机械工程测试技术实验报告
机械测试技术实验报告
机械测试技术实验报告机械测试技术实验报告引言：机械测试技术是工程领域中非常重要的一项技术，它可以通过对材料的力学性能进行测试和分析，来评估材料的可靠性和适用性。
本实验旨在通过对某种材料的机械测试，探究其力学性能，并提供有关测试方法和结果的详细报告。
材料与方法：本次实验选取了一种常见的金属材料作为测试样本。
首先，制备了一组标准试样，以确保测试数据的准确性和可比性。
然后，使用万能试验机进行拉伸和压缩测试。
拉伸测试用于测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等指标；压缩测试则用于评估材料的抗压性能。
结果与讨论：通过拉伸测试，我们得到了材料的应力-应变曲线。
从曲线上可以看出，材料在开始阶段呈现出线性增长的趋势，随后逐渐进入非线性区域，最终出现断裂。
根据实验数据，我们计算出了材料的屈服强度和抗拉强度。
这些数据对于评估材料的可靠性和应用范围具有重要意义。
压缩测试结果显示，材料在受到压缩力时表现出了较高的抗压能力。
我们测量了材料的压缩强度，并与拉伸强度进行了比较。
结果表明，材料在抗拉和抗压方面具有相似的性能，这意味着它可以在各种应力状态下保持较好的稳定性。
此外，我们还进行了硬度测试，以评估材料的耐磨性和抗划伤能力。
通过对试样进行压痕测试，我们得到了材料的硬度值。
这个数值对于评估材料的使用寿命和可靠性非常重要。
结论：通过本次实验，我们对某种金属材料的力学性能进行了全面的测试和分析。
根据拉伸、压缩和硬度测试的结果，我们得出以下结论：1. 该金属材料具有较高的抗拉和抗压强度，适用于承受较大载荷的工程应用。
2. 材料在受力时呈现出较好的线性行为，但在超过一定应变后会出现断裂。
3. 该材料具有较高的硬度值，表明其具备良好的耐磨性和抗划伤能力。
通过本实验的测试和分析，我们对该金属材料的力学性能有了更深入的了解，这对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。
在今后的工程实践中，我们将根据这些数据和结论，更好地应用和利用这种材料，以确保工程的可靠性和安全性。
《机械工程测试技术》实验报告
机械专业大类实验A2 《输送带振动测量》实验报告
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班级：
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实验名称：输送带的振动测量实验
一、实验目的
1、了解振动速度传感器的工作原理。
2、掌握机械振动信号测量的基本方法。
3、掌握基于NI LabVIEW+NI ELVIS 设计机械振动测量虚拟仪器的方法。
二、实验仪器与设备
1、计算机 1台
2、NI ELVIS 开发平台（NI ELVIS Ⅱ+） 1套
3、振动速度传感器（CD–21） 1套
4、输送带实验台（DRCS–12–A） 1套
三、实验内容
一、简述振动速度传感器的工作原理
二、整理实验中测得的振动数据，分析各测点振动差异
测点
频谱图 频率（Hz ） 幅值 速度 （mm/s ） 分析特点 1
2
测点频谱图频率
（Hz）幅值
速度
（mm/s）分析特点
3
4
三、结合振动测量虚拟仪器程序框图，绘制输送带振动信号处理流程图
四、回答问题
1、简述奈奎斯特采样定理
2、简述测量系统常采用三种形式的特点。
本实验采用的是哪种形式？
五、整理振动测量虚拟仪器的前面板人机界面。
机械工程_实验报告
实验名称：机械传动系统效率测试实验日期：2023年3月15日实验地点：机械工程实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 了解机械传动系统效率的概念和测试方法。
2. 掌握机械传动系统效率测试仪器的使用方法。
3. 通过实验验证机械传动系统效率的计算公式。
二、实验原理机械传动系统效率是指输出功率与输入功率的比值，即：η = P_out / P_in其中，P_out 为输出功率，P_in 为输入功率。
实验中，通过测量输入功率和输出功率，可以计算出机械传动系统的效率。
三、实验仪器与设备1. 机械传动系统效率测试仪2. 电机3. 减速器4. 力传感器5. 数据采集器6. 计算机四、实验步骤1. 连接实验装置，确保电机、减速器、力传感器等部件连接正确。
2. 启动电机，使系统达到稳定运行状态。
3. 使用力传感器测量输入轴的扭矩。
4. 使用力传感器测量输出轴的扭矩。
5. 使用数据采集器采集输入轴和输出轴的转速。
6. 计算输入功率和输出功率。
7. 根据输入功率和输出功率计算机械传动系统效率。
五、实验数据1. 输入轴扭矩：T_in = 10 N·m2. 输出轴扭矩：T_out = 5 N·m3. 输入轴转速：n_in = 1500 r/min4. 输出轴转速：n_out = 300 r/min六、实验结果与分析1. 输入功率：P_in = T_in ω_in = 10 N·m 2π (1500/60) rad/s ≈ 7854 W2. 输出功率：P_out = T_out ω_out = 5 N·m 2π (300/60) rad/s ≈ 3141 W3. 机械传动系统效率：η = P_out / P_in ≈ 3141 W / 7854 W ≈ 0.398根据实验结果，该机械传动系统的效率约为39.8%。
与理论计算值相比，实验结果略低，可能是由于实验过程中存在一定的误差。
机械工程测试技术基础实验报告
机械工程测试技术基础实
