机械工程测试技术基础知识点总结讲课教案
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机械工程测试技术教案教案标题:机械工程测试技术教学目标:1. 了解机械工程测试技术的基本概念和原理。
2. 掌握机械工程测试技术的常用方法和技巧。
3. 培养学生的实践操作和问题解决能力。
教学内容:1. 机械工程测试技术的定义和分类。
2. 机械工程测试技术的基本原理和流程。
3. 常用的机械工程测试方法和仪器设备。
4. 机械工程测试技术的应用案例和实践操作。
教学步骤:第一课时:1. 导入:通过实例引导学生思考机械工程测试技术的重要性和应用领域。
2. 概念讲解:介绍机械工程测试技术的定义和分类。
3. 原理讲解:解释机械工程测试技术的基本原理和流程。
4. 案例分析:通过实际案例分析,展示机械工程测试技术的应用场景和效果。
第二课时:1. 复习:回顾上节课的内容,检查学生的理解情况。
2. 方法介绍:详细讲解机械工程测试技术常用的方法和技巧。
3. 仪器设备:介绍机械工程测试中常用的仪器设备及其使用方法。
4. 操作演示:进行机械工程测试技术的实际操作演示,引导学生掌握实践技能。
第三课时:1. 复习:回顾前两节课的内容,巩固学生的理解和掌握程度。
2. 应用案例:展示机械工程测试技术在实际工程中的应用案例。
3. 实践操作:组织学生进行机械工程测试技术的实践操作,解决实际问题。
4. 总结和评价:总结本次教学内容,评价学生的学习情况,并提供反馈和建议。
教学资源:1. 课件:包括概念讲解、原理讲解、方法介绍、案例分析等内容。
2. 实验室设备:提供机械工程测试技术的实验室设备和仪器。
3. 实际案例:收集和准备机械工程测试技术的实际案例,用于分析和讨论。
评估方法:1. 课堂互动:通过提问、讨论等方式,检查学生对机械工程测试技术的理解和掌握情况。
2. 实践操作评估:评估学生在实际操作中的技能和问题解决能力。
3. 作业:布置相关的作业,考察学生对机械工程测试技术的应用和分析能力。
教学策略:1. 案例教学:通过实际案例分析,引导学生理解机械工程测试技术的应用场景和方法。
机械工程测试技术基础教学设计背景机械工程是一门基础、广泛应用的学科,许多行业都离不开机械工程的应用。
而机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分,其涉及到材料力学、流体力学、热力学、动力学等多个学科和领域,其基础技术和实验技术的学习对于机械工程专业的学生至关重要。
目标本次教学设计旨在引导学生了解机械工程测试技术中的基础知识和实验技能,培养学生对于测试技术的理解和使用能力。
教学内容基础知识一、机械工程测试技术基础1.机械工程测试技术基本概念2.测试技术的发展历史和现状3.机械工程测试技术的分类和应用二、测试技术与实验技能1.测试设备操作技能2.实验安全与操作规范3.实验结果的数据处理与统计分析教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法,开设课堂讲授、实验操作、讨论交流等不同形式的教学活动。
一、课堂讲授课堂讲授主要介绍机械工程测试技术的基础概念、分类和应用,以及实验方法、实验安全和数据处理等内容。
教师可以通过PPT或黑板演示等形式,讲解相应的知识点,引导学生掌握相关知识。
二、实验操作实验操作是本次课程的重点。
学生需要通过实验操作,学习相关测试技术和实验技能。
教师可以组织学生进行实验操作,让学生亲身体验实验过程,加深对于测试技术的理解和使用能力。
三、讨论交流讨论交流是课程教学的重要环节。
通过讨论交流,学生可以分享实验经验,互相学习和总结经验。
教师可以组织小组讨论或集体讨论等形式,加强学生之间的交流和互动。
实验项目一、材料拉伸实验材料拉伸实验是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要根据实验要求,通过拉伸测试机进行拉伸试验,获取实验数据并进行统计和分析。
二、冲击实验冲击实验也是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要通过冲击试验机进行实验操作,获取实验数据,并进行统计和分析。
教师也可以组织学生进行小组讨论,探究不同材料在冲击试验中的表现。
评价方法本次课程的评价方法分为两部分:一、实验实绩学生的实验操作能力和实验数据处理能力将是评价的重点。
机械工程测试技术教案第一章绪论一、教学目的及要求使学生掌握测试系统的基本概念。
学生应了解测试系统的功能结构,静、动态测试的概念等。
二、主要内容测试技术的在机械工程中的意义;测试系统的组成;课程性质;基本内容及学习方法四、教学重点:静态测试与动态测试的概念。
测试系统的组成。
