测试技术实验报告和课程总结文档格式.docx

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600

700

800

900

1000

2000

3000

4000

5000

Ui

1

Uo

A

由以上实验数据可绘制如下“幅频特性曲线”：

三、数据分析

从上“滤波器幅频特性曲线”可知，本次实验数据大体准确，从图中看，不存在粗大误差而且能够绘制出滑腻得滤波器幅频特性曲线。

四、实验小结

由滤波器得原理等效电路能够分析出滤波器具有低频滤波，即低频信号能够无损耗的通过而高频信号大体不能通过的功能。

而高低频率信号可否通过的分界频率确实是截止频率，即输出幅值为输入幅值的0.707倍时所对应的频率，故该滤波器的截止频率从图中对应可求得近似值：

fc=900Hz

由于“滤波器幅频特性曲线”自身就存在误差，故此求得的截止频率只是滤波器得近似截止频率。

当输入的信号频率小于900Hz时，输入信号能够原样输出：

而当输入频率大于900Hz的高频信号时，高频信号被滤掉，大体不输出信号。

五、试探题

一、如要能自动绘制出滤波器的幅频特性曲线，实验系统如何设计？

答；

保证滤波器的输入正弦鼓励信号的幅值为1，持续改变其频率，将滤波器的输出端接入运算机的数据采样接口，应用数据采样软件在运算机内绘制出滤波器幅频特性曲线。

二、滤波器的成立时刻Te如何测定？

从绘制的“滤波器幅频特性曲线”上，当幅值A=1时的临界时刻即为滤波器的成立时刻Te.

实验四光线示波器振动子动态特性的测试

光线示波器的振动子是一个二阶扭振系统，结构如图1-4所示，其力学模型可表示为：

MJ+Mc+MG=Mi

式中MJ—转动系统的转动惯性力矩。

MJ=Jd2θ/dt2，其中J为转动惯量，θ为振动子线圈的转角；

Mc—阻尼力矩。

Mc=cdθ/dt，其中c为阻尼系数；

MG——张丝的弹性招架力矩。

MG=Gθ，其中G为张丝的扭转刚度；

Mi—振动子线圈的电磁力矩。

Mi=KI，其中K为比例系数；

I为输入振动子线圈的信号电流。

图1-4光线示波器工作原理

1—光源2—圆柱透镜3—光栏4—振动子5—张丝6—支承

7—反射镜8—线圈9—磁极10—弹簧11—圆柱透镜12—感光纸及走纸机构

当振动子输入电流为I时，它的线圈就产生θ的转角。

因此，可取得振动子转动系统的频率响应函数：

（1-7）

式中ω—输入信号电流的角频率；

ωn—振动子转动系统的转动固有频率，

；

—振动子转动系统的转动阻尼比，

。

振动子转动系统的幅频特性为：

（1-8）

振动子静态定度曲线数据：

Ui（mv）

10

30

40

50

L（格）

9

23

31

39

57

由以上数据绘制振动子的静态定度曲线如下：

被测振动子幅频特性曲线数据如下：

Fi

12

120

240

360

480

720

Fi/fn

L

38

36

34

29

26

840

960

1200

1440

1680

1920

2160

24

21

18

14

8

由以上实验数据绘制被测振动子的幅频特性曲线如下：

三、实验数据分析及计算

从滤波器的被测振动子的静态定度曲线看，测量数据大体正确，只有最后一个数据有必然的误差，但对静态定度曲线的绘制和一些计算没有太大的阻碍，故此点误差数据能够存在，不阻碍实验结果。

从滤波器的被测振动子的幅频特性曲线可知，此组测量数据大体吻合理论数据，测量误差比较小，能够引入绘制振动子的幅频特性曲线。

光线滤波器振动子的灵敏度：

从定度曲线图知Sg=39/50=0.78（格/mv）

光线滤波器振动子的线性误差：

从定度曲线图知线性误差=△max/（Ymax-Ymin）=2.5%

由于光线滤波器具有低通滤波的作用，故此在低频段输入简谐信号时，光线滤波器对此信号不起滤波的作用，从而能够取得光线滤波器振动子得静态定度曲线，依照光线滤波器振动子的静态定度曲线就能够够把输出信号转换成格数，通过计算就能够够用输出信号的格数与输入信号的个数比来计算光线滤波器的幅值A。

输入不同频率的简谐信号但必需保证其输入幅值于静态定度曲线相等，测量并记录输出信号的幅值就能够够绘制光线滤波器振动子的幅频特性曲线。

从光线滤波器振动子的幅频特性曲线能够明白，光线滤波器也是一个低通滤波器，其截止频率为幅值的0.707倍所对应的频率，即fc=0.5*1200Hz=600Hz.

