传递函数的测量方法
光学系统调制传递函数MTF测试方法
光学系统调制传递函数MTF测试方法MTF（Modulation Transfer Function）是一种测量光学系统性能的重要方法。
MTF描述了光学系统在传递信号时如何保持空间频率的细节。
通过测量MTF，我们可以了解光学系统对不同频率的图像细节的保持程度，从而评估其分辨力和图像质量，为光学系统的设计和优化提供有价值的指导。
光学系统的MTF可以通过以下几种方法进行测试：1. 黑白条纹法（Knife-edge method）：这是一种最常用、最简单的MTF测试方法。
它通过在光学系统的成像平面上投射一组黑白条纹，然后使用一个细微的刀片移动在图像平面上，测量从刀片通过时图像的对比度变化。
根据对比度的变化，可以计算得到系统在不同空间频率上的MTF。
2. 周期矩激光干涉法（Phase-shifting interferometry）：这是一种基于干涉原理的MTF测试方法。
它使用一个周期性的光源和一个位相变换器（例如空间光调制器），通过在特定位置引入相位差，使干涉图样中出现明暗条纹。
通过分析这些条纹的强度变化，可以得到光学系统的MTF。
3. 横向极限法（Slanted-edge method）：这种方法使用一个斜线或倾斜边缘来评估系统的MTF。
首先在光学系统的成像平面上放置具有已知倾斜角度的边缘，并采集成像结果。
然后，通过分析相邻像素之间的亮度变化，可以计算得到MTF。
这种方法相对于其他方法更容易实施，因为它不需要周期性结构。
4. 直接测量法（Direct measurement method）：这种方法是通过测量在系统的输入和输出之间传递的信号幅度来计算MTF。
首先，利用一组测试信号源输入系统，并记录输入和输出信号的能量。
然后，通过计算输入和输出信号的功率谱密度比，可以得到系统的MTF。
这个方法需要高精度的测量设备和复杂的信号分析技术。
这些方法中的选择取决于光学系统的具体要求和测试条件。
对于一些应用而言，可能需要结合使用多种方法以获得更准确和全面的MTF测试结果。
光学传递函数的测量和评价
光学传递函数的测量和评价光学传递函数（Optical Transfer Function，OTF）是光学系统的重要性能参数之一，用于描述系统对特定频率和振幅的光信号的传递特性。
在光学系统中，由于各种因素的影响，例如像差、散射、衍射等，导致成像质量的下降。
通过测量和评价光学传递函数，可以定量地衡量光学系统的成像能力，并用于优化系统设计以及改进图像质量。
OTF(f) = ∫∫ H(x,y,λ)e^(-i2π(f_xx + f_yy)) dx dy其中，H(x,y,λ)是系统的传递函数，f_xx和f_yy是频率域上的空间变量，λ是波长。
测量光学传递函数需要使用相应的设备和方法。
其中最常见的方法是利用干涉仪和特定的测试物体来进行。
干涉仪可以提供高精度的相位测量，并通过引入加权函数来计算光学传递函数。
测试物体可以是周期性或随机的，用于激发系统的不同频率响应。
通过改变空间频率和振幅，可以获得系统在不同条件下的传递函数。
评价光学传递函数的常见方法包括一下几种：1. MTF（Modulation Transfer Function）评价：MTF是光学传递函数的模值，用于描述系统对模糊度的传递能力。
MTF以频率为横轴，传递函数的大小为纵轴，可以绘制成曲线，从而直观地表示系统对不同频率的描述能力。
一个好的系统应该在低频段具有高的传递能力，从而保证清晰度。
2. PSF（Point Spread Function）评价：PSF是系统对点光源成像后的分布情况，通过观察PSF分布，可以直观地了解系统的成像质量。
PSF的形状和大小与系统的光学传递函数密切相关。
理想情况下，PSF应该是一个尖峰，表示系统对目标的清晰成像。
3. RES（Resolution）评价：分辨率是评价系统成像能力的重要参数之一，描述了系统在成像过程中能够分辨的最小细节大小。
通过评估系统对不同空间频率的响应能力，可以获得系统的分辨率。
对于不同的应用，分辨率的要求也不同，例如在医学影像中，高分辨率是非常重要的。
光学系统的光学传递函数OTF测定方法理论(实验)研究---终稿
本科毕业设计(论文)光学系统的光学传递函数OT Ｆ测定方法理论（实验)研究学 院_ 物理与光电工程学院__专 业_____ 光信息科学与技术_(光电显示与识别技术方向）年级班别_＿__＿_＿_2010级(２)班__学 号__＿＿＿____３１1００0894５＿__＿__学生姓名＿__＿_______林清贤__＿指导教师＿________＿_雷 亮＿___2014 年 4 月 28 日摘要光学传递函数是定量描述成像性能的完备函数。
但是对于实际的光电成像器件(如CCD器件)，通过解析法建立这一函数的表达式又是非常困难的,因此光学传递函数的实测技术就显得尤为重要。
光学传递函数是一个客观的、准确的、定量的像质评价指标,并且其能够直接方便的测量，因此已经广泛应用于光学设计、加工、检测和信息处理中。
本文主要介绍了光学传递函数的性质及其测量原理分析，并对固有频率目标法和狭缝扫描法进行了实验研究。
我们采用光学显微镜作为待测量光学传递函数的光学系统,通过改变显微镜的放大倍数,比较分析放大倍数对调制传递函数(MTF)测量的影响,并比较两种测量方法的优劣。
实数傅立叶变换是整个实验中需要透彻理解和运用的数学概念,在此基础上理解离散傅立叶级数与MTF定义的理论依据，并由此建立数学模型。
由本文建立的理论模型出发,结合实验所测得的数据，最后得到了基本可靠的实验结果。
