传感器与测试技术实验指导书(虚拟实验系统用)

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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2005.6、八、•刖a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，并己充分体现在而向廿一世纪教学大纲与教材中，显然原有的实验设备环境C远不能满足英要求，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、设计性实验，即以学生为主体，按实

2、验日的口行选择测量装瓮，搭建测试系统，确尬试验方法步骤等。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，nJ按大纲要求口行选择部分实验内容。为了方便学生白学与复习，本书按教材章节顺序编写实验内容。因吋间仓促，水平所限，难免有错误与不妥Z处，恳请读者批评指止，并愿广泛征求反馈意见，进一步修改完善，推出止式版本。谢谢！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

3、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8、一二阶系统无失真测试条件实验第三章常用传感器9、电阻应变式测力、拉、压、弯、扭传感器原理及应用实验10、涡流传感器原理及应用实验11、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12、电桥在应变测试屮的应川13、调制与解调原理实验14、动态电阻应变仪工作原理实验15、RC调谐式滤波器的基木特性实验16、倍频程滤波器及其衣噪声测试中应丿IJ第五章信号处理初步17、频率混叠、抗混频滤波与采样立理18、窗函数与FFT谱

4、的能量泄漏19、FFT谱的栅栏效应与信号的整周期截取20、信号的相关分析21、信号的FFT功率谱分析第二篇工程测试应用实验22、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23、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24、回转轴径向运动误差测试实验1）测量原理2）测试系统设计3）数据采集与处理25、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26、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）数字测试系统设计综合型、

5、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，及具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；1.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：被测机械结构一一悬臂梁激振器，功放加速度计，电荷放人器SDAS2数据采集与分析系统四、拟定实验方案：1.介理选择实验一起，搭建测试系统；2.简述实验原理；3.写出实验步骤；（和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

6、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。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）掌握信号分解与介成的原理；2）熟悉典型信号，如方波、三角波、钳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；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。2）如卜•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

7、数，将其分解。3）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介成的过程，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）在典型信号屮选择方波，单击丽,观察分解后各谐波分量的波形;3）单击莎观察各谐波分量合成厉的信号波形；4）改变合成谐波分量的数目为1,重新殛，观察介成波形的变化，并与原信号波形比较；5）逐步增加合成谐波分量的数目，重新殛，观察介成波形的变化，并与原信号波形比较；6）同样，在典型信号屮选择其它信号，重复上述操作。5、实验报告要求（包括思考题）:1）任选某一种

8、典型信号，推导其傅立叶级数；2）画出其原始信号波形；3）Mlll-H分解后各谐波分量的波形；4）分别画出谐波分量的数目为1,2,3的合成