现代测试技术实验指导书(2015年1月修订).doc

现 代 测 试 技 术 实 验 指 导 书 物流工程学院 港机实验室编 武汉理工大学 2014年9月 前 言 《现代测试技术》课程是机械设计制造及其自动化、物流工程等专业的一门实践性较强的专业基础必修课。通过本课程的实验教学，让学生在熟悉现代测试技术理论的基础上掌握测试技术基本知识和实验技能及信号分析处理方法，培养和提高学生从事科学试验的实际动手能力。 根据《现代测试技术》实验教学大纲内容的安排，特制定本实验教学指导书，其内容包括信号分析实验、传感器原理实验、应变电桥输出特性与静态应变测量实验和结构动态应力应变测量实验。 本指导书由朱泽、宋强编写，其中实验一、实验四由朱泽编写，实验二、实验三由宋强编写。 编者 2014年9月  目 录 实验一 信号分析实验………………………………………… 1 实验二 传感器原理实验………………………………………13 实验三 应变电桥输出特性与静态应变测量实验……………18 实验四 结构动态应力应变测量实验…………………………23  实验一 信号分析实验 一、实验目的和要求 1．了解测试信号的分类和描述，学会信号的时域分析、频域分析和相关分析。 2．熟练掌握对周期信号与非周期信号进行频谱分析的步骤与作图方法，熟知其频谱特性。 3．通过上机实验，学会应用信号分析软件进行信号分析处理。 4．要求上机前仔细阅读实验指导书的有关内容及实验步骤，为顺利地完成实验做好准备。 二、实验设备 微型电子计算机若干台，配以应用信号分析软件进行信号分析处理。 三、实验步骤 典型信号及谱分析 时域信号波形及其谱的观察，数据检索和列表查看 双击“”打开信号分析软件。点击右侧操作菜单“”，在其下拉选项中选择“”选项，将会出现通道配置窗口，对于AI1-01通道，在该窗口的“参数”列中，点击“类型”下的信号下拉选项，选择“随机”信号，如图1所示。 图1 随机信号的选择 信号类型设置好后，点击该随机信号右侧“幅值”参数下的数值，该选项即被激活，将其更改为“4000mv”，最后点击通道配置窗口右下角的“”按钮，予以保存。该软件在“”模式下的菜单选项共4项：“参数文件”“存储规则”“设置”“测量”如图2所示。单击最右侧的“”，出现如图3所示测量的界面，在该界面的最右侧为信号通道的选择部分，如图4所示，被选中的通道前面会出现“”，系统默认是1号机的AI1-01通道，也就是我们设置的随机信号。 图2 测量模式下的菜单栏 图3 测量界面的内容图 图4 模拟信号通道的列表 点击左上角的“”工具，可进行信号的采集，我们要将采集的信号放到指定的文件夹，在弹出的“新建工程”窗口中（如图5所示），可进行“文件存放位置”和“文件名”的设置，示例中将信号文件命名为“01-1”，点击右下角的“”按钮后，会弹出“新建测试”对话框（如图6所示），需要进行“文件名”设置，示例将文件命名为“01-1”。设置完成后，软件便开始进行信号的采集工作了，当信号采集约10s 时，点击左上角的“”按钮，停止对信号的采集，并自动保存。 图5 “新建工程”对话框 图6 “新建测试”对话框 采集到的随机信号如图7所示，点击图形右下方的“”可对图形进行X方向上的放大，点击图形右下方的“”可对图形进行X方向上的缩小。点击图形左上方的“”可对图形进行Y方向上的放大，点击图形左上方的“”可对图形进行Y方向上的缩小。 图7 采集到的随机信号时域图 单击图形左侧图形参数的设置选项部分中（如图8所示）的“”选项卡，在最下方的“”栏，单击“全选”前的方框，在图形区域出现该时域信号的统计信息，单击该统计信息可进行位置的移动。 图8 图形参数的设置选项图 信号的识别及变换 在“通道配置”中将第AI1-5通道的信号类型设置为脉冲信号，并对该脉冲信号的周期设置为10s，起始相位90.0deg，占空比0.1%，各项参数的设置如图9所示。通过信号的采集功能进行信号采集，存放采集信号的文件名可重新命名也可使用上题的文件名（示例采用后者方式），采集时长约12s的信号。（相应操作步骤可参考第（1）题中的相应步骤）。 图9 脉冲信号的参数设置 单击左上角的“”选项，进入信号分析模式，再单击工具栏中的“”，将会出现两张布局图：“记录仪”图（时域信号图）和“FFT”图（傅里叶变换图）。单击“记录仪”图，该图即被选中，在图形右侧的通道选项卡，找到蓝紫色的01-1文件夹并单击打开，将AI1-01通道前的“”单击去掉对号，选中AI1-05通道，如图10所示，此时，“记录仪”图便会显示采集的信号。同样，选中“FFT”图，在图形右侧的通