广东工业大学《测试技术与信号分析》测试实验报告
信号测试实习报告
实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，信号测试技术在各个领域中的应用越来越广泛。
为了更好地了解信号测试的基本原理和实际应用，提高自己的实践能力，我选择了信号测试作为实习内容。
本次实习的主要目的是：1. 学习信号测试的基本原理和方法，掌握信号测试仪器的使用。
2. 学习信号处理和分析技巧，提高信号处理能力。
3. 结合实际项目，了解信号测试在工程中的应用。
二、实习内容及过程1. 信号测试基本原理学习在实习的第一周，我主要学习了信号测试的基本原理。
通过查阅资料和参加培训，我了解到信号测试是通过对信号的采样、量化、编码和传输等过程，来实现对信号的检测、分析和处理。
同时，我还学习了信号的分类、信号的时域和频域特性等基础知识。
2. 信号测试仪器使用在实习的第二周，我主要负责学习信号测试仪器的使用。
通过实践操作，我熟练掌握了信号发生器、示波器、频率计等仪器的使用方法，并学会了如何调节参数、设置测试条件等。
同时，我还了解了这些仪器在实际工程中的应用场景。
3. 信号处理和分析在实习的第三周，我学习了信号处理和分析的基本方法。
通过使用Matlab等软件工具，我掌握了信号的滤波、降噪、提取特征等处理方法，并学会了如何对信号进行时域、频域和时频域分析。
这些技能对于后续的实际项目具有很大的帮助。
4. 实际项目应用在实习的第四周，我参与了实际项目的信号测试工作。
在项目中，我负责信号的采集、处理和分析，并根据测试结果为工程师提供技术支持。
通过项目实践，我深刻了解了信号测试在工程中的重要性，并提高了自己的实际操作能力。
三、实习收获及反思1. 实习使我掌握了信号测试的基本原理和方法，提高了自己的理论水平。
2. 通过实际操作，我学会了信号测试仪器的使用，提高了自己的实践能力。
3. 学习了信号处理和分析技巧，为以后的工作打下了基础。
4. 了解了信号测试在工程中的应用，对我未来的职业发展具有指导意义。
在实习过程中，我也发现了自己的一些不足之处，如对某些理论知识掌握不扎实，实际操作中缺乏经验等。
测试信号分析处理实验报告
《测试信号分析与处理》课程试验报告试验名称：快速傅立叶变换算法（FFT）在信号频谱分析中的应用及滤波器的设计和实现试验目的：通过本试验，基本掌握FFT算法的实现原理，同时能利用MATLAB语言编写完成FFT算法，并对给定的信号进行频谱分析。
按照给定的数字滤波器设计指标，完成相应数字滤波器的设计。
试验设备：通用计算机＋MATLAB 6.0软件。
试验步骤：1、产生给定的需要分析的周期性信号，利用FFT算法对产生的周期性信号进行频谱分析。
2、按照给定的数字滤波器设计指标，设计完成相应的数字滤波器。
试验内容：1、理解FFT算法的基本原理；2、掌握MATLAB编程的基本语言；3、会利用MATLAB语言实现FFT算法。
4、利用实现的FFT算法对给定的周期性离散信号进行频谱分析，并绘出频谱图。
5、理解数字滤波器设计指标，完成数字滤波器设计。
试验的难点和要点：1、依据采样定理，对给定的信号选择合适的采样周期进行离散化。
2、熟练使用MATLAB语言中的FFT库函数对采样信号进行傅立叶变换。
3、利用MATLAB 绘图语言绘制傅立叶变换后的信号频谱图。
4、利用MATLAB 语言设计完成给定指标的数字滤波器。
试验过程记录：1、利用FFT 实现对信号频谱分析的基本原理（介绍试验内容中所涉及到的信号分析理论，注意介绍说明要规范和完整）本实验是求函数x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*25*t)的频谱曲线，实验中通过在0到1.023之间以0.001的间隔取了1024个点绘制两个正弦函数的叠加曲线，然后进行频谱分析。
由于序列的长度为1024=2^10，所以可以采用基2时析型FFT 算法。
序列长度1024=2^10，因此运算级数为10级。
第一步：先通过构造一个循环函数求出输入序列的按倒序重排的序列，然后接下来的运算是建立在这个重排序列的基础上。
第二步：通过构造一个三级嵌套循环求出该序列的傅里叶变换函数。
其中第三级循环函数中包含两个循环函数，第一个循环函数用来求出奇序列的值，第二个循环函数用来求出偶序列的值。
测试技术实验报告4_2017
实验题目：《机械转子底座的振动测量和分析》实验报告第 3 组姓名+学号：胡孝义 2111701272付青云 2111701146黄飞 2111701306黄光灿 2111701322柯桂浩 2111701321李婿 2111701346邝祎程 2111701312实验时间：2017年12月29日实验班级：实验教师：邹大鹏教授成绩评定：_____ __教师签名：_____ __机电学院工程测试技术实验室广东工业大学广东工业大学实验报告一、预习报告：（进入实验室之前完成）1.实验目的与要求:实验目的：1．掌握磁电式速度传感器的工作原理、特点和应用。
2．掌握振动的测量和数据分析。
实验要求：先利用光电式转速传感器测量出电机的转速；然后利用磁电式速度传感器测量机械转子底座在该电机转速下的振动速度；对测量出的振动速度信号进行频谱分析；找出振动信号的主频与电机转速之间的关系。
2.实验室提供的仪器设备、元器件和材料1. 本次实验的主要仪器设备有：机械转子系统，光电式转速传感器，磁电式速度传感器，USB 数据采集卡，计算机等。
2. 磁电式速度传感器简介OD9200 系列振动速度传感器，可用于对轴承座、机壳或结构相对于自由空间的绝对振动测量。
其输出电压与振动速度成正比，故又称速度式振动传感器。
其输出可以是速度值的大小，也可以是把速度量经过积分转换成位移量信号输出。
这种测量可对旋转或往复式机构的综合工况进行评价。
OD9200 系列速度振动传感器属于惯性式传感器。
是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。
它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。
在传感器壳体中刚性地固定有磁铁，惯性质量（线圈组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。
