吉林大学机械工程测试技术复习资料

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1、机械工程测试技术绪论1、测试基本任务：—获取有用信号。2、误差定义：测量误差=测量结果-真值3、误差分类：系统误差、随机误差、粗大误差4、误差表示：绝对误差，相对误差=绝对误差÷真值第一章信号及其描述1、信号分类：2、傅里叶级数三角函数展开式3、欧拉公式4、傅里叶级数复数函数展开式5、周期信号频谱具有三个特点：（1）周期信号的频谱是离散的。（2）每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。（3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。6、周期信号强度表示：7、傅里叶变换对：8、傅里叶变换的主要性质1）奇偶虚实性：奇偶

2、性不变，偶函数虚实性不变，奇函数虚实性相反。2）对称性：1）时间尺度改变特性：(1)当时间尺度压缩(k>1)时，图c其频谱的频带加宽，幅值降低。(2)当时间尺度扩展(k<1)时，图a其频谱的频带边窄，幅值增高。(3)压缩时间尺度,提高处理信号效率,后续处理频带加宽,容易失真。(4)扩展时间尺度，处理后续信号容易，但效率太低。2）时移和频移特性：3）卷积特性：6)微分和积分特性：9、几种典型信号频谱：（一）矩形窗函数的频谱：（二）δ函数及其频谱δ函数的采样性质：（1）任意函数f(t)与δ(t-t0)的乘积是一个强度为f(t0)的δ函数δ(t-t0

3、)。（2）该乘积在有限区间的积分是f(t)在t=t0的值f(t0)（3）此性质对连续信号的离散采样是十分重要的。δ函数与其它函数的卷积：（三）正、余弦函数的频谱密度函数：（四）周期单位脉冲序列的频谱：第二章测试装置的基本特性一、对测量装置的基本要求：输入量、输出量，系统的传输特性，知道其中两个可以推出第三个。二、线性系统及其主要性质：叠加原理、比例特性、、、频率保持性三、测量装置的特性静态特性、动态特性、负载特性、抗干扰性四、测量装置的静态特性：五、测量装置的动态特性的数学描述1、传递函数（复数域H（s））2、频率响应函数（频域H（w））3、脉

4、冲响应函数（时域h（t））六、环节的串联和并联1、环节串联：2、环节并联：七、一阶二阶系统的特性六、测量装置对任意输入的响应：系统的输出就是输入与系统的脉冲响应函数的卷积。七、实现不失真测试的条件：八、测试装置动态特性的测试：采用方法：频率响应法、阶跃响应法九、测量装置的抗干扰：测量装置的干扰源：电磁场干扰、电源干扰、信道干扰。第三章常用传感器一、传感器的分类按被测量分类：①位移传感器②力传感器③温度传感器按工作原理分类：①机械式②电气式③光学式④流体式按信号变换特征：①物性型②结构型按敏感元件与被测对象之间的能量关系分:①能量转换型②能量控制

5、型按输出信号分类：①模拟式②数字式二、机械式传感器以弹性体为敏感元件，将被测量转换为弹性变形（或应变）的传感器优点：结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观等。缺点：弹性变形不能过大；受结构间隙影响大，惯性大，固有频率低，只宜用于检测缓变或静态被测量。三、电阻式传感器电阻式传感器—是一种把被测量转换为电阻变化的传感器。分类：（1）变阻器式（2）电阻应变式1、变阻器式传感器（电位差计式）分类：（1）直线位移型（2）角位移型（3）非线性型2、电阻应变式传感器应用范围：测量力、应变、位移、加速度、扭矩等分类：（1）金属应变片式（2）半导体应变式特

6、点：（1）体积小；（2）动态响应快；（3）测量准确度高；（4）使用方便（一）金属电阻应变片种类：常用的有丝式和箔式，其工作原理一样（二）半导体应变片优点：灵敏度高。缺点：（1）温度稳定性差（2）灵敏度分散度大(由于晶向杂质等因数）（3）非线性大小结：（1）金属丝电阻应变片利用导体形变引起电阻变化。（2）半导体应变片是利用半导体电阻率变化而引起电阻的变化。电阻应变片传感器应用注意事项标定、贴片工艺、动态特性、温度补偿四、电感式传感器自感型l可变磁阻式灵敏度S与气隙长度平方成反比，δ越小，S越高。l涡流式利用金属导体在交流磁场中的涡电流效应。涡流式

7、传感器的应用方式：lδ可作为位移、振动测量；l变化ρ和μ可作为材质鉴别和探伤。涡电流式传感器测量电路：（1）阻抗分压式调幅电路（2）调频电路互感式—差动变压器式电感传感器优点：精度高（0.1μm级）线性范围大（±100mm），稳定度好，使用方便，广泛用于直线位移测量。五、电容式传感器根据电容器变化的参数可分为（1）极距变化型（2）面积变化型（3）介质变化型特点：（1）面积变化型优点是输出与输入成线性关系。（2）灵敏度较低。（3）适用较大直线及角位移测量。测量电路（一）电桥型电路（二）直流极化电路（三）谐振电路（四）调频电路（五）运算放大器电路六

8、、压电式传感器压电式传感器是一种可逆型换能器（机械能↔电能），广泛应用于力、压力、加速度测量。也用于超声波发射和接受装置。1.压电效应2.晶体结构纵轴