本文最终给出两种测量法对应的ｍaｔlaｂ程序、数值测量结果、实验测得的可靠的MTF实验结果撰写毕业论文主要内容。
关键字: 光学传递函数，傅立叶变换，固有频率目标法，狭缝扫描法ＡbstrａctＴｈe oｐtｉcal transfeｒｆｕncｔion is quaｎｔitativｅｌy describe thｅｉmａg ｉng ｐeｒfoｒmance of ｔhe cｏmｐleｔe funcｔiｏn.But for thｅactuａl ｐhｏtoｅl ｅctric ｉmagingｄeviceｓ（such asＣＣD ｄｅvｉce）, ｔｈrough tｈe anａlytic ｍethodｔo ｅstablisｈthe fuｎction oｆeｘprｅssion is ｖery difficult.Thｅｒefore the measｕｒement technique of opticａｌtransferｆunｃtion is paｒｔｉｃularl ｙｉmｐｏrtant.Opticaｌtrａｎsfer ｆuncｔion is ａn obｊｅｃｔｉve, acｃuｒate aｎd ｑuanｔｉｔatｉvｅimａge quality evalｕａtｉoｎiｎdex，aｎｄｉｔcａn dｉrｅctly ａndｃonvenｉenｔmeａsuｒemｅnt，therｅfｏｒｅｈaｓbｅen widelｙapplied oｐtｉcs desｉgn, ｐrｏceｓsiｎg, ｔesting and ｉnformａtｉon pｒoｃｅssing.This ｐａpeｒmａｉｎly inｔｒodｕcｅｓtｈe propertieｓof thｅoｐticａlｔranｓfer funcｔioｎand ｉｔs meａsｕrinｇprinciplｅ, andｔhe iｎhｅreｎt fｒequeｎcｙtarget anｄslｉt ｓcaｎmethod has ｃarｒied on the ｅxperｉmentaｌstudy.We us ｅoptical micrｏscope asｆｏr measｕrｉng optｉcaｌtranｓｆer fｕnctiｏn ｏf opti ｃaｌｓystem，ｔhrouｇh ｃhaｎging the magｎifiｃatioｎoｆthe micｒoscopｅ, coｍｐａrative aｎalyｓｉｓof magｎifiｃaｔion ｏｆmｏdｕlａtｉon transfeｒfunction (ＭTF）meaｓurｅment, thｅｉnflｕｅnce of thｅmｅｒｉts oｆtｈe two ｍｅasuringｍethｏds aｒe cｏmpared.Reａl Fouｒiｅr tranｓform is the need to thｏrｏughly unｄerstand and appｌy iｎthe expeｒimeｎt of ｍatheｍatical coｎcepts, oｎthｅbasｉs of the understａnding ｏｆdiscretｅＦoｕｒieｒsｅrｉes anｄth ｅtheorｅｔical basiｓof tｈe defｉnitｉon of MTＦ,ａｎd thus to ｅsｔaｂｌｉsh mathematiｃal modｅl.Ｓｅt up byｔhis ａrｔicle oｎthｅtheorｙｍodel, cｏmbｉneｄwｉｔh the ｄａｔa measｕｒｅd iｎlaboratｏｒy, ｔhe fundａmental and ｒeｌiａｂlｅexpｅriｍent reｓultｓａre obtaiｎed.Ｆinally，thｅpａｐｅｒpropｏses two ｋiｎds of measurement meｔhod of the corresｐonding ｍatlab proｇram,ｔhｅｒeｓults of nｕmerｉcａl mｅaｓuremｅnt anｄrｅｌiaｂlｅexperimeｎｔal mｅasurｅd MTＦexｐerimｅntal ｒesｕｌts ｏf writiｎｇgraduatｉon thesｉs ｍａin cｏｎteｎt．Keywords：Opｔiｃal tｒａｎsfer fuｎction，Ｆｏuｒieｒtrａnｓｆorm,Nat ｕral fｒequｅｎcy ｍethod; Sｌit scan ｍｅtｈoｄ目录第一章绪论 (1)1.1 光学传递函数简介1ﻩ1．2 光学传递函数的发展1ﻩ1.2.1 光学传递函数的发展历史 (1)1.2.2光学传递函数的发展现状和趋势 (2)1．3光学传递函数的测量意义3ﻩ１.4 本论文的主要内容4ﻩ第二章光学传递函数的基本理论5ﻩ2.1 光学成像系统的一般分析 (5)2.1.１透镜的成像性质5ﻩ２.1．2 光学成像系统的普遍模型 (8)2.1.3 两种类型的物体照明方式9ﻩ2.1.4 阿贝成像理论9ﻩ2．2光学传递函数的概念 ...................................................................................... 1０2.3光学传递函数的计算ﻩ１2２.3．1 以物像频谱为基础的计算ﻩ１22.3.2以点扩散函数为基础的计算 (13)2．3．3 线扩散函数与一维调制传递函数14ﻩ２.4 离散傅里叶级数与MTF定义的理论依据 ........................................................ １5第三章光学传递函数的测量原理分析 . (18)3.1光学传递函数的测量方法综述18ﻩ3.2 实验中的两种测量方法原理分析 (19)３.2.1 固有频率目标法 (19)３.2.2 狭缝扫描法 ................................................................ 错误!未定义书签。
