1、測(cè)試技術(shù)課堂筆記實(shí)驗(yàn)：為了驗(yàn)證某個(gè)假設(shè)或概念的存在性和合理性而進(jìn)行的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析過(guò)程。試驗(yàn)：為了檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)功效的程度或特定參量的大小而進(jìn)行的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析過(guò)程。測(cè)量：使用一定的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定某個(gè)物理數(shù)據(jù)的過(guò)程；數(shù)據(jù)處理：利用特定的技術(shù)和設(shè)備，為了獲得某種信息而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算過(guò)程。包括：數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)、檢索、比較、變換和代數(shù)運(yùn)算等等。信息量：作用于的受體的不確定性 (uncertainty )消除的程度不確定性：事件結(jié)果的不可預(yù)測(cè)程度。信號(hào)：是信息的載體，其物理形態(tài)可以轉(zhuǎn)換、傳輸和記錄，而承載的信息不變。導(dǎo)出量：以基本量為基礎(chǔ)，為表示物質(zhì)屬性或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而導(dǎo)出的量。量：現(xiàn)象、物體或物質(zhì)

2、可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性。基本量：確定單位制時(shí)選定的相互獨(dú)立的量。測(cè)試：測(cè)量 + 實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)，以獲取被測(cè)對(duì)象的某個(gè)物理參數(shù)或物理性能而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)或試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理過(guò)程。測(cè)試的一般解釋：借助一定的測(cè)量或測(cè)定手段和試驗(yàn)方法，獲得被觀測(cè)對(duì)象的某個(gè)參量或特征的過(guò)程。計(jì)量：為實(shí)現(xiàn)測(cè)量準(zhǔn)確和單位統(tǒng)一而進(jìn)行的測(cè)量過(guò)程計(jì)量基準(zhǔn)：用來(lái)保存和復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位的計(jì)量器具計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：按照國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)制作的計(jì)量器具，用于檢定低一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)量器具。量值傳遞：通過(guò)自上而下逐級(jí)檢定或校準(zhǔn)，將國(guó)家基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的單位量值逐級(jí)傳遞到測(cè)量用的器具上，以保證測(cè)量量值的準(zhǔn)確和一致。直接測(cè)量和間接測(cè)量：

3、用測(cè)量器具直接測(cè)得被測(cè)值稱為直接測(cè)量；先測(cè)得相關(guān)值，然后經(jīng)計(jì)算得到被測(cè)值的測(cè)量方法稱為間接測(cè)量。直接比較和間接比較測(cè)量：將被測(cè)值與已知值進(jìn)行比較的測(cè)量方法稱為直接比較測(cè)量，利用儀器將原始被測(cè)量轉(zhuǎn)換成與之保持固定關(guān)系的另一種量，然后再進(jìn)行比較測(cè)量的方法稱為間接比較測(cè)量。接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量，等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量粗大誤差：明顯超出合理預(yù)期的測(cè)量結(jié)果，連續(xù)測(cè)量中稱之為“飛點(diǎn)”。通常是由于某種意外因素而造成的不合理測(cè)量結(jié)果，在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)予以剔除。系統(tǒng)誤差（偏差）：對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量，如果測(cè)量誤差按一定規(guī)律變化或保持為一個(gè)常數(shù)，這種誤差稱為“系統(tǒng)誤差”或稱“偏差”。偏差可以通過(guò)標(biāo)定和補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)

4、手段予以減小或消除。隨機(jī)誤差：對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量，如果測(cè)量誤差的大小和符號(hào)以不可知的方式變化，這種誤差稱為“隨機(jī)誤差”。誤差產(chǎn)生原因：器具誤差、方法誤差、調(diào)整誤差、觀測(cè)誤差、環(huán)境誤差、電測(cè)噪聲。誤差的表示方法：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差、分貝誤差。測(cè)量結(jié)果的可信程度：測(cè)量的精密度、測(cè)量的正確度、測(cè)量的準(zhǔn)確度、測(cè)量的不確定度。消除系統(tǒng)偏差的方法標(biāo)定：反復(fù)多次用待標(biāo)定的測(cè)量系統(tǒng)或傳感器對(duì)已知的、大小不同的已知量進(jìn)行測(cè)量，記錄相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立被測(cè)量與 讀數(shù)值之間的函數(shù)關(guān)系。步驟：標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，確定模型，數(shù)據(jù)處理，確定模型參數(shù)。測(cè)試系統(tǒng)：是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的

5、傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。靜態(tài)測(cè)量：如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信號(hào)不隨時(shí)間而變化，則稱為靜態(tài)測(cè)量。靜態(tài)測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特性稱為靜態(tài)響應(yīng)特性。靜態(tài)響應(yīng)特性：靈敏度是輸出量與被測(cè)量之比，反映了測(cè)試系統(tǒng)或測(cè)量裝置對(duì)被測(cè)量的敏感程度、線性度是標(biāo)定曲線與擬合直線的偏差程度、回程誤差是測(cè)量上升過(guò)程和下降過(guò)程讀數(shù)的不重復(fù)程度、重復(fù)性是條件和環(huán)境不變，按同一方向?qū)ν粚?duì)象做多次全程測(cè)量，結(jié)果的不一致誤差、靈敏閥又稱為死區(qū)，用來(lái)衡量測(cè)量起始點(diǎn)不靈敏的程度、分辨力（靈敏度閾）、分辨率是測(cè)試系統(tǒng)能感知到的被測(cè)量的最小變化程度、漂移是工作條件和被測(cè)量不變，測(cè)試輸出隨時(shí)間或溫度變化的程度。系統(tǒng)分析中的

6、三類問(wèn)題：1) 當(dāng)輸入、輸出是可測(cè)量的(已知)，可以通過(guò)它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。(系統(tǒng)辨識(shí))2)當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測(cè)量，可以通過(guò)它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。 (反求)3)如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷和估計(jì)系統(tǒng)的輸出量。(預(yù)測(cè)) 線性系統(tǒng)：系統(tǒng)輸入x(t)和輸出y(t)間的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描述的系統(tǒng)。線性系統(tǒng)性質(zhì)：疊加性、比例性、微分性、積分性、頻率保持性、頻響函數(shù)的測(cè)定(正弦信號(hào)激勵(lì))：依據(jù)：頻率保持性。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：效率低。脈沖信號(hào)激勵(lì)：優(yōu)點(diǎn)：直觀；缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單系統(tǒng)識(shí)別。階躍信號(hào)激勵(lì)：一階系統(tǒng)特征：測(cè)量滯后。二階系統(tǒng)特征：震蕩系統(tǒng)不失真測(cè)量條件：設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的輸出y(