五、教学难点:动态测试概念的建立六、教学过程:(见讲义)八、思考题:根据日常观察,是建立一套结构应力测试系统,要求画出框图即可。
九、作业:静态测试与动态测试系统的构成有何不同十、教学参考书:黄长艺,严普强. 机械工程测试技术基础. 机械工业出版社. 1994年11第二章信号分析一、教学目的及要求使学生掌握确定性信号分析的基本理论和方法;二、主要内容信号的分类;信号的时域和频域描述;周期信号与离散频谱;瞬变非周期信号与连续频谱;脉冲信号及其频谱;正弦函数和余弦函数的频谱四、教学重点:周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱λ瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱λ傅里叶变换的主要性质λ五、教学难点:信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系六、教学过程:(见讲义)八、思考题与作业:1、什么是信号的频域描述2、周期信号的时域定义及其判断方法3、确定任意一个谐波的三个要素是什么4、周期信号频谱特点是什么5、周期信号双边频谱与单边频谱间的幅值、相位关系6、傅立叶变换的六个主要性质7、单位脉冲函数的描述(函数值、强度);t0),及A,t0的意义-(tδ8、一般脉冲函数的表示方法,即A9、叙述脉冲函数的采样性质、卷积性质、频谱10、写出正弦函数、余弦函数的傅立叶变换习题2-1~2-4第三章测量系统分析一、教学目的及要求使学生们掌握测试系统的静、动态特性分析基本概念、表达方法。
二、主要内容测试系统的误差表达方式,静态特性曲线与静态特性参数λ测试系统的动态特性:线性系统的时域描述、频域描述λ理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件λ四、教学重点:线性系统的时域描述、频域描述,二阶系统的频率特性五、教学难点:线性系统的频率保持特性及其应用;系统时域、频域响应的计算六、教学过程:(见讲义)八、思考题与作业:1、绝对误差、相对误差的表达式2、灵敏度、非线性度、回程误差的定义3、叙述线性系统的5个性质4、什么是系统的脉冲响应函数、频率响应函数,两者的关系是什么5、测试系统在时域和频域分别用什么描述6、输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述7、测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件8、写出线性定常系统微分方程的一般形式(式3.8)9、根据已知二阶系统的微分方程,推导频率响应函数以及系统的固有频率及阻尼比第四章信号的获取一、教学目的及要求使学生们掌握常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。
机械工程测试技术教案1. 引言本教案旨在为机械工程专业的学生提供机械工程测试技术的相关知识和实践技巧。
通过本课程的学习,学生将能够掌握机械工程测试的基本原理和方法,并能够独立进行机械工程测试项目的规划、实施和分析。
2. 教学目标本课程的教学目标如下:•理解机械工程测试的基本原理和方法;•掌握常见机械工程测试仪器的操作和使用技巧;•能够独立规划机械工程测试项目,并进行实施和结果分析;•培养学生的实验设计和数据处理能力;•提高学生的团队协作和沟通能力。
3. 教学内容3.1 机械工程测试的基本原理•概述机械工程测试的定义、分类和应用领域;•熟悉机械工程测试的基本原理和方法;•了解机械工程测试中常见的测量误差来源及其对测试结果的影响。
3.2 常见机械工程测试方法•学习力学测试方法,包括静力学测试和动力学测试;•掌握热力学测试方法,包括温度、压力和流量的测量;•熟悉振动测试方法,包括振动信号的采集与分析。
3.3 机械工程测试仪器的操作和使用技巧•了解各类常见机械工程测试仪器的基本原理和使用方法;•学习如何正确操作机械工程测试仪器,进行测试数据的采集和处理。
3.4 机械工程测试项目的规划和实施•学习机械工程测试项目的规划和设计方法;•掌握实验的基本流程,包括实验前准备、实验方案设计、实验设备选择和实验数据采集;•学习实验结果的分析和报告撰写。
4. 教学方法本课程将采用以下教学方法:•授课:通过理论讲解,向学生传授机械工程测试的相关知识;•实验:通过实际操作,让学生掌握机械工程测试仪器的使用技巧,并进行实验项目的实施;•小组讨论:组织学生进行小组讨论,提高学生的团队协作和沟通能力;•课堂练习:通过课堂练习,帮助学生巩固所学内容。
5. 教学评价方法为了评价学生对本课程的学习情况,我们将采用以下评价方法:•平时成绩:根据学生的课堂参与情况、课堂作业和小组讨论表现评定;•实验报告:根据学生的实验设计、实验结果分析和报告撰写情况评定;•期末考试:通过笔试形式考察学生对机械工程测试知识的掌握情况。
