《測試技術》試驗指導書蔣平南京工程學院2023年一月22目錄\l“_TOC_250012“試驗1測試裝置的特性試驗 1\l“_TOC_250011“試驗1—1指針式電表的靜、動態特性 1\l“_TOC_250010“試驗1—2 電阻應變儀的靜、動態特性 4\l“_TOC_250009“試驗2電橋和差特性試驗 7\l“_TOC_250008“試驗3信號分析試驗 11\l“_TOC_250007“試驗3—1 基于信號分析工具箱的信號分析試驗 12\l“_TOC_250006“試驗3—2 基于虛擬儀器的信號分析試驗 15\l“_TOC_250005“試驗4 三向振動臺的計算機關心測試試驗 17\l“_TOC_250004“實驗報告 1\l“_TOC_250003“試驗1 測試裝置的特性試驗 1\l“_TOC_250002“試驗2電橋和差特性試驗 3\l“_TOC_250001“試驗3 信號分析試驗 5\l“_TOC_250000“試驗4 三向振動臺的計算機關心測試試驗 6111測試裝置的特性試驗1—1指針式電表的靜、動態特性一、試驗目的1、生疏測試裝置靜態特性(靈敏度、線性度、滯后度)和動態特性〔幅頻特性、相頻特性)；二、儀器(或具有直流電壓測試檔的指針式萬用表)；函數信號發生器；可調直流電源；三、試驗原理指針式直流電壓表(或指針式萬用表用直流電壓測試檔)是一種電壓測試指示(即指針的不同轉角)反映了被測量(輸入電壓或經傳感器轉換成電壓的其它非電物理量)的大小及其變化狀況。它的靜態特性：靈敏度S即為輸入電壓與指針在標盤指示值(指針轉角)的比值S=△L/△V=L/V(格／伏)。L計算的參考直線(用兩點法)即為全量程輸入時指針指示值在輸入—)曲線圖上的斜率線。找出此斜率線與輸入——輸出曲線間的最Δ，即可求得該指針式電壓表的線性度δ，max

LY

max

Lmax 100%YminYmaxYmin為輸出的最大值和最小值。滯后度H可通過輸入遞增至全量程后再遞減兩過程中指針示值所示兩輸入——輸出曲線間最大差值””

。求得。maxHYmax

axmin

100%22(輸入電壓)變化關系曲線來描述。四、試驗步驟生疏各試驗儀器的使用方法與操作要領。靈敏度，線性度，滯后度測定。(或指針式萬用表某直流電壓測試檔量程)，選擇直流電源調壓范圍，使兩者根本全都。②連接可調直流電源與直流電壓表，并使其處于待工作狀態。1／10為步進值逐一供給直流電壓表，(格)1。重復進展三次。S，線性度δL，滯后度H的定義和計算公式分別求出上述工況下的指針式電壓表(或指針式萬用表作直流電壓表)的靜態特性參數值。幅頻特性的測定(或指針式萬用表直流電壓檔)2.5V的檔位②連接直流電壓表(或指針式萬用表)和低頻信號發生器。并在其間串連一節伏的電池后使電壓表處于工作狀態。111.31.5l.72520Hz(格)，并2。重復進展三次。范圍作為縱坐標。畫出輸出幅值(指針搖擺范圍示值)一一頻率關系曲線，此曲線即為指針式電壓表(指針式萬用表作直流電壓表)的幅頻特性。五、爭論?可否用輸入增、減過程中任一一樣輸入量時輸出幅值的差值作為滯后度H的計算依據？為什么？測直流電壓表幅頻特性時為何要串接一節電池？10指針式電表的靜、動態特性試驗數據表11/101/102/103/104/105/106/107/108/109/1010/10123平均值1Hz1.3Hz1.5Hz1Hz1.3Hz1.5Hz1.7Hz2Hz5Hz20Hz123平均〔v〕試驗1—2 電阻應變儀的靜、動態特性一、試驗目的了解電阻應變儀的根本構造和使用方法。生疏測試裝置靜、動態特性(靈敏度、線性度、滯后度、幅頻特性)及其簡易測定方法。二、儀器動態電阻應變儀。)及加載裝置(如砝碼)。信號發生器、功率放大器、激振器。(或萬用表)。三、試驗原理動態電阻應變儀是利用由應變片組成的電橋電路把隨外力而發生的電阻變化轉換成電流(或電壓)的變化，且進一步放大，最終以足夠的功率推動顯示或記錄儀器進展測試的特地儀器。它的靈敏度S是輸入量△y(如外力)與輸出量△x(如電流的比值△／△xL(兩點連線法)。找出此斜率線與輸入輸出曲線的最大偏差值Bmax，即可求得應變儀的ymax求得，M=(△ymax/A)*100%(A為輸入全量程)。其幅頻特性可用應變儀相應輸出量(電流)隨不同頻率輸入量(即激振力的頻率)的變化關系來描述。四、試驗步驟1.靜態特性測定(或應力環)上的電阻應變片按半橋或全橋形式接到電橋盒上，再把電橋盒接到應變上。直到衰減為“1(或應力環)50g100g150g、1(重復加載、卸載三次)。1mAgg靜態特性參數值。2，幅頻特性的測定①生疏信號發生器，功率放大器，激振器的使用方法。②按圖示連接各儀器，并調整激振器柔性桿與應力環(或等強度梁)的相對位的“恒壓，恒流”開關應在“恒壓”位置，并把YD一21型應變儀的頻率30Hz處。③電阻應變儀調平衡。④撥動功率放大器及信號發生器電源開關使其處于通的位置。2。次在萬用表上的相應讀數填入表2〔重復三次。在每次轉變頻率時均不得調整1V。五，爭論??電阻應變儀的靜、動態特性試驗數據表載荷g0載荷g0501001502001501005001全橋(mA2或)3平均21010152530354045123平均2電橋和差特性試驗一、試驗目的生疏電橋電路的特性和接法。驗證ey