工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。
与二次仪表相配接（如OD9000 振动系列仪表），即可显示振动速度或振动位移量的大小。
测试技术与信号分析
x(t ) dt
T 2 0 x
k阶矩： k阶中心矩：
1 mk lim T T
1 lim T T
T
0
x k (t )dt
mk 0
x(t ) x k dt 0
T
其中二阶矩就是均方值，二阶中心矩就是 方差； 三阶矩称为偏斜度，四阶矩称为峭度，定 量确定了信号偏离正态分布的程度。
5. 物理可实现信号 在t<0时，x(t)=0，即在时刻小于零的 一侧信号为零，信号完全由时刻大于零的 一侧决定。
四、信号分析中的常用函数（信号） 1. 抽样信号 抽样信号的表达式为 sin t Sa (t ) t 其图形如右图所示。 Sa(t)函数有以下性质： 0 Sa(t )dt 2
二、测试系统的静态特性 在静态测试中，输入和输出不随时间 而变化，因而输入和输出的各阶导数等于 零，上式变成： b0 y x a0 在这种关系的基础上所确定的测试装 置的性能参数，统称为静态特性。这些参 数主要有：直线性、灵敏度、滞后量。
1. 直线性 定标曲线：在静态测量中，测量装置输入 和输出之间的关系曲线称为定标曲线。
1. 确定性信号和随机信号 确定性信号：可以用明确的数学关系式描述的信 号。或者，在相同实验条件下，能够重复实现的 信号。 随机信号：不能用确切的数学函数描述的信号。 或者，在相同实验条件下，不能重复实现的信号。
周期信号
确定性信号
非周期信号 信号
不确定性信号
（随机信号）
平稳随机信号 非平稳随机信号
Rx ( ) Rh ( ) Rn ( )
(7)周期信号的自相关函数仍然是同频率的 周期信号，但不具有原信号的相位信息。
自相关函数的应用 (1)检测淹没在随机噪声中的周期信号； (2)检测信号的回声。
信号分析与处理实验报告
信号分析与处理实验报告一、实验目的1.了解信号分析与处理的基本概念和方法；2.掌握信号分析与处理的基本实验操作；3.熟悉使用MATLAB进行信号分析与处理。
二、实验原理信号分析与处理是指利用数学和计算机技术对信号进行分析和处理的过程。
信号分析的目的是了解信号的特性和规律，通过对信号的频域、时域和幅频特性等进行分析，获取信号的频率、幅度、相位等信息。
信号处理的目的是对信号进行数据处理，提取信号的有效信息，优化信号的质量。
信号分析和处理的基本方法包括时域分析、频域分析和滤波处理。
时域分析主要是对信号的时变过程进行分析，常用的方法有波形分析和自相关分析。
频域分析是将信号转换到频率域进行分析，常用的方法有傅里叶级数和离散傅里叶变换。
滤波处理是根据信号的特性选择适当的滤波器对信号进行滤波，常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
三、实验内容1.信号的时域分析将给定的信号进行波形分析，绘制信号的时域波形图；进行自相关分析，计算信号的自相关函数。
2.信号的频域分析使用傅里叶级数将信号转换到频域，绘制信号的频域图谱；使用离散傅里叶变换将信号转换到频域，绘制信号的频域图谱。
3.滤波处理选择合适的滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后的信号波形和频谱。
四、实验步骤与数据1.时域分析选择一个信号进行时域分析，记录信号的波形和自相关函数。
2.频域分析选择一个信号进行傅里叶级数分析，记录信号的频谱；选择一个信号进行离散傅里叶变换分析，记录信号的频谱。
3.滤波处理选择一个信号，设计适当的滤波器对信号进行滤波处理，记录滤波前后的信号波形和频谱。
五、实验结果分析根据实验数据绘制的图像进行分析，对比不同信号在时域和频域上的特点。
观察滤波前后信号波形和频谱的变化，分析滤波效果的好坏。
分析不同滤波器对信号的影响，总结滤波处理的原理和方法。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了信号分析与处理的基本概念和方法，掌握了信号分析与处理的基本实验操作，熟悉了使用MATLAB进行信号分析与处理。
测试技术实验报告
测试技术实验报告测试技术实验报告实验⼀、信号分析虚拟实验⼀、实验⽬的1、理解周期信号可以分解成简谐信号，反之简谐信号也可以合成周期性信号；2、加深理解⼏种典型周期信号频谱特点；3、通过对⼏种典型的⾮周期信号的频谱分析加深了解⾮周期信号的频谱特点。
⼆、实验原理信号按其随时间变化的特点不同可分为确定性信号与⾮确定性信号。
确定性信号⼜可分为周期信号和⾮周期信号。
本实验是针对确定性周期信号和⾮周期信号进⾏的。
周期信号可⽤傅⾥叶级数的形式展开，例如f（t）为周期函数⽽⾮周期信号可⽤傅⾥叶变换三、实验结果1、周期信号合成矩形波的合成⽅波叠加叠加20次幅值=8 占空⽐=50% 初始频率为2; 三⾓波的合成2、周期信号分解矩形波的分解三⾓波分解1.单边函数3.冲击函数5、采样函数6、⾼斯噪⾳7、周期函数4、⼀阶响应闸门函数5、⼆阶响应采样函数四、⼩结通过本次试验的操作以及⽼师的指导，我对书本上学到的知识有了更深的理解，对于信号的合成与分解有了⼀定的实际了解。
掌握了⼏种典型周期信号频谱特点和⼏种典型的⾮周期信号的频谱分析，加深了对⾮周期信号的频谱特点的理解。
实验⼆传感器性能标定实验1、⾦属箔式应变⽚――单臂电桥性能实验⼀、实验⽬的：了解⾦属箔式应变⽚的应变效应，单臂电桥⼯作原理和性能。
⼆、基本原理：电阻丝在外⼒作⽤下发⽣机械变形时，其电阻值发⽣变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，⾦属箔式应变⽚就是通过光刻、腐蚀等⼯艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受⼒状态变化、电桥的作⽤完成电阻到电压的⽐例变化，电桥的输出电压反映了相应的受⼒状态。
，对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。
三、需⽤器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电⼦秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万⽤表（⾃备）。
