《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》復(fù)習(xí)ppt課件

1、地點(diǎn)地點(diǎn)專業(yè)專業(yè)人數(shù)人數(shù)班級(jí)班級(jí)地點(diǎn)地點(diǎn)專業(yè)專業(yè)人數(shù)人數(shù)班級(jí)班級(jí)A301A301機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3030411101411101 A402A402機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3030411110411110A302A302機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3333411102411102 A403A403機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化（工科試驗(yàn)班）（工科試驗(yàn)班）2727411111411111A303A303機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3232411103411103 A404A404車輛工程車輛工程3535421101421101A305A305機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工

2、程及自動(dòng)化3232411104411104 A406A406車輛工程車輛工程3636421102421102A306A306機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3434411105411105 A407A407車輛工程車輛工程3737421103421103A307A307機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3636411106411106 A410A410車輛工程車輛工程3636421104421104A308A308機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化2929411107411107 A412A412車輛工程車輛工程3535421105421105A309A309機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化323

3、2411108411108 B414B414車輛工程車輛工程（工科試驗(yàn)班）（工科試驗(yàn)班）2828421106421106A310A310機(jī)械工程及自動(dòng)化機(jī)械工程及自動(dòng)化3131411109411109 B415B4152020重修及選修重修及選修2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底1考試安排考試時(shí)間：5月8日18:0020:00；考試地點(diǎn)：逸夫樓；請(qǐng)參與考試的學(xué)生攜帶好本人有效的身份證件。2一、根本概念一、根本概念丈量、測(cè)試、測(cè)試根本義務(wù)、測(cè)試系統(tǒng)組成；丈量、測(cè)試、測(cè)試根本義務(wù)、測(cè)試系統(tǒng)組成；傳感器、信號(hào)、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)處置；傳感器、信號(hào)、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)處置；量值、量綱、法定計(jì)量單位

4、、基準(zhǔn)和規(guī)范；量值、量綱、法定計(jì)量單位、基準(zhǔn)和規(guī)范；丈量方法、丈量誤差、量程、丈量范圍、漂移；丈量方法、丈量誤差、量程、丈量范圍、漂移；傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)理理傳傳輸輸信信號(hào)號(hào)處處置置顯顯示示記記錄錄 鼓勵(lì)安裝鼓勵(lì)安裝反響、控制反響、控制察看察看 者者被測(cè)被測(cè)對(duì)象對(duì)象2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底3二、信號(hào)的分類二、信號(hào)的分類 信號(hào)信號(hào)分類分類確定性信號(hào)確定性信號(hào)隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)信號(hào) 延續(xù)信號(hào)延續(xù)信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào) 能量信號(hào)能量信號(hào)功率信號(hào)功率信號(hào) 周期信號(hào)周期信號(hào)非周期信號(hào)非周期信號(hào) 準(zhǔn)周期信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào) 瞬變非周期信號(hào)瞬變非周期信號(hào) 2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試

5、技術(shù)根底4三、信號(hào)的時(shí)域描畫和頻域描畫三、信號(hào)的時(shí)域描畫和頻域描畫時(shí)域描畫；頻域描畫；基頻；時(shí)域描畫；頻域描畫；基頻；n 次諧波；次諧波；周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)展開離散單邊頻譜周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)三角函數(shù)展開離散單邊頻譜1000)sincos()(nnntnbtnaatx周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)復(fù)指數(shù)展開式延續(xù)雙邊頻譜周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)復(fù)指數(shù)展開式延續(xù)雙邊頻譜ntjnnectx0)(瞬變非周期信號(hào)與延續(xù)頻譜瞬變非周期信號(hào)與延續(xù)頻譜dtetxXtj)(21)(dtetxfXftj2)()(100)sin()(nnntnAatxdtetxTcTTtjnn2/2/0000)(1deXtxtj)()(df

