《机械工程测试技术》实验指导书.doc

《《机械工程测试技术》实验指导书.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《机械工程测试技术》实验指导书山东大学机械工程学院实验中心2008年2月目录实验一信号分析实验——————2实验二传感器的标定实验——————8实验三测试装置特性实验——————————15实验四静态应力应变测试实验——————23实验五动态应力应变测试实验——————33实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42实验七传感器应用---转速测量实验————48实验八扭转振动测量实验————————38实验九设计实验—————————————50实验一信号分析一、实验目的1.掌握信号时域参数的识别方法，学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义

2、，熟悉典型信号的频谱特征，掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。3.理解信号的合成原理，观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。4.初步了解虚拟仪器的概念。二、实验原理1．信号时域分析信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。2信号频谱分析信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号

3、的特征。频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部和虚部为纵坐标画图，称为时频－虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值。和相位为纵坐标画图，则称为幅值－相位谱。附：软件介绍机械工程测试实验程序是以LabVIEW为平台开发的虚拟仪器软件，程序包含了信号分析、信号合成、采样定理、窗函数、相关分析等子程序。程序可以按照设定的信号类型、频

4、率、相位等参数生成仿真信号，并可以对生成的信号进行频谱分析、信号合成、滤波等操作。波形可以通过显示窗口中呈现出来（如图1-1所示）。图1-1波形显示缩放的操作坊法在显示窗口中的工具栏，可以对窗口中的波形现实进行调整。1拖动工具：用来对波形进行拖动；2缩放工具：来实现对波形的多种形式的缩放，此包括图1-2所示的选择项。矩形区域缩放：实现对选定区域放大；X轴缩放：对选区域沿横坐标放大；Y轴缩放：对选区域沿纵坐标放大；图1-2自适应缩放：将波形在XY轴上自动缩放至窗口大小。三.实验内容1.分析典型信号的幅值谱特性；2.分析合成信号的频谱特点；四.实验仪器和设备1.计算机2.机械工程测试实验软件五

5、、实验步骤：一、打开“机械工程测试实验”程序，选择进入“信号分析”子程序。1.设置一个周期信号的频率、幅值、相位等参数，调整信号显示缩放，分析典型信号的幅值和频率，记录数据并填写表1-1。2．在非周期信号面板中选择不同的信号，设置相关参数，调整信号显示缩放，观察记录不同信号的频谱，记录数据并填写表1-2。3．观察噪声的频域特点。二、打开“信号合成”子程序，设置滤波器为off，设置白噪声幅值为01.设置信号1和信号2为同频、不同相位的正弦波，观察验证合成信号的幅值和相位。2.两个频率接近、振幅不等的正弦信号迭加就会形成“拍振”。设置信号1和信号2为频率相近的正弦波，观察合成信号的特点，并记录

6、数据和波形填写表1-3。3.设置信号1和信号2为不同类型信号，观察合成信号频谱的特点，能够从频谱中看出合成信号的组成。实验报告姓名班级时间同组者一、实验目的二、实验设备三、预习作业1简述信号分类2写出信号：方波、三角波、锯齿波、Sin(ωt)×e(-at)的傅立叶级数展开式3推导下列公式(1)积化和差A×sin(ωt)×(3-sin(10πt))(2)和差化积A1×sin(ω1t+φ1)+A2×sin(ω2t+φ2)四、实验结果表1-1典型周期信号频谱数据信号正弦波三角波锯齿波方波频率幅值相位占空比：峰值频率幅值频率幅值频率幅值频率幅值123456表1-2非周期确定性信号的频谱数据信号A×

7、sin(ωt)×(3-sin(10πt))Sin(ωt)×e(-at)频率幅值峰值频率幅值频率幅值频率幅值1234表1-3“拍振”数据及波形频率幅值信号1信号2合成信号合成信号波形总结周期信号、非周期确定性信号、非周期确定性信号和白噪声的频谱特点？实验二传感器（电感式）性能测试实验一、实验目的：1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。3、了解被测体的形状和尺寸对电涡