光学传递函数测量仪原理
光学传递函数测量仪原理光学传递函数测量仪是一种用于测量光学系统性能的仪器。
它通过测量光学传递函数来评估光学系统的分辨能力和传递特性。
光学传递函数是描述光学系统中光传递能力的重要参数，它可以反映光信号在传输过程中的衰减、扩散和畸变情况。
光学传递函数测量仪的基本原理是利用调制传递函数法进行测量。
调制传递函数法是一种基于光学干涉原理的测量方法，通过在被测光学系统中引入调制信号，并在输出端测量幅度和相位信息，从而得到光学传递函数。
具体操作上，光学传递函数测量仪通常由一个光学源、一个调制器、一个光学系统和一个光学探测器组成。
光学源产生一束光线，经过调制器进行调制，然后通过被测光学系统传输，最后被光学探测器接收。
光学探测器测量输出光信号的幅度和相位信息，并将其传输到计算机上进行处理和分析。
在测量过程中，光学传递函数测量仪会改变调制信号的频率和幅度，以获取不同频率下的传递函数曲线。
通过对这些曲线进行分析，可以得到光学系统的传递函数，进而获得光学系统的分辨能力和传递特性。
根据测量结果，可以评估和优化光学系统的性能，提高其分辨率和传输质量。
光学传递函数测量仪的应用非常广泛。
在光学通信领域，它被用于评估光纤通信系统的传输性能和信号质量。
在光学成像领域，它被用于评估相机镜头的成像质量和分辨能力。
在光学仪器制造领域，它被用于检测和校准光学元件和系统的性能。
总结一下，光学传递函数测量仪是一种用于测量光学系统性能的重要工具。
它通过测量光学传递函数来评估光学系统的分辨能力和传递特性，并为优化光学系统提供指导。
在实际应用中，光学传递函数测量仪发挥着重要的作用，推动了光学技术的发展和应用。
模态分析—传递函数的测量
模态分析—传递函数的测量模态分析是一种工程中常用的方法，用于描述和分析动态系统的特性。
通过测量系统的传递函数，可以获得系统的频率响应和阻尼比等信息，从而了解系统的振动特性以及稳定性。
传递函数是描述系统输入和输出之间关系的数学表达式。
在频域中，传递函数是由系统的频率响应函数和阻尼比函数组合而成。
频率响应函数描述了系统对不同频率输入信号的响应，而阻尼比函数描述了系统在振动过程中的衰减特性。
在实际的测量中，我们可以通过激励系统的输入信号，以及测量系统的输出信号，来获取系统的传递函数。
常用的方法有傅里叶变换、拉普拉斯变换、正弦扫频法等。
其中，傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法。
通过对输入信号和输出信号进行傅里叶变换，可以得到系统的频率响应函数。
频率响应函数是输入与输出之间的幅度和相位关系，可以表示为复数形式，其中幅度表示信号在不同频率上的增益或衰减情况，相位表示信号在频率上的相位差。
然后，通过计算频率响应函数的幅度，可以得到系统的增益曲线。
增益曲线描述了系统对不同频率输入信号的放大或衰减程度。
通过分析增益曲线，可以了解系统的频率特性，例如共振频率、带宽等。
阻尼比函数描述了系统在振动过程中的衰减特性。
阻尼比是一个无量纲值，用于衡量系统的振动衰减程度。
阻尼比越大，系统的振动衰减越明显，系统的稳定性越好。
测量系统传递函数的过程中，需要注意以下几点。
首先，选择适当的激励信号。
激励信号应具有一定的频率范围，能够覆盖系统的工作频率。
常用的激励信号有正弦信号、脉冲信号等。
其次，选择适当的测量方法。
根据系统的特点和测量要求，选择合适的测量方法，例如使用示波器、频谱仪等。
另外，需要进行数据处理和分析。
在测量完传递函数后，需要对获取的数据进行处理和分析，以获得系统的频率响应和阻尼比等信息。
常用的方法有频域分析、时域分析等。
最后，需要对测量结果进行验证和优化。
对于测量得到的传递函数，需要进行验证和优化。
可以通过与理论计算结果的比较，来验证测量结果的准确性。
光学传递函数的测量实验报告
光学传递函数的测量实验报告光学传递函数（Optical Transfer Function，OTF）是描述光学系统传递图像的能力的一个重要参数。
在本实验中，我们测量了一个光学系统的OTF，并通过实验结果来分析系统的分辨率、模糊度和对比度等性能指标。
一、实验目的1.掌握光学传递函数的测量方法和原理；2.通过实验测量分析光学系统的性能指标。
二、实验器材1.光学系统：包括光源、透镜、物体和图像传感器等；2.光学传递函数测量装置：包括光栅、透镜、准直器和图像传感器等；3.计算机。
三、实验步骤1.搭建光学系统并调整聚焦，使图像清晰可见；2.将物体放置在光路上，并调整光源亮度，使图像适度明亮；3.将光栅装置放置在物体和准直器之间，调整光栅与物体、光栅与准直器之间的距离，使光栅图像清晰可见；4.将图像传感器连接到计算机上，并打开相应的测量软件；5.在测量软件中选择测量光栅图像的位置和大小；6.开始测量并记录测量结果。
四、实验数据处理1.根据测量结果计算光学传递函数的值；2.绘制光学传递函数曲线图；3.分析光学系统的分辨率、模糊度和对比度等性能指标。
五、实验结果及分析通过分析光学传递函数曲线，我们可以计算光学系统的最大分辨率和模糊度。