6、efXtxftj2)()(dedtetxtxtjtj)(21()(2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底5四傅里葉變換的主要性質(zhì)四傅里葉變換的主要性質(zhì) 1、奇偶真假性、奇偶真假性 2、對(duì)稱性、對(duì)稱性3、時(shí)間尺度改動(dòng)特性、時(shí)間尺度改動(dòng)特性 4、時(shí)移和頻移特性、時(shí)移和頻移特性 5、卷積定理、卷積定理 6、微分和積分特性、微分和積分特性 )()(Xtx)()(fxtX)(1)(kfXkktx020)()(ftjefXttx)()(020ffXetxtfj)()()()(2121fXfXtxtx)()()()(2121fXfXtxtx)()2()(fXfjdttdx)(21)(fXfjdttx

7、t2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底6五、幾種典型信號(hào)的頻譜五、幾種典型信號(hào)的頻譜1 1、矩形窗函數(shù)的頻譜、矩形窗函數(shù)的頻譜2 2、函數(shù)及其頻譜函數(shù)及其頻譜3 3、正、余弦函數(shù)的頻譜密度函數(shù)、正、余弦函數(shù)的頻譜密度函數(shù)4 4、周期單位脈沖序列的頻譜、周期單位脈沖序列的頻譜2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底7六、測(cè)試安裝的根本特性六、測(cè)試安裝的根本特性1、線性系統(tǒng)、線性系統(tǒng) 時(shí)不變線性系統(tǒng)時(shí)不變線性系統(tǒng)(定常數(shù)線性系統(tǒng)定常數(shù)線性系統(tǒng))2、主要性質(zhì)、主要性質(zhì) 疊加原理、比例特性、頻率堅(jiān)持性疊加原理、比例特性、頻率堅(jiān)持性 3、有關(guān)測(cè)試和測(cè)試安裝的假設(shè)干概念、有關(guān)測(cè)試和測(cè)試安裝

8、的假設(shè)干概念 準(zhǔn)確度；頻率范圍；信噪比；動(dòng)態(tài)范圍準(zhǔn)確度；頻率范圍；信噪比；動(dòng)態(tài)范圍4、丈量安裝的特性：、丈量安裝的特性： 靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、負(fù)載特性、抗干擾性靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、負(fù)載特性、抗干擾性2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底8七、丈量安裝的靜態(tài)特性七、丈量安裝的靜態(tài)特性線性度線性度 靈敏度、鑒別靈敏度、鑒別力力 、分辨力、分辨力 回程誤差回程誤差 穩(wěn)定度穩(wěn)定度和漂移和漂移 靜態(tài)特性靜態(tài)特性2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底9八、丈量安裝的動(dòng)態(tài)特性八、丈量安裝的動(dòng)態(tài)特性1、傳送函數(shù)、頻率呼應(yīng)函數(shù)、脈沖呼應(yīng)函數(shù)、傳送函數(shù)、頻率呼應(yīng)函數(shù)、脈沖呼應(yīng)函數(shù)2、環(huán)節(jié)串聯(lián)、并聯(lián)

9、、環(huán)節(jié)串聯(lián)、并聯(lián)3、一階系統(tǒng)及特性、一階系統(tǒng)及特性4、二階系統(tǒng)及特性、二階系統(tǒng)及特性5、系統(tǒng)對(duì)恣意輸入和單位階躍輸入的呼應(yīng)、系統(tǒng)對(duì)恣意輸入和單位階躍輸入的呼應(yīng)6、不失真測(cè)試、不失真測(cè)試7、丈量安裝動(dòng)態(tài)特性的丈量、丈量安裝動(dòng)態(tài)特性的丈量8、負(fù)載效應(yīng)、負(fù)載效應(yīng)9、丈量安裝的抗干擾、丈量安裝的抗干擾2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底10九、傳感器九、傳感器1、定義、分類、物性型傳感器、構(gòu)外型傳感器、定義、分類、物性型傳感器、構(gòu)外型傳感器2、電阻式傳感器；、電阻式傳感器； 3、電感式傳感器、電感式傳感器4、電容式傳感器；、電容式傳感器； 5、壓電式傳感器、壓電式傳感器6、磁電式傳感器；、磁