7、t)與輸入x(t)滿足關(guān)系y(t)=A0x(t-t0)該系統(tǒng)的輸出波形與輸入信號(hào)的波形精確地一致，只是幅值放大了A0倍，在時(shí)間上延遲了t0而已。這種情況下，認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)具有不失真的特性。不失真測(cè)試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足 A()=A0=常數(shù)，()= - t0。負(fù)載效應(yīng)：實(shí)際測(cè)量工作中，測(cè)量系統(tǒng)和被測(cè)對(duì)象會(huì)產(chǎn)生相互作用。測(cè)量裝置構(gòu)成被測(cè)對(duì)象的負(fù)載。彼此間存在能量交換和相互影響，以致系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不再是各組成環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的疊加或連乘。系統(tǒng)干擾：電磁干擾:干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測(cè)量系統(tǒng)。信道干擾：信號(hào)在傳輸過(guò)程中，通道中各元件產(chǎn)生的噪聲或非線性畸變所造成的干擾。電源干擾：這是由

8、于供電電源波動(dòng)對(duì)測(cè)量電路引起的干擾。良好的屏蔽及正確的接地可去除大部分的電磁波干擾。使用交流穩(wěn)壓器、隔離穩(wěn)壓器可減小供電電源波動(dòng)的影響。信道干擾是測(cè)量裝置內(nèi)部的干擾，可以在設(shè)計(jì)時(shí)選用低噪聲的元器件，印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)元件合理排放等方式來(lái)增強(qiáng)信道的抗干擾性。傳感器：是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。傳感器的構(gòu)成：敏感元件，轉(zhuǎn)換元件。傳感器的分類：按被測(cè)物理量分類：長(zhǎng)度,厚度,位移,速度,加速度,旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)數(shù),質(zhì)量，按工作的物理基礎(chǔ)分類：機(jī)械式,電氣式,光學(xué)式,流體式等。按信號(hào)變換特征：能量轉(zhuǎn)換型：直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作。能量控制型：從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部供給能

9、量的變化。按敏感元件與被測(cè)對(duì)象之間的能量關(guān)系：物性型:依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換.結(jié)構(gòu)型:依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變.電阻式傳感器：電阻式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器,按工作的原理可分為:變阻器式、電阻應(yīng)變式、熱敏式、光敏式、電敏式.變阻器式傳感器的分類：?jiǎn)稳﹄娢黄鳎嗳﹄娢黄鳎本€滑動(dòng)式電位器。變阻器式傳感器的性能參數(shù)：線性、分辨率、整個(gè)電阻值的偏差、移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)角度范圍、電阻溫度系數(shù)、壽命。電阻應(yīng)變式傳感器-應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長(zhǎng)或縮短)的變化而發(fā)生

10、變化象。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)：優(yōu)點(diǎn)：靈敏度大;體積小;缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。應(yīng)變片的主要參數(shù)：幾何參數(shù)：表距L和絲柵寬度b，制造廠常用 bL表示，電阻值：應(yīng)變計(jì)的原始電阻值。靈敏系數(shù)：表示應(yīng)變計(jì)變換性能的重要參數(shù)。其它表示應(yīng)變計(jì)性能的參數(shù)（工作溫度、滯后、蠕變、零漂以及疲勞壽命、橫向靈敏度等）。應(yīng)變片測(cè)量電路：相鄰橋臂極性一致，輸出為二者之差，反之為二者之和，相對(duì)橋臂極性一致，輸出為二者之和，反之為二者之差。電阻應(yīng)變片的選擇、粘貼技術(shù)：目測(cè)電阻應(yīng)變片有無(wú)折痕.斷絲等缺陷，有缺陷的應(yīng)變片不能粘貼，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量應(yīng)變片電阻值大小。同一電橋中各應(yīng)變片之間阻值相差不得大于0.5歐姆，試件

11、表面處理：貼片處置用細(xì)紗紙打磨干凈，用酒精棉球反復(fù)擦洗貼處，直到棉球無(wú)黑跡為止。應(yīng)變片粘貼:在應(yīng)變片基底上擠一小滴502膠水，輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。焊線:用電烙鐵將應(yīng)變片的引線焊接到導(dǎo)引線上。用兆歐表檢查應(yīng)變片與試件之間的絕緣組織，應(yīng)大于500M歐。應(yīng)變片保護(hù)：用704硅橡膠覆于應(yīng)變片上，防止受潮。電容式傳感器：將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化。分類：極距變化型，面積變化型，介質(zhì)變化型。測(cè)量電路：電橋電路，調(diào)頻測(cè)量電路，運(yùn)算放大器電路。電容式傳感器特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高。缺點(diǎn)：輸出阻抗高，負(fù)載能力差，寄生電容影響大。電感式傳感器：電感式傳感器是基于

12、電磁感應(yīng)原理，它是把被測(cè)量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類：自感型，互感型。自感型又分為可變磁阻型（原理電磁感應(yīng)），渦流式（原理渦流效應(yīng)）。無(wú)損探傷：原理：裂紋檢測(cè)，缺陷造成渦流變化。自感式傳感器測(cè)量電路：電橋電路，調(diào)頻測(cè)量電路，運(yùn)算放大器電路。互感型-差動(dòng)變壓器：磁電式傳感器：是把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種轉(zhuǎn)換器。分類：動(dòng)圈式，磁阻式。動(dòng)圈式又分為線速度型，角速度型。壓電式傳感器：變換原理:壓電效應(yīng)：某些物質(zhì)，受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部會(huì)被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。測(cè)量電路：壓電式傳感器輸出電信號(hào)很微弱，通常應(yīng)把

13、傳感器信號(hào)先輸入到高輸入阻抗的前置放大器中，經(jīng)過(guò)阻抗變換后，方可輸入到后續(xù)顯示儀表中。信號(hào)波形：被測(cè)信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化歷程稱為信號(hào)的波形。信號(hào)波形圖：用被測(cè)物理量的強(qiáng)度作為縱坐標(biāo)，用時(shí)間做橫坐標(biāo)，記錄被測(cè)物理量隨時(shí)間的變化情況。信號(hào)的分類：從信號(hào)描述上分：確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)；從信號(hào)的幅值和能量上：能量信號(hào)與功率信號(hào)；從分析域上：時(shí)域與頻域；從連續(xù)性：連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)；從可實(shí)現(xiàn)性：物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)與物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)。模擬信號(hào)：隨時(shí)間變化的物理量，用時(shí)間函數(shù)表示。信噪比：有用信號(hào)與無(wú)用信號(hào)功率之比。噪聲密度：?jiǎn)挝粠捝显肼暪β实拈_(kāi)方值。數(shù)字信號(hào)：定義在不連續(xù)的時(shí)間點(diǎn)上并且其取值為

14、有限分辨率編碼數(shù)字。時(shí)間離散：只在一些離散的時(shí)間點(diǎn)上有定義的信號(hào)稱為“離散信號(hào)”數(shù)值離散：只有限精度編碼的數(shù)值稱為“離散數(shù)字”。時(shí)間和數(shù)字都離散的信號(hào)叫做“數(shù)字信號(hào)”；時(shí)間序列：存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)是一串?dāng)?shù)字，稱為“時(shí)間序列”確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)：可用數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確表示的信號(hào)稱為確定性信號(hào)，是實(shí)際信號(hào)的理想形式或抽象。不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為非確定性信號(hào)。周期信號(hào)：經(jīng)過(guò)一定時(shí)間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)，非周期信號(hào)：再不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)。能量信號(hào)：在所分析的區(qū)間（-，），能量為有限值的信號(hào)稱為能量信號(hào)。一般持續(xù)時(shí)間有限的瞬態(tài)信號(hào)是能量信號(hào)。功率信號(hào)：在所分析的區(qū)間（-，），能量不是有限值