《测试信号分析与处理》(附实验结果).doc
《测试信号分析与处理》实验指导书实验一差分方程、卷积、z变换一、实验目的通过该实验熟悉 matlab软件的基本操作指令，掌握matlab软件的使用方法，掌握数字信号处理中的基本原理、方法以及matlab函数的调用。
二、实验设备1、微型计算机1台；2、matlab软件1套三、实验原理Matlab 软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱，其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。
它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力，是广泛应用于信号分析与处理中的功能强大且使用简单方便的成熟软件。
Matlab软件中已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用，本实验主要是针对数字信号处理中的差分方程、卷积、z变换等基本运算的matlab函数的熟悉和应用。
差分方程（difference equation)可用来描述线性时不变、因果数字滤波器。
用x表示滤波器的输入，用y表示滤波器的输出。
a0y[n]+a1y[n-1]+…+a N y[n-N]=b0x[n]+b1x[n-1]+…+b M x[n-M] (1)ak,bk 为权系数，称为滤波器系数。
N为所需过去输出的个数，M 为所需输入的个数卷积是滤波器另一种实现方法。
y[n]= ∑x[k] h[n-k] = x[n]*h[n] (2) 等式定义了数字卷积，*是卷积运算符。
输出y[n] 取决于输入x[n] 和系统的脉冲响应h[n]。
传输函数H(z)是滤波器的第三种实现方法。
H(z)=输出/输入= Y(z)/X(z) （3）即分别对滤波器的输入和输出信号求z变换，二者的比值就是数字滤波器的传输函数。
序列x[n]的z变换定义为X (z)=∑x[n]z-n (4) 把序列x[n] 的z 变换记为Z{x[n]} = X(z)。
由X(z) 计算x[n] 进行z 的逆变换x[n] = Z-1{X(z)}。
测试技术与信号处理试验报告
测试技术与信号处理实验报告学院：班级：学号：姓名：指导老师：实验二金属箔式应变片——半桥性能实验实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。
当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、直流电压表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤：1、根据图(2-1)应变式传感器的插头插入应变传感器模块（Ti）上。
传感器中各应变片就接入了模板。
的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝贴在应变传感器上，用时插入+5V直流电源，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
图2-12、接入模板电源±15V(从主控台引入)，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益电位器R w3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，V o1与Vi2连接，输出V o2与主控台面板上直流电压表输入端+相连，调节实验模板上调零电位器RW4使直流电压表显示为零(直流电压表的切换开关打到2V档)。
关闭主控台电源。
3、根据图2-2接线。
R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片作为电桥的相邻边。
接入桥路电源±4V，调节电桥调零电位器R w1进行桥路调零。
图 2-24\在电子称上放置一只砝码，读取直流电压表数值，依次增加砝码和读取相应的直流电压表值，直到200g砝码加完。
记下实验结果填入表2-1，关闭电源。
根据表2-1计算系统灵敏度S：S=Δu/ΔW(Δu输出电压变化量；ΔW重量变化量)；计算非线性误差：δf1=Δm/y F·S×100%式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差；y F·S为满量程输出平均值。
2019年广东工业大学实验报告.doc
广东工业大学实验报告信息工程学院03测控技术与仪器专业2 班成绩评定_______姓名邵仲明欧文宇余允袁怀泽陈晓清陈雅苏映惜郑典英教师签名实验题目基于PID算法的炉温控制第___周星期___第___节一、实验目的和要求a)掌握虚拟仪器高级语言LabVIEW6i或LabWindows/CVI的流程图和软仪器面板的编程设计方法，熟悉数据处理模块、信号分析模块、仪器控制模块等各种软件模块的应用；b)掌握数据采集硬件的低层驱动程序（C语言/汇编语言）设计、调试及嵌入LabVIEW6i的技术；c)利用GPIB、RS232等仪器标准总线接口系统和VISA编程技术，进行PC计算机与多种数字式仪器（如数字示波器、数字万用表和数字频谱仪）的接口、互连及编写应用软件，构造典型的自动测试系统及进行实验研究。
二、实验方案1、实验设计题目基于PID算法的炉温控制2、实验主要仪器设备和材料装有labwindows/cvi软件PC一台，电子温度计一个，炉温实验箱一个，PC-DAQ/PCI卡3、设计步骤1）、对炉温实验箱进行数据采样：先把炉温实验箱加热至90°C观察电子温度计数值，利用万能表测试实验箱相应引脚的输出电压，温度每下降一摄氏度，就马上记录输出电压值。
记录范围：25～90℃。
2）、对采样数据进行处理：通过观察可知，电压与温度不成线性关系，是一条曲线，因此，本设计采用分段直线拟合。
得出电压与温度的对应关系。
3）、用户界面设计：用Labwindows/cvi软件进行用户界面开发，并进行编程。
具体程序见后面。
4）、进行调试：把PC和其他设备连接好，测试程序，设置PID参数，观察控制效果，确立PID参数。