10、電式傳感器； 7、霍爾元件、霍爾元件8、固態(tài)圖像傳感器；、固態(tài)圖像傳感器； 9、其它、其它10、傳感器選用原那么、傳感器選用原那么2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底11十、電橋十、電橋信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理直流電橋及平衡條件直流電橋及平衡條件交流電橋及平衡條件交流電橋及平衡條件不平衡電橋不平衡電橋平衡電橋平衡電橋2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底12十一、調(diào)制與解調(diào)十一、調(diào)制與解調(diào)調(diào)制；解調(diào)調(diào)制；解調(diào)調(diào)幅及解調(diào)調(diào)幅及解調(diào)整流檢波和相敏檢波整流檢波和相敏檢波調(diào)頻及解調(diào)調(diào)頻及解調(diào)2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底13xm(t)ABCRfcufD1D2D3D412345

11、dy(t)txm(t)0abtx (t)0y (t)t0tuf0ab圖圖4-13 相敏檢波相敏檢波y (t)t0 x相敏檢波時(shí)，對(duì)原信號(hào)可不用再加偏置。電路設(shè)計(jì)變壓器相敏檢波時(shí)，對(duì)原信號(hào)可不用再加偏置。電路設(shè)計(jì)變壓器B二二次輸出電壓比次輸出電壓比A二次輸出電壓大。二次輸出電壓大。 相敏檢波原理闡明。相敏檢波原理闡明。2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底14圖圖4-21 鑒頻器原理鑒頻器原理PufuouaC2R2幅值檢波部分幅值檢波部分頻率頻率電壓線電壓線性變換部分性變換部分a)R1C10H(f)ff0Uat0 xb)0t2f2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底15十二、濾波

12、器十二、濾波器濾波器分類：濾波器分類：低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器理想濾波器：理想濾波器：實(shí)踐濾波器及特征參數(shù)：實(shí)踐濾波器及特征參數(shù)：截止頻率；帶寬；紋波；幅度；倍頻程選擇；濾波器截止頻率；帶寬；紋波；幅度；倍頻程選擇；濾波器因數(shù)因數(shù)恒帶寬比濾波器：恒帶寬比濾波器：質(zhì)量因數(shù)、倍頻程；上下截止頻率；帶寬；中心頻率質(zhì)量因數(shù)、倍頻程；上下截止頻率；帶寬；中心頻率恒帶寬濾波器：恒帶寬濾波器：2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底16十三、信號(hào)處置十三、信號(hào)處置根本概念：信號(hào)分析、數(shù)字化問(wèn)題根本概念：信號(hào)分析、數(shù)字化問(wèn)題2022年6

13、月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底17離散傅立葉變換的圖解推演離散傅立葉變換的圖解推演t tx0f fX0t tnsT0sT/10sT/1 fnf ttxtxn10tf ffXfXn10sT/1sT/1mfmfmfmftf00 tu fU2/T2/T)a)b tutxtx120tf fUfXfX120sT/1sT/1mfmf tk0fT/10t tkf ffXfXk230N ttxtxn230Nt)c)d)e)f)ga)a)模擬信號(hào)及其傅立葉變換模擬信號(hào)及其傅立葉變換b)b)采樣信號(hào)及其傅立葉變換采樣信號(hào)及其傅立葉變換 c)c)離散信號(hào)及其傅立葉變

14、換離散信號(hào)及其傅立葉變換 d)d)矩形窗函數(shù)及其傅立葉變矩形窗函數(shù)及其傅立葉變換換 e)e)矩形窗函數(shù)采樣信號(hào)及其矩形窗函數(shù)采樣信號(hào)及其傅立葉變換傅立葉變換 f)f)頻域采樣函數(shù)及其傅立葉頻域采樣函數(shù)及其傅立葉逆變換逆變換 g)g)離散信號(hào)傅立葉變換離散信號(hào)傅立葉變換 離散傅立葉變換步驟：離散傅立葉變換步驟：1 1時(shí)域采樣時(shí)域采樣2 2時(shí)域截?cái)鄷r(shí)域截?cái)? 3頻域采樣頻域采樣時(shí)域采樣引起頻域周期化時(shí)域采樣引起頻域周期化頻域采樣引起時(shí)域周期化頻域采樣引起時(shí)域周期化當(dāng)窗函數(shù)的寬度當(dāng)窗函數(shù)的寬度TT時(shí)，時(shí)，sincsinc函數(shù)就變成函數(shù)就變成 函數(shù)。函數(shù)。由于由于T T不夠?qū)拵?lái)誤差從不夠?qū)拵?lái)誤差從

