《工程测试与信息处理实验》

第一章 实验设计1

1-1 实验设计方法1

一、实验目的分析1

二、实验原理研究2

三、实验方案拟定2

四、实验步骤确定5

五、实验设计题选5

1-2 实验报告的要求及书写5

一、对实验报告的要求5

二、实验报告的基本内容5

三、实验报告示例7

第二章 信号的转换9

2-1 测试系统的组成9

一、测试系统9

二、智能仪器10

三、对测试系统的要求10

四、测试系统实例10

2-2 传感器的选用12

一、对传感器的技术性能要求12

二、传感器的选用原则12

三、传感器的应用实例12

2-3 信号的调理13

一、声信号的调理14

二、应变信号的调理15

2-4 信号转换实验16

实验2-1 转速测量16

实验2-2 噪声测量18

实验2-3 应变测量20

第三章 信号的观测22

3-1 信号的观测方法22

一、信号的描述22

二、信号的时域观测22

三、信号的频域观测24

3-2 信号观测实验26

实验3-1 信号波形的观察及测试26

实验3-2 周期信号强度的测量29

实验3-3 周期信号波形的叠加与分解35

实验3-4 典型信号的频谱分析39

第四章 信号的记录42

4-1 记录方式与仪器42

一、记录方式42

二、光线示波器42

三、磁带记录器46

4-2 信号记录实验48

实验4-1 光线示波器的使用48

实验4-2 磁带记录器的使用51

第五章 数字信号处理53

5-1 数字信号处理系统53

一、数字信号处理系统的功能53

二、数字信号处理系统的构成53

三、数字信号处理系统中的主要部件54

5-2 信号的采集55

一、模数转换及其控制55

二、信号采集接口电路56

三、控制软件57

四、信号采集的参数选择57

5-3 数字信号处理软件的设计58

一、数字信号处理软件的各组成部分58

二、信号处理子程序的设计实例59

三、信号处理程序的设计技巧67

5-4 窗函数69

一、截断与泄漏69

二、窗函数的评价69

三、窗函数的选择70

5-5 数字信号处理实验70

实验5-1 信号的采集70

实验5-2 信号的互相关与互谱分析72

实验5-3 窗函数及其对频谱的影响74

第六章 滤波77

6-1 概述77

一、滤波器的分类77

二、数字滤波与模拟滤波的对比78

三、滤波器的参数79

6-2 模拟滤波器的特性79

一、滤波器的频率响应函数79

二、理想的滤波器80

6-3 数字滤波81

一、数字滤波的原理81

二、数字滤波器的分类82

三、数字滤波器的设计方法83

6-4 滤波器实验83

实验6-1 滤波器特性的测试83

实验6-2 滤波器对阶跃输入的响应时间测试84

实验6-3 数字滤波的应用85

第七章 测试系统特性的测试88

7-1 系统的静态特性测试89

一、灵敏度的测试89

二、线性度的测试89

三、回程误差的测试91

7-2 系统的动态特性测试91

一、用频率响应法求测试系统的动态特性91

二、用阶跃响应法求测试系统的动态特性91

7-3 测试系统特性参数的选择93

一、满足不失真测试条件的选择93

二、灵敏度及线性范围的选择94

三、各特性参数之间的配合94

7-4 系统的特性测试实验94

实验7-1 位移测量仪静态特性参数的测试94

实验7-2 压电式加速度传感器灵敏度的校准96

实验7-3 光线示波器振动子动态特性的测试99

第八章 机械参量的测试103

8-1 常见机械参量的测试方法103

一、力的测量103

二、位移的测量103

三、振动的测量104

四、噪声的测量105

五、温度的测量105

8-2 轴位移的测量105

一、传感器的安装105

二、轴位移的测量方法及信号处理107

8-3 旋转机械振动的测量109

一、传感器的选用109

二、测试系统的组成110

三、旋转机械振动的分析111

8-4 机械阻抗的测量113

一、机械阻抗的概念113

二、机械阻抗测量中的激励设备114

三、固有频率和阻尼比的求取115

四、机械阻抗测量的应用116

8-5 机械参量测试实验116

实验8-1 转轴运动轨迹的测量116

实验8-2 旋转机械振动的阶次比分析118

实验8-3 悬臂梁特性参数的测试(一)——稳态正弦激振法120

实验8-4 悬臂粱特性参数的测试(二)——随机激振法121

实验8-5 悬臂梁特性参数的测试(三)——瞬态激振法123

参考文献126