn)換型，物性型與結(jié)構(gòu)型，接觸與非接觸）。n電阻式：變阻器式輸入位移，輸出電阻；電阻應(yīng)變式輸入應(yīng)變，輸出電阻。n電感式：自感型、渦流式、互感型。n電容式：三種類型及其特點，重點變極距型和變面積型。n磁電式：動圈式、變磁阻式。n壓電式：壓電效應(yīng)，壓電式傳感器配接的兩種放大器的特點，對測量電路的要求。n熱電式：熱電效應(yīng)，熱電偶的組成特點。n傳感器選用的一般原則第四章n直流電橋、交流電橋的平衡條件n三種接橋方式及靈敏度，貼片方式及溫

3、度補償n調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相的定義n調(diào)幅的本質(zhì)是相乘，調(diào)幅過程出現(xiàn)混疊及避免，調(diào)幅的解調(diào)：同步解調(diào)，包絡(luò)檢波、相敏檢波n結(jié)合實驗，掌握動態(tài)電阻應(yīng)變儀的工作原理n調(diào)頻的解調(diào)（稱作鑒頻）n濾波器的定義和分類n實際濾波器的特征參數(shù)n恒帶寬比濾波器的參數(shù)第五章n混疊及采樣定理，泄漏及窗函數(shù)，柵欄效應(yīng)及整周期截取n相關(guān)系數(shù)的含義及取值n自相關(guān)函數(shù)的5個性質(zhì)n互相關(guān)函數(shù)的5個性質(zhì)n自功率譜的物理意義n巴塞伐爾定理n功率譜與幅值譜的關(guān)系n相干函數(shù)及其取值第七章n單自由度振動系統(tǒng)（慣性式測振傳感器就是一個基礎(chǔ)激勵的單自由度振動系統(tǒng)）n結(jié)合實驗，了解有關(guān)振動測試的儀器有那些？能正確組建測試系統(tǒng)。n機械系統(tǒng)振動參數(shù)主

4、要指那些？了解其實驗測試方法。n振動測試系統(tǒng)的標(biāo)定：絕對法、相對法。n三種典型的測振傳感器：渦流式位移，磁電式速度，壓電式加速度及阻抗頭對應(yīng)的工作頻率范圍，上下限頻率的決定因素。題型及分布n小題（每題12分）約40%n填空n選擇n判斷n大題（每題510分）約60%n簡答n計算n應(yīng)用應(yīng)用題（23個）1.相關(guān)函數(shù)的工程應(yīng)用2.振動測試3.應(yīng)變測試計算題（34個）1.一階/二階系統(tǒng)動態(tài)特性（作業(yè)2-3,5,10/ 4-10,11）2.靈敏度及串聯(lián)（作業(yè)2-1/3-7,11）3.調(diào)幅及頻譜（作業(yè)4-1, 4,5）4.信號的統(tǒng)計參數(shù)（作業(yè)1-2,8/5-2,3,6,7）簡答題（45個）1.給定傅里葉級數(shù)

5、，畫單雙邊譜（作業(yè)1-1）2.二階裝置阻尼比多用0.6-0.7的原因（作業(yè)2-6）3.不失真測試的條件4.電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理（作業(yè)3-3）5.傳感器的工作原理及可測量6.電橋的連接方式及靈敏度（作業(yè)4-1,2）7.交流電橋的平衡（作業(yè)4-3）8.調(diào)幅的定義及不失真條件（作業(yè)4-6,7）9.濾波器的參數(shù)及恒帶寬比濾波器（作業(yè)4-8,9）10.混疊、泄漏、柵欄效應(yīng)的含義、原因、措施11.相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)（作業(yè)5-4,5,6）12.相干函數(shù)的定義與取值應(yīng)用題1. 相關(guān)函數(shù)的工程應(yīng)用n1）確定信號中的周期成分。）確定信號中的周期成分。被測對象被測對象?傳感器傳感器相關(guān)分析相關(guān)分析 tx