验报告
Last updated at 10:00 am on 25th December 2020
应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。
常用是3*5胶基箔式。
2)阻值选择：
阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。
3)电阻应变片的检查
a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。
b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。
4)配组
电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4
电桥的邻臂阻值小于欧。
一组误差小于% 。
在测试中尽量选择相同阻值应变片组桥。
3．试件表面处理
1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨
a. 机械打磨，如砂轮机
b. 手工打磨，如砂纸。
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实验名称：机械性能测试实验时间：2023年4月15日实验地点：机械实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 了解机械性能测试的基本原理和方法。
2. 掌握常用机械性能测试仪器的使用方法。
3. 培养实验操作技能和数据分析能力。
4. 分析机械性能与材料、工艺等因素之间的关系。
二、实验原理机械性能测试是研究机械材料在受力时的力学行为，主要包括强度、刚度、韧性、疲劳性能等。
本实验主要测试材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等指标。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：万能材料试验机、硬度计、游标卡尺、拉伸试验机等。
2. 实验材料：低碳钢、合金钢、塑料等。
四、实验步骤1. 准备工作：将实验材料加工成规定的试样，并对试样进行表面处理。
2. 抗拉强度测试：（1）将试样固定在万能材料试验机的上、下夹具中。
（2）设置试验机参数，开始拉伸试验。
（3）观察试样在拉伸过程中的变形情况，记录断裂时的最大载荷。
（4）根据最大载荷和试样横截面积，计算抗拉强度。
3. 屈服强度测试：（1）将试样固定在万能材料试验机的上、下夹具中。
（2）设置试验机参数，开始拉伸试验。
（3）观察试样在拉伸过程中的变形情况，记录屈服时的载荷。
（4）根据屈服载荷和试样横截面积，计算屈服强度。
4. 延伸率测试：（1）将试样固定在万能材料试验机的上、下夹具中。
（2）设置试验机参数，开始拉伸试验。
（3）观察试样在拉伸过程中的变形情况，记录断裂时的延伸长度。
（4）根据试样原始长度和断裂时的延伸长度，计算延伸率。
5. 硬度测试：（1）将试样表面磨光，确保测试面平整。
（2）使用硬度计对试样进行测试，记录硬度值。
五、实验数据与分析1. 抗拉强度测试结果：材料：低碳钢最大载荷：500N抗拉强度：540MPa材料：合金钢最大载荷：700N抗拉强度：780MPa2. 屈服强度测试结果：材料：低碳钢屈服载荷：300N屈服强度：320MPa材料：合金钢屈服载荷：450N屈服强度：480MPa3. 延伸率测试结果：材料：低碳钢延伸长度：10mm延伸率：20%材料：合金钢延伸长度：15mm延伸率：30%4. 硬度测试结果：材料：低碳钢硬度值：190HB材料：合金钢硬度值：260HB根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 低碳钢和合金钢的抗拉强度和屈服强度较高，具有良好的力学性能。
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第四章常用机械量测试实验
振动参数测量综合实验实验一磁电式传感器
一、数据记录：
二、曲线图：
v(cm/s)
z（µm）
压电式传感器一、数据记录：
二、曲线图：
2
实验二电涡流传感器轴心轨迹测量实验
一、分析为什么采用两个电涡流传感器进行轴心轨迹的测量，简述其实验原理？
二、拷贝实验系统运行界面，并分析实验结果。
三、调节旋转开关，给定不同的电机转速，观察其波形变化，并分析产生变化的原因。
实验三多传感器测量距离、位移实验
一、拷贝实验过程中系统运行界面。
二、启动电机控制实验一维运动平台进行前后移动，分别记录不同位置下，光栅尺的读数及红外传感器、超声波传感器以及直线位移传感器的读数，并通过拟合工具求出各传感器的拟合
三、根据上面求出的拟合曲线系数及定标脚本的“传感器定标芯片”，标定各传感器，然后启动电机，在不同的位置下，记录光栅尺与各传感器的读数，并分析实验结果。
四、重复步骤上述过程，多测几组数据，选用不同的拟合阶次，然后比较其测量结果。
实验四力传感器标定及称重实验
一、应用于称重的传感器主要有那些，简述称重实验台的结构原理。
二、并采用三次不同组合（如一大一小；两中等；两大或两小）的砝码进行标定，拷贝实验系统界面，然后称取同样质量的砝码，分别记录下五组数据。
三、根据上面测得数据分析本称重实验台的测量误差。
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H
(
j)
Ss
1
1 j
Ss
[ 1
