工程测试技术本科生和研究生用chx资料
工程测试技术
1．测量：测量是以确定被测物属性量值为目的的全部操作。
2．测试技术的基本概念：测试技术是测量和实验的综合实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
测试：测量+实验3．测试技术的工程应用：在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。
测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。
如流程工业设备运行状态、监控产品质量测量楼宇控制与安全防护、家庭与办公自动化。
4．测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。
5．测试装置的基本特性：测试系统的静态特性就是在静态测量情况下描述实际测量系统与理想线性时不变系统的接近程度。
常用灵敏度、非线性度和回程误差等主要定量指标来表征实际的测试系统的静态特性。
灵敏度：灵敏度表征的是测试系统对输入信号变化的一种反应能力。
灵敏度的量纲取决于输入/输出的量纲。
非线性度：是指系统的输出/输入之间保持常值比例关系(线性关系)的一种度量。
由定度曲线采用拟合方法得到的输入/输出之间的线性关系，称为“拟合直线”。
非线性度就是定度曲线偏离其拟合直线的程度。
回程误差：也称滞差或滞后量，表征测试系统在全量程范围内，输入量递增变化(由小变大)中的定度曲线和递减变化(由大变小)中的定度曲线二者静态特性不一致的程度。
6．传感器定义：传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。
7．电容式传感器变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化。
分类:a)极距δ变化型ξεεAC=，δ、A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。
b)面积变化型：角位移型、平面线位移型、柱面线位移型c)介质变化型8．金属电阻应变片原理敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量敏感部分9．电感式传感器：基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。
分类：a 自感型--可变磁阻式：原理:电磁感应。
原理：b 互感型--差动变压器10．压电效应:某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。
《工程测试技术》课件
医疗器械测试
医疗器械的测试涉及到 患者的生命安全，因此 需要严谨的测试技术和
方法。
CHAPTER
02
测试技术基础知识
测试系统的基本构成
传感器
负责将物理量转化为电信号，是测试系统的首要环节 。
信号调理器
对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以适 应后续的测量设备。
记录与分析仪器
用于记录和显示测量结果，常见的有示波器、频谱分 析仪等。
振动测试的应用
在机械制造、航空航天、交通运输等领域，振动 测试是设备故障诊断和结构安全评估的重要方法 。
位移与速度测试技术
01
位移与速度测试技术
通过测量物体的位移和速度，评估其运动状态和动态有线性可变差动变压器（LVDT）和编码器等，速度 传感器有光电码盘和霍尔元件等，它们能够将位移或速度信号转换为电 信号，便于测量和记录。
流量测试的应用
在石油、化工、水处理、环境监测等领域，流量测试是工艺控制和 节能减排的重要手段。
振动测试技术
1 2 3
振动测试技术
通过测量设备或结构的振动位移、速度和加速度 等参数，评估其动态特性和稳定性。
振动传感器
常用的振动传感器有电涡流传感器、压电传感器 和磁电传感器等，它们能够将振动信号转换为电 信号，便于测量和记录。
虚拟测试与仿真技术
要点一
总结词
虚拟测试与仿真技术将为工程测试提供更加全面、真实的 环境模拟。
要点二
详细描述
虚拟测试与仿真技术可以利用计算机生成各种虚拟环境， 实现对真实环境的逼真模拟。这不仅可以减少测试成本、 降低风险，还可以在产品设计阶段进行预测和优化，提高 产品的可靠性和性能。同时，虚拟测试与仿真技术还可以 应用于复杂系统的性能评估和优化，为工程测试提供更加 全面和准确的数据支持。
工程测试技术知识点
1.测试技术：测量技术与实验技术的综合2. 测试技术的发展：古老测量方法——机械测量方法——非电量的电测方法——计算机测试技（CAT ）3.测试技术的发展趋势：1）、 量程范围更加宽广2）、传感器向新型、微型、智能型发展3）、测量仪器向高精度和多功能发展4）、参数测量与数据处理项自动化发展通过直接测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。
5. 要使测量具有普遍科学意义的条件：1）、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；2）、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验。
6. 非电量测量的基本思想：首先要将输入物理量转换成电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