15、而產(chǎn)生波紋和走漏而產(chǎn)生波紋和走漏信號(hào)時(shí)域、頻域的離散化信號(hào)時(shí)域、頻域的離散化導(dǎo)致時(shí)域、頻域的周期化導(dǎo)致時(shí)域、頻域的周期化18十三、信號(hào)處置十三、信號(hào)處置根本概念：隨機(jī)信號(hào)、相關(guān)系數(shù)根本概念：隨機(jī)信號(hào)、相關(guān)系數(shù)自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)性質(zhì)：范圍；最大值；偶函數(shù)；性質(zhì)：范圍；最大值；偶函數(shù)；很大時(shí)不確定性；很大時(shí)不確定性； 周期信號(hào)保管了頻率和幅值而喪失了相位信息周期信號(hào)保管了頻率和幅值而喪失了相位信息相互關(guān)函數(shù)相互關(guān)函數(shù)性質(zhì)：范圍；最大值；非偶函數(shù)；周期信號(hào)保管了性質(zhì)：范圍；最大值；非偶函數(shù)；周期信號(hào)保管了頻率、幅值、相位差信息頻率、幅值、相位差信息TTxdttxtxTR0)()(1lim)(TTx

16、ydttytxTR0)()(1lim)(2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底20A 普通普通, , 恣意兩個(gè)復(fù)數(shù)不能比較大小。恣意兩個(gè)復(fù)數(shù)不能比較大小。復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)z 的實(shí)部的實(shí)部 Re(z) = x ; 虛部虛部 Im(z) = y . (real part) (imaginary part)0|22 yxz 復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的模121212111222,0Re( )Im( )0zzxxyyzxiy zxiyzzz其中 判別復(fù)數(shù)相等判別復(fù)數(shù)相等定義定義 對(duì)恣意兩實(shí)數(shù)對(duì)恣意兩實(shí)數(shù)x、y ,稱稱 z=x+iy或或z=x+yi為為復(fù)數(shù)。復(fù)數(shù)。稱為虛單位。稱為虛單位。其中其中ii,1 2 一一.

17、復(fù)數(shù)的概念復(fù)數(shù)的概念2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底211. 點(diǎn)的表示點(diǎn)的表示此時(shí)，表示的點(diǎn)，可用平面上坐標(biāo)為復(fù)數(shù).)(Pyxiyxz平平面面復(fù)復(fù)平平面面或或平平面面虛虛軸軸軸軸實(shí)實(shí)軸軸軸軸zyx)(yxPiyxz，復(fù)平面上的點(diǎn)點(diǎn)的表示：點(diǎn)的表示：A 數(shù)數(shù)z與點(diǎn)與點(diǎn)z同義同義.二.復(fù)數(shù)的幾何表示),(),(),(yxPiyxzyxyxP平平面面上上的的點(diǎn)點(diǎn)一一對(duì)對(duì)有有序序?qū)崒?shí)數(shù)數(shù)任任意意點(diǎn)點(diǎn)系系，則則在在平平面面上上取取定定直直角角坐坐標(biāo)標(biāo) ),(yxiyxz一一對(duì)對(duì)有有序序?qū)崒?shí)數(shù)數(shù)易易見(jiàn)見(jiàn)， 2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底22.,)(iyxzOPyxOPyxPi

