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传感器与测试技术ppt,第二章

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传感器与测试技术第2章 信号及其描述

传感器与测试技术第2章 信号及其描述

1
a0 T0
T0 2 x t dt
T0 2
an
2 T0
T0 2 x t
T0 2
cosn0tdt
周期
T0
信号的 角频率
正弦分量幅值
bn
2 T0
T0 2 x t
T0 2
sinn0tdt
0
2.2.2 周期信号的频域分析
傅里叶级数的三角函数展开式
x满t足狄 里a 赫0利 条件的周a期nc 信o 号s，n 可看0tbnsinn0t 作是由多个乃至n 无 1 穷多个不同频率的 简谐信号线性叠加而成
2．连续信号和离散信号
信号的幅值也可以分为连续和离散的两种，若信号的幅 值和独立变量均连续，称为模拟信号；若信号的幅值和独立 变量均离散，称为数字信号，计算机所使用的信号都是数字 信号。
综上，按照信号幅值与独立变量的连续性可分类如下所 示：
信号离 连散 续信 信号 号一 数 一 模般 字 般 拟离 信 连 信散 号 续 号信 (信 (信 信 号 号 号 号 ((独 的 独 的立 幅 立 幅变 值 变 值量 与 量 与离 独 连 独散 立 续 立)变 )变量 量均 均离 连散 续))
2.2.2 周期信号的频域分析
实例分析
双边幅频谱和相频谱分别为
cnnar2cA n tan-2nA0n1,3, 52,
实频谱和虚频谱分别为
2
n1,3,5,
n1,3,5,
R e cn 0
Im
cn
2A n
2.2.2 周期信号的频域分析
实例分析
周期方波的实、虚频谱和复频谱图
2.2.2 周期信号的频域分析
周期信号的强度描述常以峰值、峰-峰值、均 值、绝对均值、均方值和有效值来表示，它 确定测量系统的动态范围。 周期信号强度描述的几何含义如图2-7所示

传感器与检测技术ppt课件

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22
重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
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现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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34
自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
精选课件ppt
44
误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
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45
误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
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25
分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。

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传感器与检测技 术
ch2 传感器与检测技术：传感器类型和作用
2.1 传感器与检测部件的类型和作用 (1) 传感器的概念 能感受（或响应）规定的被测量， 并按照一定规律转换成可用信号输 出的器件或装置。
传感器由敏 感元件、转 换元件以及 相应的电子 线路组成。
转换元件
敏感元件
(2) 传感器的种类
传感器能检测到的测量值的最小增量。
准确度
测量值与实际值之间偏差的程度，通常 用真值百分比表示。
精密度
在给定的准确度条件下，传感器再现一 组读数的能力。精密度取决于传感器的 可靠性。
重复性
在相同的环境条件下，重复实施相同的 测量而准确再现输出信号的能力。
线性度
传感器的输入输出特性要满足线性要求。
(5) 建模参数中的误差和不确定度
数字电位器的工作原理
数字电位器的特点
采用集成电路工艺生产，具有良好的线性、 精度和温度稳定性； 滑动端位置易于由单片机、计算机或逻辑电 路控制，通过编程自动调节电阻值，大大提高调 节精度和自动控制能力； 采用电信号控制电阻的变化，应用范围广， 使用灵活；
具有记忆功能和不记忆功能，选择记忆功能 时将电位器当前的调节位置保存在非易失性存储 器中，下次通电时自动恢复这一位置，能自动消 除手动调节的误差。若选择不记忆功能，当系统 通电时数字电位器自动复位（事先设定的位置） 温度稳定性好，抗冲击具有优越的环境适应
任何建立在测量系统之上的应用系
统都存在一定的不确定性。 传感器单体误差、测量环境变化以及 测量的随影响
误差分析法用于确定准确度计算中 各零部件误差的作用。
假定 N f ( xx , 为某个测量值， , . . . , x ) 1 2 n 为各个变量的单个误差，则计算 N x , x , . . . , x 1 2 n 的总误差：