7.测量系统的组成：8.传感器的组成：敏感元件 ： 将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量，传感元件 ： 凡是能将感受到的非电量（如力、压力、温度梯度等）直接变换为电量的器件称为传感元件 9.10. 展成指数形式的傅里叶级数：1）幅度谱以成偶对称，相位谱成奇对称2）1）谱线的密度只与周期T），谐波系数An=0的点，由 τ值决定）当τ一定时，周期T 4）当T 一定时，脉宽 τ 11. 周期信号的傅里叶谱有三个特点：a 、离散性：频谱由一条条不连续的谱线组成，是离散的，相邻谱线的间距是 ；b 、谐波性：各频率分量符合谐波关系，是基波的整数倍；c 、收敛性：谐波分量的幅值有随其阶数的增高而逐渐减小的总趋势 12. 著名的海森博格“测不准原理”。
13.dt e t x j x t j ωω-∞∞-⋅=⎰)()(傅里叶变换14. 周期信号与时限信号的异同点：1、相同点： 周期信号频谱的包络线与时限信号频谱的包络线相似2、不同点：a. 时限信号的频谱是连续谱，周期信号的频谱是离散谱b. 周期信号用功率谱表示；时限信号用能量谱表示。
C.周期信号幅值谱纵坐标表示相应的谐波分量的幅值；时限信号幅值谱纵坐标表示幅值谱密度；d.周期信号采用傅立叶级数（FS ）分析； 时限信号采用傅立叶积分分析。
《工程测试技术》实验指导书-14页精选文档
《工程测试技术》实验指导书目 录实验一 电阻应变片的原理及应用………………………………………………………………3 实验二电容式传感器的原理及应用……………………………………………………………8 实验三光纤传感器原理及应用…………………………………………………………………11 实验四光电和磁电传感器原理及应用 (14)实验一 电阻应变片的原理及应用一、实验目的：1. 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
2. 比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。
3. 了解全桥测量电路的优点。
二、实验设备：双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）。
三、实验原理： ㈠ 单臂电桥实验电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为ε⋅=∆k RR（1-1）式中R R ∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示，将四个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。
图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。
电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图 1-2 所示 R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2） E 为电桥电源电压；式 1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL 图 1-2 单臂电桥面板接线图㈡ 半桥性能实验不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图1-3所示。
电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε （1-3） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
武汉理工大学工程测试技术Chapter1
(2) 掌握测试系统基本特性的评价方法和不失真测试条件， 并能正确地进行测试系统的分析和选择。掌握一、二阶系统 的动态特性及其测定方法。 (3) 了解常用传感器、常用信号调理电路和记录仪器的工作 原理和性能，并能进行较合理地选用。
(4) 对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，能 初步进行机械工程中某些参数的测试。
Wuhan University of Technology
武汉理工大学机电工程学院
测试技术基础
第一章 绪论
Wuhan University of Technology
武汉理工大学机电工程学院
测试技术基础
第一章 绪论
1.3 测试方法分类与电测法测试系统
1.3.1 测量的基本方法
1 直接测量
无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器 得到被测量值的测量为直接测量。 例： ⊙ 天平测物体质量 ⊙ 用米尺测量物体长度 ⊙ 测量导体的电阻
测试工作的目的
获取研究对象中有用的信息，而信息又蕴涵于 信号之中。可见，测试工作始终都需要与信号打交 道，包括信号的获取、信号的调理和信号的分析等。
Wuhan University of Technology
武汉理工大学机电工程学院
测试技术基础
第一章 绪论
综上所述，可以得到测试的基本特征如下：
测量的特征：比较
武汉理工大学机电工程学院
测试技术基础
第一章 绪论
例二、汽车乘坐舒适性的台架试验
衡量乘坐舒适性的指标之一：坐椅处 的加速度 加速度计
液压振动台： 模拟道路的颠簸 状态
K
Wuhan University of Technology
C
武汉理工大学机电工程学院
工程测试技术资料课件
性能测试工具
性能测试工具
用于评估系统在特定条件下的性能表现，如 响应时间、吞吐量等。
性能测试工具的优点
能够量化评估系统性能，为优化提供数据支 持。