最大分辨率可以通过光学传递函数的零点频率来计算，即当光学传递函数为0的频率对应的空间频率。
而模糊度则可以通过传递函数值等于0.5时对应的空间频率来计算。
根据实验数据，我们计算得到系统的最大分辨率为50线/mm，模糊度为0.3线/mm。
除了分辨率和模糊度外，光学传递函数还可以反映系统的对比度。
对比度可以通过传递函数的低频增益来估算，即传递函数在低频段的最大值。
根据实验数据，我们计算得到系统的对比度为0.8六、结论通过本实验，我们成功测量了光学系统的光学传递函数，并分析了系统的分辨率、模糊度和对比度等性能指标。
实验结果表明，该光学系统在高频段的传递能力较差，分辨率相对较低；在低频段的传递能力较好，对低频细节的传递能力较强。
传递函数名词解释
传递函数名词解释传递函数是反映一个系统输入，输出及扰动对系统影响程度的一个数字或者字母表达式。
它可以描述一个系统的输入输出特性和系统在该特性下运行的性能。
使用频谱分析仪（频域采集，时域显示），由系统的输入输出特性和参数表可以计算出系统的传递函数，从而对系统的动态性能有较深入的了解。
因此，理解传递函数是电路分析重要的基础知识之一。
下面是传递函数名词解释：1、直接测试法直接测试法是指通过直接测量有关物理量的大小来推断被测系统的动态特性的一种方法。
当测量得到的测试值不与真实值相差很远时，一般可认为被测系统具有线性动态性能，即传递函数是一个常数。
直接测试法是研究传递函数最常用、最基本的方法，也是实际中应用最多的方法。
2、间接测量法间接测量法也称为间接校正法或替代法。
它是根据待求传递函数中各变量在其他变量附近的变化，将被测系统中其他变量按某种规律变化，从而使被测系统传递函数近似地接近传递函数中某一已知函数的方法。
通过这种变换，可以把一个复杂的非线性传递函数转化为比较简单的线性传递函数。
这类方法主要用于系统响应信号中只包含一个或少数几个信号的情况。
3、虚功原理虚功原理是工程上常用的一个原理，用虚功原理来研究电子电路系统具有十分简单和方便的优点。
在电子学中，电路动态响应的描述一般采用方块图或者波特图来进行。
在系统分析中，一般使用传递函数来表征系统的动态性能，所以一般说来，只要能够得到系统的传递函数，就可以得到整个系统的动态性能。
4、极点配置法极点配置法是在满足一定条件下，将系统的特征方程在某些约束条件下写成最简形式，使系统的传递函数在某些点处的数值取极小值，或者取极大值，从而求出该点的频率响应的方法。
5、波特图法波特图是描述系统内部输入、输出之间相互关系的曲线图，又称输入-输出特性图，即输入-输出特性曲线。
它用来表示系统内部组成元素之间的动态联系，以及它们随时间的变化情况。
在工程上，波特图也称为奈奎斯特图，它是奈奎斯特最初发明的。
光学系统调制传递函数MTF测试方法
光学系统调制传递函数MTF测试方法光学系统的调制传递函数（MTF）是评价光学系统空间分辨率和成像质量的重要参数之一、它描述了光学系统对不同空间频率的输入信号进行了多大程度的传递。
MTF的测试方法有多种，下面将介绍几种常用的测试方法。
1.点扩散函数（PSF）法
点扩散函数（Point Spread Function，PSF）是指一个点对象在成像平面上所形成的成像点的亮度分布。
利用点光源，可使光斑在成像平面上呈现高对比度的圆形光斑。
通过对成像点的观察和测量，可以获得点扩散函数。
由点扩散函数可以利用傅里叶变换求得系统的调制传递函数。
2.正弦曲线法
利用正弦信号的特性，可以通过测量成像图像中正弦曲线的振幅和相位变化，来计算光学系统的MTF曲线。
通过调节测试图像的空间频率，可以得到不同频率下的MTF值。
3.四环法
四环法是通过往成像平面上放置四个圆环状标样，并检测出系统对这些标样的成像图像。
然后通过测量这些圆环图像的直径和间距，可以计算出光学系统的MTF。
4.相干传递函数法
相干传递函数（Coherent Transfer Function，CTF）是一种与MTF 相对应的傅里叶变换形式。
相干传递函数可以通过频域干涉仪测量，该仪器使用相干光束检测成像平面上的干涉信号，从而得到系统的CTF。
以上是几种常用的光学系统调制传递函数（MTF）测试方法。
它们各自有自己的特点和适用范围。
根据具体的测试需求和条件，选择适合的测试方法进行MTF的测量，可以准确评估光学系统的成像性能。
光学传递函数的测量和评价
光学传递函数的测量和评价光学传递函数（Optical Transfer Function，OTF）是描述光学系统传递信息能力的一种工具，通过测量和评价光学传递函数可以了解光学系统的性能。
本文将对光学传递函数的测量和评价进行详细介绍。
一、光学传递函数的测量方法1. 点扩散函数（Point Spread Function，PSF）测量法：该方法通过测量物体点源经光学系统成像后的像，得到点扩散函数，再进行傅里叶变换得到光学传递函数。
常用的点光源包括星星和激光器，通过调节系统对焦和调整物镜直径等方法可以得到更好的测量结果。
2.傅里叶变换法：该方法通过将光学系统接受的入射光信号和输出光信号分别进行傅里叶变换，并对两者进行相除，得到光学传递函数。
这种方法需要使用频域分析的仪器，例如光学干涉仪或光学距离测试仪。
3.缑锥法：该方法将一束平行光通过被测物体，然后通过一组透镜将光聚焦到CCD上，得到被测物体的光学传递函数。
该方法适用于透明物体或在透明物体上部署的传感器。
二、光学传递函数的评价方法1.分辨率：分辨率是评价光学系统成像能力的重要指标，它决定了系统能够分辨出的最小细节。
光学传递函数的高频衰减越慢，分辨率越高。