5）、重新对数据采样：开始采样时，因为温度和电压值都不断发生变化，而温度计显示变化相对于电压变化有一定的滞后，造成微机上温度显示数值比温度计发生一定量的偏移，造成较大误差。
因此，此次采样利用刚开发的程序控制炉温恒定，观察电压变化范围，记录多个电压值，求其平均值。
广工研究生测试技术实验报告
mz=
2.实验步骤、实验结果和数据:
1)实验步骤：
先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零的阶跃响应。
(1)求有阻尼固有频率ωd
ωd=2π/Td
（2）求阻尼比ξ
利用任意两个超调量M和M可求出其阻尼比，n是该两个峰值相隔的某一整周期数。计算公式为
(5)将文本文件另存为No1.txt，删除文本文件“No1.txt”开头包含有汉字的前7行（有5行汉字，2个空格行）。删掉文件前面几行汉字是为了将数据导入matlab。
(6)启动matlab，将“C:\ExperiData\”目录设为matlab的当前工作目录。
(7)在matlab的命令窗口中输入experi7并回车，matlab会运行当前目录下experi7.m文件完成振动信号的频谱分析。绘出信号的时域波形、功率谱图，并计算出信号的主频。
波形图、功率谱图和频域图4
（5）转子转速为32.6r/s时，波形图、功率谱图和频域图。
波形图、功率谱图和频域图5
3.结论（含结果分析）:
（1）由时域波形可以看出，随着电机转速的增大，振动频率越来越大；
（2）由功率谱图可以看出，随着电机转速的增大，振动信号主频快速增大；
（3）由频域图可以看出，振动的最大幅值、相位变化，随着电机转速的增大，基本保持不变。
2．单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接磁电速度传感器的采样通道号，默认为7，批量采样频率（建议设为1KHz）、批量采样点数（建议设为1000）。
测试技术与信号分析实验指导书
实验1 周期信号波形的合成和分解1 实验目的1. 学习使用Matlab ，学会用Matlab 提供的函数对信号进行频谱分析；2. 加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义；3. 观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形；。
4. 观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形；5. 通过本实验熟悉信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义。
2 实验原理按富立叶分析的原理，任何周期信号都可以用一组三角函数0sin(2)nf t π、0(2)con nf t π的组合表示0001()(cos 2sin 2)nn n x t a anf t b nf t ππ∞==++∑ (n=1，2，3，…)也就是说，我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。
对于典型的方波，其时域表达式为：根据傅立叶变换，其三角函数展开式为：00001411()[sin(2)sin(6)sin(10)]3541sin(2)n Ax t f t f t f t A nf t nππππππ∞==+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑由此可见，周期方波是由一系列频率成分成谐波关系，幅值成一定比例的正弦波叠加合成的。
那么，我们在实验过程中就可以通过设计一组奇次谐波来完成波形的合成和分解过程，达到对课程教学相关内容加深了解的目的。
3 实验内容1．用Matlab 编程，绘出7次谐波叠加合成的方波波形图及幅值谱；2．用Matlab 编程，改变上述7次谐波中其中两项谐波的幅值绘出合成波形及幅值谱； 3．用Matlab 编程，改变上述7次谐波中其中一项谐波的相位绘出合成波形及幅值谱。
4 实验报告要求1. 简述实验目的及原理；2. 写出实验内容一的程序，绘出7次谐波叠加合成的方波波形图及其幅值谱，得出结论；3. 写出实验内容二的程序，绘出其叠加合成波形图及其幅值谱，得出结论；4. 写出实验内容三的程序，绘出其叠加合成波形图及其幅值谱，得出结论。
信号测试实习报告
一、实习背景随着信息技术的飞速发展，信号测试技术在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
为了更好地了解信号测试技术，提高自己的实践能力，我参加了本次信号测试实习。
实习期间，我在指导老师的带领下，学习了信号测试的基本原理、方法和设备操作，并对实际信号进行了测试和分析。
二、实习目的1. 掌握信号测试的基本原理和方法。
2. 熟悉信号测试设备的操作。
3. 培养实际动手能力和分析问题的能力。
4. 了解信号测试在各个领域的应用。
三、实习内容1. 信号测试基本原理在实习的第一阶段，我们学习了信号测试的基本原理。
信号测试主要包括模拟信号测试和数字信号测试。
模拟信号测试主要针对连续变化的信号，如音频、视频信号等；数字信号测试主要针对离散变化的信号，如数字通信信号等。
2. 信号测试方法信号测试方法包括：示波器测试、频谱分析仪测试、网络分析仪测试等。
这些测试方法可以分别用于测试信号的幅度、频率、相位、调制方式等参数。
3. 信号测试设备实习过程中，我们使用了示波器、频谱分析仪、网络分析仪等信号测试设备。
这些设备具有不同的功能和特点，能够满足不同的测试需求。
4. 实际信号测试在掌握了信号测试的基本原理和方法后，我们进行了实际信号测试。
首先，我们对模拟信号进行了测试，包括音频信号、视频信号等。
然后，我们对数字信号进行了测试，包括数字通信信号、数字电视信号等。
5. 信号分析在测试过程中，我们对采集到的信号进行了分析，包括信号的幅度、频率、相位、调制方式等参数。
通过分析，我们了解了信号的特性和质量。
四、实习体会1. 理论知识与实践相结合本次实习让我深刻体会到理论知识与实践相结合的重要性。
只有掌握了扎实的理论基础，才能在实际操作中游刃有余。
2. 动手能力得到提高通过实际操作信号测试设备，我的动手能力得到了很大提高。
在实习过程中，我学会了如何使用示波器、频谱分析仪、网络分析仪等设备，并对实际信号进行了测试和分析。