15、此時(shí)，研究信號(hào)的平均功率更為合適。一般持續(xù)時(shí)間無(wú)限的信號(hào)都屬于功率信號(hào)。時(shí)域有限信號(hào)：在時(shí)間段 (t1，t2)內(nèi)有定義，其外恒等于零。頻域有限信號(hào)：在頻率區(qū)間(f1，f2 )內(nèi)有定義，其外恒等于。連續(xù)時(shí)間信號(hào)：在所有時(shí)間點(diǎn)上有定義。離散時(shí)間信號(hào)：在若干時(shí)間點(diǎn)上有定義。隨機(jī)信號(hào)：不能用精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示、不能預(yù)知未來(lái)時(shí)刻信號(hào)值、任意兩時(shí)刻 t1 和 t2 的取值 x(t1) 與 x(t2) 之間沒(méi)有確定關(guān)系的信號(hào)。隨機(jī)信號(hào)的基本統(tǒng)計(jì)量可由隨機(jī)序列進(jìn)行估計(jì)：均值，均方差。平穩(wěn)隨機(jī)序列：均值和方差均不隨時(shí)間而變化的隨機(jī)序列稱為“平穩(wěn)序列”，否則，稱為“非平穩(wěn)序列”。頻限信號(hào)：若一信號(hào)可以分解為一系

16、列正弦波的疊加，并且，所有正弦波中最高頻率為K，則稱該信號(hào)為頻限信號(hào)，K稱為帶寬。函數(shù): 是一個(gè)理想函數(shù)，是物理不可實(shí)現(xiàn)的信號(hào)。性質(zhì)：乘積特性（抽樣），積分特性（篩選），卷積特性，拉氏變換，傅氏變換。復(fù)指數(shù)函數(shù)：性質(zhì)：實(shí)際中遇到的任何時(shí)間函數(shù)總可以表示為復(fù)指數(shù)函數(shù)的離散和與連續(xù)和。復(fù)指數(shù)函數(shù)的微分、積分和通過(guò)線性系統(tǒng)時(shí)總會(huì)存在于所分析的函數(shù)中。信號(hào)的時(shí)域波形分析是最常用的信號(hào)分析手段信號(hào)波形圖：周期T，頻率f=1/T，峰值P，峰-峰值Pp-p均值：表示集合平均值或數(shù)學(xué)期望值。反映了信號(hào)變化的中心趨勢(shì)，也稱之為直流分量。均方值：表達(dá)了信號(hào)的強(qiáng)度；其正平方根值，又稱為有效值(RMS)，也是信號(hào)平均

17、能量的一種表達(dá)。方差：反映了信號(hào)繞均值的波動(dòng)程度。概率密度函數(shù)：提供了信號(hào)幅值分布信息，是隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)之一，不同的隨機(jī)信號(hào)又不同的概率密度函數(shù)圖形，可以借此來(lái)識(shí)別信號(hào)的性質(zhì)。直方圖：以幅值大小為橫坐標(biāo)，以每個(gè)幅值間隔內(nèi)出現(xiàn)的頻次為縱坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的一種方法概率分布函數(shù)：是信號(hào)幅值小于或等于某值R的概率，又稱之為累積概率，表示了落在某一區(qū)間的概率。變量相關(guān)：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，稱為相關(guān)性，表征了x、y之間的關(guān)聯(lián)程度。相關(guān)函數(shù)：如果所研究的變量x, y是與時(shí)間有關(guān)的函數(shù)，即x(t)與y(t)，這時(shí)可以引入一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的量，稱為函

18、數(shù)的相關(guān)系數(shù)，簡(jiǎn)稱相關(guān)函數(shù)。相關(guān)函數(shù)反映了二個(gè)信號(hào)在時(shí)移中的相關(guān)性。當(dāng)x(t)=y(t)時(shí)，稱為自相關(guān)函數(shù)。算法：令x(t)、y(t)二個(gè)信號(hào)之間產(chǎn)生時(shí)差，再相乘和積分，就可以得到時(shí)刻二個(gè)信號(hào)的相關(guān)性。相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：自相關(guān)函數(shù)是的偶函數(shù)，RX()=Rx(- )，當(dāng)=0 時(shí)，自相關(guān)函數(shù)具有最大值，周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，但不保留原信號(hào)的相位信息。隨機(jī)噪聲信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)將隨的增大快速衰減。兩周期信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號(hào)，且保留原了信號(hào)的相位信息。兩個(gè)非同頻率的周期信號(hào)互不相關(guān)。周期信號(hào)頻譜（單邊譜）的特點(diǎn)：?jiǎn)芜呑V：頻率非負(fù)，所以譜圖只有橫軸的正半邊，離散譜：只

19、在可列個(gè)頻率點(diǎn)上取值，每?jī)蓷l譜線之間有間隔。信號(hào)周期增大、譜線密度增加、譜線高度下降，但頻譜的包絡(luò)形狀，即譜線的分布關(guān)系不變。Fourier變換的基本性質(zhì)和Fourier反變換：疊加性（線性），對(duì)稱性，尺度變換特性，時(shí)移特性，頻移特性，微分特性和積分特性。時(shí)域分析與頻域分析的關(guān)系：信號(hào)頻譜X(f)代表了信號(hào)在不同頻率分量成分的大小，能夠提供比時(shí)域信號(hào)波形更直觀，豐富的信息。時(shí)域分析只能反映信號(hào)的幅值隨時(shí)間的變化情況，除單頻率分量的簡(jiǎn)諧波外，很難明確揭示信號(hào)的頻率組成和各頻率分量大小。頻域參數(shù)對(duì)應(yīng)于設(shè)備轉(zhuǎn)速、固有頻率等參數(shù)，物理意義更明確。任何周期函數(shù)，都可以展開(kāi)成正交函數(shù)線性組合的無(wú)窮級(jí)數(shù)。頻

20、譜圖：工程上習(xí)慣將計(jì)算結(jié)果用圖形方式表示，以fn (0)為橫坐標(biāo)，bn、an為縱坐標(biāo)畫圖，稱為實(shí)頻虛頻譜圖。以fn為橫坐標(biāo)，An、n為縱坐標(biāo)畫圖，則稱為幅值相位譜；以fn為橫坐標(biāo)，An2為縱坐標(biāo)畫圖，則稱為功率譜。系統(tǒng)的幅頻特性：物理意義：系統(tǒng)增益隨信號(hào)頻率的變化規(guī)律，即，系統(tǒng)對(duì)不同頻率正弦波的增益。系統(tǒng)的相頻特性：物理意義：輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的相移隨信號(hào)頻率的變化情況。系統(tǒng)頻率響應(yīng)包括：幅頻特性，相頻特性。不同系統(tǒng)可以有相同或相近的系統(tǒng)頻率響應(yīng)。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試方法：掃頻法：逐一輸入不同頻率的信號(hào)并記錄輸入輸出的幅度和相位，描繪出幅頻和相頻特性。特點(diǎn)：精確、可靠。但，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，設(shè)備投