18、yxz表示可用向量，點(diǎn)2. 向量表示法向量表示法A 00 OPzzyxrOPzArg:,|22記記作作輻輻角角模模： oxy(z)P(x,y)rz xy 稱向量的長(zhǎng)度為復(fù)數(shù)稱向量的長(zhǎng)度為復(fù)數(shù)z=x+iy的模或絕對(duì)值；的?；蚪^對(duì)值；以正實(shí)軸以正實(shí)軸 為始邊為始邊, 以以 為終邊的角的為終邊的角的弧度數(shù)弧度數(shù) 稱為復(fù)數(shù)稱為復(fù)數(shù)z=x+iy的輻角的輻角.(z0時(shí)時(shí))OP向向量量2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底23輻角無(wú)窮多：輻角無(wú)窮多：Arg z=0+2k， kZ，xyzz/)Argtan(0 時(shí)時(shí)， 0把其中滿足把其中滿足 的的0稱為輻角稱為輻角Argz的主值，的主值，記作記作0=a

19、rgz。A z=0時(shí)，輻角不確定。時(shí)，輻角不確定。 0, 00, 0arctan0, 02, 0arctanargyxyxxyyxRyxxyz 計(jì)算計(jì)算argz(z0) 的公式的公式2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底24oxy(z) z1z2 z1+z2z2- z112121212)(:zzzzzzzz 三三角角不不等等式式由由此此得得由向量表示法知由向量表示法知之間的距離之間的距離與與點(diǎn)點(diǎn)2112zzzz 3. 三角表示法三角表示法)sin(cos irz 得由sincosryrx4. 指數(shù)表示法指數(shù)表示法得公式再由sincos:ieEuleri irez 2022年6月20日星

20、期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底25 tjmtjmtjetjetjtjtjeAIeAIjeAReARttAjttAttAjttAtjAtAAetjtetjte 2222sinsin2coscos2sinsin2coscos2sincossincossincos- - - -0ReImAtjeA2tt-tjeA2正負(fù)頻率正負(fù)頻率2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底26ReImReReImImtttt)sin(21t)sin(21-)-sin(21tt )(cos21t)(cos21)- (cos21tt 212022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底27 iiimmmnnnnnnnnnnn

21、nnnnnnnnnnntiAatmAtnAaAAnmtnAtnAatntnAatntnAatnAatx 0 00 00 0m mm m0 00 00 00 00 00 00 0- -sin21sin21sin21sin21sin21sin21sin21sin21sin21sin0110110101010；令：令：2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底 nRnInnnjnnInRnnnnnnnntjnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnccAcecjcccjbacjbacacecabbaAtnAababaAtnAatnbtnaatxnarctan212121tancostansi

22、nsincos00122001220010000；28傅立葉級(jí)數(shù)和頻譜圖傅立葉級(jí)數(shù)和頻譜圖nnA；相頻圖：幅頻圖：;nInRnnccc；虛幅頻圖：實(shí)幅頻圖：；相頻圖：幅頻圖：2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底29 1000100000021212121ntjnnntjnnnnnnnnnnntjnntjnntjnnejbaejbacjbacjbacacececcectx；實(shí)頻譜圖與縱軸偶對(duì)稱，虛頻譜圖與縱軸奇對(duì)稱。實(shí)頻譜圖與縱軸偶對(duì)稱，虛頻譜圖與縱軸奇對(duì)稱。cnR1/2an1/2ancnI1/2bn1/2bn2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底30從傅立葉變換到拉普拉斯變換

23、：從傅立葉變換到拉普拉斯變換：dtetxXtj)()(e-t x(t) 的付氏變換為的付氏變換為dtetxdtetxetjtjt)()()(上述積分是上述積分是(+j)(+j)的函數(shù)，令的函數(shù)，令 dtetxjXtj )()()(拉普拉斯變換與傅立葉變換拉普拉斯變換與傅立葉變換傅立葉變換傅立葉變換e-t x(t)，為實(shí)常數(shù)為實(shí)常數(shù)(A) 假設(shè)積分不收斂，那么假設(shè)積分不收斂，那么x(t)x(t)的傅里葉變換不存的傅里葉變換不存在。在。2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底31拉普拉斯變換拉普拉斯變換付氏逆變換為付氏逆變換為 dejXtxetjt)(21)(兩邊同乘兩邊同乘et et de