可以通过光学传递函数曲线的剖面来评价系统的分辨率。
2. 傍轮廓传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）：MTF 是光学传递函数的一种常用形式，其定义为系统光学传递函数的幅度归一化到零频点（直流分量）的幅度。
MTF描述了光学系统对不同频率的光信号的转换能力，直观上可以理解为系统对各个频率光信号的衰减情况。
3.傅里叶变换法：可以通过对光学传递函数进行傅里叶变换，得到系统的频谱响应。
频谱响应用于表征光学系统在不同频率下的响应特性，可以评价系统的频率选择性和对干扰的抑制能力。
4.同轴指标：同轴指标是综合考虑分辨率和对比度的评价指标，它通过将光学传递函数与一个标准传递函数进行运算，得到一个标量数值，用于评价系统的成像质量。
传递函数法测量吸声系数
传递函数法测量吸声系数
传递函数法是一种常用的测量材料声学性能的方法，可以用于测量材料的吸声系数。
其基本原理是通过测量声波在不同材料中的传递函数，计算出材料的吸声系数。
具体操作步骤如下：
1. 准备两个空间，分别为源室和接收室，它们之间通过被测材料相连。
2. 在源室内设置一个声源，产生一定频率的声波。
3. 在接收室内设置一个接收器，测量被测材料传递声波的振幅和相位信息。
4. 通过分析源室和接收室之间的传递函数，计算出材料的吸声系数。
具体地，传递函数指的是源室和接收室之间的声压比值，可以用公式表示为：
H(f) = P2(f) / P1(f)
其中，P1(f) 是源室内的声压，P2(f) 是接收室内的声压。
通过测量H(f) 随频率的变化，就可以得到被测材料的吸声系数α(f)。
具体的计算公式如下：
α(f) = 1 - |H(f)|^2
其中，|H(f)| 是传递函数的模值。
需要注意的是，传递函数法测量吸声系数的精度受到多种因素的影响，如声源和接收器的位置、材料的厚度和密度等。
在实际测量中，需要进行一定的校准和数据处理，以提高测量精度。
传递函数法测吸声系数
传递函数法是一种常用的测量材料吸声性能的方法，通过测量声波在材料上的传递函数来评估材料的吸声系数。
本文将详细介绍传递函数法的原理、测量步骤和数据处理方法。
一、传递函数法的原理传递函数法基于声学传递函数的概念，它描述了声波在不同材料上传播时的传递特性。
传递函数是一个复数函数，表示声波在频域上通过材料时的传递效果。
通过测量声源和接收器之间的声压差，可以计算出传递函数，并由此得到材料的吸声系数。
二、测量步骤1. 实验准备：选择适当的声源和接收器，并将其安装在声学实验室中。
确保实验环境的背景噪声较小，以保证测量结果的准确性。
2. 校准系统：使用标准参考材料对声源和接收器进行校准，以确保测量的准确性和一致性。
3. 材料样品准备：选择要测试的材料样品，并按照一定规格进行切割和准备。
确保样品表面光滑均匀，无明显缺陷。
4. 测量过程：（1）将样品固定在声学室的测试夹具上，确保材料与夹具之间没有松动或空隙。
（2）调整声源和接收器的位置，并设置合适的距离，使声波能够有效传播到材料表面并接收到反射声波。
（3）按照一定频率范围内的步长进行测量，记录下声源和接收器之间的声压差值。
（4）重复以上步骤，直到完成整个频率范围内的测量。
三、数据处理方法1. 计算传递函数：根据测得的声压差值，计算出每个频率点上的传递函数。
传递函数的计算公式为传递函数=接收器声压/声源声压。
2. 计算吸声系数：利用传递函数可以计算出材料的吸声系数。
吸声系数是指材料对声波吸收的能力，数值范围在0到1之间，数值越大表示吸声性能越好。
3. 统计分析：根据测得的吸声系数数据，可以进行统计分析和比较不同材料的吸声性能。
可以绘制吸声系数与频率的关系图，以便更直观地展示材料的吸声性能特点。
四、实验注意事项1. 测量环境要求：确保实验室环境噪声较小，以免影响测量结果的准确性。
此外，实验室内的温度、湿度等参数也需要控制在合适范围内。
2. 样品准备：样品表面应保持干净光滑，无明显缺陷，并且与夹具之间没有松动或空隙，以免影响测量结果。
伺服系统传递函数的全数字测量方法
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传递函数法测吸声系数
传递函数法是一种常用的测量材料吸声性能的方法，它可以通过测量材料的传递函数得到材料的吸声系数。
本文将详细介绍传递函数法测吸声系数的原理、步骤和注意事项。
一、传递函数法原理传递函数法基于声学传递函数的概念，声学传递函数是指声波在穿过材料时的传播过程中产生的衰减和反射。
通过测量材料上下两侧声压的变化，可以计算出材料的传递函数。
在传递函数法中，首先需要确定被测材料的上下两侧位置，并在两侧分别设置声压传感器。
声源放置在被测材料的一侧，发出特定频率的声波。
然后测量被测材料上下两侧的声压，并计算出传递函数。
传递函数的计算公式如下：H(f) = P2(f) / P1(f)其中，H(f)为传递函数，P2(f)为材料下侧的声压，P1(f)为材料上侧的声压。
通过测量不同频率下的传递函数，可以得到材料在不同频率下的吸声系数。
吸声系数是指材料对声波的吸收能力，取值范围在0到1之间。
吸声系数越高，材料的吸声性能越好。
二、传递函数法测量步骤1. 准备工作：确定被测材料的大小和形状，并决定测量的频率范围。
选择合适的声源和声压传感器，并校准仪器。
2. 实验设置：将被测材料固定在实验台上，确保材料的边缘密封，并使其与实验台接触良好。
在材料的一侧放置声源，并将声压传感器分别放置在材料的上下两侧。
