机械工程测试技术基础复习(重庆大学出版社,秦树人)
成人高等教育《机械工程测试技术基础》复习资料
成人高等教育《机械工程测试技术基础》复习资料知识讲解无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化，当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为90°差动式电感传感器和差动式电容传感器具有灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干的特点。
欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用磁电式传感器。
通常采用的弹性式压力敏感元件有波登管、膜片和波纹管三类。
数字信号的特征是时间上和幅值上都离散恒带宽比滤波器(信频程滤波器)的带宽B与中心频率fn比值为常数一选频装置，其幅频特性在f1～f2区间急剧衰减(f2>f1)，在0～f1和f2～∞之间近乎平直，这叫带阻滤波器。
电荷放大器是一个高增益，带电容反馈的运算放大器。
涡流式电感传感器的测量电路一般用阻抗分压式调幅电路或调频电路电荷放大器是一个高增益，带电容反馈的运算放大器。
磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器。
一般常用的光电池有硒、硅、碲化镉、硫化镉等的pn结，其中作为能量转换器使用最多的是硅光电池。
传感器与被测量的对应程度可用其精确度表示。
设某信号中最高频率为fc，按采样定理，采样频率fs必须大于fc的2倍压电晶体式测力仪刚度好，灵敏度高、稳定性好、频率响应宽两个均值为零且具有相同频率的周期信号，其互相关函数中保留了这两个信号的圆频率，对应的幅值x0和y0以及相位差.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是阶跃响应法、频率响应法在石英晶体的压电系数与压电陶瓷的比较时，说法正确的是小得多测试的概念目的：获取被测对象的有用信息。
测试是测量和试验的综合。
测试技术是测量和试验技术的统称。
2、静态测量与动态测量静态测量：是指不随时间变化的物理量的测量。
动态测量：是指随时间变化的物理量的测量。
3、课程的主要研究对象测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
这些物理量就是信号，其中目前应用最广泛的是电信号。
机械工程测试技术基础复习提纲
机械⼯程测试技术基础复习提纲Chapter 11、信号的三种分类⽅法及其定义（1）确定性信号与随机信号。
若信号可表⽰为⼀个确定的时间函数，因⽽可确定其任何时刻的量值，这种信号称为确定性信号（分为周期信号，⾮周期信号）；随机信号是⼀种不能准确预测未来瞬时值，也⽆法⽤数学关系式来描述的信号。
（2）连续信号和离散信号。
若信号数学表⽰式中的独⽴变量取值是连续的，为连续信号；若独⽴变量取离散值，为离散信号。
（3）能量信号和功率信号。
电压信号x（t）加到电阻R上，其瞬时功率P（t）=x2（t）/R。
把信号x（t）的平⽅x2（t）及其对时间的积分分别称为信号的功率和能量。
2、周期信号频谱的三个特点（1）周期信号的频谱是离散的（2）每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数（3）各频率分量的谱线⾼度表⽰该谐波的幅值或相位⾓。
3、傅⾥叶变换的性质（P30 表1-3）时域频域δ（t）?1（单位瞬时脉冲）（均匀频谱密度函数）1 ?δ（f）（幅值为1的直流量）在（f=0处有脉冲谱线）δ（t-t0）?e-j2πftoδ函数时移t0 （各频率成分分别相移2πfto ⾓）ej2πfot ?δ（f-f0）（复指数函数）（将δ（f）频移到f0）正、余弦函数的频谱密度函数：由sin2πf0t=j（e-j2πfot-ej2πfot）/2，cos2πf0t=（e-j2πfot+ej2πfot）/2，变换为sin2πf0t?j[δ（f+f0）-δ（f-f0）]/2,cos2πf0t?第 2 页共 7 页5、各态历经平稳随机过程定义及其性质定义：平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间⽽变化的随机过程。
性质：当取样在时间轴上作任意平移时，随即过程的所有有限维分布函数是不变的。
6、随机信号的主要特征参数及其含义参数：（1）均值、⽅差和均⽅值（2）概率密度函数（3）⾃相关函数（4）功率谱密度函数。
含义：均值µx 表⽰信号的常值分量，⽅差σx2描述随机信号的波动分量，均⽅值φ2描述随机信号的强度。
机械工程测试技术基础
机械工程测试技术基础 Prepared on 24 November 2020机械工程测试技术基础绪论1.量是指现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性。
量值是用数值和计量单位的乘积来表示的.2.测量是指以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。
测量中涉及实现单位统一和量值准确可靠被称为计量。
测试是指具有试验性质的测量，或测量和试验的结合。
3.一个完整的测量过程必定涉及到被测对象、计量单位、测量方法、测量误差，它们被称为测量四要素。