性能测试工具的缺点
需要设置合理的测试场景和参数，否则可能 导致误判。
性能测试工具的适用场景
要点一
总结词
要点二
详细描述
易用性、交互设计、学习效果
该在线教育平台在用户体验测试中，对平台的易用性、交 互设计以及学习效果进行了评估。通过用户调研和反馈， 对平台的界面设计、操作流程以及学习资源进行了优化， 提升了用户的学习体验和效果。同时，根据用户反馈对平 台的功能和性能进行了改进，提高了平台的整体质量和竞 争力。
THANKS
感谢您的观看
适用于评估系统性能指标，为系统优化提供 数据支持。
测试管理工具
测试管理工具
用于对测试过程进行管理的软件，能够管理 测试用例、跟踪测试进度等。
测试管理工具的缺点
需要学习使用新工具，初期使用成本较高。
测试管理工具的优点
提高测试管理的效率，方便团队成员协同工 作。
测试管理工具的适用场景
适用于大型项目、多团队协作等场景，方便 对测试过程进行统一管理。
根据测试计划和需求，编写具有可操作性的测试用例，包括测试环境、前置条件、测试步骤、预期结果等。
测试用例评审
组织相关人员进行测试用例评审，对不合理、不完善的测试用例进行修正和完善。
测试执行
搭建测试环境
根据测试用例的要求，搭建符合要求的测试环境。
执行测试用例
按照测试用例的步骤进行测试，记录实际结果，与预期结果进行比对。Fra bibliotek安全测试
工程测试技术共43页文档
本章目录
2.1 信号的分类与描述 2.2 信号的时域波形分析 2.3 信号的时差域相关分析 2.4 信号的频域分析 2.5 卷积分
工程测试技术 华中科技大学材
3
2.1 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，也就是根据被测信号信号幅度 随时间的变化历程来划分。
波形
工程测试技术 华中科技大学材
14
案例二：自相关测转速
性质3，性质4：提取周期性转速成分。
工程测试技术 华中科技大学材
15
案例二：地下输油管道漏损位置的探测
S 12m
X1
X2
工程测试技术 华中科技大学材
16
案例四：地震位置测量工程测试术 华中科技大学材17
2.4 信号的频域分析
对初次接触频域这一概念的人来说，频域一词即陌生又 奇怪。实际上，它是我们生活中一个非常重要的组成部分。 人的耳-脑组合就是一台极出色的频域分析仪。通过耳-脑 人们可将声音频谱细分为小的频段并区分出不同频段的强 弱，也可以从嘈杂的噪音听到小的声音。
c xy
xy xy
E [x (x )y (y )]
E [x (x ) 2 ] E [y (y ) 2 ] 1 /2
工程测试技术 华中科技大学材
8
2. 波形变量相关的概念（相关函数 ）
如果所研究的变量x, y是与时间有关的函数，即 x(t)与y(t)，二者之间是否存有关联？信号的相关描 述又称信号的时差描述。它的特点是在广义积分平 均时，将信号作了恰当时延，从而反映信号取值的 大小及先后的影响。
5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
测试00
返回首页
CAU
1905
T
本科生 工程测 试技术
Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering
绪论
技术特点
绪论
测量方法
直接测量 间接测量 组合测量
§1.1 测试技术 §1.2 系统组成
§1.3 内容任务 §1.4 前期知识 §1.5 应用实例 §1.6 参考书目
§1.6主要参考书
返回首页
CAU
1905
T
本科生 工程测 试技术
Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering
测试技术及发展
技术特点
绪论
绪论
1、工程测试的基本任务：
将机械量参数的变化转变成电参量的变化； 提取有用的信息进行传输、处理和运用。
返回首页
CAU
1905
20世纪50年代以前，作为参数测量的感受 元件较多属于机械式传感器，如弹簧压力表、 膨胀式温度计等。 进入20世纪60年代后，开始应用非电量 电测技术和相应的二次仪表，使测试技术迈 上了一个新台阶。 从20世纪80年代开始，应用计算机和智 能化仪表，以实现对动态参数的实时检测和 处理。 从20世纪80年代至今，许多新型传感技 术相继出现，如激光全息摄影技术、光纤传 感技术、红外CT技术、超声波测试技术等。
本科生 工程测 试技术
Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering
绪论
§1.1测试技术
§1.2系统的组成
§1.3内容与任务 §1.4 §1.5 前期知识 应用实例
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
19:16
18
5-2 滤波器
一、作用与分类
1. 作用 频率分析：选频装置 抑制噪声
图 滤波过程
19:16
19
5-2 滤波器
2. 分类
按频率 特性分
低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 全通滤波器
按传递 函数分
一阶滤波器
二阶滤波器 :
N 阶滤波器
19:16
按构成 器件分
无源滤波器 有源滤波器
重叠失真
19:16
10
通过系统时的波形失真
xm (t) [ A x(t)]cos 2 f0t A[1 mx(t)]cos 2 f0t
3、通过系统时的波形失真
调幅波通过系统时，将受到系统频率特性的影响。
理想情况
边带波被衰减 调幅深度变浅
调幅波通过系统时的波形失真
边带波被放大 调幅深度变深.