3. 分析问题的能力得到锻炼在信号测试过程中，我遇到了很多问题。
2019年广东工业大学实验报告.doc
广东工业大学实验报告信息工程学院03测控技术与仪器专业2 班成绩评定_______姓名邵仲明欧文宇余允袁怀泽陈晓清陈雅苏映惜郑典英教师签名实验题目基于PID算法的炉温控制第___周星期___第___节一、实验目的和要求a)掌握虚拟仪器高级语言LabVIEW6i或LabWindows/CVI的流程图和软仪器面板的编程设计方法，熟悉数据处理模块、信号分析模块、仪器控制模块等各种软件模块的应用；b)掌握数据采集硬件的低层驱动程序（C语言/汇编语言）设计、调试及嵌入LabVIEW6i的技术；c)利用GPIB、RS232等仪器标准总线接口系统和VISA编程技术，进行PC计算机与多种数字式仪器（如数字示波器、数字万用表和数字频谱仪）的接口、互连及编写应用软件，构造典型的自动测试系统及进行实验研究。
二、实验方案1、实验设计题目基于PID算法的炉温控制2、实验主要仪器设备和材料装有labwindows/cvi软件PC一台，电子温度计一个，炉温实验箱一个，PC-DAQ/PCI卡3、设计步骤1）、对炉温实验箱进行数据采样：先把炉温实验箱加热至90°C观察电子温度计数值，利用万能表测试实验箱相应引脚的输出电压，温度每下降一摄氏度，就马上记录输出电压值。
记录范围：25～90℃。
2）、对采样数据进行处理：通过观察可知，电压与温度不成线性关系，是一条曲线，因此，本设计采用分段直线拟合。
得出电压与温度的对应关系。
3）、用户界面设计：用Labwindows/cvi软件进行用户界面开发，并进行编程。
具体程序见后面。
4）、进行调试：把PC和其他设备连接好，测试程序，设置PID参数，观察控制效果，确立PID参数。
5）、重新对数据采样：开始采样时，因为温度和电压值都不断发生变化，而温度计显示变化相对于电压变化有一定的滞后，造成微机上温度显示数值比温度计发生一定量的偏移，造成较大误差。
因此，此次采样利用刚开发的程序控制炉温恒定，观察电压变化范围，记录多个电压值，求其平均值。
信号分析与检测技术实验报告
《信号分析与检测技术实验课》实验报告专业班级：姓名：学号：可靠性与系统工程学院2014年6月实验一滚动轴承故障检测与信号分析实验报告一、实验目的与要求1.1 实验目的:1.了解振动信号采集、分析与处理的整个过程及注意事项；2.了解并掌握测试仪器的连接、信号的敏感参数选取、测点布置及各注意事项；3.掌握信号的时域分析、频域分析理论与特点。
4.了解不同形式的故障轴承5.了解利用振动进行轴承故障诊断原理及方法6.了解轴承故障的危害性及其表现形式。
7.掌握信号的调制与解调原理与方法1.2实验要求：1、实验前正确校准系统2、正确布置测点位置3、选取合适的采样参数4、实验室空间比较拥挤，请大家有秩序地进行试验。
二、实验原理及结果分析1、试说明什么是采样频率f s，Shannon采样定理是什么？另外，信号采样时，采样频率f s、频率分辨率Δf、采样数据长度N和采样时间T之间的关系。
采样频率f s，也称为采样速度或者采样率，是每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。
为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍，亦称仙农（香农shannon）定理。
max s f 2fXs(F i )，F i = i *Fs/N , i = 0，1，2，.....，N /2Δf=Fs/N=1/(△t*N)Δf = 1 /T其中△f 为频谱分辨率，T 为总采样时间，N 为采样数据长度。
2.试分析一下正常情况和滚动轴承故障时的时域特征的区别？本次实验对滚动轴承正常工作状态下的工况数据进行了采集及分析。
其具体时域本次实验对滚动轴承内环故障工作状态下的工况数据进行了采集及分析。
其具体传感器Z轴方向为轴向，需要对X或Y方向进行分析。
在上表中，相关指标分析如下：1）X轴上平均值正常时为-0.01562，内环故障时为-0.01049；平均值反映了信号变化的中心趋势，对比说明在滚动轴承发生内环故障时，振动变化向X轴正方向发生了比较明显的偏移。
《测试信号分析报告与处理》实验报告材料
《测试信号分析与处理》实验一差分方程、卷积、z变换一、实验目的通过该实验熟悉 matlab软件的基本操作指令，掌握matlab软件的使用方法，掌握数字信号处理中的基本原理、方法以及matlab函数的调用。
二、实验设备1、微型计算机1台；2、matlab软件1套三、实验原理Matlab 软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱，其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。
它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力，是广泛应用于信号分析与处理中的功能强大且使用简单方便的成熟软件。
Matlab软件中已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用，本实验主要是针对数字信号处理中的差分方程、卷积、z变换等基本运算的matlab函数的熟悉和应用。
差分方程（difference equation)可用来描述线性时不变、因果数字滤波器。
用x表示滤波器的输入，用y表示滤波器的输出。
a0y[n]+a1y[n-1]+…+a N y[n-N]=b0x[n]+b1x[n-1]+…+b M x[n-M] (1)ak,bk 为权系数，称为滤波器系数。
N为所需过去输出的个数，M 为所需输入的个数卷积是滤波器另一种实现方法。
y[n]= ∑x[k] h[n-k] = x[n]*h[n] (2) 等式定义了数字卷积，*是卷积运算符。
输出y[n] 取决于输入x[n] 和系统的脉冲响应h[n]。
传输函数H(z)是滤波器的第三种实现方法。
H(z)=输出/输入= Y(z)/X(z) （3）即分别对滤波器的输入和输出信号求z变换，二者的比值就是数字滤波器的传输函数。
序列x[n]的z变换定义为X (z)=∑x[n]z-n (4) 把序列x[n] 的z 变换记为Z{x[n]} = X(z)。