4.如何确保量值的统一和准确 1）严格定义计量单位2）建立一整套制度和设备来保存、复现和传递单位。
5.基准是用来保存、复现计量单位的计量器具。
基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6.量值传递：通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。
7.工作计量器是指用于现场测量而不用于检定工作的计量器具。
8.直接测量：指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值的测值。
间接测量：指在直接测量的基础上，根据已知函数关系，计算出被测量的量值的测量。
9.传感器的定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
10.测量变换器是提供与输入量有给定关系的输出量的器件。
传感器是第一级的测量变换。
11.漂移：测量器具的计量特性随时间的慢变化。
12.误差分类：（根据误差统计特征）系统误差、随机误差、粗大误差。
一般粗大误差可以剔出。
随机误差不可能被修正。
13.常用误差表示方法：绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。
14.描述测量结果可信程度的规范化术语有：测量精密度、测量正确度、测量准确度（精确度）和测量不确定度。
15.测量精密度：测量结果中随机误差大小的程度。
测量正确度:测量结果中系统误差大小的程度。
测量准确度（精确度）：测量结果和被测量真值之间的一致程度。
重庆大学机械工程测试技术_考试重点资料概要
基本教学内容:1, 绪论了解测试技术的任务和重要性，掌握测试系统的组成，了解测试技术的发展方向、研究领域与应用情况。
2,信号分析基础（1）信号描述与分类（2）常用函数及性质： 函数，sinc 函数，复指数函数（3）时域统计分析：三个基本统计量定义、含义、关系（4）幅值域分析：基本概念（5）周期信号及其频谱：三角形式、复指数形式的定义，两种定义（频谱）之间的关系，（6）周期信号频谱的三个性质（7）非周期信号频谱：傅立叶变换对，傅立叶变换性质（线性性质、尺度变换、时移特性、频移特性），典型信号傅立叶变换对（8）随机信号的频谱：基本概念、维纳-辛钦定理（9）相关分析：定义、性质（10）卷积：定义，过程、卷积定理3，测试系统的基本特性：选讲（1）静态传递特性相关参数定义与含义（2）测试系统不失真传递信号的条件4，模拟信号分析（1）调制与解调：分类、幅值调制解调的基本原理（2）滤波器：分类、基本参数5，信号采集与数字分析原理与技术（1）数字信号处理的基本过程（2）A/D转换与采样定理：A-D的基本关系，采样定理，频率混叠（3）时域截断与能量泄漏：能量泄露的原因与问题，窗函数的原理（4）DFT：定义，栅栏效应，分辨率与分析范围6，传感器与检测电路（1）传感器定义，构成，分类（2）典型传感器基本原理：电阻应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式、霍尔（3）传感器的选用原则7，振动噪声测试（1）振动检测：振动的基本参数，常用检测传感器，基本参数的检测（2）噪声测试：级的定义、频程定义、计权理论考试比例2，信号分析基础（35%）3，测试系统的基本特性（15%）4，模拟信号分析（10）5，信号采集与数字分析原理与技术（15%）6，传感器与检测电路（15%）：传感器定义、构成与典型传感器基本原理7，振动噪声测试（10%）：定义考试成绩构成理论考试成绩:70%平时成绩:30%,习题（计算、简答）：课后习题及ppt 中例题（可用作课堂例题或课后作业）第2章： （一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
《机械工程测试技术基础》知识点总结
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域内的一个重要分支，它涉及到对机械系统的性能、状态和行为进行测量、分析和评估。
本文档旨在总结《机械工程测试技术基础》课程的核心知识点，为学生和专业人士提供一个复习和参考的框架。
第一章：测试技术概述1.1 测试技术的定义和重要性测试技术在机械工程中的应用测试技术对于产品质量和性能的影响1.2 测试系统的组成传感器信号调理器数据采集系统分析和处理软件1.3 测试技术的发展趋势数字化和智能化无线传感网络云计算和大数据第二章：传感器原理与应用2.1 传感器的分类按测量参数分类（如力、温度、位移等）按工作原理分类（如电阻式、电容式、电感式等）2.2 传感器的基本特性灵敏度线性度稳定性响应时间2.3 常见传感器的原理与应用应变片热电偶光电传感器霍尔效应传感器第三章：信号调理与数据采集3.1 信号调理的概念放大滤波模数转换3.2 数据采集系统数据采集卡（DAQ）的功能和选择数据采集的软件实现3.3 信号的数字化处理数字信号处理（DSP）技术快速傅里叶变换（FFT）第四章：机械特性测试4.1 力和扭矩的测量力传感器的选择和校准扭矩传感器的应用4.2 位移和速度的测量位移传感器的类型和选择速度测量的方法4.3 振动测试振动的基本概念振动测试的仪器和方法第五章：温度和压力测试5.1 温度测量接触式和非接触式温度测量温度传感器的选择和校准5.2 压力测量压力传感器的类型压力测量系统的校准和维护第六章：测试数据分析与处理6.1 数据分析的基本概念时域分析频域分析6.2 信号的统计特性均值方差功率谱密度6.3 故障诊断与状态监测故障特征提取状态监测的方法和应用第七章：测试技术的实际应用7.1 机械系统的测试与评估性能测试耐久性测试7.2 测试技术在智能制造中的应用智能传感器预测性维护7.3 测试技术在质量控制中的作用过程控制质量保证结语机械工程测试技术是确保机械系统性能和可靠性的关键。
