第五章、测试信号调理技术

第一章 测试技术基础知识1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：82.40、82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。

试用第3种表达方式表示其测量结果。

解：1）常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于不确定度的表达方式等3种2）基于不确定度的表达方式可以表示为0x s x x x nσ∧=±=±均值为8118i i x x ===∑82.44标准偏差为821()7ii x x s =-==∑0.04样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为ˆ8x sσ==0.014 所以082.440.014x =±第二章 信号描述与分析2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为12ππ120ππ()4(cos sin )104304n n n n n y t t t ∞==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。

解：基波分量为12ππ120ππ()|cos sin 104304n y t t t ==+ 所以：1）基频0π(/)4rad s ω=2）信号的周期02π8()T s ω==3）信号的均值42a = 4）已知 2π120π,1030n n n n a b ==，所以 22222π120π()() 4.00501030n n n n n A a b n π=+=+= 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011π()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t ωϕπ∞∞===++=+-∑∑2.3 某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。

电路中的传感器与信号调理技术现代社会的发展离不开科技的进步和创新。

在各个领域中，电路的应用越来越广泛。

而在电路中，传感器和信号调理技术起着至关重要的作用。

本文将着重讨论电路中的传感器和信号调理技术的应用。

一、传感器的作用传感器是电路中的重要组成部分，它能够将感知到的现实世界信息转化为电信号，为电路系统提供输入。

不同类型的传感器有着各自独特的功能和用途。

例如，温度传感器可以感知环境的温度变化，而压力传感器则可以感知物体所受到的压力大小。

传感器的应用领域非常广泛。

在环境监测方面，传感器可以用于测量空气质量、水质状况等。

在工业生产中，传感器可以用于物流仓储、自动化生产等领域。

传感器的作用不仅仅局限于生活和工业领域，还涉及医疗、农业等多个领域。

可以说，传感器已经渗透到了我们生活的方方面面。

二、传感器的种类传感器的种类繁多，按照不同的物理量可以被分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光照传感器等。

其中最常用的传感器是温度传感器，它可以测量环境的温度，用于室内温控、温度报警等方面。

不同类型的传感器也有不同的工作原理。

以温度传感器为例，它常见的工作原理有热敏电阻式、电动势式和非接触式等。

热敏电阻式温度传感器利用温度对电阻值的影响进行测量。

而电动势式温度传感器则是通过测量温度对某些电特性的影响来实现测量。

三、信号调理技术在电路中，传感器产生的信号往往比较微弱和不稳定，需要经过信号调理来提高其可靠性和精确性。

信号调理技术能够将传感器信号进行放大、滤波、增强等处理，以适应电路系统的需求。

信号调理技术主要包括放大、滤波和模数转换等步骤。

放大可以提高信号的幅值和增益，使其能够更好地传递和处理。

滤波则通过去除噪声、抑制干扰等方式，提高信号的准确性和稳定性。

模数转换则是将模拟信号转换为数字信号，并进行数字化处理。

模数转换是现代传感器与控制系统之间的桥梁，广泛应用于自动化控制领域。

它可以将传感器的输出信号转换为计算机可以理解和处理的数字信号，从而实现更高精度的测量和控制。

《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。

测试技术面试重点题目54题！！第一章绪论1.什么是测试？测试方式有哪两种类型?答；测试是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。

分为：静态测试，被测量（参数）不随时间变化或随时间缓慢变化。

动态测试，被测量（参数）随时间（快速）变化。

2.基本的测试系统由哪几部分组成？答：基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显示记录装置三部分组成。

1）传感器：感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式，通常为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电感、电容）。

2）信号调理装置：对传感器的输出做进一步处理（转换、放大、调制与解调、滤波、非线性校正等），以便于显示、记录、分析与处理等。

3）显示记录装置：对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进行显示、记录、存储，某些显示记录装置还可对信号进行分析、处理、数据通讯等。

3.测试技术有哪些应用？答：测试技术的主要应用：1）产品的质量检测2）作为闭环测控系统的核心3）过程与设备的工况监测4）工程实验分析。

4.什么是信息、信号、噪声?答：1）信息：既不是物质也不具有能量，存在于某种形式的载体上。

事物运动状态和运动方式的反映。

2）信号：通常是物理、可测的（如电信号、光信号等），通过对信号进行测试、分析，可从信号中提取出有用的信息。

信息的载体。

3）噪声：由测试装置本身内部产生的无用部分称为噪声，信号中除有用信息之外的部分。

5.测试工作的实质（目的任务）?答：测试工作的实质（目的任务)：通过传感器获取与被测参量相对应的测试信号，利用信号调理装置以及计算机分析处理技术，最大限度地排除信号中的各种干扰、噪声，最终不失真地获得关于被测对象的有关信息。

6.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些?答：1)直接测量一—指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。

（等精度直接测量和不等精度直接测量）：2)间接测量一—指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量；3）组合测量——指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。

传感器中的信号检测和处理方法信号检测和处理是传感器技术中至关重要的一环。

传感器通过感知和测量物理量或环境信息，将其转化为电信号进行传输和处理。

本文将介绍一些常见的传感器中的信号检测和处理方法。

一、信号检测方法1. 阈值检测法阈值检测法是一种最简单的信号检测方法。

传感器输出的信号与预设的阈值进行比较，如果超过阈值，则认为信号存在，否则认为信号不存在。

该方法适用于检测信号的存在与否，但无法提供信号的具体数值信息。

2. 滤波检测法滤波检测法通过滤波器对信号进行处理，滤除噪声和干扰，提取出感兴趣的信号成分。

常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

滤波检测法可以提高信号的质量和可靠性。

3. 相关检测法相关检测法通过与模板信号进行相关运算，判断信号与模板之间的相似度。

利用相关性的测量指标，可以实现对信号的匹配和识别。

这种方法在模式识别和信号匹配方面被广泛应用。

二、信号处理方法1. 数字信号处理数字信号处理采用数字技术对信号进行处理和运算。

它可以对信号进行采样、量化和编码，然后通过数字滤波、谱分析等算法实现信号的处理和分析。

数字信号处理具有高精度、高灵活性和抗干扰能力强的优点。

2. 模数转换模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。

传感器通常输出的是模拟信号，通过模数转换，可以将其转换为数字信号进行处理。

模数转换可以采用脉冲编码调制、脉冲宽度调制等方法。

3. 压缩与编码在一些特殊应用中，为了减小数据的存储和传输量，可以对信号进行压缩与编码处理。

压缩与编码技术可以将冗余信息删除或者利用编码算法将信号进行压缩表示，从而减小信号的存储空间和传输带宽。

三、信号检测和处理系统的设计为了实现对传感器输出信号的检测和处理，需要设计相应的信号检测和处理系统。

一个完整的信号检测和处理系统通常包括信号传感、信号调理、信号处理和显示输出等模块。

1. 信号传感信号传感模块负责将被测量的物理量或环境信息转换为模拟信号。

传感器的选择和布置对信号检测的准确性和可靠性有很大影响，需要根据具体应用的需求进行选择。