由X(z) 计算x[n] 进行z 的逆变换x[n] = Z-1{X(z)}。
测试技术与信号分析
1．在系统特性测量中常用白噪声信号作为输入信号，然后测量系统的输出，并将输出信号的频谱作为系统频率特性。
请用卷积分定理解释这样做的道理。
答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声，所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。
在其频谱上是一条直线。
系统频率特性：传递函数的一种特殊情况，是定义在复平面虚轴上的传递函数。
时域卷积分定理：两个时间函数的卷积的频谱等于各个时间函数的乘积，即在时域中两信号的卷积等效于在频域中频谱相乘。
频域卷积分定理：两个时间函数的频谱的卷积等效于时域中两个时间函数的乘积。
y(t)=h(t)*x(t),对y(t)作付式变换，转到相应的频域下Y(f)=H(f)X(f)，由于x(t)是白噪声，付式变换转到频域下为一定值，假定X(f)=1，则有Y(f)=H(f)，此时就是传递函数。
2．用1000Hz的采样频率对200Hz的正弦信号和周期三角波信号进行采样，请问两个信号采样后是否产生混叠？为什么？采样频率ωs（2π／Ts）或fs(1／Ts)必须大于或等于信号x(t)中的最高频率ωm的两倍，即ωs＞2ωm，或fs＞2fm。
为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号的信息，采样信号的频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。
这是采样的基本法则，称为采样定理。
但在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号。
工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。
理论上周期三角波的频谱里包含所有奇次谐波分量，也就是说200Hz的周期三角波信号包含600Hz、1kHz、1.4kHz等等谐波，所以用1000Hz采样频率对200Hz周期三角波信号采样，会发生混叠。
而对200Hz正弦信号采样不会发生混叠。
3．什么是能量泄露和栅栏效应？能量泄漏与栅栏效应之间有何关系？能量泄漏：将截断信号的谱XT(ω)与原始信号的谱X（ω）相比较可知，它已不是原来的两条谱线，而是两段振荡的连续谱．这表明原来的信号被截断以后，其频谱发生了畸变，原来集中在f0处的能量被分散到两个较宽的频带中去了，这种现象称之为频谱能量泄漏（Leakage）。
测试技术实验报告最终版
机械工程与应用电子技术学院测试技术基础实验报告姓名学号成绩2014年6月实验一 直流电桥实验一 实验目的金属箔式应变片的应变效应，单臂、半桥、全桥测量电路工作原理、性能。
二 实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、试验台（数显电压表、正负15V 直流电源、正负4V 电源）。
三 实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形，电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，关系式：ε⋅=∆k RR（1-1） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，（1）单臂电桥：如图1-2所示R R R R ===765为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=21140 （1-2） E 为电桥电源电压；式（1-2）表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL 。
（2）半桥：不同受力方向的两只应变片接入电桥做为邻边，如图1-3。
电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值想同、应变数也相同时，半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε （1-3） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化；E 为电桥电源电压。
式（1-3）表明，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
（3）全桥：全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图1-4，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出RRE U ∆⋅=0 （1-4） 式中E 为电桥电源电压;RR∆为电阻丝电阻相对变化。
式（1-4）表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。
（4）比较：根据式（1-2）、（1-3）、（1-4）电桥的输出可以看出，在受力性质相同的情况下，单臂电桥电路的输出只有全桥电路输出的1/4，而且输出与应变片阻值变化率存在线性误差；半桥电路的输出为全桥电路输出的1/2。
工业信号检测模块实习报告
实习报告：工业信号检测模块一、实习背景随着我国工业自动化程度的不断提高，工业信号检测模块在生产过程中的作用日益凸显。
作为电子工程专业的学生，为了提高自己的实践能力和理论知识的应用能力，我选择了工业信号检测模块作为实习内容。
本次实习旨在了解工业信号检测模块的工作原理，掌握其基本操作，并学会分析信号数据，为今后从事相关工作打下基础。
二、实习内容1. 工业信号检测模块概述工业信号检测模块是一种用于检测、处理和分析工业生产过程中各种信号的设备。
其主要功能包括信号滤波、信号放大、信号采集、信号处理等。
通过信号处理模块，我们可以将原始信号转换为数字信号，并进行数字信号处理，从而得到更加精确和可靠的信号数据。
2. 工业信号检测模块的工作原理工业信号检测模块的工作原理主要包括信号的采集、信号的预处理、信号的检测和信号的分析四个环节。
（1）信号的采集：通过传感器等设备将生产过程中的各种物理量（如压力、温度、流量等）转换为电信号，实现信号的采集。