21、入大。沖激法：輸入一個(gè)包含有各種頻率分量的寬帶信號(hào)，計(jì)算輸出響應(yīng)和輸入信號(hào)的Fourier變換之比，即可得到頻響函數(shù)。在自動(dòng)控制理論中也叫“傳遞函數(shù)”。特點(diǎn)：省工、省時(shí)。但，輸入信號(hào)必須具有足夠?qū)挼念l帶和帶內(nèi)平坦性。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)(階躍響應(yīng))：當(dāng)被測(cè)量為階躍信號(hào)時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)的響應(yīng)稱為測(cè)量系統(tǒng)的“階躍響應(yīng)”。性質(zhì)：響應(yīng)速度：從零到滿量程的90%所需要的時(shí)間；穩(wěn)定時(shí)間：從零到被測(cè)信號(hào)波動(dòng)小于滿量程的5%所需要的時(shí)間；相位失真：各個(gè)正弦分量滯后時(shí)間不一致、相互位置錯(cuò)亂而導(dǎo)致的波形改變。相位失真可通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償。卷積積分：是一種數(shù)學(xué)方法，在信號(hào)與系統(tǒng)的理論研究中占有重要的地位。特別是關(guān)于信

22、號(hào)的時(shí)間域與變換域分析，它是溝通時(shí)域頻域的一個(gè)橋梁。卷積的物理意義：對(duì)于線性系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的輸出y(t)是任意輸入x(t)與系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)的卷積。卷積積分的幾何圖形表示：反折；平移；相乘；積分。時(shí)域卷積定理：時(shí)間函數(shù)卷積的頻譜等于各個(gè)時(shí)間函數(shù)頻譜的乘積，既在時(shí)間域中兩信號(hào)的卷積，等效于在頻域中頻譜中相乘。頻域卷積定理：兩時(shí)間函數(shù)的頻譜的卷積等效于時(shí)域中兩時(shí)間函數(shù)的乘積。信號(hào)預(yù)處理的目的：是便于信號(hào)的傳輸與處理。信號(hào)放大，放大器的分類：直流電橋，交流電橋，直流放大器，交流放大器（高頻保留,低頻截止），電荷放大器。常用交流電橋：電容電橋，電感電橋。直流放大電路：反相放大器，同相放大器具有

23、輸入阻抗非常高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)。交流放大電路：不會(huì)將漂移等緩變干擾信號(hào)放大到下一級(jí)。濾波器：是一種選頻裝置，可以使信號(hào)中特定頻率成分通過(guò)，而極大地衰減其他頻率成分分類：低通，高通，帶通，帶阻。低通與高通串聯(lián)為帶通，并聯(lián)為帶阻。理想濾波器：是指能使通帶內(nèi)信號(hào)的幅值和相位都不失真，阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器。理想濾波器的物理不可實(shí)現(xiàn)：理想濾波器在時(shí)域內(nèi)的脈沖響應(yīng)函數(shù) h（t）為 sinc函數(shù)。脈沖響應(yīng)的波形沿橫坐標(biāo)左、右無(wú)限延伸。給理想濾波器一個(gè)脈沖激勵(lì)，在t=0時(shí)刻單位脈沖輸入濾波器之前，濾波器就已經(jīng)有響應(yīng)了。故物理不可實(shí)現(xiàn)。實(shí)際濾波器：幅頻特性中通帶和阻帶間沒(méi)有嚴(yán)格界限,，存在過(guò)渡

24、帶。截止頻率fc：0.707A0所對(duì)應(yīng)的頻率；紋波幅度d：繞幅頻特性均值A(chǔ)0波動(dòng)值；帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q：下兩截頻間的頻率范圍稱為帶寬。中心頻率和帶寬之比稱為品質(zhì)因數(shù)。倍頻程選擇性W：倍頻程衰減量以dB/oct表示。衰減越快（即W值越大），濾波器的選擇性越好。濾波器因素：用濾波器幅頻特性的-60dB帶寬與-3dB帶寬的比值表示。若濾波電路不僅由無(wú)源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運(yùn)放）組成，則稱為有源濾波電路。一階低通濾波器對(duì)頻率的選擇性無(wú)改善，但提高了靈敏度。調(diào)制與解調(diào)：目的：信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸，緩變信號(hào)放大。調(diào)制：利用緩變信號(hào)來(lái)控制、調(diào)節(jié)高頻振蕩信號(hào)的某個(gè)參數(shù)（幅值、頻率、相位），使

25、其按緩變信號(hào)規(guī)律變化。分類：幅度凋制(AM)，頻率調(diào)制(FM)，相位調(diào)制(PM)。調(diào)相和調(diào)頻有密切的關(guān)系。調(diào)相時(shí)，同時(shí)有調(diào)頻伴隨發(fā)生；調(diào)頻時(shí)，也同時(shí)有調(diào)相伴隨發(fā)生，不過(guò)兩者的變化規(guī)律不同。實(shí)際使用時(shí)很少采用調(diào)相制，它主要是用來(lái)作為得到調(diào)頻的一種方法。調(diào)幅：是將一個(gè)高頻余弦信號(hào)（或稱載波）與測(cè)試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化幅度調(diào)制過(guò)程：測(cè)試信號(hào)通過(guò)乘法器與載波信號(hào)相乘，在通過(guò)放大器放大。重疊失真：調(diào)幅波是由一對(duì)每邊為fm的雙邊帶信號(hào)組成當(dāng)載波頻率fz較低時(shí)，正頻端的下邊帶將與負(fù)頻端的下邊帶相重疊要求: fzfm。解調(diào)：同步解調(diào)：所乘信號(hào)與調(diào)制時(shí)的載波信號(hào)具有相同的頻率和相位。同

26、步解調(diào)的信號(hào)幅值為原調(diào)制信號(hào)的一半，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)失真。整流檢波：對(duì)調(diào)幅波作整流和低通濾波處理，復(fù)現(xiàn)原調(diào)制信號(hào)。過(guò)調(diào)失真：當(dāng)偏置電壓不夠大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)失真。非抑制調(diào)幅：若對(duì)信號(hào)x(t)進(jìn)行偏置，疊加一個(gè)直流分量D，使偏置后的信號(hào)都具有正電壓。相敏檢波：可以鑒別調(diào)制信號(hào)相位，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)失真，幅值沒(méi)有衰減。調(diào)頻是利用信號(hào)x(t)的幅值調(diào)制載波的頻率，或者說(shuō)，調(diào)頻波是一種隨信號(hào)x(t)的電壓幅值而變化的疏密度不同的等幅波.調(diào)頻方法：直接調(diào)頻：原理：利用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律，實(shí)際應(yīng)用中，是用調(diào)制信號(hào)去控制決定振蕩器振蕩頻率的振蕩回路的可變電抗值。從而使振