一、什么缘故实验步骤五、6取得的曲线能够近似的以为静态定度曲线？

答：

由于光线滤波器具有低通滤波的作用，故此在低频段输入简谐信号时（即实验中的20Hz的简谐信号），光线滤波器对此信号不起滤波的作用，输入的信号不衰减，从而能够取得光线滤波器振动子得静态定度曲线

二、什么缘故保证振动子的测量误差小于5%，试问用此振动子测量正弦信号时，信号频率最高可达多少？

由于光线滤波器的截止频率在幅值-3dB，即为5%左右，为保证光线滤波器得准确滤波需要操纵误差范围在5%内；

从光线滤波器振动子的幅频特性曲线能够明白，光线滤波器也是一个低通滤波器，其截止频率为幅值的0.707倍所对应的频率，即fc=0.5*1200Hz=600Hz.

实验五电阻应变片的粘贴工艺及其标定

一、实验仪器

实验仪器和设备

1．YJ-5型静态电阻应变仪一台

2．已贴好电阻应变片的悬臂梁一台

3．砝码假设干

二、实验数据

砝码质量（kg）

仪器读数

645

638

598

558

三、数据处置及计算

（1）计算理论应变值

由其中E=200×

应力

=M/w那么w=1/6×

b×

M=△F×

L=10×

124=1240

因此

=33900

故理论的应变值

=

=1.7×

（2）计算

测和

读

测=80/2=40

读=

测/2=200×

（3）计算电阻应变片的灵敏系数K

由K=2×

测/

得

电阻应变片的标定进程中，用到了电阻应变片的工作原理，即将外部作使劲（即被测量）的改变引发的应变应变转变成电阻应变片的电阻转变，从而改变输出的电信号。

继而通过电信号的转变来标定电阻应变片的灵敏系数。

实验十三持续弹性悬臂梁动态特性参数的测量

实验的仪器组合框图

图4-1稳态正弦激振实验框图

1．低频信号发生器一台

2．功率放大器一台

3．激振器一台

4．悬臂梁一台

5．压电式加速度计一个

6．阻抗变换器一个

7．六线测振仪一台

频率

22

25

幅值

27

28

70

90

110

130

140

145

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

165

170

175

180

185

190

195

三、数据分析及计算

由绘制的“悬臂梁幅频特性曲线”知：

悬臂梁的一阶固有频率为fn1=27Hz,二阶固有频率fn2=156Hz

在悬臂梁幅频特性曲线上找到最大幅值A（w1）=0.491的0.707倍所对应的两个频率别离为f1=25Hz,f2=30Hz.

故，悬臂梁的阻尼比为

（f2-f1）/（2fn1）=

从悬臂梁幅频特性曲线能够看出持续体有多阶固有频率，可什么缘故持续体得悬臂梁在正弦激振下会有多阶固有频率？

引入机械系统动力学的振动知识解决：

故由以上理论可知，持续弹性体悬臂梁具有多阶固有频率。

一、稳态正弦鼓励的特点？

稳态正弦鼓励是借助鼓励设备对被测对象施加一个频率可控的简谐鼓励力，其优势是激振功率大，信噪比高，能保证响应测试的精度，其要求在稳固状态下测定响应和激振力的幅值比。