传感器与测试技术PPT课件

传感器与测试技术PPT课件
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。常用来测量位移、 压力、流量、振动等物理参数。
分类:
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型
涡流式
第1页/共59页
6.1 自感式电感传感器
1、工作原理——可变磁阻式
原理:电磁感应
L W 20A 2
第2页/共59页
自感L与气隙δ
成反比，而与 气隙导磁截面 积A成正比。
在将被测信号调制，并将它和噪声分离，放大等 处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测 量值的测量信号，这一过程称为解调。
第18页/共59页
1)目的：解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题， 提高被测信号抗干扰能力。
常用的调制方法 ——载波信号为高频正弦信号（幅值、频率、相位）, 即调幅、调频和调相； ——载波信号为脉冲信号（宽度等），即脉冲调宽。
uo
u 2
L L0
输出电压的大小和极性反 映了被测量的性质（如位 移的大小及方向）。
第17页/共59页
交流电桥的调制与解调 被测量经传感器变换输出的电信号多为低频缓变
的微弱信号，还往往有各种噪声信号。 为了将测量信号从含有噪声的信号中分离出来，
往往给被测信号赋予一定特征——调制的主要功用。
调制就是用被测信号（称为调制信号）去控制载 波信号，让后者的某一特征参数按前者变化。
第25页/共59页
幅值调制装置实质上是一个乘法器，在实际应用中经 常采用交流电桥作调制装置，以高频振荡电源供给电 桥作为载波信号，则电桥的输出为调幅波。
被测信号的频率为 0～10Hz
载波的频率为f0 >100 Hz； f0 ＝3000 Hz
放大器的通频带应 为2990～3010 Hz

传感器与测试技术完整版课件全套ppt教学教程 最全电子讲义(最新)

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i 1
i 1
为最小。由于偏差的平方均为正值，故若偏差的平方和为最小，即意味
着拟合直线与整个实验数据的偏离程度最小。
按最小二乘法确定待定系数，就是要求出能使Q取最小的a与b值。为
此，将Q分别对a和b求偏导数，并令其等于零，得
Q
a
2
n i 1
( yi
a
bxi )
0
Q
b
2
n i 1
( yi
a
bxi )xi
随机误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一个量时，
误 差
随机误差
其绝对值和符号变化无常，但随着测量次数的增加又符合统计规
律的误差。这类误差的特点是随机分布的，并且是不可避免的，
只有用统计的方法找出它的规律，才能使之控制在最小。
过失误差
过失误差是一种明显歪曲实验结果的误差。主要是由于操作不 当、疏忽大意、环境条件突然变化所造成的。含有过失误差的数据 称为异常数据，在误差分析时应将其剔除。
对于被测量不随时间变化或变化甚缓的静态测量中，上述术语和误 差计算、表达方法都很明确。但对于动态测量，误差的度量就比较复杂。 如果输入是由多个频率组成，则实际系统总会导致一定的输出失真，如 何度量失真，如何定量表示失真的大小，则是一个复杂的问题。
对于时不变线性系统，由于频率保持性，系统输入单一频率的正弦 信号，其稳态输出也只能有该单一频率，无所谓失真问题，任何畸变都 是系统偏离理想线性系统的结果。但即使系统是理想线性的，由于系统 的频率特性，对具有多种频率成分的输入波形，仍会引起输出波形畸变。
4．重复性
重复性表示输入量按同一 方向变化时，在全量程范围内 重复进行测量时所得到各特性 曲线的重复程度，如图所示。 一般采用输出最大不重复误差 Δ与满量程输出值A的百分比 来表示重复性，即