《机械工程测试技术》教学讲义教案一、教学目标通过本课程的学习,学生应能够:1.了解机械工程测试技术的基本概念和原理;2.掌握机械工程测试技术的常用方法和工具;3.了解机械产品测试的流程和要点;4.培养学生的实践操作能力和解决问题的能力。
二、教学内容1.机械工程测试技术的概述1.1机械工程测试技术的概念和作用1.2机械工程测试技术的发展历程1.3机械工程测试技术的分类和应用领域2.机械工程测试技术的基本原理2.1测试的基本概念和原理2.2测试的基本要素和方法2.3测试的误差与准确度分析3.机械工程测试技术的常用方法和工具3.1机械参数测试方法和工具3.2机械性能测试方法和工具3.3机械可靠性测试方法和工具4.机械产品测试的流程和要点4.1测试计划的编制和执行4.2测试样品的准备和标定4.3测试数据的采集和处理4.4测试结果的分析和评价5.机械工程测试技术的应用案例5.1机械工程测试技术在制造业中的应用5.2机械工程测试技术在科研和开发中的应用5.3机械工程测试技术在质量控制中的应用三、教学方法1.理论讲授与实践结合的教学方法,通过课堂讲解、案例分析和实验操作,使学生能够深入理解机械工程测试技术的基本原理和方法,提高学生的实践操作能力;2.讨论与交流的教学方法,通过学生的互动参与,提高学生的问题解决能力,培养学生的团队合作意识和创新思维。
四、教学过程1.引入(5分钟)通过引述一个机械产品测试中的实际案例,激发学生对机械工程测试技术的兴趣,并介绍本课程的教学目标和内容。
2.讲解机械工程测试技术的概述(20分钟)讲解机械工程测试技术的定义、作用和分类,并介绍机械工程测试技术的发展历程和应用领域。
3.介绍机械工程测试技术的基本原理(30分钟)讲解测试的基本概念和原理,介绍测试的基本要素和方法,并分析测试的误差与准确度。
4.介绍机械工程测试技术的常用方法和工具(40分钟)详细介绍机械参数测试的方法和常用工具,机械性能测试的方法和常用工具,以及机械可靠性测试的方法和常用工具。
机械工程测试技术基础知识点总结一、测试的定义和作用1.1 测试的定义:测试是通过模拟实际工作条件和环境,对机械设备进行性能、功能、可靠性等方面的评估和验证的过程。
1.2 测试的作用:测试可以帮助发现机械设备的问题和缺陷,提高产品质量,降低故障率,保证设备的可靠性和安全性。
二、测试的基本原则2.1 客观性原则:测试结果应客观、真实、可靠,不能受个人主观因素的影响。
2.2 全面性原则:测试应涵盖机械设备的各个方面,包括性能、功能、可靠性等。
2.3 可重复性原则:测试应具备可重复性,即在相同条件下进行多次测试,结果应保持一致。
2.4 系统性原则:测试应按照一定的方法和步骤进行,以保证测试的系统性和有效性。
三、测试的分类3.1 功能测试:测试机械设备是否能够按照设计要求完成各项功能。
3.2 性能测试:测试机械设备在不同工作条件下的性能表现,包括速度、力量、转速等。
3.3 可靠性测试:测试机械设备在长时间工作或恶劣环境下的可靠性和稳定性。
3.4 安全性测试:测试机械设备在正常使用过程中是否存在安全隐患,以及对操作人员的安全保护措施是否有效。
四、测试的方法和技术4.1 实验法:通过搭建实验平台,对机械设备进行各项测试,并记录实验数据进行分析和评估。
4.2 检测法:利用各种检测仪器和设备对机械设备进行各项测试,如测力计、测速仪等。
4.3 数学统计法:通过对大量数据进行统计分析,评估机械设备的性能和可靠性。
4.4 模拟仿真法:利用计算机软件对机械设备进行虚拟仿真,评估其性能和功能。
4.5 试验法:在实际工作场景中对机械设备进行测试,观察和记录其表现和工作状态。
五、测试的关键要素5.1 测试计划:明确测试的目标、范围、方法和步骤,制定详细的测试计划。
5.2 测试环境:提供符合实际工作条件的测试环境,确保测试的真实性和可靠性。
5.3 测试数据:收集和记录测试过程中的数据,包括测试结果、故障信息等。
5.4 测试工具:选择适当的测试工具和设备,如测力计、测速仪等。
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域内的一个重要分支,它涉及到对机械系统的性能、状态和行为进行测量、分析和评估。
本文档旨在总结《机械工程测试技术基础》课程的核心知识点,为学生和专业人士提供一个复习和参考的框架。
