传感器与测试技术docWord格式.docx

1、 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

2、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 2 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。 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

3、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

4、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

5、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；

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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 41 粘贴应变片 1） 惠斯登电桥挑选两个电阻值120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150M。 5） 焊接导线，并用胶带纸固定，在常温下，放置