RK eR

，單片〔半橋半臂〕K

1，雙片〔半橋4雙臂〕K

1，四片〔全橋〕工作狀態K1〔K為靈敏度系數。2二.儀器電橋和差特性儀。砝碼。或電吹風、溫度補償片等。三．試驗原理電橋測量電路的作用是將應變片的電阻變化轉換為電壓(或電流)的變R1，R2，R3，R4依次連接組成e橋路時電橋的輸出電壓：eyR1R3R2R4ye (R1R2)(R3R4)e0 e0為電橋電源電壓)y當電橋臂中R1R1應變片中的電阻元件(電阻絲)產生變形，應變電阻效應導致電阻元件的阻值發生相應的變化△R。從而轉變R1=R2=R3=R4=R0的狀況下電橋句ey其輸出電壓e (半橋單臂工作狀態)y1R

0〔稱電橋平衡〕的狀態，e ey1 4R 00在電橋相鄰臂應變片都受力時，假設外力等值反向，則橋路輸出電壓ey2(半橋雙臂工作狀態)Re ey2 2R 00C即產生(△R R1

R3

R4

)橋路的輸出電壓ey3R

全橋工作狀態)e ey3 R 001、2、4倍。R1R2作為補償片粘貼在與的橋路輸出電壓仍為零(變化同理使電橋的綜合輸出電壓為零)了。四、試驗步驟〔一、電橋靈敏度試驗1JF—4電橋和差特性儀的面板構造，將應變片分別接成全橋、半橋雙片、半橋單片。全橋接法：用連線將應變片的CDC、DA接點連到一起，即可組成全橋電路。AB、A”A、C”C接點連到一起，即可組成半橋雙片電路。半橋單片接法：用連線將應變片的A、B接點分別連到電橋的A、B接點，將電橋的A”與A、C”與C接點連到一起；用連線將另一臺電橋和差特性BC〔作溫度補償片片電路。固然也可將應變片中的任一個〔如B、C或C、D或D、A接點〕A、B接點。留意：接橋時應關閉電源，以保護儀器。接好電橋后，再開電源。２、翻開電源。數調為零。留意：調好平衡后，在加載、卸載過程中不能再動調平衡旋鈕。４、給梁加載、卸載：200g、400g、600g、800g、600g、400g、200g、0g，將各次加載、卸載時電橋和差特性儀顯示的讀數〔應變值〕記入表2中〔重復加載、卸載三次。K。(二)溫度補償試驗度轉變時會使電阻片產生附加變形。導致發生附加的電阻變化。用紅外線燈泡(一般白熾燈泡亦可)分別對組成橋路的一片應變片加熱，就可看到顯示電橋輸出值的電表指針位置(讀數)發生轉變。假設紅外線燈泡同(讀數)不變，差。五、思考題K〔1：2：4的緣由。分析單片、雙片、四片工作狀態組成的電橋對溫度補償不同要求的緣由。電橋和差特性試驗數據加載〔Kg加載〔Kg〕卸載〔Kg〕00.20.40.60.80.60.40.2012單片31雙片(半橋)四片(全橋)23平均123平均K〔單、雙、四片電橋輸出比值：K:K單

