工程测试与信号基础部分课后答案.doc

绪论 测是指确定被测对象属性量值为目的的全部操作；测试是试验性质的测量，或者可以为测量和试验的综合。测试技术研究的主要内容包括四个方面测试技术的任务1)新产品设计2)设备改造3)工作和生活环境的净化及监测)工业自动化生产)科学规律的发现和新的定律、公式的诞生。测试方法的分类1) 按是否直接测定被测量的原则分类直接测量法和间接测量法2)按传感器与被测物体有机械接触的原则接触法与非接触测量法3) 按测量是否随时间变化分类静态测量动态信号的分类按所传递的信息的物理属性分类机械(如位移、速度、加速度、力、、等)电学(如电流、电压等)声学(如声乐、声强等)光学等等按照时间函数取值的连续性和离散性分类分为连续时间信号离散时间信号。按照随时间变化分类可分为确定性信号和非确定性信号两类按照重复分类确定性信号周期信号和非周期信号平稳随机信号和非平稳随机信号、信号与数字信号通常以种变量域来描述信号即时间域、幅值域、频率域、时频域的分析有时域分析、幅域分析、分析、时频分析。时域分析峰值和峰峰值 峰峰值表示信号的动态，即信号大小的分布区间均值 表示信号大小的心位置也固定分量或分量 表示了信号分散程度或波动程度自相关 相关的概念 相关系数定量说明随机变量与之间的相关程度 自相关自相关函数描述了信号一个时刻的取值与相隔时间的另一个时刻取值的依赖关系即相似程度。自相关函数是偶函数，的极大值出现于处。周期信号的自相关函数是与原信号周期相同的周期信号互相关函数 表示两个信号之间依赖关系的相关统计量，即它了两个信号的相关程度。互相关函数主要应用于检测和识别存于噪声中的用信号一） 周期信号的频谱分析 1．周期信号的角展开式与频谱图 例题1：周期性矩形波的频谱 矩形波次谐波的幅值衰减是很慢的，第21次谐波的幅值才衰减为基波的近乎5％。此矩形波的频谱图 例题2：周期性角波的频谱角波高次谐波衰减得很，其第5次谐波的幅值就衰减为基波的1／25。它相当于矩形波的第25次谐波也就是说角波比矩形波接近、余弦波形、傅里叶变换1-4、周期信号、非周期信号和随机信号在不同领域的描述中有何不同？用什么方法可以鉴别混杂在一起的这三种信号？用什么方法可以将它们分离开来？ 答：不同性质信号的样本记录，具有不同的概率密度函数。因此，可以通过分析概率密度函数来确定被测信号所含的成分。Chap2静态特性主要是指输入与输出的关系。静态特性1.线性度2.迟滞3.重复性4.灵敏度5.分辨力和阈值6.稳定性和温度稳定性7.漂移8.静态误差[精度]动态特性是指对随时间变化得输入量得响应特性。不等于常数时所引起的失真称为幅值失真，与之间的非线性关系所引起的失真称为相位失真。一般情况下，测试系统既有幅值失真又有相位失真。 改善传感器性能的技术途径.结构、材料与参数的合理选择.差动技术.平均技术.稳定性处理.屏蔽、隔离与干扰抑制.零示法、微差法与闭环技术.补偿与校正.集成化、智能化与信息融合2-8、进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度 为90.9nC/MPa，将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算该测量系统的总灵敏度。又当压力变化3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ ??解：总灵敏度? ? 记录的位移=2-10、想用一个一阶系统作100HZ正弦信号的测量，若要求限制幅值误差在5%以内，则时间常数τ应取多少？若用该系统测试50HZ正弦信号，试问此时的幅值误差和相角差是？ Chap3 3-1 3-7涡流传感器特点：结构简单、使用方便、分辨率高、不受油污等介质的影响以及可实现非接触式测量等。应用：轴振摆测量、轴心轨迹测量、转速测量、材料厚度测量、物件计数、表面探伤。 3-9压电效应：某些材料在承受机械应变作用时，内部就产生极化现象，从而在材料的相应表面会产生电荷；当外力除去后，又重新恢复到原来的状态，这种现象称为压电效应。石英石英晶体的压电特性： 3-10电感式传感器分类：按其转换方式不同分为自感式传感器、互感式传感器、涡流式传感器；按其结构形式不同又可分为变气隙式、变面积式和镙管式 Chap4 4-1 信号调理的作用是信号调理就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。信号调理可以将数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，它能够帮助直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。信号调理技术可以将数据采集系统的总体性能和精度提高10倍。、热敏电阻具有随温度的变化电阻值变化的特性。从热电效应的原理可知，热电偶产生的热电动势与两端温度有关。只有将冷端的温度恒定，热电动势才是热端温度的单值函数。由于热电偶分度表是以