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1、机械工程测试技术机械工程测试技术总复习总复习机械工程专业机械工程专业第一章第一章 信号及其描述信号及其描述一、信号的分类一、信号的分类一、信号的分类一、信号的分类信号信号确定信号确定信号随机信号随机信号周期性信号周期性信号非周期性信号非周期性信号准周期性信号准周期性信号瞬变非周期性信号瞬变非周期性信号信号的描述：信号的描述：时域描述：时域描述：以时间为独立变量以时间为独立变量，反映信号，反映信号幅值幅值时间时间变化的关系。变化的关系。频域描述：频域描述：以频率为独立变量来表示信号，反应信号的以频率为独立变量来表示信号，反应信号的 幅值幅值-频率（幅频谱）频率（幅频谱）或或相位相位-频率（相频谱
2、频率（相频谱）关系。）关系。1.离散性；离散性；2.每条谱线出现在每条谱线出现在 3.谱线高度表示该谐波的幅值和相位角谱线高度表示该谐波的幅值和相位角.谱波幅值总的趋势是随谐波的增高而减小。谱波幅值总的趋势是随谐波的增高而减小。或或 的整数倍上的整数倍上;频谱离散频谱离散频谱连续频谱连续频谱：频谱：构成信号的各个频率分量的集合。构成信号的各个频率分量的集合。2 2 2 2第一章第一章 信号及其描述信号及其描述一、周期信号与离散频谱一、周期信号与离散频谱傅里叶变换傅里叶变换反傅里叶变换反傅里叶变换x（t）X（f）卷积特性：卷积特性：3 3 3 3第一章信号及其描述随随 机机 信信 号号 样本函数
3、：样本函数：按时间历程所作的各次长时间的观测记录；按时间历程所作的各次长时间的观测记录；样本记录：样本函数在有限时间上的部分；样本记录：样本函数在有限时间上的部分；随机过程：随机过程：同一试验条件下，全部样本函数的集合；同一试验条件下，全部样本函数的集合；概率密度函数：概率密度函数：信号幅值落在指定区间内的概率信号幅值落在指定区间内的概率；信号幅值的分布信息。信号幅值的分布信息。概率密度函数的作用概率密度函数的作用:1.随机信号幅值分布的信息随机信号幅值分布的信息;2.识别信号的性质识别信号的性质4 4 4 4第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 测试装置的静态特性测试装置的静态
4、特性静态测量：静态测量：测量期间被测值认为是恒定的。测量期间被测值认为是恒定的。u线性度：线性度：测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系（即理想测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系（即理想直线关系）的偏离程度。直线关系）的偏离程度。线性度线性度拟合直线的确定：拟合直线的确定：端基直线端基直线 独立直线：最小二乘法独立直线：最小二乘法5 5 5 5第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 测试装置的静态特性测试装置的静态特性u线性度：线性度：单位输入变化（单位输入变化（x）所引起的输出的变化（所引起的输出的变化（y）。理想的定常线性系统：理想的定常线性系统：常数常数 灵敏度有
5、量纲，其量纲为输出量的量纲与输入量的量纲之比。灵敏度有量纲，其量纲为输出量的量纲与输入量的量纲之比。6 6 6 6测试装置的静态特性测试装置的静态特性第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 u回程误差：回程误差：描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性。描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性。u分辨力：分辨力：引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量变化值。引起测量装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输入量变化值。u零点漂移：零点漂移：测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。测量装置的输出零点偏离原始零点的距离。u灵敏度漂移：灵敏度漂移：由于材料性质变化所引起的输入与输出
6、关系（斜率）的变化。由于材料性质变化所引起的输入与输出关系（斜率）的变化。7 7 7 7测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 脉冲响应函数：脉冲响应函数：x(t),y(t),h(t)传递函数：传递函数：x(s),y(s),h(s)频率响应函数：频率响应函数：x(w),y(w),h(w)拉普拉斯变换拉普拉斯变换傅里叶变换傅里叶变换频率域频率域复数域复数域传递函数：传递函数：时域时域8 8 8 8H(s)H(s)的几个特点：的几个特点：H(s)H(s)只表达系统的传输特性，与只表达系统的传输特性，与x(t)x(t)及系统的初始状态无
7、关及系统的初始状态无关 H(s)H(s)不拘泥于系统的物理结构，只反映系统的传输特性不拘泥于系统的物理结构，只反映系统的传输特性 H(s)H(s)反映反映x(t),y(t)x(t),y(t)量纲变换关系量纲变换关系 稳定系统：稳定系统：测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 9 9 9 9频率响应函数频率响应函数H(w)：测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 A(w)A(w)w w 幅频特性幅频特性相频特性相频特性注意：注意：H(w):信号输入与稳态输出的关系信号输
8、入与稳态输出的关系。H(s):稳态稳态+瞬态。瞬态。脉冲响应函数：脉冲响应函数：当当 h(t):装置的传输特性在时域中的描述装置的传输特性在时域中的描述。10101010测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 环节的串、并联环节的串、并联串联串联：11111111测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 环节的串、并联环节的串、并联12121212测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 一阶系统：一阶系统：令令RC=时间常数时间常数例题例题13131313测试装置动态特性的数学描述测试装置动态特性的数学描述第二章第二章 测试装置的基本特性测试装置的基本特性 二阶系统：二阶系统：固有频率固有频率 阻尼比阻尼比 灵敏度灵敏度 14141414幅频特性：幅频特性：A(w)-w二阶系统的特点二阶系统的特点 当当w2fh28282828