绪论89073.ppt

绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 输出装置：进行信号的显示、记录 主要有：指示仪表、记录仪、示波器等。 分为：数字输出装置、模拟输出装置 绪 论 二、电测法 机械行业常用的测量方法有：机械测量法，光学测量法和电测法等。其中运用最多的就是电测法。 定义：利用各种电子测量线路和仪器对非电物理量进行测量的方法。 特点： 高灵敏度，高精度； 信号便于传输和处理； 能方便的组成数字化测量系统和计算机智能测量系统。（可与计算机接口） 绪 论 三、测试技术的作用 1、历史上人们对测试技术的认识 自古以来，测试技术就渗透在在人类的生产活动、科学实验与日常生活的各个方面。●古代利用“步弓”丈量土地●利用“日晷（gui）”计量时间●利用“绳扣”记录数量●成语：“五十步笑百步”、“百步穿杨”●秦始皇统一了割居的六国形成统一的中央 政权后，首先做的工作就是统一度量衡，由此 可见测试计量技术的重要性。 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论通过本课程的学习，培养学生能较正确地选用测试系统并初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理工程测试技术问题打下坚实的基础。从进行动态测试工作所必备的基本条件出发，学生在学完本课程后应具有下列几个方面的知识和能力： 1、 掌握信号时域和频域的描述方法，建立明确的信号频谱概念，掌握频谱分析的基本原理和方法； 2、 了解常用传感器、中间变换电路及记录、显示设备的工作原理及性能，并能依据测试要求进行比较合理的选择。 3、 掌握测试系统的静、动态特性的评价方法和不失真测量条件，并且能正确运用相关理论对测试系统进行分析和选择。 4、 对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，对工程测试中的某些参数的测试能自行确定测试方法，自行设计或选用测试系统，并能对测量结果正确地进行数据处理。 第一章 信号及其频谱分析 §1-1 信号及其分类 §1-2 信号的时域及频域描述 §1-3 周期信号的频谱分析 §1-4 非周期信号的频谱分析 教学目的 了解信号分类。 掌握信号的时域及频域描述的含义。 掌握常用的信号时域、频域分析方法的基本原理、频谱特点和应用。 掌握周期信号、非周期信号的频谱特点，了解其频谱分析过程 。 § 1-1 信号及其分类 测试：利用测量系统测出变化中的物理量。 被测参量具有三个特征： 物理特征：物理性质 量值特征：量值大小 时变特征：随时间变化的情况 信号：只涉及被测参量的量值特征和时变特征，而不涉及其物理特征。 信号分析运用数学工具对信号加以分析研究，提取有用的信号，从中得到一些对工程有益的结论和方法。 信号的分类与描述 信号的分类主要是依据信号波形特征来划分的，在介绍信号分类前，先建立信号波形的概念 信号波形：被测信号信号幅度随时间的变化历程称为信号的波形。为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为： 1、从信号描述上分 --确定性信号与非确定性信号； 2、从信号的幅值和能量上 --能量信号与功率信号； 3、从分析域上 --时域与频域； 4、从连续性 --连续时间信号与离散时间信号； 5、从可实现性 --物理可实现信号与物理不可实现信号。 连续信号和离散信号 如果在某一时间间隔内，对任意时间值，除若干不连续点外，该函数都能给出确定的函数值，称为连续信号。 和连续信号相对应的是离散信号。代表离散信号的时间函数只在某些不连续的时间值上给定函数值。 周期信号 特点：一个周期内的就代表了信号的全部。 周期信号的频谱 三角形式傅里叶级数展开 定义：在数学上，凡满足狄里赫利条件的周期函数都可以展成三角形式的傅里叶级数。 狄里赫利（Dirichlet）条件： 指数形式傅里叶级数的三个特点： 频谱有正负频率项，频谱左右对称，称为双边谱； 每条谱线代表分量幅值的一半； 负频率的出现是数学运算的结果，没有物理意义。 复杂周期信号的频谱具有以下三个共同特点： 频谱是一根根离散的谱线组成的； 每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，不存在非整数的频率分量； 各谐波分量的幅值随谐波次数或频率的增高而减小。 概括：离散性、谐波性和收敛性 准周期信号的各谐波成分的频率比不是有理数， 例如：各谐波成分在合成后不可能经过某一段时间间隔后重演，其合成信号不是周期信号。但这种信号的频谱是离散谱。 通常所说的非周期信号是指瞬变非周期信号。下面讨论这种非周期信号的频谱 § 1-4 非周期信号的频谱分析 与周期信号相似，非周期信号也可以分解为许多不同频率分量的谐波和，所不同的是，由于非周期信号的周期T?∞，基频f?df，它包含了从零到无穷大的所