工程測(cè)試技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

信號(hào)調(diào)理的內(nèi)容和目的？答：〔1〕傳感器輸出地電信號(hào)很微弱，需要進(jìn)一步放大，有的還要進(jìn)展阻抗變換〔2〕〔3〕為了便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對(duì)傳感器測(cè)量信號(hào)進(jìn)展調(diào)制調(diào)解處理。信號(hào)調(diào)理的目的是便于信號(hào)的傳輸與處理。信號(hào)放大電路的種類(lèi)，如何依據(jù)傳感器輸出特性選擇適宜的放大電路？答：信號(hào)放大電路的種類(lèi)有根本放大電路〔反相放大器、同相放大器和差分放大器三種〕和儀器放大器；傳感器的輸入假設(shè)是毫伏信號(hào)，最好選用儀器放大器，假設(shè)信號(hào)比較大，選用一般的放大器就行了。信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的種類(lèi)？答：調(diào)制種類(lèi)：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相，目的：解決信號(hào)的放大及傳輸問(wèn)題調(diào)幅(AM：y(t)[A*x(t)]cos(2ft)y(t)Acos(2[f x(t)]*t) y(t)Acos(2ft[x(t)])調(diào)頻(FM)： 0 調(diào)相(PM)： 0信號(hào)解調(diào)的種類(lèi)：幅度解調(diào)、頻率解調(diào)、相位解調(diào)。幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？〔調(diào)或相敏檢波解調(diào)〕從調(diào)幅波中將原測(cè)量信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。調(diào)幅波的失真，如何消退？x(t)的相位將偏差180消退：參加足夠大的直流偏置。重疊失真：調(diào)幅波是由一對(duì)每邊為fm的雙邊帶信號(hào)組成的，當(dāng)載波信號(hào)的頻率較低時(shí)，正頻端的上邊帶將與正頻端的下邊帶重疊〔類(lèi)似于頻率混迭效應(yīng)〕最高頻率。信號(hào)濾波器的種類(lèi)？答：信號(hào)濾波器的種類(lèi)有：低通、高通、帶通、帶阻四類(lèi)。如何依據(jù)測(cè)試信號(hào)中有用成分和干擾成分的頻譜來(lái)選擇濾波器種類(lèi)和設(shè)定其參數(shù)？波器；假設(shè)測(cè)試信號(hào)中有用的信號(hào)是高頻信號(hào)，混有低頻干擾信號(hào)，則要使用高通濾波器；假設(shè)測(cè)試信號(hào)中的干擾信號(hào)是某個(gè)頻段的信號(hào)則要使用帶阻濾波器信號(hào)是某個(gè)頻度的信號(hào)則要使用帶通濾波器。1、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：A/D,D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有區(qū)分率與量化誤差、轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、模擬信號(hào)的輸入范圍。2A/D,D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)的關(guān)系？-數(shù)〔A/D〕轉(zhuǎn)換過(guò)程；反之，則稱(chēng)為數(shù)-?！睤/A〕轉(zhuǎn)換過(guò)程。A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程包括了采樣、量化，編碼。采樣也稱(chēng)為抽樣，是利用采樣脈沖序列p(t)，從連續(xù)時(shí)間信號(hào)x(t)量化也稱(chēng)為幅值量化，是把采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)舍入的方法變?yōu)橹挥杏邢迋€(gè)有效數(shù)字的數(shù)的過(guò)程。編碼是將離散幅值經(jīng)過(guò)量化以后變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字的過(guò)程。假設(shè)取信號(hào)x(t)可能消滅的最大值為ADR=A/D，R稱(chēng)為量化增量或量化步長(zhǎng)。當(dāng)采樣信R，則最大量化誤差應(yīng)是正負(fù)(1/2)RR愈大，則量化誤差愈大，量化增量RA/D、D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)N，R2N次方之倒數(shù)，由此可知，轉(zhuǎn)換器位數(shù)愈大，則信號(hào)量化誤差愈小。3、采樣定理的含義，當(dāng)不滿(mǎn)足采樣定理時(shí)如何計(jì)算混疊頻率？頻率必需至少為原信號(hào)中最高頻率成分的兩倍，這是采樣的根本法則，即Fs>2Fmax。當(dāng)不滿(mǎn)足采樣定理時(shí)計(jì)算混疊頻率：折疊頻率為采樣頻率的一半，即fd=fs/2fd的頻率以fd為中心向回折疊，產(chǎn)生頻率低端混疊，而且無(wú)法消退，當(dāng)某頻率fx大于fd，則：混迭頻fi＝fd－〔fx－fd〕=2fd-fx。4、A/D采樣為何要加抗混迭濾波器，其作用是什么？