27、蕩器的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律線性改變。間接調(diào)頻原理：將調(diào)制信號(hào)先通過(guò)積分電路，然后進(jìn)行相位調(diào)制，輸出電壓對(duì)原信號(hào)是調(diào)頻波，稱其為間接調(diào)頻。間接調(diào)頻電路的載波振蕩器可采用頻率穩(wěn)定度很高的晶體振蕩器，其載波頻率穩(wěn)定變高。鑒頻：調(diào)頻波解調(diào)電路的功能是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號(hào)，也稱鑒頻器。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：占頻帶寬度大，復(fù)雜。霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為“霍爾效應(yīng)”。信號(hào)放大器的性能指標(biāo)：增益；共模抑制比；輸入阻抗；失調(diào)電壓；溫度漂移；時(shí)間漂移；輸出噪聲；通帶平坦性。集成運(yùn)放的特點(diǎn)：高增益；高輸入阻抗；

28、低輸出阻抗。低失調(diào)；低漂移；高共模抑制比。程控增益放大器：可變?cè)鲆妫菏剐盘?hào)動(dòng)態(tài)范圍接近A/D轉(zhuǎn)換的量程范圍，充分利用其分辨率。技術(shù)指標(biāo)：程控增益；建立時(shí)間；線性度。低通濾波器：抑制高頻噪聲。常用參數(shù)：幅頻特性，相頻特性，截止頻率，通帶，倍頻程衰減率，阻帶，紋波幅度，過(guò)渡帶。沖激函數(shù)：用于描述效果不可忽略而時(shí)間可以忽略的物理現(xiàn)象。定義：短促而不可忽略。重要性質(zhì)：篩選特性。A/D轉(zhuǎn)換常用技術(shù)指標(biāo)：輸入量程；分辨率；采樣率或轉(zhuǎn)換時(shí)間；精度；線性度。非同步多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點(diǎn)：同樣精度和采樣率情況下，價(jià)格較低；通道增益不同時(shí)，必須考慮程控增益的建立時(shí)間；通道濾波帶寬不同時(shí)，必須考慮濾波參數(shù)選擇后的濾

29、波器建立時(shí)間；不能同步采集，多通道信號(hào)輸入時(shí)只能逐個(gè)通道巡回采樣；當(dāng)各個(gè)通道程控增益和濾波帶寬均不同時(shí)，實(shí)際可用的采樣率將遠(yuǎn)低于通常作為標(biāo)稱參數(shù)給出的單通道輸入且增益、濾波帶寬都不變情況下的采樣率。多采樣保持同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點(diǎn)：完全同步采樣；各通道增益、濾波帶寬獨(dú)立設(shè)置；低速、同步采樣時(shí)，采樣保持電路的泄漏將造成采樣電壓衰減誤差。各通道獨(dú)立采樣的多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點(diǎn)：完全同步采樣；各通道增益、濾波帶寬獨(dú)立設(shè)置；成本高。數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的選擇參數(shù)：采樣速率；輸入量程；分辨率(量化分辨率)；動(dòng)態(tài)范圍；輸入端口形式；同步性；總線形式；D/A及數(shù)字量輸入輸出功能。多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接地：電壓參考點(diǎn)

30、：每個(gè)獨(dú)立的電路系統(tǒng)，都有一個(gè)公共參考點(diǎn)，即“地”。沒(méi)有正確接地：電源耦合、引起干擾。甚至，燒毀設(shè)備、傷及人員。屏蔽接地：為了避免周圍電場(chǎng)、磁場(chǎng)在機(jī)箱上形成感應(yīng)電壓從而干擾內(nèi)部電路，通常將機(jī)箱與大地連接，即，機(jī)箱“接地”。多信號(hào)源可共地時(shí)的接入方法：多通道、單端信號(hào)數(shù)據(jù)采集。所有信源設(shè)備輸出的信號(hào)為“單端信號(hào)”，并且可以“共地”；采集設(shè)備的模擬輸入通道“共享接地”。多信號(hào)源、彼此不可共地時(shí)的接入方法：多通道、差分信號(hào)數(shù)據(jù)采集。不同源差分信號(hào)之間仍有參考點(diǎn)，即公共“地”。兩信號(hào)端與公共“地”之間的壓差均值，就是“共模”信號(hào)：輕則形成干擾，重則燒毀儀器。常見(jiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備模擬輸入的接線方式：?jiǎn)味溯斎?/p>

31、，雙端輸入。專業(yè)總線型信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)：特點(diǎn)：高可靠性、高精度、低噪聲、大規(guī)模，信號(hào)調(diào)理與模擬電壓電壓輸入兼而有之；價(jià)格較高，適合電磁兼容性要求高、測(cè)量精度、穩(wěn)定性、同步性等技術(shù)指標(biāo)均要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。支持各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化分布式測(cè)試。USB總線、有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)型信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)：特點(diǎn)：方便靈活、低價(jià)格，支持有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化分布式大規(guī)模信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)。采樣數(shù)據(jù)：連續(xù)變化的電壓信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入計(jì)算機(jī)后成為相應(yīng)的數(shù)字序列。采樣數(shù)據(jù)在處理軟件中的存在形式：矩陣或數(shù)組形式，表格形式，A/D轉(zhuǎn)換的直接數(shù)據(jù)格式，浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式，多通道數(shù)據(jù)的二進(jìn)制存盤格式，存盤數(shù)

32、據(jù)文件中的數(shù)據(jù)格式及其特點(diǎn)：整形格式，文件小，但計(jì)算時(shí)需換算成實(shí)際量綱；浮點(diǎn)格式，文件比較小，可以以實(shí)際量綱形式存在，但格式不統(tǒng)一；文本格式，文件大，直觀簡(jiǎn)單，容易跨軟件平臺(tái)讀取。測(cè)試數(shù)據(jù)處理的軟件的分類：與采集系統(tǒng)配合的專用軟件，通用數(shù)據(jù)處理專用軟件，數(shù)據(jù)處理編程語(yǔ)言，通用高級(jí)語(yǔ)言。采樣數(shù)據(jù)的顯示方法：波形表示，散點(diǎn)圖，均值的統(tǒng)計(jì)意義：均值是真值的估計(jì)。峰值：規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，時(shí)變信號(hào)的最大值，即信號(hào)波動(dòng)的最大值；峰峰值：規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，時(shí)變信號(hào)最大、最小值之差；方差：采樣數(shù)據(jù)與均值之差的平方的平均數(shù)，是二階矩的估計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)差：也稱作均方差，是方差的算數(shù)平方根統(tǒng)計(jì)意義：方差和標(biāo)準(zhǔn)差均用于描述信號(hào)相對(duì)