（2）信号的预处理：对采集到的信号进行滤波、放大等处理，以消除信号中的噪声和干扰，提高信号质量。
（3）信号的检测：通过对预处理后的信号进行检测，判断生产过程中的异常情况，如设备故障、工艺参数偏离等。
（4）信号的分析：对检测到的信号进行分析，找出问题的原因，为生产调整和优化提供依据。
3. 工业信号检测模块的操作与维护在实习过程中，我学习了工业信号检测模块的操作方法和维护技巧。
主要包括以下几点：（1）熟悉检测模块的硬件结构和连接方式，确保各部件正常工作。
（2）掌握检测模块的软件操作，包括信号采集、信号处理、信号显示等功能。
（3）了解检测模块的参数设置，根据实际需求调整相关参数。
（4）注意检测模块的散热和供电问题，确保其稳定运行。
4. 实习心得与体会通过本次实习，我对工业信号检测模块有了更深入的了解，掌握了基本操作，并学会了分析信号数据。
实习过程中，我认识到理论与实践相结合的重要性，同时也培养了我在实际工作中解决问题的能力。
信号测试实验报告
课程名称：信号分析与实验测试技术实验名称：梁的振动频谱分析一、实验目的和要求（1）掌握振动电磁传感器和位移传感器的安装及使用方法；（2）掌握多通道采样、整周期采样的控制思路，编写C程序实现其功能；（3）掌握对信号进行频谱分析的方法；（4）分析整周期采样对频谱精度的影响。
二、实验内容和原理本实验要通过程序实现测试的功能有：（1）多通道采样：从1通道获取振动电磁传感器的电压信号，从2通道获取位移传感器测得的每转转盘上凸起造成的位移变化所发出的脉冲信号；（2）整周期采样：为了保证实验数据处理后结果的精度，对信号进行整周期采样，本实验中是通过位移传感器所测到的脉冲信号作为判断整周期的依据。
三、主要仪器设备图3-1 实验仪器与设备本实验所需要的仪器设备主要包括：1-实验梁、2-振动电磁传感器、3-速度传感器、4-变速仪、5-电机、6-计算机、7-A/D板卡，信号处理器以及数据线，电源线，如图3-1所示。
四、操作方法和实验步骤（1）编程，实验的第一步是要按照要求编出C语言程序，具体的程序实现过程如附件1的实验源程序所示，在初始的程序基础上做了修改，通过改变MAXN的值来改变采集点数以达到整周期采样与非整周期采样的目的。
（2）插上电源，开动电机，通过变速仪调节梁振动的大小，选取非共振情况下的较大值在DOS环境下TC中编译运行采集程序获取数据，拍照记录实验过程。
（3）关掉电机，提取数据，将实验电机关掉后，从计算机中提取实验的数据。
（4）实验结束后，用U盘取走实验数据，整理实验器材并离开实验室。
五、实验数据记录和处理基于DFT和FFT算法的要求，采样必须满足整周期采样，在转速为915rpm时，在程序中中取三组不同的采点数目进行数据采集和记录。
六、实验结果和分析在Origin绘图软件中绘出3组信号数据的速度及位移曲线，如下图所示。
图6-1 采样点数为1500时梁的振动及转速脉冲曲线图6-2 采样点数为2500时梁的振动及转速脉冲曲线图6-3 采样点数为3000时梁的振动及转速脉冲曲线梁振动的频率和电机的转速是保持一致的，因此待测信号的频率为f=n/60=915/60=15.25Hz。
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测试技术与信号处理实验报告机械转子底座的振动测量和分析一、实验目的1．掌握磁电式速度传感器的工作原理、特点和应用。
2．掌握振动的测量和数据分析。
二、实验内容和要求先利用光电式转速传感器测量出电机的转速；然后利用磁电式速度传感器测量机械转子底座在该电机转速下的振动速度；对测量出的振动速度信号进行频谱分析；找出振动信号的主频与电机转速之间的关系。
三、实验步骤1．启动实验程序“机械转子系统的振动测量.exe”; 输入个人信息，也可以启动之后通过单击“修改”按钮修改个人信息。
2．单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接磁电速度传感器的采样通道号，批量采样频率（建议设为10KHz）、批量采样点数（建议设为10000）。
3．打开转子电机的电源，单击“单点采样”。
4．旋转调节旋钮改变转子的转速,观察图形区显示的磁电速度传感器采集到的转子底座振动信号；如果振动信号比较小，可适当提高转子的转速。
5．转子转速的测量：(1) 单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接光电转速传感器的采样通道号、批量采样频率（建议值为10KHz）、批量采样点数（建议值为10000）。
(2) 单击“批量采样”按钮，开始采样；采样完成之后，采集到的波形信号会显示在图形窗口，系统会自动计算出转子的速度并显示出来。
记录下此时的转子的转速（单位：r/s）。
(3) 再重复步骤(2)测量2次。
以三次测量的平均值作为此时转子的转速。
转速的测量结果单点采样采集通道6,测量3组数据6．振动信号的测量和频谱分析：(1) 单击“采样设置”按钮，输入采集卡连接磁电速度传感器的采样通道号、批量采样频率（建议设为10KHz）、批量采样点数（建议设为10000）。
(2) 单击“批量采样”按钮，开始采样；采样完成之后，采集到的波形信号会显示在图形窗口。
如果信号不正常，重复点击“批量采样”按钮(3) 单击“保存”按钮，将采集到的磁电传感器的信号数据保存为文本文件。
文件必须保存到“C:\ExperiData\”目录下。
可单击“保存设置”更改文件名。
(4) 打开刚保存的文本文件，文件前面几行保存了个人信息、采样频率、采样通道、保存的数据个数等信息。
文件中共有四列数据，第一列为数据的序号，第二列为磁电传感器检测到的数据。
(5) 将文本文件另存为No1.txt，删除文本文件“No1.txt”开头包含有汉字的前7行（有5行汉字，2个空格行）。
删掉文件前面几行汉字是为了将数据导入matlab。
磁电传感器的信号数据采样通道为5，系统的采样频率f=1000Hz。
数据的总个数：10000，转子转一圈产生的方波的个数：2。