第一章:测试技术概述1.1 测试技术的定义和重要性测试技术在机械工程中的应用测试技术对于产品质量和性能的影响1.2 测试系统的组成传感器信号调理器数据采集系统分析和处理软件1.3 测试技术的发展趋势数字化和智能化无线传感网络云计算和大数据第二章:传感器原理与应用2.1 传感器的分类按测量参数分类(如力、温度、位移等)按工作原理分类(如电阻式、电容式、电感式等)2.2 传感器的基本特性灵敏度线性度稳定性响应时间2.3 常见传感器的原理与应用应变片热电偶光电传感器霍尔效应传感器第三章:信号调理与数据采集3.1 信号调理的概念放大滤波模数转换3.2 数据采集系统数据采集卡(DAQ)的功能和选择数据采集的软件实现3.3 信号的数字化处理数字信号处理(DSP)技术快速傅里叶变换(FFT)第四章:机械特性测试4.1 力和扭矩的测量力传感器的选择和校准扭矩传感器的应用4.2 位移和速度的测量位移传感器的类型和选择速度测量的方法4.3 振动测试振动的基本概念振动测试的仪器和方法第五章:温度和压力测试5.1 温度测量接触式和非接触式温度测量温度传感器的选择和校准5.2 压力测量压力传感器的类型压力测量系统的校准和维护第六章:测试数据分析与处理6.1 数据分析的基本概念时域分析频域分析6.2 信号的统计特性均值方差功率谱密度6.3 故障诊断与状态监测故障特征提取状态监测的方法和应用第七章:测试技术的实际应用7.1 机械系统的测试与评估性能测试耐久性测试7.2 测试技术在智能制造中的应用智能传感器预测性维护7.3 测试技术在质量控制中的作用过程控制质量保证结语机械工程测试技术是确保机械系统性能和可靠性的关键。
机械工程测试技术基础知识点整合第一章:测试概述测试是一种获取被测对象有用信息的方法,是测量和试验技术的综合。
测试可以分为静态测量和动态测量两种类型。
本课程主要研究机械工程中动态参数的测量,测试系统的组成包括量纲及量值的传递,测量误差,测量精度和不确定度,以及测量结果的表达。
第二章:信号分析与处理信号可以根据其描述方式分为时域描述和频域描述。
时域描述是指幅值随时间的变化,而频域描述则是指频率组成及幅值、相位大小。
对于周期信号,可以使用XXX级数来求其频谱,其特点为离散性、谐波性和收敛性。
瞬变信号可以使用傅里叶变换求其频谱,其特点为连续性和收敛性。
随机信号也可以使用傅里叶变换求其频谱,其特点为连续性。
信号的特征参数包括均值、均方值、方差和概率密度函数等。
自相关函数和互相关函数可以用来描述两个信号之间的相关性。
相关系数和相干函数在时域和频域描述两个变量之间的相关关系。
自功率谱密度函数和互功率谱密度函数可以用来反映信号的频域结构。
数字信号处理是对信号进行数字化处理的一种方法。
时域采样定理规定了采样频率必须大于信号最高频率的两倍,即fs。
2fh。
而混叠是因为采样频率过低(即Ts过大)或信号频率过宽,导致信号在fs/2处折叠。
为了避免混叠,需要进行抗混叠滤波或提高采样频率。
量化误差是由于量化步长造成的,减小量化步长可以降低误差。
泄漏是由于加窗截断处理引起的,合理选择窗函数可以减小泄漏。
对于周期信号,可以进行整周期截断处理。
频域采样会出现栅栏效应,需要进行插值处理。
测量装置的基本特征包括静态特性和动态特性。
静态特性包括线性度、灵敏度、回程误差和分辨力等参数。
线性系统具有叠加性、比例性、微分性、积分性和频率保持性等特性。
频率响应函数描述了系统在简谐信号激励下,稳态输出对输入的幅值比、相位差随激励频率变化的特性。
求取频率响应函数的方法包括微分方程、拉普拉斯变换、傅里叶变换和实验法等。
系统不失真的条件包括时域不失真和频域不失真条件。
机械工程测试技术基础知识点的整合第一章是引言1,测试的概念和目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和测试的结合。
测试技术是测量和测试技术的统称。
2、静态测量和动态测量静态测量:它指的是不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:它指的是随时间变化的物理量的测量。
3.本课程的主要研究对象是机械工程中动态参数的测量。
4.测试系统的组成5.尺寸和数量的转移6、测量误差系统误差、随机误差、粗差7.测量精度和不确定度8.测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类和描述1.分类2.时域描述:振幅随时间变化的频域描述:频率成分、振幅和相位大小二、寻找信号频谱的方法及其特点1、周期信号数学工具:寻找信号的傅立叶级数系数的谱特征;离散谐波收敛(见表1-1,测试的概念目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和测试的结合。
测试技术是测量和测试技术的统称。
2、静态测量和动态测量静态测量:它指的是不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:它指的是随时间变化的物理量的测量。
3.本课程的主要研究对象是机械工程中动态参数的测量。