33、于均值的集中程度。相同均值和峰值的信號(hào)，方差大小反映了信號(hào)波動(dòng)的離散程度。信號(hào)幅度的直方圖：處理方法：將信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍（最小到最大）之間劃分為若干等寬區(qū)間，統(tǒng)計(jì)信號(hào)落入每個(gè)區(qū)間的次數(shù)，即，頻數(shù)，然后將頻數(shù)用直方圖示出。統(tǒng)計(jì)意義：近似具有概率分布的意義。信號(hào)的偏度：是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分布偏斜方向和程度的度量，是數(shù)據(jù)幅度分布非對(duì)稱性的數(shù)字特征。可用于檢測(cè)隨機(jī)信號(hào)中是否存在偏態(tài)的沖擊現(xiàn)象。信號(hào)的峭度：是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分布集中程度的度量。可用作評(píng)價(jià)某一隨機(jī)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布之間差距的度量。峭度對(duì)信號(hào)中的沖擊現(xiàn)象非常敏感，因此常用于檢測(cè)隨機(jī)信號(hào)中是否存在沖擊現(xiàn)象。可用于監(jiān)測(cè)機(jī)械尤其是回轉(zhuǎn)機(jī)械工作狀態(tài)中的沖激現(xiàn)象。數(shù)據(jù)

34、的擬合：一元線性回歸，多元線性回歸，最小二乘法，徑向基函數(shù)擬合數(shù)據(jù)中的周期分量提取方法：時(shí)域平均法，奇異值分解法，信號(hào)中包含多個(gè)周期分量時(shí)的分離方法SVD譜隨機(jī)信號(hào)的相關(guān)性：為信號(hào)波形的“相似程度”，判斷不同位置測(cè)試得到的信號(hào)，是否從同一信號(hào)源發(fā)出，判斷某一復(fù)雜信號(hào)中，是否含有某個(gè)已知信源的成分。相關(guān)函數(shù)的計(jì)算：按定義計(jì)算，循環(huán)算法。特征參數(shù)：用于測(cè)量和表征某物理現(xiàn)象程度的物理量。特征空間：用特征參數(shù)構(gòu)成的空間稱為“特征空間”。特征空間降維：當(dāng)特征參數(shù)之間存在相關(guān)性時(shí)，有可能通過(guò)對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行某種組合運(yùn)算而得到一組新特征。在保證能夠表達(dá)和分辨原來(lái)系統(tǒng)狀態(tài)的前提下，新特征參數(shù)參數(shù)的個(gè)數(shù)有可能比原

35、特征參數(shù)少，即，降低了特征空間的維數(shù)。新特征參數(shù)是原特征參數(shù)的線性組合特征空間降維的計(jì)算步驟：采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算協(xié)方差矩陣，特征值分解，構(gòu)成變換矩陣，數(shù)據(jù)降維(簡(jiǎn)化)。提高頻譜頻率分辨率的方法只有一個(gè)：增加數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度。頻譜細(xì)化：實(shí)際采樣時(shí)間不能增加時(shí)，可通過(guò)在數(shù)據(jù)后面補(bǔ)0的方法加大T、減小譜線間隔，這種方法可以使頻譜曲線更加光滑、細(xì)節(jié)更加清晰，起到“細(xì)化”的作用，但是分辨率能力并沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的提高。相位譜：各個(gè)分量之間的相位關(guān)系。周期信號(hào)的頻譜：只在基頻及其各次諧波處有值。數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)方法和作用：在頻域用一個(gè)適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)與被濾波信號(hào)的Fourier變換相乘，使得指定頻段內(nèi)的信號(hào)保持不變、之外

36、的信號(hào)發(fā)生變化。濾波器的幅度函數(shù)必須滿足時(shí)域因果性條件：時(shí)域：“有始信號(hào)”；頻域：Paley-Wiener準(zhǔn)則。濾波器相關(guān)的名詞和參數(shù)：通帶，通帶增益，阻帶，阻帶衰減，過(guò)渡帶，截止頻率，常見(jiàn)類型：低通、高通、帶通、帶阻等。Butterworth濾波器：通帶、阻帶最平坦，相頻特性比較平坦。Chebyshev濾波器：過(guò)渡帶比較陡，但通帶和阻帶有波動(dòng)，相頻特性平坦性一般。相位函數(shù)的斜率(群時(shí)延)：就是兩傳感器之間的時(shí)差。Hilbert變換可以對(duì)多個(gè)線性疊加的調(diào)幅信號(hào)同時(shí)進(jìn)行90相移，但不能對(duì)多個(gè)調(diào)幅信號(hào)同時(shí)解調(diào)。原因是，求取包絡(luò)的運(yùn)算時(shí)不能對(duì)相互疊加的多個(gè)分量同時(shí)進(jìn)行。測(cè)試技術(shù)作業(yè)論述測(cè)試、測(cè)量和計(jì)

37、量的意義與差別答：測(cè)量就是借助專用的技術(shù)工具，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，對(duì)被測(cè)對(duì)象收集信息的過(guò)程；測(cè)試：是指采用專門的技術(shù)手段和儀器設(shè)備，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方法并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，從而找到被測(cè)量量的量值和性質(zhì)的過(guò)程。通常人們將具有研究性、探討性、論證行的測(cè)量叫做測(cè)試，測(cè)試過(guò)程通常需要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理，以獲得更為明確的星系，從而打到試驗(yàn)的目的；計(jì)量：實(shí)現(xiàn)測(cè)量準(zhǔn)確和單位統(tǒng)一而進(jìn)行的測(cè)量過(guò)程，它屬于測(cè)量，但比測(cè)量嚴(yán)格，對(duì)測(cè)量起著指導(dǎo)、監(jiān)督、保證的作用。測(cè)試：是指采用專門的技術(shù)手段和儀器設(shè)備，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方法并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，從而找到被測(cè)量量的量值和性質(zhì)的過(guò)程。測(cè)量：使用一定的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取“數(shù)

38、據(jù)”的過(guò)程。計(jì)量：為實(shí)現(xiàn)測(cè)量準(zhǔn)確和單位統(tǒng)一而進(jìn)行的測(cè)量過(guò)程；測(cè)試、測(cè)量和計(jì)量的差別：測(cè)試是要用儀器儀表測(cè)量，并含有測(cè)試、對(duì)比、調(diào)整、在測(cè)試，這樣循環(huán)的一個(gè)過(guò)程。計(jì)量是以確定量值為目的的一組操作，唯有計(jì)量部門從事的測(cè)量。計(jì)量不僅要獲取量值的信息，而且要實(shí)現(xiàn)量值信息的傳遞或溯源。測(cè)量就是為獲取量值信息的活動(dòng)；測(cè)量作為一類操作其對(duì)象就是測(cè)量?jī)x器。測(cè)量可以是孤立的；計(jì)量則存在于量值傳遞或溯源的系統(tǒng)中。論述系統(tǒng)的幅頻特性的物理意義及二階系統(tǒng)的特點(diǎn)答：線性系統(tǒng)在諧波輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比是輸入信號(hào)的頻率的函數(shù)，稱其為系統(tǒng)的頻率特性。它描述了在穩(wěn)態(tài)情況下，當(dāng)系統(tǒng)輸入不同頻率的諧波信號(hào)時(shí)，其幅值