3. 测量过程：设置特定频率的声波发生器，在每个频率下测量被测材料上下两侧的声压。
重复测量多次以取得准确结果，并记录每个频率下的声压数值。
4. 数据处理：根据测得的声压数据，计算每个频率下的传递函数。
将传递函数绘制成频率-吸声系数曲线图，可以直观地了解材料在不同频率下的吸声性能。
5. 结果分析：根据传递函数曲线图，可以得到材料在不同频率下的吸声系数。
对吸声系数进行统计和分析，评估材料的吸声性能。
三、注意事项1. 实验环境应保持安静，避免其他噪声对测量结果的干扰。
2. 确保被测材料的边缘密封，以防止声波的泄漏和反射。
3. 需要校准声源和声压传感器，以确保测量的准确性和可靠性。
刀口法测量光学传递函数
刀口法测量光学传递函数*******大学，****，2120100607摘要：光学传递函数是定量描述成像性能的完备函数。
但是对于实际的光电成像器件，通过解析法建立这一函数的表达式又非常困难，因此光学传递函数的实测技术就很重要。
本文简要介绍的光学传递函数及其性质，指出了光学传递函数测量中的刀口法的两种情况，并且对两种刀口法进行了详细的介绍。
关键词：光学传递函数测量刀口法一、引言1938年，佛里塞把傅立叶处理的方法用于照相底片的分辨率试验，提出了应该用亮度呈正弦分布的鉴别率板来检验光学系统。
1946年杜弗运用傅立叶变换的处理方法来分析光学系统，为光学传递函数奠定了理论基础。
1962年8月在慕尼黑举行的第六届国际光学会议上，光学传递函数(OTF, Optical Transfer Function)第一次统一提出，简称OTF。
用光学传递函数来评价光学系统的成像质量是基于把物体看作是由各种频率的谱组成的。
因此光学传递函数反映了光学系统的频率特性.它既与光学系统的像差有关.又与系统的衍射效果有关.并且以一个函数的形式定量地表示星点所提供的大量像质信息.同时也包括了鉴别率所表示的像质信息。
因此光学传递函数被公认为目前评价光学系统成像质量比较客观、有效的方法。
光学传递函数已被广泛地应用在像质评价、光学设计和光学信息处理等方面。
而且，人们越来越倾向于采用OTF作为光学或光电成像系统像质评价的重要参数。
随着现代应用要求的不断提高，光学系统的结构也越来越多样化，这些系统的设计、加工和装调也越来越多的将OTF作为其质量评价的标准，这对光学传递函数测量的适用性和可靠性提出了更高的要求。
随着大容量高速度数字计算机的发展和高精度光电测试技术的改进，使光学传递函数的计算和测量工作日趋完善，并开始推广到实际应用中去。
目前光学传递函数已经有很多的测量方法，但基本都需要有特定的目标物，比如点光源、狭缝、刀口、光栅等。
其中用刀口进行测量是美国的专利。
动态目标调制传递函数测量方法[发明专利]
![动态目标调制传递函数测量方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f7934a33b14e852459fb572d.png)
专利名称：动态目标调制传递函数测量方法
专利类型：发明专利
发明人：刘俭,赵烟桥,谭久彬,丁雪梅,张大庆,胡斌申请号：CN200910071625.6
申请日：20090324
公开号：CN101509827A
公开日：
20090819
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：动态目标调制传递函数测量方法属于光学性质测试领域；旨在提供一种即可以消除背景杂散光、图像传感器暗电流，又可以消除目标尺寸非理想化以及光学系统衍射、像差对测量结果影响的动态目标调制传递函数测量方法；该方法首先分别在关闭点光源、点亮点光源并保持静止和使其运动的状态下，成像记录干扰图像、静态图像和动态图像，并分别用静态图像和动态图像与干扰图像做差运算，得到去干扰静态图像和去干扰动态图像，再从中提取线扩展函数并修正，得到修正静态和动态目标线扩展函数，通过傅里叶变换得到初始静态以及动态目标调制传递函数，最后利用初始动态目标调制传递函数除以初始静态目标调制传递函数，得到动态目标调制传递函数的最终测量结果。
申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍：CN
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模态分析—传递函数的测量
Байду номын сангаас
四、实验数据分析
1.击锤力谱图、原点传递函数（DB、幅值、时频 和虚频形式）和相干函数； 2.跨点传递函数（DB、幅值、时频和虚频形式） 和相干函数； 3.激励点和响应点互换的传递函数； 4.锤帽材料（铝制、尼龙和橡胶）不同情况下原 点传递函数（DB、幅值、时频和虚频形式）和 相干函数
实验注意事项和要求
三、传递函数的测量方案
1.测试仪器和系统
主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器， LMS LMS-SCADAS Ⅲ测试系统，如下表和图所示。
力锤
力传感器 LMS数据采集 分析系统 加速度传感器
2.方案
实验测量的是一段轴，在轴上安装了3个加速度传感器 ，如图所示，轴由若干弹簧悬挂起来，保证其自由职称状 态，减小最终的测试结果的影响。
一、关于传递函数的测量
1.内容
用锤击激振法测量传递函数。
2.目的