答：依據(jù)采樣定理，采樣率至少應(yīng)為感興趣信號(hào)最高頻率重量頻率的兩倍。換句話說(shuō)，輸入信號(hào)的最高頻率應(yīng)當(dāng)小于等于采樣頻率的一半〔如電力線信號(hào)或電臺(tái)信號(hào)干擾，實(shí)際測(cè)量信號(hào)仍可能會(huì)包含高于奈奎斯特頻率的高頻信號(hào)重量。這些頻率重量可能會(huì)混迭到正確的低頻信號(hào)中，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。為了確保輸入信號(hào)的頻率成分確實(shí)是受限的AD變換之前增加了一個(gè)低通濾波器?！哺哂谀慰固仡l率的信號(hào)成分可以防止采樣引入混迭信號(hào)。5、數(shù)字信號(hào)處理中采樣信號(hào)的頻譜為何肯定會(huì)產(chǎn)生能量泄露？〔分散到較寬的頻帶中去了。信號(hào)截?cái)喈a(chǎn)生能量泄漏是必定的，由于窗函數(shù)是一個(gè)頻帶無(wú)限的能量分布被擴(kuò)展了。無(wú)論采樣頻率多高，只要信號(hào)一經(jīng)截?cái)?，就不行避開(kāi)地引起混疊。6FFT計(jì)算的頻譜為何肯定會(huì)存在柵欄效應(yīng)誤差？FFTFFT算法N=T/dt=T.fs而計(jì)算得到的離散頻率點(diǎn)為:Xs(fi)，fi=i.fs/N,i=0，1，2，.....，N/2。這就相當(dāng)于透過(guò)柵欄賞識(shí)風(fēng)景，只能看到頻譜的一局部，而其它頻7、試述窗函數(shù)的作用及窗函數(shù)的選用原則答：在信號(hào)分析中，加窗的作用除了減小泄露以外，在某些場(chǎng)合，還可抑制噪聲，提高頻率辨識(shí)力量。由分析可知，對(duì)于窗函數(shù)的根本要求是：窗譜的主瓣要窄且高，以提高區(qū)分率；旁瓣應(yīng)小，正負(fù)交替接近相等，以減小泄露或負(fù)譜現(xiàn)象。關(guān)于窗函數(shù)的選擇，還應(yīng)考慮分析幅度小的窗函數(shù)，如汗寧窗、三角窗等；對(duì)于隨時(shí)間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可承受指數(shù)窗來(lái)提高信噪比。8、1.目前數(shù)字信號(hào)處理正在逐步取代用模擬電路實(shí)現(xiàn)的模擬信號(hào)處理，為什麼？CMOS技術(shù)的進(jìn)展，可以以低本錢(qián)方式實(shí)CMOS技術(shù)進(jìn)展帶來(lái)的好處。其次、數(shù)字信號(hào)處理抗干擾力量強(qiáng)。而模擬信號(hào)處理簡(jiǎn)潔收各種干擾，尤其是各種電磁干擾。第三、數(shù)字信號(hào)處理受環(huán)境影響小。模擬信號(hào)處理受溫度和濕度等環(huán)境因素影響，環(huán)境溫度一變，整個(gè)處理系統(tǒng)的參數(shù)就發(fā)生變化。第四、對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)變數(shù)字在逐步取代用模擬電路實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)處理。1、信號(hào)的分類(lèi)有哪些？答：信號(hào)的分類(lèi)：1、按信號(hào)隨時(shí)間變化確實(shí)定性與否分為確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)，而期信號(hào)分為準(zhǔn)周期信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào)，非周期信號(hào)分為平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)和非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)兩大類(lèi)；2、按信號(hào)幅值隨時(shí)間變化的連續(xù)性分類(lèi)，信號(hào)可分為連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)，而連續(xù)信號(hào)可分為模擬信號(hào)和一般連續(xù)信號(hào)，離散信號(hào)可分為一般離散信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。2、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的步驟有哪些？A/D轉(zhuǎn)換，反之則稱(chēng)為D/A轉(zhuǎn)換；A/D轉(zhuǎn)換的步驟有采樣、量化、編碼。34、傳感器的物理定律有哪些？傳感器的靜態(tài)特性有哪些？傳感器的選型原則是什么？傳感器的類(lèi)型有那些？列舉12括運(yùn)動(dòng)場(chǎng)定律，電磁場(chǎng)的感應(yīng)定律。3、物質(zhì)定律：如胡克定律、歐姆定律等。傳感器的靜要包括：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移、測(cè)量范圍、量程、精度、區(qū)分率和閥值、穩(wěn)定性等。傳感器的選用原則主要考慮靈敏度、線性范圍、響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度、測(cè)量方式等六個(gè)方面的問(wèn)題。