6、 xR步驟步驟1：畫系統(tǒng)框圖畫系統(tǒng)框圖步驟步驟2：畫信號波形圖畫信號波形圖及自相關(guān)函數(shù)波形圖及自相關(guān)函數(shù)波形圖步驟步驟3:(說明說明)若信號中不包含周期成分，則自相關(guān)函數(shù)在若信號中不包含周期成分，則自相關(guān)函數(shù)在稍大時就衰減且趨稍大時就衰減且趨于常數(shù)。反之，若信號中包含周期成分，則自相關(guān)函數(shù)在于常數(shù)。反之，若信號中包含周期成分，則自相關(guān)函數(shù)在很大時仍不衰減，很大時仍不衰減，且具有明顯的周期性；該周期成分與信號中的周期成分且具有明顯的周期性；該周期成分與信號中的周期成分頻率相同頻率相同，幅值有關(guān)，幅值有關(guān)，但丟失了初始相位。但丟失了初始相位。 tx xRt00n2）利用互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行測量、相關(guān)濾波

7、。）利用互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行測量、相關(guān)濾波。步驟步驟1：畫系統(tǒng)框圖畫系統(tǒng)框圖步驟步驟2：畫互相關(guān)函數(shù)畫互相關(guān)函數(shù)波形圖波形圖步驟步驟3:(說明說明)1)最大值在最大值在d d處，表示信號處，表示信號x(t)和和y(t)之間的滯后時間。進(jìn)一步可計算兩傳感器之之間的滯后時間。進(jìn)一步可計算兩傳感器之間的距離、信號的傳遞速度、或系統(tǒng)的延時作用。間的距離、信號的傳遞速度、或系統(tǒng)的延時作用。2)根據(jù)線性系統(tǒng)的頻率保持性，響應(yīng)根據(jù)線性系統(tǒng)的頻率保持性，響應(yīng)y(t)與激勵與激勵x(t)應(yīng)同頻，其他均是干擾；利用應(yīng)同頻，其他均是干擾；利用同頻相關(guān)、不同頻不相關(guān)原理消除噪聲干擾、達(dá)到濾波效果的方法叫做相關(guān)濾波。同頻相關(guān)

8、、不同頻不相關(guān)原理消除噪聲干擾、達(dá)到濾波效果的方法叫做相關(guān)濾波。 ty被測對象被測對象?傳感器傳感器1互相關(guān)互相關(guān)分析分析 tx xyR?傳感器傳感器2n自相關(guān)函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)的5個性質(zhì)個性質(zhì)1）取值區(qū)間；）取值區(qū)間； 4）偶函數(shù)；）偶函數(shù)；2）=0取最大值，為信號均方值，即平均功率；取最大值，為信號均方值，即平均功率；3)5) 或或很大時，若信號中無周期成分，自相關(guān)函數(shù)很快衰減且趨于常數(shù)，很大時，若信號中無周期成分，自相關(guān)函數(shù)很快衰減且趨于常數(shù)，該常數(shù)就是信號均值的平方，即代表信號中的常值分量；若信號中有周期成該常數(shù)就是信號均值的平方，即代表信號中的常值分量；若信號中有周期成分，自相關(guān)函數(shù)不

9、衰減且具有周期性，該周期成分與信號中的周期成分頻率分，自相關(guān)函數(shù)不衰減且具有周期性，該周期成分與信號中的周期成分頻率相同，幅值相關(guān)，但丟失了初始相位。相同，幅值相關(guān)，但丟失了初始相位。n互相關(guān)函數(shù)的互相關(guān)函數(shù)的5個性質(zhì)個性質(zhì)1）取值區(qū)間；）取值區(qū)間； 4）非偶函數(shù)；）非偶函數(shù)；2）= 0取最大值，表示取最大值，表示x(t)和和y(t) 之間的滯后時間之間的滯后時間；3)5) 或或很大時，若信號中無周期成分，互相關(guān)函數(shù)很快衰減且趨于常數(shù)，很大時，若信號中無周期成分，互相關(guān)函數(shù)很快衰減且趨于常數(shù)，該常數(shù)就是兩信號均值的乘積；若或者兩信號為不同頻的周期函數(shù)，該常數(shù)就是兩信號均值的乘積；若或者兩信號為

10、不同頻的周期函數(shù)， 則必則必定不相關(guān)；若兩信號為同頻的周期函數(shù)，則互相關(guān)函數(shù)仍為同頻的周期函數(shù)，定不相關(guān)；若兩信號為同頻的周期函數(shù)，則互相關(guān)函數(shù)仍為同頻的周期函數(shù)，保留各自的幅值信息及相位差信息。（保留各自的幅值信息及相位差信息。（同頻相關(guān)，不同頻不相關(guān)同頻相關(guān)，不同頻不相關(guān)） xyRyxyxyxyxyx0t0應(yīng)用題2. 振動測試n1）振動信號測試）振動信號測試)(tx被測對象被測對象傳感器傳感器放大器放大器 )(/)(XYH激振器激振器顯示記錄儀顯示記錄儀調(diào)理調(diào)理處理處理（可選）（配套使用）功率放大器功率放大器信號發(fā)生器信號發(fā)生器被測對象被測對象n2）振動系統(tǒng)特性測試）振動系統(tǒng)特性測試壓電加