1 (
)2
j 1 ( )2 ]
式中：SS 为测量装置的静态灵敏度； 为测量装置的时间常数。
一阶测量装置的幅频特性和相频特性分别为：
A() 1 1 ( )2
() arctan
可知，在规定 SS=1 的条件下， A() 就是测量装置的动态灵敏度。 当给定一个一阶测量装置，若时间常数 确定，如果规定一个允许的幅值误差 ，则允
虚拟仪器设计要求
设计虚拟温度监控装置 前面板设计如下：
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后面板设计如下：
高温及低温报警演示如下： 低温：
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高温：
正常：
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设计虚拟示波器（显示正弦信号时域波形）设计虚拟温度监控装置
前面板设计如下：
改变参数后：
后面板设计如下：
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等于有限值 则 f(t)可以展开为傅立叶级数的形式，用下式表示：
式中：
是此函数在一个周期内的平均值,又叫直流分量。
它是傅氏级数中余弦项的幅值。
它是傅氏级数中正弦级数的幅值。
2
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是基波的圆频率。 在数学上同样可以证明，周期性信号可以展开成一组正交复指数函数集形式，即：
式中：
为周期性信号的复数谱，其中 m 就为三角级数中的 k. 。以下都以 k 来说明。由于三角 级数集和指数函数集存在以下关系：
周期性信号的频谱具有三个突出特点：⑴、周期性信号的频谱是离散的；⑵、每条谱线 只出现在基波频率的整倍数上，不存在非整倍数的频率分量；⑶、各频率分量的谱线高度与 对应谐波的振幅成正比。
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机械工程测试技术实验指导书学院：机械与动力工程学院专业：车辆工程班级：11010141学号：1101014125姓名：***实验一用应变仪测量电阻应变片的灵敏度一实验目的1、掌握在静载荷下使用电阻应变仪测量方法；2、掌握桥路连接和电阻应变仪工作原理；3、了解影响测量误差产生的因素。
二、实验仪器及设备等强度梁编号；天平秤；砝码；yd-15型动态电阻应变仪；游标卡尺；千分尺（0〜25伽）；DY-15型直流24伏电源；三、实验原理电测法的基本原理是：将电阻应变片粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形（△ L/L ）,应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪，可测量出应变片中电阻值的变化（△ R/R）,并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。
电阻应变片的灵敏度是构件单位应变所引起应变片电阻值的变化量，用K来表示，R/R -R/RK= =■ L/L；yd-15动态电阻应变仪主要技术参数1、测量点数：4点 8 点2、测量范围：10000微应变3、标定应变：50， 100， 300， 1000， 3000微应变，标定误差不超过1%最小1微应变4、灵敏系数：k=2.005、灵敏度：0.25mA/卩£（12 Q及2Q负载）0.093 5mA/ 卩 & （16 Q 负载）0.025mA/卩 & （20 Q 负载）0.01mA/卩£ （50 Q 负载）0.01伏/卩£ （1k负载）6、电阻应变片：按120Q设计，100〜600Q可用。
7、线性输出范围：0 30mA（12Q及2Q负载）0 1伏（1k 负载）8振幅特性误差： 低阻输出不超过 1%电压输出不超过2%9、工作频率范围： 0〜1500hz10、频率特性误差 :低阻输出不超过6%电压输出不超过1011、电桥电源：10kc ，标称电压3伏12、 电阻平衡范围：不小于 0.6 Q （指120Q 应变片） 13、 衰减误差：1, 3, 10, 30, 100五档，误差不超过 2%14、 电容平衡范围：不小于 2000pf （包括电桥盒内1000pf ）15、 稳定性：预热1小时后，零点漂移：不超过5微应变/2小时，灵敏度变化: 不超过1%/半小时yd-15动态电阻应变仪工作原理框图影响测量误差产生的因素电阻应变片的灵敏系数K 的变化，主要是由于温度和湿度的变化引起的。
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实验1 箔式应变片性能—单臂、半桥、全桥1 实验目的１．观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
２．测试应变梁变形的应变输出。
３．比较各桥路间的输出关系。
2 实验原理本实验说明箔式应变片及单臀直流电桥的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臀四个电阻R１、R２、R３、R４中，电阻的相对变化率分别为ΔR１／R１，ΔR２／R２，ΔR３／R３，ΔR４／R４。
当使用一个应变片时，∑R＝ΔR／R；当二个应变片组成差动状态工作，则有∑R＝2ΔR／R；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1=R2=R3=R4=R，∑R＝4ΔR／R。
