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机械工程测试技术 刘培基版 第一章 概论 .测试 测试是测量和试验的综合 工程测量 静态测量 动态测量 非电量电测法 利用传感器把被测非电量转换为电量，然后测量 优点 1)能连续测量，自动记录 2）通过电量放大器，被测量被放大 3）即可测静态，又可测动态及瞬态 4）可有线或无线远距离遥测 5）可利用计算机自动测试及分析处理 测试系统的组成类型 一体型 组合型 测试系统的构成及各组成部分的作用 测量对象 传感器：在测试系统和被测试对象之间建立了一定的连接关系，它直接感受被测量并将其转换成电信号。是测试系统中的关键部件。 中间转换电路（信号调理电路）：作用是将传感器的输出信号 进行传输、放大和转换，使其适合显示、纪录、数据处理。 信号处理：它是以计算机为核心对中间转换电路的输出信号作进一步地处理（如：计算、频谱分析、数据储存等） 显示、记录：作用是输出测试结果。 真值 真实值；理论真实值、约定真实值、相对真实值 测量误差表示方法 绝对误差（测量结果与被测真值之差）、相对误差、引用误差 分类 系统误差（线性度、滞后度）、 随机误差（重复性误差/不能消除和修正，大小方向无规律）、 粗大误差 第二章 信号的描述及其分析 信号分类 确定信号（周期、非周期）和随机信号（多种信号和） 模拟信号和数字信号 （时间、幅值上均离散） 连续信号和离散信号 能量信号和功率信号 周期信号特点 1.离散性 2.谐波性 3.收敛性 分类 简单周期信号 复杂周期信号 描述工具 傅里叶级数 如， 非周期信号特点 1.连续性 2.非谐波性 3.收敛性 分类 瞬变信号 准周期信号 描述工具 傅里叶变换 第三章 测试系统的基本特性 静态特性 1.抗干扰特性 2.负载效应 3.动态特性 指标 1.线性度（满足叠加性和比例性判断） 定度曲线与理想（拟合）曲线接近程度 2.灵敏度 （系统输出与输入之间的比值，定度曲线的斜率）越高范围越窄 3.回程误差（滞后/变差） 描述测量装置输出同输入变化方向有关的输出特性 4.精确度 5.漂移 6.信噪比 动态特性 测试系统表现出的响应特性 描述方法 1.时域微分方程 2.传递函数 3.频率响应函数 4.脉冲响应函数 测定 1.频率响应法 2.阶跃响应法 负载效应 某装置由于后接另一装置而产生的种种现象 不失真测试 被测信号通过测试系统后 ，其波形形状不发生改变 条件 对一个测试装置，其输出y(t)和输入x(t)满足 y(t)=A0x(t-τ0)。式中A0、t（τ）0 均为常量。 则，即实现不失真测量的基本条件为①A(ω)= A0 =常数，②φ(ω)=-τ0ω 第四章 常用传感器原理及应用 传感器分类 信号转换特征 物性型 结构型 能量传递 能量控制型 能量转换型 工作原理 电阻应变式 电感式 电容式 压电式 按接触 接触： 电阻应变式、电感式（涡流式除外）、压电式、热敏电阻、气敏式（转换为电导率变化 ） 非接触：涡电流式、光电式、热释电式、霍尔式 非接触测量的是：电容式、光纤式、霍尔式等传感器 选用传感器的基本原则 (1) 灵敏度 (2) 响应特性（保持不失真） (3) 线性范围 (4) 稳定性 　 （5）精确度 （6）测量方式 　 传感器技术发展 物性型（依靠材料本身性质来实现信号转化） 智能化 微型化 多功能化 电阻应变式传感器工作原理 利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的一种装置 电阻应变效应 当金属丝在外力作用下产生机械变形时，其电阻值发生变化 应用 电阻应变片