传感器及检测技术讲义PPT教案

传感器及检测技术讲义PPT教案

精度（补充）
反映测量结果与真值接近程度的量 (1)准确度 ：反映系统误差对测量结果的影响 (2)精密度：反映随机误差对测量结果的影响 (3)精确度 ：反映系统、随机误差对测量结果的影响
，用不确定度表示。 对于具体的测量，精密度高的而准确度不一定高
，准确度高的精密度不一定高，但精确度高，则精密 度和准确度都高。
①绝对误差 ②相对误差 ③引用误差 ④基本误差 ⑤附加误差
2.测量误差的性质
①随机误差 ②系统误差 ③粗大误差
有关测量技术中的部分名词（补 充）
（1）真值：被测量本身所具有的真正值。 （2）实际值：高精度仪器所测被测量的值。 （3）标称值：测量器具上所标出来的值。 （4）示值：由测量器具的读数装置所指示出
100
%
1.0%
例 2-3
(3) 结论：用1.0级小量程的温度计测量所产生的示值 相对误差比选用0.5级的较大量程的温度计测量所产生的 示值相对误差小，因此选用1.0级小量程的温度计更合适
2.2测量数据的估计和处理
2.2.1随机误差分析 2.2.2系统误差分析 2.2.3粗大误差剔除 2.2.4测量数据处理中的几个问题
L
式中: δ——相对误差, 一般用百分数给出; Δ——绝对误差;
L——真值。（实际值）
2）示值' (标称)相10对0%误差：x——测量值
x
误差的表示方法（3）
3）引用（满度）误差
引用误差可用下式定义:
xm
测量上限－测量下限
引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
γ为引用误差； Δ为绝对误差；xm为满度值。
【例1】
某采购员分别在A 、B 、C 三家商店购买 100kg牛肉干、10kg牛肉干、1kg牛肉干，发现 均缺少约0.5kg，但该采购员对C家卖牛肉干的 商店意见最大，是何原因？

传感器和检测技术ppt课件


17.黄俊钦．静、动态数学模型的实用建模方法．北京：机械工业出版社， 1988
18. 马修水. 瑞士SYLVAC电容测量系统的发展. 工具技术，1989 (12)
19.于静江，周春晖．过程控制中的软测量技术．控制理论与应 用．1996,13(2)
20. 骆晨钟，邵惠鹤．软测量技术及其工业应用．仪表技术及传感器．
17
传感器原理及其应用－教学层次
中专级 大专级 本科级 硕士级 ……
精选ppt课件
18
谢谢！
传感器与检测技术 教学组
精选ppt课件
19
参 考 文 献 （续）
13.张正伟．传感器原理及应用．北京：中央广播电视大学出版社，1997
14.周春晖. 过程控制工程手册. 北京: 化学工业出版社，1993
15. 陈守仁. 自动检测技术及仪表. 北京: 机械工业出版社，1989
16. 费业泰. 误差理论与数据处理. 北京:机械工业出版社, 2002
课时数
2 4 6 2 4 6 8 2 34
作业 实验
* * * * * * *
15
参考文献
1. 王化祥,张淑英．传感器原理及应用．天津：天津大学出版社，1991 2. 常健生. 检测与转换技术. 北京:机械工业出版社. 2001 3. 严钟豪，谭祖根. 非电量电测技术. 北京：机械工业出版社，2003 4. 强锡富. 传感器. 北京：机械工业出版社，1998 5. 贾伯年，俞朴. 传感器技术. 南京：东南大学出版社，1992 6. 王俊杰. 检测技术与仪表. 武汉. 武汉理工大学出版社，2002 7. 郭振芹．非电量的电测量．北京：中国计量出版社，1986 8. 郁有文，常健，程继红编著. 传感器原理及工程应用. 西安：西安电子科

传感器与检测技术课件第二章3磁栅

E和磁性标尺与磁头相对速度无关，而是由位移量S决定的
第二章 位移检测传感器
第三节 大位移传感器
根据磁栅和磁头相对移动读出磁栅上的信号的 不同，所采用的信号处理方式也不同。
动态磁头只有一组绕组，其输出信号为正弦波，
信号的处理方法也比较简单，只要将输出信号放大整
形，然后由计数器记录脉冲数n，就可以测量出位移
装有磁栅传感器的仪器或装置工作时，磁头相对 于磁栅有一定的相对位置，在这个过程中，磁头把 磁栅上的磁信号读出来，这样就把被测位置或位移 转换成电信号。
第二章 位移检测传感器
第三节 大位移传感器
磁栅的类型
同轴形
长磁栅
（测量直线位移）
圆磁栅
（测量角位移）
带形 尺形
1－磁头 2－磁栅 3－屏蔽罩 4－基座 5－软垫
• 当磁头运动时，幅值随磁尺上的剩磁影响而变化。由于剩 磁形成的磁场强度按正弦波变化，从而获取调制波，输出 绕组的感应电动势
E1
Um
sin
2s
sin
t
E—输出线圈输出的感应电动势； Um—输出线圈输出的感应电动势峰值；
λ—磁尺剩余信号的波长（磁化信号节距）；
s—磁头对磁性标尺的位移量； ω—输出线圈感应电动势的频率，是激磁电流I的频率的2倍。
1—磁头；2—磁栅；3—输出波形
第二章 位移检测传感器
第三节 大位移传感器
静态磁头的工作原理
• 励磁绕组起磁路开关作用
当励磁绕组N1不通电流时，磁路处于不饱和状态， 磁栅上的磁力线通过磁头铁心而闭合。
如果在励磁绕组中通入交变电流i=i0sinωt，当交变 电流i的瞬时值达到某一个幅值时，横杆上的铁心材料 饱和，这时磁阻很大，而使磁路“断开”，磁栅上的 磁通就不能在磁头铁心中通过。反之，当交变电流i的 瞬时值小于某一数值时，横杆上的铁心材料不饱和， 这时磁阻也降低得很小，磁路被“接通”，则磁栅上 的剩磁通就可以在磁头铁心中通过。由此可见，励磁 线圈的作用相当于磁开关。