39、的衰減或增大的特性。二階系統(tǒng)的特點(diǎn)：二階系統(tǒng)是一個(gè)低通環(huán)節(jié)，阻尼比和固有頻率n是影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)，欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線，且阻尼比越小，衰減越慢，振蕩頻率越大。所以欠阻尼系統(tǒng)又稱為二階振蕩系統(tǒng)，其幅值衰減的快慢取決于阻尼比。二階單位階躍響應(yīng)的特點(diǎn)：當(dāng)阻尼比小宇一時(shí)，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)函數(shù)的過(guò)度過(guò)程為衰減振蕩，并且隨著阻尼的減小，其振蕩特性表現(xiàn)得愈加強(qiáng)烈，當(dāng)阻尼比等于零時(shí)達(dá)到等幅振蕩。在阻尼比大于等于一是，二階系統(tǒng)的過(guò)度過(guò)程具有單調(diào)上升的特性；當(dāng)二階系統(tǒng)的阻尼比不變時(shí)，系統(tǒng)的固有頻率越大，保持動(dòng)態(tài)誤差在一定范圍內(nèi)的工作頻率方位越寬，反之。工作頻率范圍越

40、窄。二階系統(tǒng)的bode圖可以用一條折現(xiàn)來(lái)近似描述。簡(jiǎn)述 A/D 轉(zhuǎn)換的主要技術(shù)指標(biāo)及其意義分辨率：A/D對(duì)輸入模擬信號(hào)的分辨能力，A/D轉(zhuǎn)換器的分辨力可用輸入的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)來(lái)表示，位數(shù)越多，則分辨力也就越高。轉(zhuǎn)換誤差：通常以輸出誤差的最大值形式給出，它表示A/D實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別，常用最低有效位的倍數(shù)表示。轉(zhuǎn)換精度：實(shí)際輸出與期望輸出之比，以全程的百分比或最大輸出電壓的百分比表示。轉(zhuǎn)換速度：轉(zhuǎn)換速度是指完成一次轉(zhuǎn)換所用的時(shí)間，即從發(fā)出轉(zhuǎn)換控制信號(hào)開(kāi)始，直到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出為止所用的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換速度就越低。轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換原理、轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)。

41、采樣率（轉(zhuǎn)換時(shí)間）：每秒鐘采樣次數(shù)（完成一次轉(zhuǎn)換所需時(shí)間），通常用每秒鐘的轉(zhuǎn)換次數(shù)表示。精度：輸出數(shù)據(jù)與輸入電壓之間的誤差，常用二進(jìn)制位數(shù)表示。線性度：輸出數(shù)據(jù)與輸入電壓之間的線性關(guān)系，通常用二進(jìn)位數(shù)表示。輸入量程：由參考電壓決定。舉例簡(jiǎn)述應(yīng)變測(cè)量時(shí)溫度補(bǔ)償?shù)幕驹泶穑弘娮钁?yīng)變片對(duì)溫度變化十分敏感。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，因應(yīng)變片的線膨脹系數(shù)與被測(cè)構(gòu)件的線膨脹系數(shù)不用，且敏感柵的電阻值隨溫度的變化而變化，所以測(cè)得應(yīng)變將包含溫度變化的影響。消除溫度影響的措施是溫度補(bǔ)償。在常溫應(yīng)變測(cè)量中溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣捎脴蚵费a(bǔ)償法。它是利用電橋特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)摹Ｑa(bǔ)償塊補(bǔ)償法：把粘貼在構(gòu)件被測(cè)點(diǎn)出的應(yīng)變片稱為工作片

42、，接入電橋的AB橋臂；另外以相同規(guī)格的應(yīng)變片粘貼在被測(cè)工件相同材料但不參與變形的一塊材料商，并與被測(cè)構(gòu)件處于相同溫度條件下，稱為溫度補(bǔ)償片，將它接入電橋與工作片組成測(cè)量電橋的半橋，電橋的另外兩橋臂為應(yīng)變儀內(nèi)部固定無(wú)感標(biāo)準(zhǔn)電阻，組成等臂電橋。由電橋特性可知，只要將補(bǔ)償片正確的接在橋路中即可消除溫度變化所產(chǎn)生的影響。工作片補(bǔ)償法：這種方法不需要補(bǔ)償片和補(bǔ)償塊，而是在同一被測(cè)構(gòu)件上粘貼幾個(gè)工作應(yīng)變片，根據(jù)電橋的基本特性及構(gòu)件的受力情況，將工作片正確地接入電橋中，即可消除溫度變化所引起的應(yīng)變，得到所需測(cè)量的應(yīng)變。例子：懸臂梁氏力傳感器的測(cè)量原理是在靈敏系數(shù)和回路輸入電壓一定時(shí)，與其橋式回路的電壓輸出值

43、與兩組應(yīng)變片在懸臂梁受力后產(chǎn)生的應(yīng)變差值成正比，而與力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān)。在保證兩組應(yīng)變片水平方向的距離后，當(dāng)梁的受力點(diǎn)發(fā)生不明顯的變化時(shí)，其輸出值基本保持不變。論述測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)特性及其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響答：測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)德行是指測(cè)量恒定不變或者非常緩慢變化的情況下，測(cè)試裝置輸出量與出入量之間的關(guān)系。非線性：測(cè)試系統(tǒng)在進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量時(shí)，其實(shí)際的輸出量與輸入量之間呈非線性關(guān)系。非線性是對(duì)靜態(tài)測(cè)量偏離線性的度量，非線性是造成測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)誤差的因素之一遲滯性：測(cè)試系統(tǒng)在同樣的測(cè)試條件下，輸入量從小到大改變時(shí)測(cè)得的值與輸入量從大到小改變時(shí)測(cè)得的值不同的現(xiàn)象叫做遲滯性。遲滯性也叫做回程誤差，是造成系統(tǒng)靜態(tài)測(cè)量誤差

44、的因素之一。靈敏度：測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度是反映系統(tǒng)輸入量的變化引起輸出量的變化的大小。負(fù)載作用：測(cè)試裝置接入被測(cè)對(duì)象后，從被測(cè)對(duì)象吸取了一部分能量，從而改變了被測(cè)參數(shù)原真實(shí)值，測(cè)試裝置的輸入阻抗越大，從被測(cè)對(duì)象吸取的能量就越小，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也就越小。重復(fù)性：測(cè)試系統(tǒng)在條件和環(huán)境不變，按同一方向?qū)ν粚?duì)象做多次全程測(cè)量，結(jié)果的不一致的誤差。重復(fù)性越小，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。分辨率：測(cè)試系統(tǒng)能感知到的被測(cè)量的最小變化程度。分辨率越高，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。漂移：工作條件和被測(cè)量不變，測(cè)試輸出隨時(shí)間或溫度變化的程度。漂移越小，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。簡(jiǎn)述壓電式加速度傳感器的工作原理壓電式加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電

45、效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶點(diǎn)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。簡(jiǎn)述用霍爾傳感器測(cè)試電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理和方法方法一：把一個(gè)非磁性圓盤固定在被測(cè)軸上，圓盤的邊上，等距離嵌有一些永磁體，相鄰兩塊鐵氧體極性相反，由導(dǎo)磁體和置于兩導(dǎo)磁體縫隙中的霍爾元件組成測(cè)量探頭，測(cè)量探頭兩導(dǎo)磁體外端的間距與圓盤上相鄰鐵氧體之間的距離相等。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出正負(fù)交變的周期電動(dòng)勢(shì)。方法二：在被測(cè)轉(zhuǎn)速的軸上裝有一齒輪狀的導(dǎo)磁體。對(duì)著齒輪固定的一馬