24、jXtxtj)()(21)(B) 令令 jdsdjs(A)(B)兩式為兩式為dtetxsXst)()(jjstdsesXjtx)(21)(即存在關(guān)系即存在關(guān)系NoImage)()(sXtx2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底32假設(shè)假設(shè) ， 那么有那么有: :0sj()( )j tXjx t edt 這就是這就是 的傅里葉變換。的傅里葉變換。( )x t闡明：延續(xù)時(shí)間傅里葉變換是雙邊拉普拉斯變換闡明：延續(xù)時(shí)間傅里葉變換是雙邊拉普拉斯變換在在 或是在或是在 軸上的特例。軸上的特例。0j2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底33( )( ) ( )tj ttj tX sx t e

25、edtx t eedt ( )tF x t e由于由于 所以拉氏變換是對(duì)傅立葉變換的推行，所以拉氏變換是對(duì)傅立葉變換的推行， 的的拉氏變換就是拉氏變換就是 的傅立葉變換。只需有適的傅立葉變換。只需有適宜的宜的 存在，就可以使某些本來(lái)不滿足狄里赫利存在，就可以使某些本來(lái)不滿足狄里赫利條件的信號(hào)在引入條件的信號(hào)在引入 后滿足該條件。即有些信后滿足該條件。即有些信號(hào)的傅氏變換不收斂而它的拉氏變換存在。這闡號(hào)的傅氏變換不收斂而它的拉氏變換存在。這闡明拉氏變換比傅立葉變換有更廣泛的適用性。明拉氏變換比傅立葉變換有更廣泛的適用性。( )x tte( )tx t e2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)

26、根底34傅里葉變換和拉普拉斯變換的意義傅里葉變換和拉普拉斯變換的意義傅立葉變換就是把一個(gè)信號(hào)，分解成無(wú)數(shù)的正弦傅立葉變換就是把一個(gè)信號(hào)，分解成無(wú)數(shù)的正弦波或者余弦波信號(hào)。并確定每個(gè)正弦波的幅波或者余弦波信號(hào)。并確定每個(gè)正弦波的幅度和每個(gè)正弦波之間的相位差。度和每個(gè)正弦波之間的相位差。傅里葉變換簡(jiǎn)單通俗了解就是把看似雜亂無(wú)章的傅里葉變換簡(jiǎn)單通俗了解就是把看似雜亂無(wú)章的信號(hào)思索成由一定振幅、相位、頻率的根本正弦信號(hào)思索成由一定振幅、相位、頻率的根本正弦余弦信號(hào)組合而成，傅里葉變換的目的就是余弦信號(hào)組合而成，傅里葉變換的目的就是找出這些根本正弦余弦信號(hào)中振幅較大能找出這些根本正弦余弦信號(hào)中振幅較大能

27、量較高信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率，從而找出雜亂無(wú)章的量較高信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率，從而找出雜亂無(wú)章的信號(hào)中的主要振動(dòng)頻率特點(diǎn)。信號(hào)中的主要振動(dòng)頻率特點(diǎn)。 2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底35拉普拉斯變換Laplace Transform)，是工程數(shù)學(xué)中常用的一種積分變換。它是為簡(jiǎn)化計(jì)算而建立的實(shí)變量函數(shù)和復(fù)變量函數(shù)間的一種函數(shù)變換。拉普拉斯變換的這種運(yùn)算步驟對(duì)于求解線性微分方程尤為有效。在經(jīng)典控制實(shí)際中，對(duì)控制系統(tǒng)的分析和綜合，都是建立在拉普拉斯變換的根底上的。引入拉普拉斯變換的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，是可采用傳送函數(shù)替代微分方程來(lái)描畫系統(tǒng)的特性。這就為采用直觀和簡(jiǎn)便的圖解方法來(lái)確定控制系統(tǒng)的整個(gè)特性見(jiàn)信號(hào)流