机械工程测试技术基础复习(重庆大学出版社,秦树人)
两种频谱图的关系
● 三角函数形式：An ~ ，n ~
单边频谱 双边频谱
C0 A0 a0
指数函数形式： n ~ ，n ~ C
1 Cn An n 0 2
● 指数形式的幅度频谱为偶函数
| Cn || Cn |
x(t ) y(t )dt
x(t ) y(t )dt
t
2
二．尺度变换性质
1 若f ( t ) F ( ), 则f at F , a为非零函数 a a
意义
(1) 0<a<1 时域扩展，频带压缩。
(2) a>1 时域压缩，频域扩展a倍。
(3) a 1
f t f t , F F 。
4.信号的幅值域分析
概率密度函数、概率分布函数，表示幅值分布。
5.周期信号及其频谱
（1）周期信号的傅立叶级数的三角展开式（计算公式）
（2）周期信号的傅立叶级数的复指数展开式（计算公式） （3）三角展开式与复指数展开式之间的关系 （4）周期信号频谱的计算及其特点 计算公式（与展开式计算公式互逆）
（5）三角形式与复指数形式频谱的区别
根据傅立叶变 换的线性性质
F x( t ) F cn e j 2nf 0 t cn F e j 2nf 0 t n n
n
cn ( f nf0 )
n 0
e
j 2nf0 t
f nf0
(a)矩形调幅信号的波形
1 1 F G 0 G 0 2 2 0 E 0 E S inc S inc 2 2 2 2 将包络线的频谱一分为 二，向左、右各平移 0
机械工程测试技术基础-简答题
一、 信号及其描述1、周期信号频谱的特点：①离散性——周期信号的频谱是离散的；②谐波性——每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数；③收敛性——谐波分量的幅值按各自不同的规律收敛。
2、傅里叶变换的性质：奇偶虚实性、对称性、线性叠加性、时间尺度改变特性、时移和频移特性、卷积特性、积分和微分特性。
3、非周期信号频谱的特点：①非周期信号可分解成许多不同频率的正弦、余弦分量之和，包含了从零到无穷大的所有频率分量；②非周期信号的频谱是连续的；③非周期信号的频谱由频谱密度函数来描述，表示单位频宽上的幅值和相位；④非周期信号频域描述的数学基础是傅里叶变换。
二、测试装置的基本特性1、测量装置的静态特性是在静态测量情况下描述实际测量装置与理想时不变线性系统的接近程度。
线性度——测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。
灵敏度——单位输入变化所引起的输出变化。
回程误差——描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性，在整个测量范围内，最大的差值称为回程误差。
分辨力——能引起输出量发生变化的最小输入量。
零点漂移——测量装置的输出零点偏离原始零点的距离，它是可以随时间缓慢变化的量。
灵敏度漂移——由于材料性质的变化所引起的输入与输出关系的变化。
2、传递函数的特点：①()s H 与输入()t x 及系统的初始状态无关，它只表达系统的传输特性；②()s H 是对物理系统的微分描述，只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理结构；③对于实际的物理系统，输入()t x 和输出()t y 都具备各自的量纲；④()s H 中的分母取决于系统的结构。
3、一阶测试系统和二阶测试系统主要涉及哪些动态特性参数，动态特性参数的取值对系统性能有何影响？一般采用怎样的取值原则？ 答：测试系统的动态性能指标：一阶系统的参数是时间常数τ；二阶系统的参数是固有频率n ω和阻尼比ξ。
对系统的影响：一阶系统的时间常数τ值越小，系统的工作频率范围越大，响应速度越快。
《机械工程测试技术基础》试题及答案
《机械⼯程测试技术基础》试题及答案《机械⼯程测试技术基础》课后答案章节测试题第⼀章信号及其描述（⼀）填空题1、测试的基本任务是获取有⽤的信息，⽽信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
这些物理量就是信号，其中⽬前应⽤最⼴泛的是电信号。
2、信号的时域描述，以时间（t ）为独⽴变量；⽽信号的频域描述，以频率（f ）为独⽴变量。
3、周期信号的频谱具有三个特点（离散性，谐波性，收敛性）4、⾮周期信号包括准周期信号和⾮周期瞬态信号。
5、描述随机信号的时域特征参数有均值x µ，均⽅值2x ψ，⽅差2x σ6、对信号的双边谱⽽⾔，实频谱（幅频谱）总是 y 轴对称，虚频谱（相频谱）总是对称。
（⼆）判断对错题（⽤√或×表⽰）1、各态历经随机过程⼀定是平稳随机过程。
（√ ）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（√ ）3、⾮周期信号的频谱⼀定是连续的。
（╳）4、⾮周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲⼀样。
（╳）5、随机信号的频域描述为功率谱。