实验十六CSY10型传感器综合测量系统

一、实验仪器和设备介绍

CSY10型传感器系统实验仪，如图3-1所示。

包括实验工作台、处置电路、信号与显示三部份组成。

图3-1CSY10型传感器系统实验仪

1．仪器顶端左侧是一副平行式悬臂梁，右边是圆盘式工作台，二者都可由固定于上方的螺旋测微杆调剂初始位置，并可在外界力的作用下产生振动。

其上固定的传感器包括：

电涡流传感器、霍尔传感器、光电传感器、电阻应变片、压电式加速度传感器、电容传感器、光纤传感器等。

所有传感器均安装在仪器的顶端，与仪器内部的测量电路相联。

2．仪器上部面板包括低频振荡器（1～30Hz输出持续可调）、音频振荡器（0.4～10KHz输出持续可调）、直流稳压电源（±

15V、±

2V～±

10V）、数字式电压频率表（3位半显示，2V、20V、2KHz、20KHz）、指针式直流毫伏表（500mV、50mV、5mV）。

3．仪器下部面板处置电路包括：

电桥、差动放大器、光电变换器、电容变换器、电荷放大器、电压放大器、涡流变换器、低通滤波器、温度变换器等。

霍尔元件的应用-电子秤

W（g）

80

V（v）

电涡流传感器的称重测量

电涡流传感器----电子秤

由以上实验数据可绘制电涡流传感器得电子称

V-W标定曲线如下：

电容传感器特性测量

X（mm）

5

6

7

三、实验小结

在“CSY10型传感器中和测试系统”上能够找到很多种

不同类型的传感器，应用这些传感器能够完成很多种测量。

光电传感器能够用来测量电动机的转速，用于工件的计数在工程中也是被普遍应用的；

霍尔元件能够检测工件表面质量;

电涡流传感器能够用于位移的测量；

极距可变式电容传感器能够用于微小位移的测量，介质厚度的测量和介质液位的测量等。

实验十七电容测量系统静态特性参数的测试及应用

实验十八转子系统动态特性参数的测量

电容测微系统

JDC非接触式电容测微仪是由电容传感器、电容测微仪、微动测量台架、示波器、标准量块和单片机系统或USB接口组成的，仪器的系统组成示用意如图3-2，测试系统实物如图3-3所示，电容传感器运算电路的原理如图3-4所示。

表3-1为电容传感器性能参数。

图3-2JDC型电容传感器测试系统原理

图3-3JDC型电容传感器测试系统实物图

图3-4运算式线路原理

依照反馈放大器原理，当放大器的开环增益

和输入阻抗

足够大时，放大器的闭环输出为：

（3-1）

其中，

——传感器电容

的阻抗

——固定电容

——信号源电压

把

、

代入上式，有

（3-2）

上式中，由于

为常量，因此输出电压

与传感器两极板间的距离

为线性关系。

运算式线路的要紧特点是：

1）由于输出电压与

之间为线性关系，故而从原理上排除

非线性关系所带来的阻碍，整机的非线性误差小，测量精度高。

2）输出电压与

的比值有关，且由于电缆的散布电容能够通过采纳“驱动电缆技术”而加以大体排除，因此传感器的电容能够很小，即也能够把测头直径做得很小。

电容测试系统静态特性参数

没有介质

次数

2

3

4

间隙

845

846

852

839

有纸张

纸张数

1188

1185

1222

1210

1100

二、位移测量

相对距离/um

1771

1893

2015

2135

2255

2377

2496

2614

2733

2848

2963

210

3075

3188

3302

3415

3525

3634

3744

3852

3962

4072

4179

220

230

250

260

270

280

290

4289

4396

4506

4611

4726

4831

4941

转子系统动态特性参数

3、转子动态参数测定

注：

由于原始数据过量，那个地址只绘制处置后的波形图

5V电压

10V电压

15V电压

由于本实验完全有自己独立完成，因此有一些知识点要比以前加倍清楚明了，大体把握了电容传感器的工作原理和其几个典型的应用，如用可变极距式电容传感器能够用于测量微变位移（本实验中的位移平台测定），可测量介质的厚度（本实验用于测量纸张的厚度）还能够用于测量液态介质的液位，和用于转子的径向振动都能够用到电容传感器，故此其应用超级普遍。

测试系统中，任何一个环节产生的波形失真，必然会引发整个系统的最终输出波形失真。

可是原那么上在信号频带内都应使每一个环节大体上知足元件失真测试的要求。

干扰进入测试系装置的三条要紧途径：

1电磁干扰：

干扰仪电磁波辐射的方式经空间窜入测试装置

2信道干扰：

信号在传输进程中，通道中各元器件产生的噪声或分线性畸变造成的干扰

3电源干扰：

电源波动市电电网干扰信号的窜入，和装置

供电源内阻引发各电源电路彼此耦合造成的干扰

排除电干扰：

1交流稳压器

2隔离稳压器

3低通滤波器

4独建功能块单独供电

信道干扰的排除：

1、合理选用元器件及设计方案，印刷电路版设计时元器件排放合理。

2、在必然传输长度的信号输出中采纳光电耦合隔离技术，双绞线传输

3、实际测量适应考虑的问题

4、测试方式的确信，传感器的选择，被测信号的频谱分析，信号的处置及传输，信号的记录方式和输出方式，数据处置，测试系统所处的环境，