11、速度傳感器壓電加速度傳感器電荷放大器電荷放大器力傳感器力傳感器電荷放大器電荷放大器頻率響應(yīng)函數(shù))(ty應(yīng)用題3. 應(yīng)變測試應(yīng)變片布置+電橋連接方式（半橋單臂，半橋雙臂，全橋）計算題1.一階/二階系統(tǒng)動態(tài)特性步驟步驟1：給定給定系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)，已知輸入信號的形式（頻率、，已知輸入信號的形式（頻率、幅值、相位）幅值、相位）1）直接給定；）直接給定；2）根據(jù)電路或力學(xué)參數(shù)計算；）根據(jù)電路或力學(xué)參數(shù)計算；3）根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推算；）根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推算；4）根據(jù)某一頻率下的幅值誤差計算。）根據(jù)某一頻率下的幅值誤差計算。步驟步驟2：按照線性系統(tǒng)的頻率保持性，

12、根據(jù)按照線性系統(tǒng)的頻率保持性，根據(jù)系統(tǒng)的幅頻系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性特性和相頻特性，對各頻率成分依次求其幅值比和相，對各頻率成分依次求其幅值比和相位差。位差。步驟步驟3：按照線性系統(tǒng)的疊加原理，根據(jù)按照線性系統(tǒng)的疊加原理，根據(jù)2的計算結(jié)果的計算結(jié)果可寫出輸出信號的具體形式?？蓪懗鲚敵鲂盘柕木唧w形式。xyAAA2)(11)(xy)arctan()()()(11)(XYjH頻率響應(yīng)函數(shù) 相頻響應(yīng) 幅頻響應(yīng) xynnAAA222)/(2)/(11)(xynn2)/(1)/(2arctan)()()(/2)/(11)(2XYjHnn頻率響應(yīng)函數(shù) 相頻響應(yīng) 幅頻響應(yīng) 一階一階系統(tǒng)系統(tǒng)二階二階系統(tǒng)系統(tǒng)誤差

13、 xyxxyAAAAA1步驟步驟1：計算單一環(huán)節(jié)的靈敏度計算單一環(huán)節(jié)的靈敏度1）根據(jù)公式推導(dǎo)，如各種傳感器；）根據(jù)公式推導(dǎo)，如各種傳感器；2）根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推算。）根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推算。步驟步驟2：環(huán)節(jié)串聯(lián)的總靈敏度（注意靈敏度是有單位的）環(huán)節(jié)串聯(lián)的總靈敏度（注意靈敏度是有單位的）步驟步驟3：已知輸入，可求輸出已知輸入，可求輸出計算題2. 靈敏度及串聯(lián)321SSSSxSy 步驟步驟1：利用積化和差求調(diào)幅波的具體形式，從而確定利用積化和差求調(diào)幅波的具體形式，從而確定各頻率分量；（頻率大小、對應(yīng)的幅值）各頻率分量；（頻率大小、對應(yīng)的幅值）步驟步驟2：根據(jù)調(diào)制信號與調(diào)幅波的形式畫頻譜圖。根據(jù)調(diào)制信號與調(diào)幅波的形式畫頻譜圖?；蛘咴诓灰蟛襟E或者在不要求步驟1的情況下，利用時域相乘等于頻域的情況下，利用時域相乘等于頻域作卷積及頻譜搬移，根據(jù)調(diào)制信號的頻譜圖，直接畫作卷積及頻譜搬移，根據(jù)調(diào)制信號的頻譜圖，直接畫調(diào)幅波的頻譜圖。調(diào)幅波的頻譜圖。計算題3. 調(diào)幅及頻譜)sin()sin(21sincos)sin()sin(21cossin)cos()cos(21sinsin)cos()cos(21coscossincoscossin)sin(sinsincoscos)cos(方法方法1：根據(jù)公式進(jìn)行積分平均根據(jù)公式進(jìn)行積分平均方法方法