4.测试系统的组成5.尺寸和数量的转移6、测量误差系统误差、随机误差、粗差7.测量精度和不确定度8.测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类和描述1.分类2.时域描述:振幅随时间变化的频域描述:频率成分、振幅和相位大小二、寻找信号频谱的方法及其特点1、周期信号数学工具:寻找信号的傅立叶级数系数的谱特征;离散谐波收敛(见表1:每个谐波周期的最小公倍数基频的确定:每个谐波频率的最大公约数2.瞬态信号的数学工具(不包括准周期信号):傅立叶变换法;寻找信号的傅里叶变换频谱特征;连续性和收敛性3、随机信号数学工具:傅立叶变换法;信号自相关函数的傅里叶变换谱特征;连续性三.典型信号的频谱1.δ(t)函数△(f)=1的频谱和性质在频率上是无限的,在强度上是相等的,这被称为“均匀频谱”采样性质:整体特征:卷积特性:2.正弦和余弦信号的频谱(双边频谱)欧拉公式将正弦和余弦的实变量转换成复指数形式,即一对反向旋转损耗的组合。
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域中的重要组成部分,它涉及到对机械系统的性能、参数和状态进行测量、分析和评估。
随着科技的发展,测试技术在提高产品质量、优化设计、降低成本和保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。
第一部分:测试技术概述1.1 测试技术的定义测试技术是指利用各种仪器和方法对机械系统进行定量或定性的测量,以获取系统的性能参数和状态信息。
1.2 测试技术的重要性质量控制:确保产品符合设计标准和用户需求。
故障诊断:及时发现并解决机械故障,延长设备使用寿命。
性能优化:通过测试数据对机械系统进行优化设计。
第二部分:测试技术基础2.1 测量的基本概念测量单位:国际单位制(SI)和常用单位。
测量误差:系统误差、随机误差和测量不确定度。
2.2 传感器原理电阻式传感器:利用电阻变化来测量物理量。
电容式传感器:基于电容变化来测量。
电感式传感器:基于电感变化来测量。
光电传感器:利用光电效应来测量。
2.3 信号处理技术模拟信号处理:滤波、放大、模数转换。
数字信号处理:FFT、数字滤波、谱分析。
2.4 数据采集系统硬件组成:数据采集卡、接口、传感器。
软件功能:数据采集、处理、存储和分析。
第三部分:机械性能测试3.1 力和扭矩测试力测试:静力测试和动力测试。
扭矩测试:静态扭矩和动态扭矩的测量。
3.2 振动测试振动类型:随机振动、谐波振动、冲击振动。
振动测量:加速度计、速度计和位移计的使用。
3.3 温度测试接触式温度测量:热电偶、热电阻。
非接触式温度测量:红外测温技术。
3.4 流体特性测试压力测试:压力传感器的应用。
流量测试:流量计的选择和使用。
3.5 材料特性测试硬度测试:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
疲劳测试:循环加载下的应力-应变关系。
第四部分:测试技术的应用4.1 机械系统的故障诊断故障信号的采集:振动、声音、温度等。
故障特征的提取:频域分析、时域分析。
故障诊断方法:专家系统、神经网络、模糊逻辑。
机械工程测试技术基础总结机械工程测试技术基础总结篇一:机械工程测试技术基础知识点整合第一章绪论1、测试的概念目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和试验的综合。
测试技术是测量和试验技术的统称。
2、静态测量与动态测量静态测量:是指不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:是指随时间变化的物理量的测量。
3、课程的主要研究对象研究机械工程中动态参数的测量4、测试系统的组成5、量纲及量值的传递6、测量误差系统误差、随机误差、粗大误差7、测量精度和不确定度8、测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类及其描述1、分类2、描述时域描述:幅值随时间的变化频域描述:频率组成及幅值、相位大小二、求信号频谱的方法及频谱的特点1、周期信号数学工具:傅里叶级数方法:求信号傅里叶级数的系数频谱特点:离散性谐波性收敛性(见表1-2)周期的确定:各谐波周期的最小公倍数基频的确定:各谐波频率的最大公约数2、瞬变信号(不含准周期信号)数学工具:傅里叶变换方法:求信号傅里叶变换频谱特点:连续性、收敛性3、随机信号数学工具:傅里叶变换方法:求信号自相关函数的傅里叶变换频谱特点:连续性三、典型信号的频谱1、δ(t)函数的频谱及性质△(f)=1频率无限,强度相等,称为“均匀谱”采样性质:积分特性:卷积特性:2、正、余弦信号的频谱(双边谱)欧拉公式把正、余弦实变量转变成复指数形式,即一对反向旋转失量的合成。
解决了周期信号的傅里叶变换问题,得到了周期信号的双边谱,使信号的频谱分析得到了统一。