传感器与检测技术第2章-1_应变式传感器


E 4
R1 R
R2 R
R3 R
R4 R
EK 4
1
2
3
4
当仅桥臂AB单臂工作时，理想输出电压为
Ug E R E K
4R 4
44
电桥分类
B R1=R
A
Ug
R2=R C
R3=R’ R4=R’
E
D
第一对称电桥
2、第一对称电桥
若电桥桥臂两两相等，即R1 =R2=R ， R3=R4=R′ ， 则 称
16
2.1数 （二）横向效应 （三）动态特性
17
应变片的电阻值 R
• 应变片在未经安装也不受外力情况下， 于室温下测得的电阻值
• 电阻系列：60、120、200、350、500、1000 Ω
电阻值大
可以加大应变片承受电压， 输出信号大， 敏感栅尺寸也增大
18
25
设环境引起的构件温度变化为Δt（℃）时，
粘贴在试件表面的应变片敏感栅材料的电阻温度系
数为αt ，则应变片产生的电阻相对变化为
R R
1
t t
26
由于敏感栅材料和被测构件材料两者线膨胀系数不同，当
Δt 存在时，引起应变片的附加应变，其值为
2t g s t
βg—试件材料线膨胀系数；βs—敏感栅材料线膨胀系数。
金属箔式应变片
13
金属薄膜应变片
• 采用真空蒸发或真空沉积等方法在薄的绝缘基片上 形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料薄膜敏感栅， 再加上保护层，易实现工业化批量生产
• 优点：应变灵敏系数大，允许电流密度大，工作范 围广，易实现工业化生产
• 问题：难控制电阻与温度和时间的变化关系
15

传感器感测技术第2章

a、交流电桥式测量电路
Z1 Z3= R
& = D Z1 + D Z 2 U & Uo 2 ( Z 1+ Z 2 ) & U o ( DL1 + DL2 ) = DL = 2
& U
Z2
Dd
Z4= R
d0
L0
& Uo
2. 电感式传感器
b、变压器式交流电桥测量电路（无法判断方向） 输出电压为：
& = U
2. 电感式传感器
涡流磁场使得原线圈等效阻抗发生变化。变化的
程度与间距δ相关。
影响阻抗的相关因素:间距，电阻率，磁导率，
激磁角频率等。
用于位移、振动测量；材质鉴别或探伤。
2. 电感式传感器
五、涡流式传感器的特性
1、电涡流强度与距离的关系
电涡流强度随距离的变化而变化，且呈非线性关
系，随距离的增加而减小。 2、被测导体对传感器灵敏度的影响 被测导体的电阻率和相对磁导率越小，灵敏度越 高，且被测导体的形状和尺寸大小对灵敏度也有影响。 一般要求被测导体的厚度大于两倍的涡流穿透 深度。
属导体置于变化的磁场中或切割磁力线运动时，导 体内产生呈涡旋状的感应电流的现象。 3、按电涡流在导体内的贯穿情况划分： 高频反射式涡流式传感器 低频透射式涡流式传感器
2. 电感式传感器
4、基本结构和工作原理 1）基本结构 主要由探头和检测 电路构成。 探头由线圈和骨架组成。
检测 电路
骨架 线圈
金属板
L I =
式中， W——线圈匝数；
L——自感。
W f
根据磁路欧姆定理有： 其中，Fm ——磁动势；
Rm ——磁路总磁阻。
f =
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x (t )
n
C e
n