:K=雙 四3信號分析試驗信號分析試驗原理：1、典型信號及其頻譜分析的作用信號，這些信號時域、頻域之間的關系很明確，并且都具有確定的特性，通過對分析工具箱可以很便利的對上述典型信號作頻譜分析。2、信號頻譜分析的方法及設備換為根底，實現信號的時—頻關系轉換分析。傅立葉變換是信號頻譜分析中常用的一個工具，它把一些簡潔的信號分解號x(t)變換為頻域信號X(f)x(t)的傅氏變換為：式中X(f)為信號的頻域表示，x(t)為信號的時域表示，f為頻率。3、信號相關分析的方法和作用信號的自相關函數1T)lim x(t)x(t)dt2x TT x0

x x分析其起因。信號的相互關函數1TR x(t)y(t)dtxy TT x 0

xy x y外相互關技術還廣泛應用于各種測試中。〔或相像程度，提示了信號波形的構造特性，通過相關分析我們可以覺察信號中很多有規特別是對于在噪聲背景下提取有用信息，更顯示了它的實際應用價值。試驗3—1 基于信號分析工具箱的信號分析試驗一、試驗目的1、生疏“信號分析工具箱”軟件的功能，初步把握利用信號分析工具箱進展常用的信號分析的操作方法；2、把握信號進展頻譜分析的原理，生疏典型信號的波形和頻譜特征，并能夠從信號頻譜中讀取所需的信息。3、把握信號進展相關分析的原理，生疏典型信號的自相關函數及不同典型信號之間的相互關函數；4、把握信號進展功率譜分析的原理，生疏典型信號的自功率譜及不同典型信號之間的互功率譜。二、試驗儀器和設備計算機，信號分析工具箱軟件，打印機〔與信號分析工具箱配套使用〕三、試驗步驟及內容1、翻開“信號分析工具箱”軟件，進展信號信號分析試驗。見圖3-123-2和3-3。設置信號的幅值、頻率、相位等參數。并在“波形”主菜單下的點擊相應子菜單可同時顯示兩個通道的波形；3、在“頻譜”主菜單下的選擇“幅頻—相頻譜”或“實頻—虛頻譜”子菜單，觀看所選取信號的幅、相頻譜或實、虛頻譜；3-1信號分析工具箱軟件主界面圖3-2信號發生器界面 圖3-3信號發生器的信號類型41自相關系數”或“通道2自相關系數”12相互關系數”子菜單，觀看所選取兩個通道信號的相互關函數；5選擇“互譜函數”子菜單，觀看所選取兩個通道信號的互功率譜。四、試驗報告要求按試驗步驟附上相應的信號分析曲線，總結試驗得出的主要結論；異，并簡要分析產生誤差的緣由。信號分析試驗數據班級： 姓名： 學號： 試驗日期：內容內容波形信號時域波形相關函數功率譜正弦波白噪聲周期信號正弦波與周期信號〔頻率一樣〕注：周期信號為方波、三角波、鋸齒波三種中任選一種。五、思考題為何白噪聲信號對信號的波形干擾很大，但對信號的頻譜影響很小。2、如何用相關分析法測量信號中的周期成分。3、如何在噪聲背景下提取有用信息。試驗3—2 基于虛擬儀器的信號分析試驗一、試驗目的域等的分析方法。二、試驗儀器1、振動源〔三向振動臺〕2、壓電式加速度傳感器、電荷放大器3、數據采集模塊4、計算機和相關軟件〔或信號處理機〕5、打印機三、試驗步驟〔或信號處理機〕其具體操作方法與功能機和有關軟件組成的虛擬儀器作為信號處理機。三向振動三向振動臺壓電式傳感器電荷放大器數據采集模塊計算機+軟件圖振動測試系統組成框圖1、具體閱讀儀器使用說明書中的有關內容。2、按上圖連接儀器設備，組成圖示的測振系統。將有關按鈕和旋鈕調到設定位置。開啟儀器電源。