28、程圖、動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖、分析控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程見(jiàn)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)、根軌跡法，以及綜合控制系統(tǒng)的校正安裝見(jiàn)控制系統(tǒng)校正方法提供了能夠性。拉普拉斯變換在工程學(xué)上的運(yùn)用：運(yùn)用拉普拉斯變換解常變量齊次微分方程，可以將微分方程化為代數(shù)方程，使問(wèn)題得以處理。在工程學(xué)上，拉普拉斯變換的艱苦意義在于：將一個(gè)信號(hào)從時(shí)域上，轉(zhuǎn)換為復(fù)頻域s域上來(lái)表示；在線性系統(tǒng)，控制自動(dòng)化上都有廣泛的運(yùn)用。2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底36單邊拉普拉斯變換：?jiǎn)芜吚绽棺儞Q：NoImage 0ds，sesXj21txdtetxsX0ttxstst0)(時(shí)存在，則只在如果2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底37初

29、始條件的影響：初始條件的影響： 000000000 xssXdtetxsxdtestxetxdtetxdtetxdtedttdxvuuvvuvuvuuvxssXdttdxsXtxstststststst由證明：，則若2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底38拉氏變換性質(zhì)：拉氏變換性質(zhì)：)()()()(2211sXtxsXtx)()()()(2121sbXsaXtbxtax2 2時(shí)域微分性質(zhì)時(shí)域微分性質(zhì) )()(sXtx)()(ssXdttdx3 3時(shí)域積分性質(zhì)時(shí)域積分性質(zhì) 1線性性質(zhì)線性性質(zhì))()(sXtx)(1)(0sXsdttxt2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底39一

30、傳送函數(shù)系統(tǒng)傳輸特性復(fù)數(shù)域表現(xiàn)一傳送函數(shù)系統(tǒng)傳輸特性復(fù)數(shù)域表現(xiàn) 取拉氏變換得，取拉氏變換得，)()()()(sGsXsHsYh(2-13) 01110111)(asasasabsbsbsbsHnnnnmmmm 其中其中 js為復(fù)變量為復(fù)變量 )(sGh是與輸入和系統(tǒng)初始條件有關(guān)的是與輸入和系統(tǒng)初始條件有關(guān)的 )(sH稱為系統(tǒng)傳送函數(shù)，反映系統(tǒng)本身特性。稱為系統(tǒng)傳送函數(shù)，反映系統(tǒng)本身特性。 假設(shè)初始條件全為零，即假設(shè)初始條件全為零，即 0)( sGh使得使得 )()()(sXsYsH(2-14) )()()()(01111tyadttdyadttydadttydannnnnn )()()()(0

31、1111txbdttdxbdttxdbdttxdbmmmmmm (2-1) 2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底40系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的呼應(yīng)系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的呼應(yīng) 單位階躍輸入為單位階躍輸入為 10)(tx其其L L氏變換為氏變換為 0011)()(sesdtedtetxsXststst一階系統(tǒng)傳送函數(shù)一階系統(tǒng)傳送函數(shù) 11)(ssH一階系統(tǒng)輸出為一階系統(tǒng)輸出為 111)()()(sssHsXsY00tt2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底41一階系統(tǒng)輸出一階系統(tǒng)輸出 111)()()(sssHsXsY改動(dòng)方式為改動(dòng)方式為 L氏反變換氏反變換 11sateas1tes11

32、1一階系統(tǒng)輸出為一階系統(tǒng)輸出為 tety1)(2-402-40 11111)(sssssY2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底42二階系統(tǒng)傳送函數(shù)二階系統(tǒng)傳送函數(shù) 二階系統(tǒng)輸出為二階系統(tǒng)輸出為 nnnsssH2222)( nnnnssssssssHsXsY2222222121teatsin22 asteatcos22asas)sin(11)(22tetydtn2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底43交流穩(wěn)壓器交流穩(wěn)壓器低通濾波器低通濾波器隔離穩(wěn)壓器隔離穩(wěn)壓器整流器整流器濾波器濾波器 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路1前置放大器前置放大器 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路2 信道通道信道通道 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電