jn 0t
,(n 0,1,2,...)
Cn为复数傅立叶系数
1 1 Cn ( an jbn ) 2 T

T /2
T / 2
x(t )e jn0t dt
机电学院
传感器与测试技术
第2章 信号分析基础
傅立叶级数的复指数函数表达式表明：
• 周期信号x(t)可分解成无穷多个指数分量之和； 而且傅立叶系数 Cn 完全由原信号x(t)确定，因此 包含原信号x(t)的全部信息。 • Cn称为x(t) 的复振幅， Cn是关于nw0 t 的复变函 数。它的模和相角表示n次谐波的幅值和相位信息。
n an
1 T

T /2
T / 2
x(t )dt;
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第2章 信号分析基础
傅立叶级数的三角函数表达式表明： ——周期信号可以用一个常值分量a0和无限 多个谐波分量之和表示； ——A1cos(0t-1)为一次谐波分量（或称 基波），基波的频率与信号的频率相同， 高次谐波的频率为基频的整倍数。
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第2章 信号分析基础
傅立叶级数的复指数函数表达形式：
欧拉公式
1 j t cost e e j t 2 1 e j t e j t sin t 2j
e jt cost j sin t




傅立叶级数的复指数函数表达形式：(推导见课本）
采样信号
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第2章 信号分析基础
能量信号与功率信号
电压信号x(t)加在单位电阻（R=1时）上的瞬时 功率为P(t)= x2(t)/R=x2(t)。 在区间（-∞，∞）内信号的能量为
E x 2 (t )dt

若x(t)在区间(-∞,+∞)的能量无限，可在有限 区间(-T/2,T/2)定义信号的平均功率为
以时间为独立变量，描述信号随时间的变化特征， 反映信号幅值随时间变化的关系 波形图：时间为横坐标的幅值变化图，可计算信 号的均值、均方值、方差等统计参数。

A Pp-p T P t 优点：形象、直观 缺点：不能明显揭 示信号的内在结构 （频率组成关系）
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第2章 信号分析基础
2
率谱。
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第2章 信号分析基础
频谱图例
频域描述清楚地表明信号的频率成分构成及其幅值、 相位信息——在动态测试中非常重要。
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第2章 信号分析基础
2、周期信号的频谱分析实例 • 周期信号展开为傅立叶级数的关键就是确定各个系 数，即a0，an，bn，要快速求解各系数，可利用函 数的奇偶特性。 例如，当x(t)为奇函数时，a0＝0，an＝0，此时

应充分估计信号频带宽度的大小——重要！
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——函数是绝对可积的；
工程测试技术中的周期信号，大都满足该条件。
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第2章 信号分析基础
傅立叶级数的三角函数表达形式：
x(t ) a0 an cos n 0t bn sin n 0t
n 1
a0 An cos(n 0t n )
3)随机信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变 化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
噪声信号(平稳)
噪声信号(非平稳)
统计特性变异
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第2章 信号分析基础
连续时间信号与离散时间信号
1) 连续时间信号:在所有时间点上有定义,幅值可 连续或离散（模拟信号、量化信号）
2）离散时间信号：在若干时间点上有定义,幅值可 连续或离散（采样信号、数字信号）

信号的各种描述方法提供了从不同角度观察和分析 信号的手段，可以通过一定的数学关系相互转换。 本章重点介绍信号的频域描述和频谱分析。
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第2章 信号分析基础
2.2 周期信号与离散频谱
频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换 为频域信号X(f) 。
时域分析 频域分析
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An 1 2 2 n n次谐波的幅值（是 0的函数）Cn 2 an bn 2 b n次谐波的相位（是 0的函数） n tg 1 n n an
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第2章 信号分析基础
频谱图
工程上习惯将频域描述用图形方式表示。 ——以ω为横坐标，bn 、an (或cn的实部和虚部 ) 为纵坐标画图，称为实频－虚频谱图； ——以ω为横坐标，An、 n (或|cn|、 n )为纵坐 标画图，则称为幅值－相位谱； ——以ω为横坐标， An 为纵坐标画图，则称为功
解：由图可知，该信号为奇函数，因此 a0＝0，an＝0
2 T/2 bn x ( t ) sin n0 tdt T / 2 T 4 T/2 A sin n0 tdt T 0 0 n=2,4,6,… 2A (1 cos n) 4A n
n
n=1,3,5, …
1 P lim T T

