传感器与测试技术docWord格式.docx
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二、实验目的1.了解计算机辅助测试SDAS2数据采集与分析系统,及其在振动测试中的应用;
2.掌握快速正弦扫频激振测试及实验数据处理;
3.了解冲击激振测试及实验数据处理。
三、可供选择的实验仪器被测机械结构悬臂梁激振器,功放加速度计,电荷放大器SDAS2数据采集与分析系统
四、拟定实验方案1.合理选择实验一起,搭建测试系统;
2.简述实验原理;
3.写出实验步骤;
(**必须经指导教师答疑通过以上实验方案,方可进行实验)4.完成实验过程,记录实验数据。
五、完成实验报告1.写出实验方案;
2.对实验数据进分析处理,比较被测试件的实验测试参数与理论计算参数,并加以分析;
3.谈谈该实验的心得体会及建议。
第一篇基础理论教学实验第一章信号及其描述
(1)典型信号的分解与合成实验1、试验目的1掌握信号分解与合成的原理;
2熟悉典型信号,如方波、三角波、锯齿波等的分解与合成过程。
2、实验仪器与系统框图1计算机,测试实验软件DTEST1.0;
典型信号的波形分解后各谐波分量的波形合成信号的波形分解合成23、实验原理1)信号的频域描述,反映的是信号的频率结构和各频率成分的幅值、相位关系。
2)如下傅立叶级数可以看出,周期信号可看作无穷多个谐波分量的合成。
而当周期信号已知时,可确定各谐波分量的系数,将其分解。
3)对于典型的周期信号,如方波、三角波等,根据其傅立叶级数可确定分解与合成的过程,具体形式见参考[1]。
4、实验内容与步骤1打开“测试实验软件DTEST1.0”,进入实验一;
2在典型信号中选择方波,单击分解,观察分解后各谐波分量的波形;
3单击合成,观察各谐波分量合成后的信号波形;
4改变合成谐波分量的数目为1,重新合成,观察合成波形的变化,并与原信号波形比较;
5逐步增加合成谐波分量的数目,重新合成,观察合成波形的变化,并与原信号波形比较;
6同样,在典型信号中选择其它信号,重复上述操作。
5、实验报告要求(包括思考题)1任选某一种典型信号,推导其傅立叶级数;
2画出其原始信号波形;
3画出其分解后各谐波分量的波形;
4分别画出谐波分量的数目为1,2,3的合成波形,并与原信号波形进行比较,说明二者的区别所在,及讨论为什么
(2)典型信号的频谱分析实验1、试验目的1掌握信号进行频谱分析的原理;
2熟悉典型周期信号,如方波、三角波、锯齿波等的幅、相频谱;
3熟悉典型非周期信号,如窗函数、单位脉冲函数、周期单位脉冲序列等的幅、相频谱;
4熟悉典型随机信号,如正态分布的随机信号等的幅、相频谱。
2、实验仪器与系统框图计算机,测试实验软件DTEST1.0;
3、实验原理1)信号的频域描述,反映的是信号的频率结构和各频率成分的幅值、相位关系。
在频域中每个信号都必须同时用幅频谱、相频谱来描述,统称为频谱。
幅频谱以频率为横坐标,以幅值为纵坐标;
相频谱以频率为横坐标,以相位为纵坐标。
2)周期信号,采用傅立叶级数来实现频谱分析;
3)非周期信号,采用傅立叶变换来实现频谱分析;
4)随机信号,理论上应该采用功率谱来表示其频域描述,但针对每一个记录样本,均可计算其幅值谱。
5)以上提到的频谱分析,当在计算机上实现时,均采用的是离散傅立叶变换DFT。
4、实验内容与步骤1)打开“测试实验软件DTEST1.0”,进入实验二;
2)在典型周期信号中选择方波,单击频谱分析,观察其幅、相频谱;
3)同样,可观察其他周期信号的幅、相频谱,注意周期信号的频谱特点;
4)在典型非周期信号中选择窗函数,单击频谱分析,观察其幅、相频谱;
5)同样,可观察其他非周期信号的幅、相频谱,注意非周期信号的频谱特点;
6)在典型随机信号中选择正态分布的随机信号,单击频谱分析,观察其幅、相频谱;
7)同样,可观察其他随机信号的幅、相频谱,注意随机信号的频谱特点。
5、实验报告要求(包括思考题)1任选某一种典型周期信号,画出其频谱(包括幅、相频谱),并总结出周期信号的频谱特点;
2任选某一种典型非周期信号,画出其频谱(包括幅、相频谱),并总结出非周期信号的频谱特点;
