[理学]测试技术教案1.ppt

第 一章 信号及其 描述 例如：某钢厂减速机上测得的振动信号波形(测点3) 测点３振动信号波形 减速机振动测点布置图 第 一章 信号及其 描述 2）非周期信号：确定信号中不具有周期重复性的信号称为非周期信号，又可分为准周期信号、瞬变非周期信号 。 准周期信号：由多个具有不成比例周期的正弦波之和形成，或者称组成信号的正（余）弦信号的频率比不是有理数。 如： 准周期信号 第 一章 信号及其 描述 瞬变非周期信号：是一些或在一定区间内存在或随着时间的增长而衰减至零的信号。 例如：单自由度振动模型在脉冲力作用下的响应 瞬变非周期信号 第 一章 信号及其 描述 思考： 判断下列每个信号是否是周期信号？ （a） (b) (c) （d） 周期信号 周期信号 非周期信号 非周期信号 第 一章 信号及其 描述 3）非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。可分为平稳随机信号和非平稳随机信号。 噪声信号(平稳) 统计特性变异 噪声信号(非平稳) 第 一章 信号及其 描述 2 连续信号和离散信号 若信号数学表达式中的独立变量的取值是连续的，称连续信号。若信号数学表达式中的独立变量的取值是离散的，称离散信号。注：连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的。 采样信号 连续信号 第 一章 信号及其 描述 3 能量信号和功率信号 1）能量信号 能量信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件： 第 一章 信号及其 描述 3 能量信号和功率信号 2)功率信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量不是有限值．此时，研究信号的平均功率更为合适，若满足下列条件则称为功率信号。 功率信号 为从被测对象中获取有用信号，需要一套测试系统去完成。 激励装置：以适当的方式激励被测对象，使其产生既能充分表征其有关信息又便于检测的信号。 传感器： 传感器直接作用于被测量。将反映被测对象特性的物理量，如压力、加速度、温度等，检出并转换为电量 ，按一定规律输出。 3）信号调理： 把来自于传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。 多数为电信号转换，例如，将幅值放大、将阻抗的变化转换成电压的变化化或将阻抗的变化转换成频率的变化，等等。 信号处理：接受来自信号调理环节的信号，并进行各种运算、滤波、分析，将结果输出至显示、记录装置。 信号显示、记录环节：以观察者易于认识的形式来显示测量的结果 还可以将结果通过反馈、控制到激励装置以减少干扰、消除误差。 “当你能测量你在谈及的事物，并将它用数字表达时，你对它便是有所了解的；而当你不能测量它，不能将它用数字表达时，你的知识是贫瘠的和不能令人满意的。” ——William Thompson 它将环境的噪音强度转化为电信号，再进行处理＆输出。 在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。例如全自动洗衣机以人们洗衣操作的经验作为模糊控制的规则，采用多种传感器将洗衣状态信息检测出来，并将这些信息送到微电脑中，经微电脑处理后，选择出最佳的洗涤参数，对洗衣全过程进行自动控制，达到最佳的洗涤效果。 利用衣量传感器来检测洗衣时衣物量的多少，从而决定设定水位的高低。 ???? ．利用衣质传感器来检测衣物重量、织物种类，从而决定最优洗涤温度、洗涤时间。 ．利用水温传感器来检测开机时的环境温度和注水结束时的水温，为模糊推论提供信息。 ???? ．利用传感器来检测水的硬度，进而决定添加洗衣粉的量以期达到最佳洗涤效果。 ???? ．利用光传感器来检测洗涤液的透光率，从而间接检测了洗净程度。 ???? ．利用传感器监测干衣过程中衣物电阻的变化，来选择决定烘干时间，与传统的定时烘干相比，更具灵活性。 ???? ．利用压力传感器实现电信号与机械力信号的相互转换，以实现无级调水，从而达到省水、省电的目的。 将受光面的光像分成许多小单元，并把它们转换成电信号。　 各种物理效应、化学效应、微电子技术和生物学原理在测试技术中的广泛应用使可测量的范围不断扩大，测量精度和效率得到很大提高。 随着目前人造晶体、电磁、光电、半导体和其它一些新材料的出现，开发出的新型传感器使可测量大量增多，也促进了集成化、小型化和高性能传感器的发展。 这种传感器是为实现嗅觉功能的，电子鼻是由传感器阵列构成的。阵列中的每个传感器覆盖着不同的具有选择性吸附化学物质能力