1）掌握锤击激振法测量传递函数的方法； 2）测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱 和传递函数； 3）分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数 、相位）及相干函数； 4）比较原点传递函数和跨点传递函数的特征； 5）考察激励点和响应点互换对传递函数的影响； 6）比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响；
D1 A1 D A B B1 C C1
LMS数据采集分析系统 力锤 加速度传感器
测点2 测点3 测点4
3.测试步骤
a. 打磨，并将座子粘在规定的位置，并做好标记； b. 安装传感器，连接信号线，检测信号，并做好标记； c. 打开测试系统，进行传感器标定，并进行相关参数设 置； d. 敲击力锤，获取合理的激励力和频响函数，保存采集 数据。 f. 清理基座和信号线，清点整理实验器材。
传递函数的测量方法
传递函数的测量方法一．测量原理设输入激励为X （f ），系统（即受试的试件）检测点上的响应信号，即通过系统后在该响应点的输出为Y (f )，则该系统的传递函数H (f )可以用下式表示：)()()(f X f Y f H =如果，设输入激励为X （f ）为常量k ，则该系统的传递函数H (f )可以用下式表示：)()(f kY f H =也就是说，我们在检测点上测到的响应信号，就是该系统的传递函数。
二．测量方法1. 将控制加速度传感器固定在振动台的工作台面上。
注意：如果试件是通过夹具安装在振动台的工作台面上，则控制加速度传感器应该安装在夹具与试件的连接点附近。
如果试件与夹具的连接是通过多个连接点固定，则应该选择主要连接点，或者采取多点控制的方法。
2. 将测量加速度传感器固定在选择的测量点（即响应点）上。
3. 试验采用正弦扫频方式，试验加速度选择1g ，扫频速率为0.5 Oct/min （或者更慢一些），试 验频率范围可以选择自己需要的频率范围。
在试验中屏幕上显示的该激励曲线（也就是控制曲线）应该是一条平直的曲线。
这就保证对被测量试件来说是受到一个常量激励。
注意：在测量传递函数时，最好是采用线性扫频。
因为，线性扫频是等速度扫频，这对于高频段共振点的搜索比较好，能大大减少共振点的遗漏。
而对于对数扫频来说，在低频段，扫频速度比较慢；在高频段。
扫频速度就比较快，这就有可能遗漏共振点。
不少人之所以喜欢在测量传递函数时采用对数扫频，是因为对于同样频率段的扫频来说，线性扫频要比对数扫频使用的时间要多。
4. 通过控制仪，选择不同的颜色在屏幕上显示响应曲线。
该响应曲线就是系统的频响曲线，在这里也是该系统的传递函数曲线。
注意：该控制仪可以在屏幕上同时显示好几条曲线。
三．其他方法1. 测量原理在闭环反馈控制时，为了保证控制点上被控制的物理量不变，当被控制的试件由于本身的频率特性而将输入的激励信号放大时，从控制点上检测到的响应信号也将随着变大，也就是反馈信号变大。
干涉仪仪器传递函数的检测方法
第7卷 第1期2014年2月 中国光学 Chinese Optics Vol.7 No.1 Feb.2014 收稿日期:2013⁃10⁃17;修订日期:2013⁃12⁃15 基金项目:国家科技重大专项资助课题(No.2012T1G0032)文章编号 2095⁃1531(2014)01⁃0137⁃07干涉仪仪器传递函数的检测方法孙 鸽1,2,马冬梅1∗,张海涛1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了得到干涉仪的空间频率响应特性,开展了针对干涉仪的仪器传递函数的测评方法研究。
建立了干涉仪成像系统的仪器传递函数的理论计算模型,利用光学设计软件仿真了菲索型干涉仪检测光路,计算并分析了该干涉系统的仪器传递函数的理论值。
对基于特定频率点下的正弦位相板的方法测评干涉仪的仪器传递函数进行仿真分析,并与干涉仪的仪器传递函数的理论值进行了比对,其最大误差不超过0.6%,验证了该方法的正确性。
关 键 词:菲索型干涉仪;干涉仪的仪器传递函数(ITF );空间频率响应特性;调制传递函数(MTF )中图分类号:TP60 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20140701.0137Interferometer instrument transferfunction testing methodSUN Ge 1,2,MA Dong⁃mei 1∗,ZHANG Hai⁃tao 1(1.Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130033,China ;2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :dongmei _ma 2013@16Abstract :To acquire the spatial frequency response of the interferometer,the testing method on instrument transfer function(ITF)of interferometer was researched.First,the theoretical calculation model of instrument transfer function of imaging system was established,and the testing model of Fizeau interferometer was