虚拟实验系统实验指导书

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1、传感器与测试技术实验指导书(虚拟实验系统用)河北科技大学机械电子工程学院2005.673前言随着传感技术、信息处理技术及计算机应用技术的发展,促使测试技术在知识内容、实验仪器、实验方法等方面都发生了意义深远的变革与更新,并已充分体现在面向廿一世纪教学大纲与教材中,显然原有的实验设备环境已远不能满足其要求,为此我学科组应用虚拟仪器(VI)技术,研发了VI实验平台,推出了26项教学实验,大大丰富了实验内容,包括基础理论篇与工程应用篇,前者主要是配合课堂教学对理论知识的演示与验证;后者是直接针对工程应用技术的综合性、设计

2、性实验,即以学生为主体,按实验目的自行选择测量装置,搭建测试系统,确定试验方法步骤等。73为了配合机械类专业“传感器与测试技术”多学科、多层次实验教学要求,我学科组重新编制了“传感器与测试技术实验指导书”。对于不同学科,不同层次的教学任务,可按大纲要求自行选择部分实验内容。为了方便学生自学与复习,本书按教材章节顺序编写实验内容。因时间仓促,水平所限,难免有错误与不妥之处,恳请读者批评指正,并愿广泛征求反馈意见,进一步修改完善,推出正式版本。谢谢!73编者2005.6第一篇基础理论教学实验第一章信号及其描述1、典型信

3、号的合成与分解实验2、典型信号的频谱分析实验3、典型信号幅值分布特性分析4、典型信号的强度分析第二章测试装置的基本特性5、传感器静态标定实验6、一阶系统频率响应实验7、二阶系统频率响应实验731、一二阶系统无失真测试条件实验第三章常用传感器2、电阻应变式测力、拉、压、弯、扭传感器原理及应用实验3、涡流传感器原理及应用实验4、压电式传感器原理及前置放大器第四章信号调理、处理和记录5、电桥在应变测试中的应用6、调制与解调原理实验7、动态电阻应变仪工作原理实验8、RC调谐式滤波器的基本特性实验9、倍频程滤波器及其在噪声测

4、试中应用第五章信号处理初步731、频率混叠、抗混频滤波与采样定理2、窗函数与FFT谱的能量泄漏3、FFT谱的栅栏效应与信号的整周期截取4、信号的相关分析5、信号的FFT功率谱分析第二篇工程测试应用实验6、振动信号测试实验1)仪器选择及系统设计2)时域参量测试3)振动信号的频谱分析7、机械结构振动参数测试实验1)测试系统设计2)了解SDASⅡ数据采集系统3)测试数据的分析处理8、回转轴径向运动误差测试实验731)测量原理2)测试系统设计3)数据采集与处理2、噪声测试实验1)测量原理2)测试系统设计3)数据采集与处理3

5、、动应力综合测试实验1)综合应力发生装置2)贴片与接桥3)模拟测试系统设计4)数字测试系统设计73综合型、设计型实验要求与格式(例如)一、实验名称:机械结构振动参数测试实验二、实验目的:1.了解计算机辅助测试——SDAS2数据采集与分析系统,及其在振动测试中的应用;2.掌握快速正弦扫频激振测试及实验数据处理;3.了解冲击激振测试及实验数据处理。三、可供选择的实验仪器:被测机械结构——悬臂梁激振器,功放加速度计,电荷放大器SDAS2数据采集与分析系统73四、拟定实验方案:1.合理选择实验一起,搭建测试系统;2.简述实

6、验原理;3.写出实验步骤;(**必须经指导教师答疑通过以上实验方案,方可进行实验)4.完成实验过程,记录实验数据。五、完成实验报告:1.写出实验方案;2.对实验数据进分析处理,比较被测试件的实验测试参数与理论计算参数,并加以分析;3.谈谈该实验的心得体会及建议。73第一篇基础理论教学实验第一章信号及其描述(1)典型信号的分解与合成实验1、试验目的:1)掌握信号分解与合成的原理;2)熟悉典型信号,如方波、三角波、锯齿波等的分解与合成过程。2、实验仪器与系统框图:1)计算机,测试实验软件DTEST1.0;典型信号的波形

7、分解后各谐波分量的波形合成信号的波形分解合成2)3、实验原理:1)信号的频域描述,反映的是信号的频率结构和各频率成分的幅值、相位关系。731)如下傅立叶级数可以看出,周期信号可看作无穷多个谐波分量的合成。而当周期信号已知时,可确定各谐波分量的系数,将其分解。2)对于典型的周期信号,如方波、三角波等,根据其傅立叶级数可确定分解与合成的过程,具体形式见参考[1]。4、实验内容与步骤:1)打开“测试实验软件DTEST1.0”,进入实验一;2)在典型信号中选择方波,单击分解,观察分解后各谐波分量的波形;3)单击合成,观察各

8、谐波分量合成后的信号波形;4)73改变合成谐波分量的数目为1,重新合成,观察合成波形的变化,并与原信号波形比较;1)逐步增加合成谐波分量的数目,重新合成,观察合成波形的变化,并与原信号波形比较;2)同样,在典型信号中选择其它信号,重复上述操作。5、实验报告要求(包括思考题):1)任选某一种典型信号,推导其傅立叶级数;2)画出其原始信号波形;3)画出其分解后各

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