T 2
T 2
x 2 (t )dt
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第2章 信号分析基础

1）能量信号：在区间（-∞，∞），能量为有限值 的信号称为能量信号，即满足条件
E x (t )dt
2

此时 P=0
例如：瞬态信号
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第2章 信号分析基础
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第2章 信号分析基础
周期信号频谱的特点


离散性：周期信号的频谱是离散谱；
谐波性：每个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； 收敛性：一般周期信号展开成傅立叶级数后， 在频域上是无限的，但从总体上看，其谐波幅 值随谐波次数的增高而减小。因此，在频谱分 析中没有必要取次数过高的谐波分量。

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第2章 信号分析基础
周期方波的分解与合成
信号能量主要集中在低频分量，谐波次数过高的分量所 占能量少，可忽略不计。那么取多少项合适呢？
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第2章 信号分析基础
信号频带宽度的概念
一个周期信号只能由包含有限项（有限个谐 波分量）的傅立叶级数近似表示，因此有误差。 信号频带宽度与允许误差大小有关。通常将频 谱中幅值下降到最大幅值的1/10时所对应的频率 作为信号的频宽，称为1/10法则。 根据时域波形估计信号频宽：有突跳的信号，所 取频带较宽，可取10 0为频宽。无突跳的信号变 化较缓（越缓越接近简谐），所取频带较窄，可 取3 0为频宽。（P33表2.2.1）
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第2章 信号分析基础
1、周期信号的频谱分析

傅立叶级数——周期信号分析的理论基础
——任何周期信号都可以利用傅里叶级数展开成 多个乃至无穷多个不同频率的谐波信号的线性叠加。 Dirichlet条件（在一个周期内满足） ——函数或者为连续的，或者具有有限个第一类间 断点； ——函数的极值点有限；
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第2章 信号分析基础
第一篇 工程测试技术基础
第2章
信号分析基础
1.了解信号的分类及其定义 2.掌握信号频域描述及其频谱分析
3.了解傅里叶变换的概念和性质
4.了解随机信号的分析方法
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第2章 信号分析基础
2.1 信号的分类及描述
信号: 定义为一个或多个独立变量的函数, 该函数含 有物理系统的信息或表示物理系统状态或行为。 独立变量: 时间、位移、速度、温度和压力等 信号表示：数学解析式、图形 信息: 表示对一个物理系统状态或特性的描述。
确定性信号与随机(非确定性)信号
可以用明确数学关系式描述的信号称为确定 性信号。不能用数学关系式描述的信号称为随机 信号，所描述物理现象是一种随机过程。
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1）周期信号：按一定时间间隔重复出现的信号 x(t)= x(t+nT)
简单周期信号——正弦或余弦信号 复杂周期信号
周期性方波的频谱图
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【例2】求正弦、余弦信号的频谱图
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第2章 信号分析基础
几点结论：
复指数函数形式的频谱为双边谱（从-到 +），
三角函数形式的频谱为单边谱（从0到+）.
两种频谱各谐波幅值之间存在如下关系：
双边幅值谱为偶函数，双边相位谱为奇函数
信号的频域描述 应用傅里叶变换，对信号进行变换（分解），以频率 为独立变量，建立信号幅值、相位与频率的关系 频谱图：以频率为横坐标的幅值、相位变化图 幅值谱：幅值—频率图 功率谱：功率—频率图 相位谱：相位—频率图

例如：振动信号波形和频谱
频域描述抽取信 号内在的频率组 成，信息丰富， 应用广泛。
2）功率信号：在区间（-∞，∞），功率为有限值 的信号称为功率信号，即满足条件 1 T 2 2 P lim T x (t )dt 此时 E= T T 2 例如：持续时间无限信号
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2、信号的描述——了解信号的数据特征
信号的时域描述
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2）非周期信号：不会重复出现的信号
准周期信号:由多个周期信号合成，但各信号周期没有 最小公倍数。如：x(t) = sin(t)+sin(√2.t)