傳感器的類(lèi)型有機(jī)械式〔波浪管、波登管、電磁及光電子式〔電阻、電容及電感式傳感器、磁電、壓電與熱電式傳感器、光電、光纖傳感器等、輻射式〔激光測(cè)試傳感器、流體式。5、泄漏效應(yīng)的緣由答：泄漏的緣由來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：1fs/nDFTfs/nfs/n的整數(shù)倍時(shí)，DFT的輸出上就沒(méi)有與輸入頻率相對(duì)應(yīng)得點(diǎn)，那么輸入頻率就會(huì)泄漏到全部的輸出點(diǎn)上；2、對(duì)于非矩形窗，窗本身就會(huì)產(chǎn)生肯定的泄漏。6、傅里葉變換、傅里葉級(jí)數(shù)、離散傅里葉變換的定義，應(yīng)用范圍答：傅里葉技術(shù)：傅里葉變換：離散傅里葉公式：卷積分定義？公式？7、相關(guān)定義、公式、應(yīng)用舉例答：統(tǒng)計(jì)學(xué)中用相關(guān)系數(shù)來(lái)描述變量x，y之間的相關(guān)性。是兩隨機(jī)變量之積的數(shù)學(xué)期望，稱(chēng)為相關(guān)性，表征了x、y之間的關(guān)聯(lián)程度。應(yīng)用：1、機(jī)械加工外表粗糙度自相關(guān)分析2、地下輸油管道漏損位置的探測(cè)3、地震位置測(cè)量8、相干、相關(guān)、卷積比照異同答：“相干”也叫“相參”。對(duì)兩個(gè)確定性信號(hào)，假設(shè)它們之間具有確定的相位關(guān)系，則稱(chēng)這兩個(gè)信號(hào)是相干的?！跋嚓P(guān)”是用來(lái)描述兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)〔過(guò)程〕“統(tǒng)計(jì)獨(dú)立”意思相反。對(duì)兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)，假設(shè)它們之間的相關(guān)函數(shù)不是delta函數(shù)，則兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)是相關(guān)的。卷積定義:f(x)h(x)f(x)*h(x)表示，定義為如下積分12.f(x)h(x)的相關(guān)定義9、幅度調(diào)制定義、原理，同步解調(diào)的定義、原理答：幅調(diào)是指將一個(gè)高頻簡(jiǎn)諧信號(hào)〔載波信號(hào)〕的幅值與被測(cè)試的緩變信號(hào)〔調(diào)制信號(hào)〕相乘，使載波信號(hào)的幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化?！鞍嵋啤?當(dāng)用一低通濾波器濾去頻率大于fm的成分時(shí)，則可以復(fù)現(xiàn)原信號(hào)的頻譜。與原頻譜的區(qū)分在于幅值為原來(lái)的一半，波信號(hào)具有一樣的頻率和相位。用等式表示為：y(t)[A0

*x(t)]cos(2ft)10、濾波器定義，按通頻帶范圍分類(lèi)為？按沖擊響應(yīng)時(shí)間特性分類(lèi)為？率成分。按通頻帶范圍分類(lèi)：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器四類(lèi)。按沖擊響應(yīng)時(shí)間分類(lèi)，可以分為：無(wú)限脈沖響應(yīng)〔IIR〕濾波器和有限脈沖響應(yīng)〔FIR〕濾波器兩類(lèi)。11f(x)2π的函數(shù)，其在[π，π]上的表達(dá)式為，將其開(kāi)放為傅里葉級(jí)數(shù)｛,f(x)=0,0≤x﹤π12、試述相關(guān)分析的定義，舉例說(shuō)明相互關(guān)分析的應(yīng)用。x,yx,y之間的關(guān)的故障源；自相關(guān)測(cè)轉(zhuǎn)速，提取周期性轉(zhuǎn)速成分；地下輸油管道漏損位置的探測(cè)；地震位置測(cè)量等。13、試述窄帶信號(hào)的特點(diǎn)及解調(diào)方法。窄帶信號(hào)就是信號(hào)的(頻率)帶寬很窄，信號(hào)帶寬遠(yuǎn)小于中心頻率的是窄帶信號(hào)。窄帶信號(hào)的功率集中在中心頻率四周,與寬帶信號(hào)的功率譜密度和頻譜密度圖有很大的差距.處理方法也有很大差距.調(diào)制信號(hào)的幅度越小,被調(diào)信號(hào)的頻率偏移越近的信號(hào)是窄帶信號(hào)。寬為調(diào)制信號(hào)的帶寬，其作用是濾除由乘法器產(chǎn)生的不必要成分，取出原調(diào)制信號(hào)。FM解調(diào)器中輸入的調(diào)頻信號(hào)被連接到乘法器的一個(gè)輸入端，經(jīng)過(guò)一個(gè)耦合電容與一個(gè)LC并聯(lián)諧振回路組成的移相電路產(chǎn)生正交信號(hào)作為乘法器的另一個(gè)輸入產(chǎn)生的相移及諧振回路產(chǎn)生的附加相移兩局部組成。由于LCfc上，因此，優(yōu)良而且易于集成的鎖相環(huán)解調(diào)器對(duì)FMFM通信中也是常用的方法，14FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟，以高通數(shù)字濾波器為例說(shuō)明之。窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR濾波器的步驟：(1) 用FIR濾波器h[n]近似抱負(fù)的期望濾波器hd[n]；(2)由衰減確定窗的類(lèi)型；(3