3、截断后信号的频谱频谱连续、频带变宽(无限)四、信号的特征参数:静态分量(常值分量)正弦、余弦信号的均值?2、均方值均方根值:强度(平均功率):有效值3、方差:波动分量4、概率密度函数:在幅值域描述信号幅值分布规律五、自相关函数的定义及其特点1、定义:2、特点3、自相关图六、互相关函数的定义及其特点1、定义2、特点3、互相关图七、相关分析的应用八、相关系数与相干函数相关系数、相关函数在时域描述两变量之间的相关关系;相干函数在频域描述两变量之间的相关关系。
机械工程测试技术基础知识点总结第一章 信号及其描述(一)填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息,而信息总是蕴涵在某些物理量之中,并依靠它们来传输的。
这些物理量就是 信号 ,其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述,以 时间t 为独立变量;而信号的频域描述,以 频率f为独立变量。
3、 周期信号的频谱具有三个特点: 离散性 , 谐波性 , 收敛性 。
4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬态非周期 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、方差 。
6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 偶 对称,虚频谱(相频谱)总是 奇 对称。
(二)判断对错题(用√或×表示)1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
( Y )2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
( Y )3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
( X )4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
( X )5、 随机信号的频域描述为功率谱。
( Y )(三)简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。
2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ,均方值2x ψ,和概率密度函数p(x)。
3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。
4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。
第二章 测试装置的基本特性(一)填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ,输入信号2sin )(t t x =,则输出信号)(t y 的频率为=ω ,幅值=y ,相位=φ 。
2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
3、 为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 傅立叶变换法 、和 滤波器法 。
4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时,该系统能实现 测试。
此时,系统的频率特性为=)(ωj H 。
5、 传感器的灵敏度越高,就意味着传感器所感知的 被测量 越小。
6、 一个理想的测试装置,其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。
(二)选择题1、 不属于测试系统的静特性。
(1)灵敏度 (2)线性度 (3)回程误差 (4)阻尼系数2、 从时域上看,系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。
(1)正弦 (2)阶跃 (3)脉冲 (4)斜坡3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ,则两环节串联组成的测试系统,其相频特性为 。
(1))()(21ωωQ Q (2))()(21ωωQ Q + (3))()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +(4))()(21ωωQ Q -4、 一阶系统的阶跃响应中,超调量 。
(1)存在,但<5% (2)存在,但<1(3)在时间常数很小时存在 (4)不存在5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。
(1)零阶 (2)一阶 (3)二阶 (4)高阶6、 一阶系统的动态特性参数是 。