（√ ）（三）简答和计算题1、求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值µ|x|和均⽅根值x rms 。
2、求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x µ，均⽅值2x ψ，和概率密度函数p(x)。
3、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Aet x at的频谱。
4、求被截断的余弦函数??≥<=Tt T t tt x ||0||cos )(0ω的傅⽴叶变换。
5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t et x atω的频谱。
第⼀章信号及其描述（⼀）1、信号；2、时间（t ），频率（f ）；3、离散性，谐波性，收敛性；4、准周期，⾮周期瞬态；5、均值x µ，均⽅值2x ψ，⽅差2x σ；6、偶，奇；（⼆）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；（三）1、π2x ，2x ；2、0，220x ，)cos(10?ωπ+t x ；3f j a A π2+、；4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++； 5、faj f a πωπω44202220+--；第⼆章测试装置的基本特性（⼀）填空题1、某⼀阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输⼊信号2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω，幅值=y ，相位=φ。
机械工程测试技术基础知识点整合
机械工程测试技术基础知识点整合第一章：测试概述测试是一种获取被测对象有用信息的方法，是测量和试验技术的综合。
测试可以分为静态测量和动态测量两种类型。
本课程主要研究机械工程中动态参数的测量，测试系统的组成包括量纲及量值的传递，测量误差，测量精度和不确定度，以及测量结果的表达。
第二章：信号分析与处理信号可以根据其描述方式分为时域描述和频域描述。
时域描述是指幅值随时间的变化，而频域描述则是指频率组成及幅值、相位大小。
对于周期信号，可以使用XXX级数来求其频谱，其特点为离散性、谐波性和收敛性。
瞬变信号可以使用傅里叶变换求其频谱，其特点为连续性和收敛性。
随机信号也可以使用傅里叶变换求其频谱，其特点为连续性。
信号的特征参数包括均值、均方值、方差和概率密度函数等。
自相关函数和互相关函数可以用来描述两个信号之间的相关性。
相关系数和相干函数在时域和频域描述两个变量之间的相关关系。
自功率谱密度函数和互功率谱密度函数可以用来反映信号的频域结构。
数字信号处理是对信号进行数字化处理的一种方法。
时域采样定理规定了采样频率必须大于信号最高频率的两倍，即fs。
2fh。
而混叠是因为采样频率过低（即Ts过大）或信号频率过宽，导致信号在fs/2处折叠。
为了避免混叠，需要进行抗混叠滤波或提高采样频率。
量化误差是由于量化步长造成的，减小量化步长可以降低误差。
泄漏是由于加窗截断处理引起的，合理选择窗函数可以减小泄漏。
对于周期信号，可以进行整周期截断处理。
频域采样会出现栅栏效应，需要进行插值处理。
测量装置的基本特征包括静态特性和动态特性。
静态特性包括线性度、灵敏度、回程误差和分辨力等参数。
线性系统具有叠加性、比例性、微分性、积分性和频率保持性等特性。
频率响应函数描述了系统在简谐信号激励下，稳态输出对输入的幅值比、相位差随激励频率变化的特性。
求取频率响应函数的方法包括微分方程、拉普拉斯变换、傅里叶变换和实验法等。
系统不失真的条件包括时域不失真和频域不失真条件。
机械工程测试技术基础笔记
机械工程测试技术基础笔记1. 引言在机械工程领域，测试技术起着非常重要的作用。
测试技术可以帮助工程师评估和验证机械系统的性能和安全性，提供可靠的数据支持工程决策。
本文将介绍机械工程测试技术的基础知识和常用方法。
2. 测试目的和要求在进行机械工程测试之前，我们首先需要明确测试的目的和要求。
一般来说，机械工程测试的目的可以有以下几个方面：•验证设计：测试可以验证机械系统的设计是否满足要求，是否能够正常运行。
•评估性能：测试可以评估机械系统的性能指标，如速度、力量、精度等。
•检测缺陷：测试可以检测机械系统中的缺陷和问题，帮助工程师做出改进和修复。
•衡量可靠性：测试可以衡量机械系统的可靠性和寿命，为系统运行和维护提供参考。
在明确测试目的的基础上，我们还需要确定测试的具体要求，包括测试的时间、精度、条件等。
这些要求将直接影响测试方法和设备的选择。
3. 测试方法和设备根据测试的具体要求，我们可以选择不同的测试方法和设备。
常见的机械工程测试方法包括：•静态测试：通过施加恒定的载荷或力量，测量机械系统的变形和应变情况。
•动态测试：以特定的速度或频率施加载荷或力量，观察机械系统的响应和振动情况。
•破坏性测试：通过施加高强度的载荷或力量，测试机械系统的极限承载能力。
•环境测试：在特定的环境条件下，如温度、湿度等条件下测试机械系统的性能。
•噪声测试：测量机械系统在运行中产生的噪音水平。
为了进行这些测试，我们需要选择合适的测试设备。
根据测试方法和要求的不同，可以使用各种传感器、测量仪器和数据采集系统来进行测试。