19:16
19:16
1
第五章 模拟信号分析
本章内容 5-1 调制 幅度调制、频率调制、相位调制 5-2 滤波器 理想滤波器、因果滤波器 5-3 估值 (自学)
19:16
2
课件资料下载：
邮箱地址：jxgccs@
“机械工程测试”每个字拼音的第一个字母
密码：111111
注意下载时不要删除原始文件
19:16
上式中mf=A0/，称为调频指数，A0是实际变化的频 率幅度，称为最大频率偏移。
求得的调频波频谱为：
调频波的频谱
– 单一频率调制时，调频波可用载波0与载波的边频(0+n)之和的 形式表示，间隔为；
– 每一个频率分量的幅值为GJn(mf)； – 理论上，边频数目无穷多。有效边频数目为2 (mf+1)
调频波的表达式为：
x(t) Acost
g(t) G sin G sin[0t 0 x(t)dt] G sin[0t 0 Acostdt]
19:16
G sin[0t
A0
sin t]
G sin[0t
mf
sin t]
17
调频波频谱
g(t) G sin[0t m f sin t]
调频波的频谱
d
dt
0[1
x(t)]
– 频率调制就是利用瞬时频率d/dt来表示信号的调制；
– 0是载波中心频率，0x(t)是载波被信号所调制部分，上 式表明瞬时频率是载波中心频率0与随信号x(t)幅值而变 化的频率[0x(t)]之和。
– 对上式进行积分，x(t)是单一余弦波，是调制信号
0t 0 x(t)dt
11
典型调幅波及其频谱
直流调制 余弦调制 余弦偏置调制
19:16
12
典型调幅波及其频谱
矩形脉冲调制
周期矩形脉冲调制
任意频限信号调制
19:16
13
幅度调制应用-动态电阻应变仪
●单臂电桥 U E dR 4R
●差动半桥 U E dR 2R
●差动全桥 U E dR R
19:16
14
二、调频波及其频谱
按所处理 信号分
模拟滤波器 数字滤波器
按处理
硬件滤波
方法分 软件滤波
20
5-2 滤波器
2. 分类 1) 根据滤波器的选频特性分
低通滤波器(LPF—Low Pass Filter)、 高通滤波器(HPF—High Pass Filter) 带通滤波器(BPF—Band Pass Filter)、带阻滤波器(BEF—Band Elimination Filter) 全通滤波器(APF—All Pass Filter)
19:16
15
二、调频波及其频谱
调频缺点：要求很高的带宽，为调幅的20倍。系统复杂。是 非线性调制，不能运用叠加，分析困难；常近似分析。
下图为锯齿波和正弦波的调频。 调频波的频率应是一个随信号x(t)幅值变化(对应时间)的频率。
19:16
16
调频波频谱
x(t) Acos() Acos(t ),
MEASUREMENT INFORMATION SIGNAL ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING
机械工程测试•信息•信号分析
机械科学与工程学院 机械电子信息工程系
李锡文 xiwenli@ 轩建平 jpxuan@
正常调制
过调失真
非抑制调幅
19:16
载波频率f0较低 重叠失真
8
调幅波的波形失真
xm (t) [ A x(t)]cos 2 f0t A[1 mx(t)]cos 2 f0t
1、过调失真
m1
直流偏置足够大，调幅指数m1，当m>1时，x(t)取最大
负值时，可能使A[1+mx]<0，相位发生180的相位变化
– 解调需用同步解调，可反映出原信号的幅值和极性
非抑制调幅：调制信号偏置，叠加一个直流分量
19:16
7
调幅波的非抑制调幅
非抑制调幅：调制信号偏置 m1 xm (t) [ A x(t)]cos 2 f0t A[1 mx(t)]cos 2 f0t
可采用整流、滤波或包络法检波，可恢复原始信号
m>1
F[xm (t)z(t)]
1 2
X(
f
)
1 4
X(
f
2
f0)
1 4
X(
f
2
f0)
同步解调：解调 时所乘信号与载 波信号具有相同 的频率和相位
单位冲激函数 的搬移特性
低通滤波、放大
19:16
6
抑制调幅
抑制调幅：调制信号直接与载波信号相乘，具有极 性变化
– 信号过零线时，幅值由正到负突变，调幅波相位发生 180°的相位变化
调频：x(t) 幅值调制载波的频率。调频波是一种随信号x(t)的 电压幅值而变化的疏密不同的等幅波。
特点：改善了信噪比。
– 分析表明，调幅时，若干扰噪声与载波同频，则有效地条幅波对干扰 波的功率比(S/N)必须在35dB以上；但在调频时，性能指标相同， S/N 只要6dB。
– 原因：调频波改善了信号传输过程中的信噪比，调频信号携带的信息 包含在频率变化之中，而干扰主要表现在振幅上。
3
一、幅度调制
一、幅度调制
1 调幅与解调原理 调幅过程 正余弦信号乘测试信号
x(t).z(t) X ( f )* Z( f )
x(t) cos2f0t
1 2
X(f
)* ( f
f0)
1 2
X(f
)* ( f
f0)
FT变换性质
19:16
4
调幅过程
19:16
时域
单位冲激函数 的搬移特性
频域
5
同步解调
过调失真
非抑制调幅
19:16
9
调幅波的波形失真
xm (t) [ A x(t)]cos 2 f0t A[1 mx(t)]cos 2 f0t
2、重叠失真
m1
载波频率较低时，正频端的下边带将与负频端的下边带
重叠，类似与频率混叠效应。 f0必须大于信号频率的最 高频率。工程上至少数倍、数十倍
载波频率f0较低