3、設置好試驗信號的頻率，啟動振動臺，并調整數據采集模塊的采樣形顯示。4率譜分析，只要按信號輸入的相應通道(AB)標有自功率譜標志的功能按y(x(橫軸坐標值)。連接上打印機后就可把屏幕上顯示的圖形和數據打印到打印紙上。布函數、相干函數、倒頻譜等處理分析。四、爭論說明機床的振動水平與振動幅值分布狀況。試驗4 三向振動臺的計算機關心測試試驗一、試驗目的1、把握振動測試系統的搭建；2、生疏計算機關心測試的過程；2、對三向振動臺進展振動信號的采集、記錄與處理分析。二、試驗儀器1、振動源〔三向振動臺〕2、壓電式加速度傳感器3、電荷放大器4、數據采集模塊5、計算機和相關軟件6、打印機和有關軟件組成的虛擬振動測試系統見圖4-1。測試對象是三向振動臺，其4-2。4-1振動測試系統組成框圖該三向振動臺是一種不平衡重塊式的機械振動臺，是以不平衡重塊旋轉時產生的離心力來激振振動臺臺面，激振力與不平衡力矩和轉速的平方成正比。以實現在振動臺的上板、中板和下板產生各種不同方向、不同強度的振動。4-2振動臺構造圖四、試驗步驟1、試驗前，具體閱讀儀器使用說明書中的有關內容。2、傳感器布點。將壓電式加速度傳感器依據需要布置在振動臺上需要4-34-1。34-1所示連接儀器設備，組成振動測試系統。4、振動調整。設置好變頻器的工作頻率〔參數代號05-0～05-1行時間〔05-07～05-31〕等參數。 4-3傳感器布布置圖〔黑色方塊，代表傳感器位置〕4-1傳感器編號安裝位置測試方向傳感器編號安裝位置測試方向12底板ZX89中板XY3Y10Z4Z11上板X5下板X12Y6Y13上電機Z7中板Z14底板Z4-44-5，局部參4-2。02：自動運行循環運轉02：自動運行循環運轉〔STOP間隔〕04：自動運行循環運轉注：頻率設定：最高<50Hz參數代號參數功能設定范圍出廠值用戶設定值04—04多功能輸入指令一〔MI1〕33：PLC單擊自動運轉013305—00第一段頻率設定0.00～400.00Hz0.0005—01其次段頻率設定0.00～400.00Hz0.0005—02第三段頻率設定0.00～400.00Hz0.0005—03第四段頻率設定0.00～400.00Hz0.0005—04第五段頻率設定0.00～400.00Hz0.0005—15自動程序運轉模式00無自動運行0001〔STOP間隔〕05—17PLC第一段運行時間0～65500005—18PLC其次段運行時間0～65500005—19PLC第三段運行時間0～65500005—20PLC第四段運行時間0～65500005—21PLC第五段運行時間0～6550005、電荷放大器設置。依據壓電式加速度傳感器設置靈敏度，調整功能檔位〔加速度、增益檔位〔初始為最小、濾波檔位等。開啟電荷放大器電源。6、啟動計算機及相應的軟件，調整數據采集模塊的采樣頻率和使輸入計算機的信號在液晶屏上有適宜的波形顯示。7、接通變頻器電源，啟動振動臺。8、振動測試。依據需要，調電荷放大器的增益檔位，留意不要過載。保存4-3。9、關電源。先關電荷放大器，后關變頻器，最終計算機。單電機工作雙電機工作電機工作狀況傳感 〔Hz〕器位置(方向)表單電機工作雙電機工作電機工作狀況傳感 〔Hz〕器位置(方向)上0上10上上上5上上上下5下0下下下10下下下1Z底板2X3Y4Z下板5X6Y7Z中板8X9Y10Z上