(1)固有频率 (2)线性度 (3)时间常数 (4)阻尼比7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数,可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间常数。
(1)0.632 (2)0.865 (3)0.950 (4)0.982(三)判断对错题(用√或×表示)1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件,若用它传输一个1000Hz 的正弦信号,则必然导致输出波形失真。
( X )2、 在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。
( Y )3、 当输入信号)(t x 一定时,系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ,而与该系统的物理模型无关。
( Y )4、 传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
(Y )5、 测量装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。
( X )6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
( X )(四)简答和计算题1、 什么叫系统的频率响应函数?它和系统的传递函数有何关系?2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些?3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么?4、 某测试装置为一线性时不变系统,其传递函数为1005.01)(+=s s H 。
求其对周期信号)45100cos(2.010cos 5.0)(︒-+=t t t x 的稳态响应)(t y 。
5、 将信号t ωcos 输入一个传递函数为ss H τ+=11)(的一阶装置,试求其包括瞬态过程在内的输出)(t y 的表达式。
第三章 常用传感器(一)填空题1、 属于能量控制型的传感器有 电阻 电感 电容 涡流 等,属于能量转换型的传感器有 压电 磁电 等(每个至少举例两个)。
2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于:前者利用 几何形变 引起的电阻变化,后者利用 电阻率 变化引起的电阻变化。
3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响,实际应用时常常采用 差动 工作方式。
4、 压电式传感器的测量电路(即前置放大器)有两种形式: 电荷 放大器和电压 放大器,后接 电荷 放大器时,可不受连接电缆长度的限制。
5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡电流 效应。
6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 mv/(m/s) 。
7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。
(二)选择题1、 电阻应变片的输入为 。
(1)力 (2) 应变 (3)速度 (4)加速度2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。
(1)本身物理性质 (2)体积大小 (3)结构参数 (4)电阻值3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。
(1)位移 (2)材质鉴别 (3)探伤 (4)非金属材料4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入,成 关系。
(1)非线性 (2)线性 (3)反比 (4)平方5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。
(1)长度 (2)截面积 (3)电阻率 (4)高通6、 压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的 产生变化。
(1)固有频率 (2)阻尼比 (3)灵敏度 (4)压电常数7、 在测量位移的传感器中,符合非接触测量,而且不受油污等介质影响的是传感器。
(1)电容式 (2)压电式 (3)电阻式 (4)电涡流式8、 自感型可变磁阻式传感器,当气隙δ变化时,其灵敏度S 与δ之间的关系是:S = 。
(1)δ1k (2)δk (3)2-δk (4)2--δk 9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。