3任选某一种典型随机信号,画出其频谱(包括幅、相频谱),并总结出随机信号的频谱特点;
4写出离散傅立叶变换的公式,试编程运行(3)典型信号的幅值特性分析实验1、试验目的1掌握信号进行幅值特性分析的原理;
2熟悉典型周期信号,如方波、三角波、锯齿波等的幅值特性;
3熟悉典型非周期信号,如窗函数、单位脉冲函数、周期单位脉冲序列等的幅值特性;
4熟悉典型随机信号,如正态分布的随机信号等的幅值特性。
3、实验原理1)概率密度函数提供了信号幅值分布的信息,不同的信号有不同的概率密度函数图形,因此可以用来识别信号的性质。
2)当该函数未知时,可以用统计概率分布图和直方图来估计。
4、实验内容与步骤1)打开“测试实验软件DTEST1.0”,进入实验三;
2)在典型周期信号中选择方波,单击幅值特性分析,观察其概率分布函数、概率密度函数;
3)同样,可观察其他周期信号的概率分布函数、概率密度函数;
4)在典型非周期信号中选择窗函数,单击幅值特性分析,观察其概率分布函数、概率密度函数;
5)同样,可观察其他非周期信号的概率分布函数、概率密度函数;
6)在典型随机信号中选择正态分布的随机信号,单击幅值特性分析,观察其概率分布函数、概率密度函数;
7)同样,可观察其他随机信号的概率分布函数、概率密度函数。
5、实验报告要求(包括思考题)1任选某一种典型周期信号,画出其概率分布函数、概率密度函数;
2任选某一种典型非周期信号,画出其概率分布函数、概率密度函数;
3任选某一种典型随机信号,画出其概率分布函数、概率密度函数;
4写出离散傅立叶变换的公式,试编程运行(4)典型信号的强度分析实验1、试验目的1掌握信号进行强度分析原理,计算各统计参数,如均值、方差、均方值等;
2熟悉典型周期信号,如方波、三角波、锯齿波等的各统计参数;
3熟悉典型非周期信号,如窗函数、单位脉冲函数、周期单位脉冲序列等的各统计参数;
4熟悉典型随机信号,如正态分布的随机信号等的各统计参数。
3、实验原理1主要统计特征参数包括均值、均方值、方差,三者之间的关系。
2其他统计特征参数还有很多,具体可见参考[11]。
4、实验内容与步骤1)打开“测试实验软件DTEST1.0”,进入实验四;
2)在典型周期信号中选择方波,单击强度分析,计算其各统计参数;
3)同样,可观察其他周期信号的各统计参数;
4)在典型非周期信号中选择窗函数,单击强度分析,计算其各统计参数;
5)同样,可观察其他非周期信号的各统计参数;
6)在典型随机信号中选择正态分布的随机信号,单击强度分析,计算其各统计参数;
7)同样,可观察其他随机信号的各统计参数。
5、实验报告要求(包括思考题)1)任选某一种典型周期信号,计算其各统计参数;
2)任选某一种典型非周期信号,计算其各统计参数;
3)任选某一种典型随机信号,计算其各统计参数;
第二章测试装置的基本特性(5)传感器静态标定实验1、试验目的1)学习YJD-1型电阻应变仪的使用方法。
2)学习测量装置静态特性的标定方法。
3)掌握用分析软件对静态装置静态特性的标定方法。
2、实验仪器与系统框图1)YJD-1型电阻应变仪;
2)电阻应变式传感器;
3)计算机,测试实验软件DTEST1.0;
电阻应变式传感器器YJD-1电阻应变仪加载装置4)系统框图3、实验原理新设计制造的传感器,需要对其参数和性能进行标定,以便检查是否符合设计要求。
另外,随着时间和周围环境的变化,使用中传感器的参数也会有变化,也需要进行定期校准,所以测量装置的标定,是一项经常性,非常重要的工作。
电阻应变式测力传感器的静态标定,就是在静态下,通过加载装置对传感器施加载荷,同时由应变仪读取输出,而获取传感器的静态特性参数如灵敏度,非线性度,回程误差等。
4、实验内容与步骤4.1粘贴应变片1)惠斯登电桥挑选两个电阻值120Ω左右的电阻应变片,阻值差小于0.5。
2)砂纸打磨等强度梁,去除污物,用酒精清洗。
3)用502胶水粘贴电阻应变片。
(一片粘在受力的位置,一片粘在不受力的位置。
)4)用万用表检查有无短路、断路,引线与等强度梁间的绝缘电阻应大于150MΩ。
5)焊接导线,并用胶带纸固定,在常温下,放置