例如，压力传感器、位移传感器、加速度计等可以用于测量不同物理量；示波器、频谱分析仪等可以用于分析信号和振动；数据采集卡、计算机软件等可以用于记录和分析实验数据。
4. 数据处理和分析在进行机械工程测试之后，我们还需要对测试数据进行处理和分析。
数据处理的目的是去除噪声、提取有用的信息，并转化为可视化的形式。
常见的数据处理方法包括：•滤波：使用数字滤波器去除测试数据中的高频噪声，提取出测试信号的主要成分。
《机械工程测试技术基础》知识点总结
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域中的重要组成部分，它涉及到对机械系统的性能、参数和状态进行测量、分析和评估。
随着科技的发展，测试技术在提高产品质量、优化设计、降低成本和保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。
第一部分：测试技术概述1.1 测试技术的定义测试技术是指利用各种仪器和方法对机械系统进行定量或定性的测量，以获取系统的性能参数和状态信息。
1.2 测试技术的重要性质量控制：确保产品符合设计标准和用户需求。
故障诊断：及时发现并解决机械故障，延长设备使用寿命。
性能优化：通过测试数据对机械系统进行优化设计。
第二部分：测试技术基础2.1 测量的基本概念测量单位：国际单位制（SI）和常用单位。
测量误差：系统误差、随机误差和测量不确定度。
2.2 传感器原理电阻式传感器：利用电阻变化来测量物理量。
电容式传感器：基于电容变化来测量。
电感式传感器：基于电感变化来测量。
光电传感器：利用光电效应来测量。
2.3 信号处理技术模拟信号处理：滤波、放大、模数转换。
数字信号处理：FFT、数字滤波、谱分析。
2.4 数据采集系统硬件组成：数据采集卡、接口、传感器。
软件功能：数据采集、处理、存储和分析。
第三部分：机械性能测试3.1 力和扭矩测试力测试：静力测试和动力测试。
扭矩测试：静态扭矩和动态扭矩的测量。
3.2 振动测试振动类型：随机振动、谐波振动、冲击振动。
振动测量：加速度计、速度计和位移计的使用。
3.3 温度测试接触式温度测量：热电偶、热电阻。
非接触式温度测量：红外测温技术。
3.4 流体特性测试压力测试：压力传感器的应用。
流量测试：流量计的选择和使用。
3.5 材料特性测试硬度测试：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
疲劳测试：循环加载下的应力-应变关系。
第四部分：测试技术的应用4.1 机械系统的故障诊断故障信号的采集：振动、声音、温度等。
故障特征的提取：频域分析、时域分析。
故障诊断方法：专家系统、神经网络、模糊逻辑。
机械工程测试技术基础知识点
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。
1．信号的时域描述，以时间为独立变量。
4．两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息，有多个与其对应的信号；一个信号，包含许多信息。
7从信号描述上：确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量：能量信号与功率信号。
9从分析域：时域信号与频域信号。
10从连续性：连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成，但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号（瞬变非周期信号）:在一定时间区间内存在，或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号（可以理解成能量衰减的过程）。
机械工程测试技术基础
第一章习题一、选择题1.描述周期信号的数学工具是（ ）。
A.相关函数B.傅氏级数C. 傅氏变换D.拉氏变换2. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ ）。
A.相位B.周期C.振幅D.频率3.复杂的信号的周期频谱是（ ）。
A ．离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数4.如果一个信号的频谱是离散的。
则该信号的频率成分是（ ）。
A.有限的B.无限的C.可能是有限的，也可能是无限的5.下列函数表达式中，（ ）是周期信号。
A. 5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C.()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞6.多种信号之和的频谱是（ ）。
A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的７.描述非周期信号的数学工具是（ ）。
A.三角函数B.拉氏变换C.傅氏变换D.傅氏级数８.下列信号中，（ ）信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ωϕωϕ=+++B.()5sin 303sinx t t =+ C.0()sin at x t e tω-=⋅ ９.连续非周期信号的频谱是（ ）。