46、蹄形的永磁體，霍爾元件粘貼在磁鐵磁極的端面上，當(dāng)被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪狀導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，于是霍爾元件磁路中的磁阻發(fā)生周期性的變化，其變化周期是被測(cè)軸轉(zhuǎn)速的函數(shù)，而磁路磁阻的周期性變化引起作用于霍爾元件的磁感應(yīng)強(qiáng)度也發(fā)生周期性的變化，使霍爾元件輸出一系列頻率與轉(zhuǎn)速成比例的單向電脈沖。1. 當(dāng)霍爾傳感器靠近導(dǎo)磁體時(shí)，霍爾傳感器內(nèi)部的磁場(chǎng)發(fā)生變化，由于霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生不用的霍爾電動(dòng)勢(shì)，以此可以判斷是否有導(dǎo)磁物品接近。2. 霍爾傳感器用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，一般是霍爾傳感器固定安裝，而在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部位安裝一個(gè)導(dǎo)磁性好的磁鋼，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，磁鋼每接近霍爾傳感器一次，霍爾傳感器認(rèn)為電機(jī)旋轉(zhuǎn)了一圈，以此計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速。論

47、述線性回歸的應(yīng)用意義及它在標(biāo)定中的作用答：線性回歸是利用稱為線性回歸方程的最小平方函數(shù)對(duì)一個(gè)或多個(gè)自變量和因變量之間關(guān)系進(jìn)行建模的一種回歸分析。線性回歸是回歸分析中第一種經(jīng)過(guò)嚴(yán)格研究并在實(shí)際應(yīng)用中廣泛使用的類型。這是因?yàn)榫€性依賴于其未知參數(shù)的模型比非線性依賴于其位置參數(shù)的模型更容易擬合，而且產(chǎn)生的估計(jì)的統(tǒng)計(jì)特性也更容易確定。而標(biāo)定，則是反復(fù)多次用待標(biāo)定的測(cè)量系統(tǒng)或傳感器對(duì)已知的、大小不同的已知量進(jìn)行測(cè)量，記錄相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立被測(cè)量與讀數(shù)值之間的函數(shù)關(guān)系。線性回歸在標(biāo)定中對(duì)數(shù)據(jù)處理和確定模型參數(shù)有著重要作用，一般都是使用線性回歸方法對(duì)標(biāo)定所得的數(shù)據(jù)進(jìn)

48、行處理并得出被測(cè)量值與讀數(shù)值之間的函數(shù)關(guān)系。簡(jiǎn)述均值、方差和峭度估計(jì)的計(jì)算方法并舉例說(shuō)明其工程應(yīng)用意義答：均值：將獲得的一系列數(shù)據(jù)求平均，即為均值。應(yīng)用意義在與粗略地估計(jì)真值。表示信號(hào)大小的中心位置。比如測(cè)量120907班每個(gè)人的身高，并求均值，可得120907班的平均身高。方差：各個(gè)數(shù)據(jù)分別與其和的平均數(shù)之差的平方的和的平均數(shù)，即為方差。應(yīng)用意義在于表征了信號(hào)的離散程度。將信號(hào)的集中程度量化。例如測(cè)量120907班身高的方差，其大小可反映907班48個(gè)人中身高差距的程度，方差越大，說(shuō)明身高參差不齊，方差越小，說(shuō)明大家身高都差不多。峭度：是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分布集中程度的度量。可用作評(píng)價(jià)某一隨機(jī)信號(hào)與標(biāo)

49、準(zhǔn)正態(tài)分布之間差距的度量。應(yīng)用意義在于評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分布集中程度，與標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的接近程度，工程上應(yīng)用與檢測(cè)信號(hào)中是否存在異常現(xiàn)象，常有的現(xiàn)象是檢測(cè)是否存在沖擊現(xiàn)象，若有沖擊現(xiàn)象，K值很大。簡(jiǎn)述采樣定理的實(shí)際意義答：采樣定理：A/D轉(zhuǎn)換的采樣頻率必須大于信號(hào)最高頻率的2倍。當(dāng)采頻率低于信號(hào)最高頻率的2倍時(shí)，就會(huì)引起“頻率混淆”現(xiàn)象，使得原信號(hào)中的頻率成分出現(xiàn)在數(shù)字信號(hào)中完全不同的頻率處，造成信號(hào)的失真。說(shuō)明徑向基函數(shù)擬合的基本原理答：徑向基擬合常借助高斯函數(shù)來(lái)擬合數(shù)據(jù)。高斯函數(shù)G（X,Y），將實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)F1，F(xiàn)2.Fn x1，x2.xn構(gòu)造函數(shù)，將兩者的關(guān)系表達(dá)為一系列高斯函數(shù)的和f（x）=ng

50、（x，t），T為高斯函數(shù)的中心，當(dāng)x=t時(shí)，G取最大值。現(xiàn)要確定T和系數(shù)W。T可根據(jù)具體數(shù)據(jù)的情況選區(qū)，可直接選用測(cè)到的數(shù)據(jù)做為中心。確定W的方法，首先由取得數(shù)據(jù)確定T，在構(gòu)造2個(gè)矩陣。G和G2系數(shù)矩陣可由W=（GTG-Gm）GTYT解得，最后確定擬合函數(shù)。簡(jiǎn)述采集設(shè)備單端和差分信號(hào)接入時(shí)的接地方式答：?jiǎn)味私尤霑r(shí)的接地方式：所有設(shè)備屏蔽地接大地；系統(tǒng)中高頻最多的設(shè)備的電源地作為系統(tǒng)公共“接地點(diǎn)”，所有接地線均單獨(dú)引至該點(diǎn)；若電源與屏蔽共地，以上原則不變。差分信號(hào)接入時(shí)的接地方式：通常數(shù)據(jù)采集設(shè)備，每?jī)蓚€(gè)單端輸入端口合并成一個(gè)差分輸入端口；電源地和屏蔽地照常連接；注意每個(gè)設(shè)備輸出信號(hào)的共模電壓，不能超過(guò)要求。簡(jiǎn)述采樣頻率、時(shí)間長(zhǎng)度、頻率分辨率之間的關(guān)系采樣頻率，也稱為采樣速度或者采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)，它用赫茲（Hz）來(lái)表示。時(shí)間長(zhǎng)度：是指能夠分析到信號(hào)中的最低頻率所需要的時(shí)間記錄長(zhǎng)度。頻率分辨率：對(duì)模擬信號(hào)頻譜的采樣間隔。在采樣過(guò)程中合理確定時(shí)間長(zhǎng)度，是保證采樣得到的數(shù)字信號(hào)能夠真實(shí)反映原信號(hào)的基本條件。時(shí)間長(zhǎng)度與頻率分辨率成正比，采樣頻率只與所分析信號(hào)的最高頻率有關(guān)。簡(jiǎn)述信號(hào)相關(guān)系數(shù)和相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用意義和計(jì)算流程答：如果所研究的變量x, y是與時(shí)間