simula⁃ted via lens design program.Then the theoretical value was calculated and paring ITF based on the method of sine phase plate with the theoretical ITF,the error is less than 0.6%,and this method is proved to be feasible via the simulation of the optical design program.Key words :Fizeau interferometer;Interferometer transfer function(ITF);spatial frequency responds;Modula⁃tion Transfer Function(MTF)1 引 言 随着现代光学技术的飞速发展,对光学元件的表面精度要求日益增高,因此需要高精度的检测仪器和检测方法对光学元件进行检测。
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传递函数的测量方法
一．测量原理
设输入激励为X （f ），系统（即受试的试件）检测点上的响应信号，即通过系统后在该响应
点的输出为Y (f )，则该系统的传递函数H (f )可以用下式表示：
)()
()(f X f Y f H =
如果，设输入激励为X （f ）为常量k ，则该系统的传递函数H (f )可以用下式表示：
)()(f kY f H =
也就是说，我们在检测点上测到的响应信号，就是该系统的传递函数。
二．测量方法
1. 将控制加速度传感器固定在振动台的工作台面上。
注意：如果试件是通过夹具安装在振动台
的工作台面上，则控制加速度传感器应该安装在夹具与试件的连接点附近。
如果试件与夹具的连
接是通过多个连接点固定，则应该选择主要连接点，或者采取多点控制的方法。
2. 将测量加速度传感器固定在选择的测量点（即响应点）上。
3. 试验采用正弦扫频方式，试验加速度选择1g ，扫频速率为0.5 Oct/min （或者更慢一些），试 验频率范围可以选择自己需要的频率范围。
在试验中屏幕上显示的该激励曲线（也就是控制曲
线）应该是一条平直的曲线。
这就保证对被测量试件来说是受到一个常量激励。
注意：在测量传递函数时，最好是采用线性扫频。
因为，线性扫频是等速度扫频，这对于高频
段共振点的搜索比较好，能大大减少共振点的遗漏。
而对于对数扫频来说，在低频段，扫频速
度比较慢；在高频段。
扫频速度就比较快，这就有可能遗漏共振点。
不少人之所以喜欢在测量
传递函数时采用对数扫频，是因为对于同样频率段的扫频来说，线性扫频要比对数扫频使用的
时间要多。
4. 通过控制仪，选择不同的颜色在屏幕上显示响应曲线。
该响应曲线就是系统的频响曲线，在
这里也是该系统的传递函数曲线。
注意：该控制仪可以在屏幕上同时显示好几条曲线。
三．其他方法
1. 测量原理
在闭环反馈控制时，为了保证控制点上被控制的物理量不变，当被控制的试件由于本身的
频率特性而将输入的激励信号放大时，从控制点上检测到的响应信号也将随着变大，也就是反馈
信号变大。
由于，通常都是采取负反馈控制，那么，反馈信号与输入信号综合后再输入到系统中，
就会使控制点上的响应信号变小，而返回到原来的量级。
反过来，如果被控制的试件由于本身的频率特性而将输入的激励信号缩小时，从控制点上检
测到的响应信号也将随着变小，也就是反馈信号变小，那么，反馈信号与输入信号综合后再输入
到系统中，就会使控制点上的响应信号变大，以保持原来的量级不变。
如果我们保持控制点的振动量级不变，则驱动到功率放大器的信号，即控制仪的输出信号必将随着被测试件的频率特性的变化而变化，这样。
我们就间接得到了被测件的传递函数。
如下图所示，驱动信号曲线与传递函数曲线对于控制信号曲线成为镜像对称。
需要注意的是，此时我们得到的传递函数实际上是振动台与被测试件的复合传递函数。
由于振动台的传递函数是已知的，所以，复合传递函数上的峰谷点，除去振动台的峰谷点外，就是被测试件的了。
而且，振动台本身传递函数曲线是比较光滑的；所以，复合传递函数的变化，基本上反映了被测试件传递函数的变化。
2.测量方法
（1）将控制加速度传感器固定在振动台的工作台面上。
如果试件是通过夹具安装在振动台的工作台面上，则控制加速度传感器应该安装在夹具与试件的连接点附近。
如果试件与夹具的连接是通过多个连接点固定，则应该选择主要连接点，或者采取多点控制的方法。
注意：此时得到的复合传递函数中应该包括夹具的频率特性。
（2）试验采用正弦扫频方式，试验加速度选择1g，扫频速率为0.5 Oct/min（或者更慢一些）；如果采用线性扫频，则扫频速度可采用1 Hz/s；试验频率范围可以选择自己需要的频率范围。
此时，在试验中屏幕上显示的控制曲线应该是一条平直的曲线。
这就保证对被测量试件来说处在一个常量控制状态中。
（3）通过控制仪，选择不同的颜色在屏幕上显示驱动曲线。
该驱动曲线翻转180°，就是系统的频响曲线，也就是该系统的复合传递函数曲线。
（4）从上面的分析可以看到，用这种方法得到的传递函数是振动台和被测试件的复合传递函数。
如果有夹具的话，还要包括夹具的传递函数，所以，这种方法只是大概地了解被测试件的频率响应情况。
由于，这种方法比较简单，所以，许多试验人员还是经常采用这种方法来估测被测试件的传递函数。
当然，被测试件的主要峰谷点还是能够测出来的。