A.离散、周期的B.离散、非周期的C.连续非周期的D.连续周期的10.时域信号，当持续时间延长时，则频域中的高频成分（ ）。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定11.将时域信号进行时移，则频域信号将会（ ）。
A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移项12.已知 ()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数，则积分()()2x t t dt πδω∞-∞⋅-⎰的函数值为（ ）。
A ．6 B.0 C.12 D.任意值13.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄，将磁带记录仪的重放速度（ ），则也可以满足分析要求。
《机械工程测试技术基础》--课后习题-答案
《机械工程测试技术基础》--课后习题-答案《机械工程测试技术基础》绪论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
解答：教材P4~5，二、法定计量单位。
0-2 如何保证量值的准确和一致？解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定）1、对计量单位做出严格的定义；2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。
3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。
0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？解答：（教材P8~10，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。
①1.0182544V±7.8μV②(25.04894±0.00003)g③(5.482±0.026)g/cm2解答：①-66±?≈±7.810/1.01825447.6601682/10②6±≈±0.00003/25.04894 1.197655/10③0.026/5.482 4.743±≈‰0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？解答：(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。
(2)要点：见教材P11。
0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？解答：(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
机械工程测试技术基础试题库
机械工程测试技术试题库测试技术试题1一、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处1 •传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
动态特性好的传 感器，一A. 其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小B .其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近 C.其输出量中与被测输入量无关的变化小D •其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示D. 0 ~ 90之间反复变化的值2'■ x ，均值为J x ，则三者之间()B.存在关系式’J ■ \2D.相互独立、没有固定的关系式8. 测量装置的频率特性为 A(「)和「(•，)，当它们满足( )条件时，输出波形与输入波形将相似而无失真。
A. A( ')=1,( J=0B. A(「)=常量，「(•’)=常量C. A( * ■)=常量，J= -鮎‘鮎—时间延迟D. A©—, ®(co —9. 若G(f)是g(t)的频谱，设g(t)为时域中的周期脉冲序列，其周期为T s ，其幅值为1,则频 域中的G(f)必为( )A.非周期脉冲序列B.周期连续函数127. 某随机信号的方差为二x ，均方值为A. 存在关系式C.存在关系式C x 二('、=匕)22. 二阶装置的动态特性参数是它的 A.时间常数• C •固有频率''0和阻尼比3. R C 低通滤波器中，RC 值越大，则(A.上截止频率越低 C.上截止频率越高 4•一般而言，测量装置的灵敏度越高，则( A.动态特性越好B.C.测量范围越窄D. 5. 周期信号在时域内按时间间隔 T s 采样后, A.周期、离散C.周期、连续6. 无论二阶系统的阻尼比 •如何变化，的位移与激振力之间的相位差必为( A. 0 B.传递函数H(s)D. 功率谱)B.下截止频率越低 D.下截止频率越高 ) 动态特性越差 测量范围越宽 其频谱将具有( )特征。
251005[机械工程测试技术基础] 天津大学考试题库及答案