由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
3 实验所需部件直流稳压电源(士4V档，、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、电压表。
4 实验步骤:1．调零。
开启仪器电源，差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底)，"十、一"输入端用实验线对地短路。
输出端接数字电压表，用"调零"电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。
调零后电位器位置不要变化。
如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整"调零"电位器，使指针居"零"位。
拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。
调零后关闭仪器电源。
2．按图(4)将实验部件用实验线连接成测试桥路。
桥路中R1、R2、R3和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。
直流激励电源为士4v。
测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。
图（4）3．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。
电位器，使测试系统输出为零。
调整电桥WD4，旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出根据表中所测数据计算灵敏度S，S=ΔX/ΔV，并在坐标图上做出V——X关系曲线。
5 思考题1．再半桥单臂步骤（3）为什么要调整W D电位器使系统输出为零？2．该实验使用的一种什么样的电桥？3．根据三种桥路的结果做出定性的结论。
4．应变片接入电桥时为什么要接成差动形式?如果不接成差动形式会产生什么后果?实验2 Matlab 信号分析入门1 实验目的1. 学习使用Matlab ，学会用Matlab 提供的函数对信号进行频谱分析；2. 加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义；3. 掌握采样定理；4. 理解加窗对频谱分析的影响；5. 理解量化误差对频谱分析的影响；2 实验原理和实验设备MATLAB 起源于矩阵运算，是Mathworks 公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。
它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便、界面友好的用户环境。
MATLAB 的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，其强大的扩展功能为各个领域的应用奠定了基础。
目前MATLAB 不仅大量应用在科学与工程领域，而且在课堂教学上也得到了广泛应用。
近年来MATLAB 在课堂教学上的研究方兴未艾，在线性代数、自动控制原理等课程教学上已有大量成功应用的报道，但在机械工程测试技术教学中的应用还刚刚起步，研究探讨MATLAB 与机械工程测试技术在课堂教学上的切入途径，有利于《机械工程测试技术》课堂教学的革新，有利于提高教学质量，有利于学生综合素质的提高。
原理：《机械工程测试技术与信号分析》第2章，特别是2.4离散傅立叶变换的内容。
设备：PC 机；软件：Matlab3 实验内容用Mablab 设计一程序，能形象地验证离散傅里叶变换中的4个重要问题： （1）采样定理a ）max 2f f s ≥，其频谱不失真，max 2f f s <其频谱失真；b ）max 2f f s ≥（工程中常用max )4~3(f f s ≥），可从频域中不失真恢复原时域信号； （2）加窗、截断a ）信号截断后，其频谱会产生泄漏，出现“假频”；b ）信号截断后，降低了频率分辨率；c ）采用适当的窗函数后，可以减少泄漏和提高频率分辨率。
（3）量化误差a ）对信号()sin(2)x t ft π=进行采样，1000=s f Hz ，采集N ＝64点。
用3、8位量化器量化信号每点的幅值，画出原始波形和量化后的信号波形，得出结论。
（4）栅栏效应如何才能提高频率分辨率？采样点数N 、采样频率s f 起何作用？用例子说明。
4 实验报告1. 用A4，按标准的格式写出实验报告；2. 实验内容的设计原理、Matlab 程序和实验结果图形。
3. 实验感想和提出改进意见。
实验原理按傅里叶分析的原理，任何周期信号都可以用一组三角函数0sin(2)nf t π、0(2)con nf t π的组合表示0001()(cos 2sin 2)nn n x t a anf t b nf t ππ∞==++∑ (n=1，2，3，…)也就是说，我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。
对于典型的方波，其时域表达式为：根据傅立叶变换，其三角函数展开式为：00001411()[sin(2)sin(6)sin(10)]3541sin(2)n Ax t f t f t f t A nf t nππππππ∞==+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑由此可见，周期方波是由一系列频率成分成谐波关系，幅值成一定比例的正弦波叠加合成的。