(1)内光电 (2)外光电 (3)光生伏特 (4)阻挡层(三)判断对错题(用√或×表示)1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。
( Y )2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器( Y )3、 压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。
( X )4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。
( X )(四)简答和计算题1、 哪些传感器可选作小位移传感器?2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么?涡流式传感器能否测量大位移量?为什么?3、 电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量?4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移?若能测量理由是什么?不能测量理由是什么?应采取什么措施改进,就可以用电涡流传感器测量了。
5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同,为什么?6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
(1) 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理;(2) 两个线圈通常应该接在什么电路中?用图说明如何接法。
7、 某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径)(4mm r =,工作初始极板间距离)(3.00mm =δ,介质为空气。
问:(1) 如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆,电容的变化量C ∆是多少?(2) 如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =,读数仪表的灵敏度52=k (格/mV )在)(1m μδ±=∆时,读数仪表的变化量为多少?第四章 信号调理、记录和显示(一)填空题1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为电压电流输出的装置。
2、 在桥式测量电路中,按照 激励电压 的性质,电桥可分为直流和交流电桥。
3、 在桥式测量电路中,根据工作时阻抗参与变化的 桥臂 数 可将其分为半桥与全桥测量电路。
4、 调幅是指一个高频的正(余)弦信号与被测信号 相乘 ,使高频信号的幅值随被测信号的 频率 而变化。
信号调幅波可以看作是载波与调制波的 相乘 。
5、 调频波的解调又称为 鉴频 。
6、 调频是利用信号电压的 幅值 控制一个振荡器,使其输出为等幅波,而 频率 与信号电压成正比。
7、 常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义为副频特性曲线降为最大值21倍时对应的频率为截止频率 ,其带宽B =fc2-fc1 ,若为倍频程滤波器1c f 与2c f 的关系为 fc2=1.26fc18、 RC 低通滤波器中RC 值愈 大 ,则上截止频率愈低。
(二)选择题1、 设有一电路,1R 是工作桥臂,2R ,3R ,4R 是固定电阻,且4321R R R R ===。
工作时1112R R R ∆+→,则电桥输出电压≈y e ( )。
0e 为电桥的电源电压。
(1)0114e R R ∆ (2)0112e R R ∆ (3)011e R R ∆ (4)0112e R R ∆ 2、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信号 。
3、 (1)相乘 (2)相除 (3)相加 (4)相减4、 电路中鉴频器的作用是 。
(1)使高频电压转变成直流电压 (2)使电感量转变为电压量(3)使频率变化转变为电压变化 (4)使频率转变为电流5、 一选频装置,其幅—频特性在∞→2f 区间近于平直,在02→f 区间急剧衰减,这叫 滤波器。
(1)低通 (2)高通 (3)带通 (4)带阻6、 一带通滤波器,其中心频率是0f ,-3dB 带宽是B ,则滤波器的品质因数Q等于 。
(1)B f +0 (2)B f -0 (3)B f 0 (4)B f 0(三)判断对错题(用√或×表示)1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平衡。