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机械工程测试技术基础复习题一、单项选择题1、描述非周期信号的数学工具是（ D ）A. 三角函数B. 拉氏变换C. 傅氏级数D. 傅氏变换2、时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是（ C ）A. 122()()jfXfB. 1 22 ()()fXfC. (j2πf)2X(f)D. (2πf)2X(f)3、概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律（ C ）A. 时间域B. 频率域C. 幅值域D. 复数域4、测试装置的传递函数H(S)的分母与（ D ）有关。
A. 输入量x(t)B. 输出量y(t)C. 输入点的位置D. 装置的结构5、无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化，当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时，该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为（ B ）A. 0°B. 90°C. 180°D. 不定值6、差动式电感传感器和差动式电容传感器具有（ C ）的特点。
A. 灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍B. 灵敏度和非线性度都降低了C. 灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干D. 灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍7、欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（ B ）传感器。
A. 压电式B. 磁电式C. 电阻式D. 热电式8、为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用（ C ）放大器。
A. 电压B. 比例C. 电荷D. 差动9、常用于对调幅波解调的装置是（ D ）A. 乘法器B. 滤波器C. 鉴频器D. 相敏检波器10、正弦信号x(t)=x0sin(ωt+φ)的自相关函数为（ B ）A. x0 2sinB. x02 2 cosC. x02 2 sinD. x02cos11、数字信号的特征是（ D ）A. 时间上连续幅值上离散B. 时间上离散幅值上连续C. 时间上和幅值上都连续D. 时间上和幅值上都离散12、已知模拟量的最大幅值为±5V，现要求A/D转换器的输出最大误差≤0.5mV，应选用下列哪一种A/D转换器（ D ）A. 8位B. 10位C. 12位D. 16位13、恒带宽比滤波器(信频程滤波器)的带宽B与中心频率fn（ A ）A. 比值为常数B. 无关C. 成正比D. 成反比14、一选频装置，其幅频特性在f1～f2区间急剧衰减(f2>f1)，在0～f1和f2～∞之间近乎平直，这叫（ D ）滤波器。
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n
Rec ( f nf
) jImcn ( f nf0 )
与傅里叶级数展开得到的幅值谱之区别在于，各谐频点不是有 限值，而是无穷大的脉冲，这正表明了傅里叶变换所得到的是 幅值谱密度。
7.随机信号及其频谱
帕斯瓦尔定理的证明及使用。
1 2 2 1 1 2 x (t )dt X T ( f ) X T ( f )df X T ( f ) df T T 2 T T
(a)矩形调幅信号的波形
1 1 F G 0 G 0 2 2 0 E 0 E S inc S inc 2 2 2 2 将包络线的频谱一分为 二，向左、右各平移 0
其中G t 为矩形脉冲，脉冲幅度 E， 为
E
例:
f t
脉宽为 , 试求其频谱函数。 解： 已知矩形脉冲 t 的频谱G 为 G
2
o
t
2
G E Sinc 2 因为 1 f t G t e j 0t e j 0t 2 根据频移性质， t 频谱F 为 f 1 1 F G 0 G 0 2 2
●
或
F (n0 ) F (n0 )
指数形式的相位频谱为奇函数
n n
或
(n0 ) (n0 )
三角形式与指数形式的频谱图对比 三角函数形式的频谱图
cn c 1 c0
2.24 c2
n
0ห้องสมุดไป่ตู้25 π
1
1
O
1
2 1
1
O
2 1
指数形式的频谱图
F n 1
信号分析基础
1.信号的分类方法及其分类 2.常用函数 （1）单位冲激信号（ (n) 函数） 对称性、比例性、抽样特性（乘积）、 筛选特性（积分） （2）sinc(t)函数
sin t sin t sin c(t ) , or , , ( t ) t t
（3）复指数函数 e jt cost j sin t 欧拉公式：
3.信号的时域统计分析 均值、均方值、方差的含义及其关系
均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。
x E[ x(t )] lim
信号的均方值：表达了信号的强度；其正平方根值，又称 为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种表达。
2 x
2
x
2 T 1 T 0 T
0 ( Tn1 f n T11/ 2 ) ( f ) , n 0 ,1,2 n 1 / 2 n 1 ( T1 f T1 )
怎样得到的？!