那么，我们在实验过程中就可以通过设计一组奇次谐波来完成波形的合成和分解过程，达到对课程教学相关内容加深了解的目的。
一．FFTExample 1:Matlab 程序t=0:.001:.255; %从0开始，间隔0.001到0.255x=sin(2*pi*25*t); %产生信号xsubplot(211),plot(x(1:180)); title('Original time domain signal');%绘出时域图形，plot(x(1:180))为画出x数组中第1到第180个数据%（211）2排，1列，第1张图X=fft(x,256)/128; %求x的傅立叶变换Mx=abs(X); %求X的幅值f=1000/256*(0:127); %频率间隔f=1000/256subplot(212),plot(f(1:128), Mx(1:128)); title('Magnitude spectrum'); xlabel('Frequency (Hz)');实验结果图形Example 2:Matlab程序t=0:.001:.255;win=hanning(256);x=sin(2*pi*25*t).*win'; % 加Hanning窗subplot(211),plot(x(1:256)), title('Windowed time domain signal');X=fft(x,256)/128;Mx=abs(X);f=1000/256*(0:127);subplot(212),plot(f(1:128), Mx(1:128)), title('Magnitude spectrum'); xlabel('Frequency (Hz)');实验结果图形Example 3:Matlab程序Fs=1000;t=(0:1/Fs:0.511); % from 0 step 0.001 to 0.511, 512 points.x=2*sin(2*pi*60*t)+2.5*sin(2*pi*120*t);y=x+3*randn(size(t));X=fft(x,256)/128;Y=fft(y,256)/128;Mx=abs(X);My=abs(Y);f=1000/256*(0:127);subplot(221),plot(x(1:128)), title('Original time domain signal');%（221）2排，2列，第1张图subplot(222),plot(f(1:128), Mx(1:128)), title('Magnitude spectrum');xlabel('Frequency (Hz)'); %（222）2排，2列，第2张图subplot(223),plot(y(1:127),'g'), title('Noise time domain signal');%（223）2排，2列，第3张图subplot(224),plot(f(1:127),My(1:127),'g'), title('Magnitude spectrum');xlabel('Frequency (Hz)'); %（224）2排，2列，第4张图实验结果图形Example 4:Matlab程序t=0:0.001:0.512;y=sin(2*pi*50*t)+sin(3*2*pi*50*t)/3+sin(5*2*pi*50*t)/5+sin(7*2*pi*50* t)/7;Y=fft(y);Pyy=abs(Y)/195;f=1000*(0:255)/512;subplot(211),plot(t(1:60),y(1:60)),title('Time-domain signal') subplot(212),plot(f,Pyy(1:256)),title('Spectrum')二、量化误差仿真Example：Matlab程序t=0:.001:.064;x1=sin(2*pi*25*t);x=uencode(x1,3,1,'signed');%绘出时域图形，subplot(211),plot(x1(1:64));subplot(212),stem(x(1:64));x=uencode(x1,8,1,'signed');三、相关函数Matlab程序N=1000;n=0:N-1;Fs=500;t=n/Fs;x1=sin(2*pi*10*t)+0.6*randn(1,length(t));[c,lags]=xcorr(x1,'unbiased');subplot(2,2,1),plot(t,x1),xlabel('t'),ylabel('x1(t)'),grid;subplot(2,2,2),plot(lags/Fs,c),ylabel('Rxx1(t)'),title('x1自相关函数'),grid;x2=randn(1,length(t));[c,lags]=xcorr(x2,'unbiased');subplot(2,2,3),plot(t,x2),xlabel('t'),ylabel('x2(t)'),gridsubplot(2,2,4),plot(lags/Fs,c),ylabel('Rxx2(t)'),title('x2互相关函数'),grid;四、功率谱估计Matlab程序Fs=1000;t=0:1/Fs:1.23;x=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*120*t)+randn(size(t)); pwelch(x,256,6,[],Fs)。