33、路3A/D邏輯電路邏輯電路合理的供電系統(tǒng)合理的供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的抗干擾措施運(yùn)用時(shí)有順序嗎？供電系統(tǒng)的抗干擾措施運(yùn)用時(shí)有順序嗎？2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底44電阻 應(yīng)變片圖圖3-11 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀框圖動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀框圖為什么振蕩器相當(dāng)于乘法器？為什么振蕩器相當(dāng)于乘法器？2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底45雙螺旋管圈差動(dòng)型傳感器常接于電橋兩個(gè)橋臂上，雙螺旋管圈差動(dòng)型傳感器常接于電橋兩個(gè)橋臂上，線圈電感線圈電感 L1、L2隨鐵心位移而變化，其輸出特性隨鐵心位移而變化，其輸出特性如圖如圖(3-14)所示。所示。圖圖3-14 雙螺管線圈差動(dòng)型電橋電路及輸出特性雙螺管線

34、圈差動(dòng)型電橋電路及輸出特性b)0 xL1L、uL2ua)uL2L1x2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底463-7 一個(gè)電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板半徑一個(gè)電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板半徑r4mm，任務(wù)初始間隙，任務(wù)初始間隙=0.3mm，問(wèn)：，問(wèn)：1任務(wù)任務(wù)時(shí)，假設(shè)傳感器與工件的間隙變化量時(shí)，假設(shè)傳感器與工件的間隙變化量1m時(shí)，電容變化量是多少？時(shí)，電容變化量是多少？2假設(shè)丈量電假設(shè)丈量電路的靈敏度路的靈敏度S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格格/mV，在，在1m時(shí)，讀數(shù)儀表的指時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？示值變化多少格？解：解：1000020

35、0000123 263 2153()8.85 101(4 10 ) ( 1 10 )(0.3 10 )4.94 10F4.94 10 pFAAAAC 2B=S1S2C=1005(4.9410-3)2.47格格2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底474-2 有人在運(yùn)用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是有人在運(yùn)用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在任務(wù)電橋上添加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試試圖在任務(wù)電橋上添加電阻應(yīng)變片數(shù)以提高靈敏度。試問(wèn)，在以下情況下，能否可提高靈敏度？闡明為什么？問(wèn)，在以下情況下，能否可提高靈敏度？闡明為什么？1半橋雙臂各串聯(lián)一片；半橋雙臂各串聯(lián)一片；2半橋雙臂各

36、并聯(lián)一片。半橋雙臂各并聯(lián)一片。解答：電橋的電壓靈敏度為解答：電橋的電壓靈敏度為 即電橋的輸出電壓和電阻的相對(duì)變化成正比。由此可知：即電橋的輸出電壓和電阻的相對(duì)變化成正比。由此可知：1半橋雙臂各串聯(lián)一片，雖然橋臂上的電阻變化半橋雙臂各串聯(lián)一片，雖然橋臂上的電阻變化添加添加1倍，但橋臂總電阻也添加倍，但橋臂總電阻也添加1倍，其電阻的相對(duì)變化倍，其電阻的相對(duì)變化沒(méi)有添加，所以輸出電壓沒(méi)有添加，故此法不能提高靈沒(méi)有添加，所以輸出電壓沒(méi)有添加，故此法不能提高靈敏度；敏度；2半橋雙臂各并聯(lián)一片，橋臂上的等效電阻變化半橋雙臂各并聯(lián)一片，橋臂上的等效電阻變化和等效總電阻都降低了一半，電阻的相對(duì)變化也沒(méi)有添和等

37、效總電阻都降低了一半，電阻的相對(duì)變化也沒(méi)有添加，故此法也不能提高靈敏度。加，故此法也不能提高靈敏度。o/USRR2022年6月20日星期一機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底484-7 4-7 試從調(diào)幅原理闡明，為什么某動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀試從調(diào)幅原理闡明，為什么某動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋鼓勵(lì)電壓頻率為的電橋鼓勵(lì)電壓頻率為10kHz10kHz，而任務(wù)頻率為，而任務(wù)頻率為0 01500Hz1500Hz？解答：為了不產(chǎn)生混疊，以及解調(diào)時(shí)可以有效解答：為了不產(chǎn)生混疊，以及解調(diào)時(shí)可以有效地濾掉高頻成分，要求載波頻率為地濾掉高頻成分，要求載波頻率為5 51010倍調(diào)倍調(diào)制信號(hào)頻率。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋鼓勵(lì)電壓為載制信號(hào)頻率。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的電橋鼓勵(lì)