序号电压/V 归一电压/V 行末标志符1 +4.3823 +1.0000 1010102 +4.3945 +1.0000 1010103 +4.3994 +1.0000 1010104 +4.4019 +1.0000 1010105 +4.3896 +1.0000 1010106 +4.3872 +1.0000 1010107 +4.3896 +1.0000 1010108 +4.3970 +1.0000 1010109 +4.3994 +1.0000 101010…….9995 +4.3872 +1.0000 1010109996 +4.3848 +1.0000 1010109997 +4.3896 +1.0000 1010109998 +4.3774 +1.0000 1010109999 +4.3945 +1.0000 10101010000 +4.3872 +1.0000 101010(6)启动matlab，将“C:\ExperiData\”目录设为matlab的当前工作目录。
(7)在matlab的命令窗口中输入experi7并回车，matlab会运行当前目录下experi7.m文件完成振动信号的频谱分析。
绘出信号的时域波形、功率谱图，并计算出信号的主频。
(8)截屏保存图形。
图一时域波形、功率谱图7．对比转子的转速(r/s)与测得的振动信号的主频。
8．改变（建议增大）转子的转速，重复步骤5和步骤6，观察振动信号的主频是否会随着转子转速的变化而变化。
保存数据时注意更改文件名，不要覆盖掉前面的数据文件。
9．将保存的数据文本文件和experi7.m文件拷贝回去，用于实验报告的撰写和实验数据的进一步处理分析；仔细阅读experi7.m，在看懂了experi7.m文件基础上进行修改，对振动信号进行其它的分析处理，如滤波、幅值谱、自相关函数、自功率谱等（课后完成）。
编写程序如下：load No3.txt;fs=10*1000;%采样频率N=1024*8;%抽样数，一般要求取为2^n,如128,256,512,1024,2048,4096,8192,16384,32768等，%应该小于采样数据点数,但至少要包含1个以上波形。
t=No3(:,1)/fs;%从数组No1中取出第一列，再除以采样频率得到采样时间y=No3(:,2); %从数组No1中取出第二列，得到采样数据ym=mean(y);%求平均值，找出信号中的直流分量y=y-ym; %减去平均值，剔除信号中的直流分量[R,tao]=xcorr(y,600,'coeff');subplot(2,2,1);plot(1000*t,y); %画滤波图xlabel('时间/ms')ylabel('滤波');subplot(2,2,2);plot(tao,R); %画自相关函数图xlabel('滞后');ylabel('自相关函数');x_n=xcorr(y,600,'coeff');Yf=fft(x_n,N);%进行fft变换（离散信号的快速傅里叶变换），求信号的频谱X(f)f=fs*(0:length(Yf)/2)/length(Yf);%进行对应的频率转换，求出频谱的横坐标Pyy = Yf.* conj(Yf)/N;%求信号的功率谱subplot(2,2,3);plot(f,Pyy(1:(N/2+1))) %画功率谱[Pymax, fi]=max(Pyy(1:(N/2+1)));%求出最大功率值及其索引号fifm=f(fi) %根据索引号求出主频，即功率最大的频率成分的频率title(['自功率谱，主频fm=',num2str(fm),'Hz'])xlabel('频率(Hz)')mag=abs(Yf);%求幅值谱,等于|X(f)|subplot(2,2,4);plot(f,mag(1:(N/2+1))) %画幅值谱[mgmax, mi]=max(mag(1:(N/2+1)));%求出最大功率值及其索引号mi fm=f(mi) %根据索引号求出主频，即功率最大的频率成分的频率title(['幅值谱，主频fm=',num2str(fm),'Hz'])xlabel('频率(Hz)')图二滤波、幅值谱、自相关函数、自功率谱图四、结论由小组的数据比较观察可知振动信号的主频是会随着转子转速的变大而增大并且存在一定的线性关系。
五、对思考题的回答。
1. 简述利用磁电速度传感器测量转子实验台底座振动的原理。
磁电速度传感器的输出电压与振动速度成正比，故又称速度式振动传感器。
其输出可以是速度值的大小，也可以是把速度量经过积分转换成位移量信号输出。
这种测量可对旋转或往复式机构的综合工况进行评价。
是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。
在传感器壳体中刚性地固定有磁铁，惯性质量（线圈组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。
工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。
与二次仪表相配接（如OD9000振动系列仪表），即可显示振动速度或振动位移量的大小。
也可以输送到其它二次仪表或交流电压表进行测量。
2. 常用的振动信号测量方式有那些？振动量的常用测量方法三种：（1）、机械式测量方法：主要用杠杆放大原理或惯性原理加上杠杆放大原理。
（2）、电测法：将振动参量（位移、速度、加速度）转换成电信号，经电子系统放大后进行测量记录的方法。
（3）、光测法：把振动参量转换成光信号，经光学系统放大后，加以测量和记录。
3．根据实验的结果，分析转子实验台底座振动产生的原因。
由于设计、结构、材质不均匀以及制造安装误差等原因，所有实际转子的中心惯性主轴都或多或少的偏离其旋转轴线。
这样，当转子转动时，转子各微元质量的离心惯性力所组成的力系不是一个平衡力系。
这种情况称为转子具有不平衡或失衡。
旋转机械的振动主要是由不平衡引起的，尤其在高速旋转机械中表现得更为显著。
在运动时，由于旋转的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因数，总是伴随着各种振动。
六、对本试验的体会和建议通过本次实验，对磁电式速度传感器的工作原理、特点和应用有了进一步的认识，了解了机械转子转速以及底座振动的测量方法。
运用matlab软件进行振动信号的分析处理，如时域波形、功率谱图、滤波、幅值谱、自相关函数、自功率谱等，提高了labview和matlab软件的操作技能。
以后要加强matlab软件的学习，提高应用能力，在学习、研究当中充分发挥软件的作用。