相位谱的推导： 因：X ( f ) 2T1 Sinc( 2fT1 ), 当E 1 A( f )e j ( f ) 2T1 Sinc( 2fT1 ) e j ( f ) A( f )cos ( f ) j sin ( f ) 2T1 Sinc( 2fT1 ) cos ( f ) j sin ( f ) n 1 所以,当： ( T f nT / 2 ), n 0 ,1,2
T 1 T 0 T
x(t )dt
2 x
E[ x (t )] lim
2 x
x 2 (t )dt
方差：反映了信号绕均值的波动程度。
x E[( x(t ) E[ x(t )]) ] lim
2 2
T 1 T 0 T
( x(t ) x ) dt
2
T
8.信号的相关分析与卷积计算
（1）相关函数的计算
Rx ( )
Rxy ( )
R yx ( )
x( t )x( t )dt x( t )x( t )dt
x(t ) y(t )dt
x(t ) y(t )dt
E Sinc 2
1 2 cosT
2π 2π 4π T T (c)三脉冲信号的频谱
脉冲个数增多，频谱 包络不变，带宽不变。
（1）性质
若 f (t ) F ( )
四．频移特性
则
F 0 j 0 t f ( t )e F 0 f ( t )e
则f ( t t0 ) F ( )e ; j ( ) t0 j ( ) 则f ( t t0 ) F ( ) e 若F ( ) F ( ) e
若f (t ) F ( ),
右 幅度频谱无变化，只影响相位频谱， t 0 相移 左
三．时移特性
t
2
二．尺度变换性质
1 若f ( t ) F ( ), 则f at F , a为非零函数 a a
意义
(1) 0<a<1 时域扩展，频带压缩。
(2) a>1 时域压缩，频域扩展a倍。
(3) a 1
f t f t , F F 。
j 0 t
0为常数，注意 号
（2）证明
F f (t )e
j 0 t
f (t )e e
j 0 t
j t
dt
f (t )e j 0 t d t F 0
已知矩形调幅信号 f t Gt cos 0 t ,
E 2
F
频谱图
0
0
2π
0
O
(b)矩形调幅信号的频谱
（4）典型信号的幅值谱密度
例：冲激函数 (t ) 傅立叶变换对
F ( ) (t )e
j t
dt 1
(t )
0
t
F ( )
1 0
例：周期信号的频谱密度
x(t) 的傅立叶变换：
X ( )e d , x( t )
jt
X ( f )e
j 2ft
j 2ft
df
X ( ) x( t ) e
dt , X ( f ) x( t ) e
dt
傅立叶正变换：F[X(f)] （2）非周期信号的频谱及其特点
(a) X(ω)是一个密度函数的概念 (b) X(ω)是一个连续谱 (c) X(ω)包含了从零到无限高频的所有频率分 量,分量的频率不成谐波关系。 (d) 周期信号的频谱是对应的非周期信号频谱的 样本；而非周期信号的频谱是对应的周期信号频 谱的包络。
复习
考试时间：15周
1.多项选择（5小题 ,10） 2.填空(1分/空 ,10) 3.计算(5小题 ,60) 4.综合（1小题 ,20）
主要考试内容： 1.第二章——信号分析基础（58%） 2.第五章——信号采集与数字分析原理及技术 （30%） 3.第四章——模拟信号分析（8%） 4.其他
第二章
F( )
例：求图(a)所示三脉冲信号的频谱。 f t 解： E
f t f 0 t f 0 t T f 0 t T
T
2
O
2
T
t
令f 0 t 表示矩形单脉冲
(a)三脉冲信号的波形
信号，其频谱函数 0 , F
E
F0
F0 E S inc 2
2．例
求：
f (t )的傅立叶变换
2 1
f (t )
f ( t ) [ u( t 2 ) u( t 2 )] [ u( t ) u( t )] F ( ) [ Sinc / 2 ) 2Sinc )] ( (
2 2
根据傅立叶变 换的线性性质
F x( t ) F cn e j 2nf 0 t cn F e j 2nf 0 t n n
n
cn ( f nf0 )
n 0
e
j 2nf0 t
f nf0
2 ET1
X(f)
1 2T1 1 T1
O
f
2 ET1
T1
A(f)=|X(f)|
t
O
相位频谱
( f )
f
f
（3）傅立叶变换的性质 线性性质 时移特性 尺度变换 频移特性
一．线性性质
1．性质
若f1 (t ) F1 ( ) , f 2 (t ) F2 ( )
则c1 f1 (t ) c2 f 2 (t ) c1 F1 ( ) c2 F2 ( ) c1 , c2为常数
例：求矩形脉冲信号 的频谱密度
X( )
E x( t ) 0
2E
( t T1 ) ( t T1 )
T1
T1
Ee j t dt
sin( T1 )
sin( T1 ) 2 ET Sinc T1 ) 2 ET ( 1 1 T1 2T1 Sinc T1 ), E 1 ( 当
2π
O
(b)
因为
f t f 0 t f 0 t T f 0 t T
由时移性质知三脉冲函 f t 数 的频谱函数F 为 :
E
F0
2π