机械工程测试技术基础知识点整合

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1、第一章绪论1、测试的概念目的：获取被测对象的有用信息。测试是测量和试验的综合。测试技术是测量和试验技术的统称。2、静态测量与动态测量静态测量：是指不随时间变化的物理量的测量。动态测量：是指随时间变化的物理量的测量。3、课程的主要研究对象研究机械工程中动态参数的测量4、测试系统的组成5、量纲及量值的传递6、测量误差系统误差、随机误差、粗大误差7、测量精度和不确定度8、测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类及其描述1、分类2、描述时域描述：幅值随时间的变化频域描述：频率组成及幅值、相位大小二、求信号频谱的方法

2、及频谱的特点1、周期信号数学工具：傅里叶级数方法：求信号傅里叶级数的系数频谱特点：离散性谐波性收敛性（见表1-2）周期的确定：各谐波周期的最小公倍数基频的确定：各谐波频率的最大公约数2、瞬变信号（不含准周期信号）数学工具：傅里叶变换方法：求信号傅里叶变换频谱特点：连续性、收敛性3、随机信号数学工具：傅里叶变换方法：求信号自相关函数的傅里叶变换频谱特点：连续性二、典型信号的频谱1、δ(t)函数的频谱及性质△(f)=1频率无限，强度相等，称为“均匀谱”采样性质：积分特性：卷积特性：2、正、余弦信号的频谱（双边谱）欧拉公

3、式把正、余弦实变量转变成复指数形式，即一对反向旋转失量的合成。解决了周期信号的傅里叶变换问题，得到了周期信号的双边谱，使信号的频谱分析得到了统一。3、截断后信号的频谱频谱连续、频带变宽（无限）二、信号的特征参数1、均值：静态分量（常值分量）正弦、余弦信号的均值？2、均方值：强度（平均功率）均方根值：有效值3、方差：波动分量4、概率密度函数：在幅值域描述信号幅值分布规律五、自相关函数的定义及其特点1、定义：2、特点3、自相关图六、互相关函数的定义及其特点1、定义2、特点3、互相关图七、相关分析的应用八、相关系数与相干

4、函数相关系数、相关函数在时域描述两变量之间的相关关系；相干函数在频域描述两变量之间的相关关系。九、自功率谱密度函数定义及其特点1、定义2、意义就是信号的功率密度沿频率轴的分布。反映信号的频域结构。3、特点十、互功率谱密度函数定义及其应用十一、数字信号处理1、时域采样定理：fs>2fhfs>(3-4)fc2、混叠：原因：Ts↑(fs↓)、信号频率太宽混叠部位：fs/2----折叠频率处理方法：抗混叠滤波，提高采样频率fs↑↑→N↑3、量化及量化误差：△x↓→误差↓4、泄漏：原因加窗截断处理处理方法：合理选择窗函数周期

5、信号—整周期截断5、频域采样与栅栏效应十二、傅里叶变换的几个性质k>1时间轴压缩，频带加宽，幅值降低k<1时间轴扩展，频谱变窄，幅值增高第三章测量装置的基本特征测量装置的基本特征：静态特性和动态特性一、测量装置的静态特征及主要参数1、静态特性：2、主要静态参数1）线性度：线性度越好→线性范围(量程)越宽2）灵敏度：S↑→△x↓→测量范围↓S=△y/△x（输出的量纲/输入的量纲）3）回程误差：与输入变化方向有关的输出特性。4）分辨力（分辨率）：能测量到输入量最小变化的能力。二、线性系统的主要特性叠加性、比例性、微分性

6、、积分性、频率保持性四、频率响应函数(频率特性)定义及物理意义1、频率响应函数定义2、频率响应函数物理意义：系统在简谐信号激励下，其稳态输出对输入的幅值比、相位差随激励频率ω变化的特性。五、频率响应函数的求取方法1、微分方程→H(ω)2、H(S)―→H(ω)3、h(t)→H(ω)4、实验法六、系统不失真的条件1、时域不失真条件：y(t)=A0x(t-t0)2、频域不失真条件：其中：幅频特性A(ω)=A0相频特性φ(ω)=-ωt0即：系统对不同频率的信号具有相同的增益；系统对不同频率的信号具有相同的滞后时间。七、一、

7、二阶系统的动态特性1、一阶系统（如：RC低通滤波器）2、二阶系统不失真工作频率范围：八、系统的串并联九、系统的稳态响应与响应误差十、测量装置动态特征参数的测量方法频率响应法阶跃响应法1、频率响应法：2、阶跃响应法：第四章测量系统一、传感器的定义及分类定义：p68二、常用传感器种类、工作原理、特点及应用1、电阻式传感器变阻器式：应变片：金属应变片：Sg≈1+2υ形变半导体应变片：Sg≈λE导电性能ρ变化特点：应用：1）测应力、应变；2）组成各种应变式传感器2、电容式传感器极距变化型：s↑线性差，微小位移、非接触测量面

8、积变化型：s↓线性好，较大线、角位移测量介质变化型：s↓线性好，介质参数测量3、电感式传感器精确度高、线性范围大、稳定性好、使用方便应用：p87图3-284、磁电式传感器应用：速度、频数、转速、偏心量、振动主要特点：1°固有频率高（），动态范围宽；2°尺寸小，质量轻（0.14g）,负载效应小；3°精确度和灵敏度高；4°线性好，寿命长，使用方便；5°不宜作静态