《测试技术与信号处理》实验指导书详解
广东工业大学《测试技术与信号分析》测试实验报告
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。
测试技术与信号处理课后答案
测试技术与信号处理课后答案机械工程测试技术基础习题解答教材：机械工程测试技术基础，熊诗波 黄长艺主编，机械工业出版社，2006年9月第3版第二次印刷。
第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取（-T/2，T/2）000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )L T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为 001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±L 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩L ππ图1-4 周期方波21,3,,(1cos)00,2,4,6,nAnAc n nnn⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩LLπππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nInnRπncπφncn⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩LLL没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号0()sinx t xωt=的绝对均值xμ和均方根值rms x。
解答：00002200000224211()d sin d sin d cosT TT Txx x x x μx t t xωt tωt tωtT T T TωTωπ====-==⎰⎰⎰rmsx====1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t-=>≥的频谱。
测试技术与信号处理 实验实验指导书
实验一 周期信号波形的叠加本实验是用计算机仿真的方法来观察周期信号叠加的原理及过程。
一、实验目的通过运行、观察各次谐波合成三种非正弦周期信号（方波、锯齿波、三角波）的过程，以及改变某次谐波的幅值或相位角值对合成波所产生的影响，以加深对周期信号频谱结构和叠加原理的认识。
二、实验前预习内容（P6-P8页预习报告） 三、实验原理根据傅里叶级数的理论，凡满足狄里赫利条件的周期信号x （t ）都可以展开为0001()(cos sin )n n n x t a a n t b n t ωω∞==++∑∑∞=++=100)sin(n n n t n A a ϕω这说明周期信号是由一个或几个，乃至无穷多个不同频率、不同幅值和不同相位的谐波叠加而成的，因此可以用谐波信号叠加合成出复杂的周期信号。
四、实验设备计算机及本实验仿真软件。
五、软件启动及说明：1． 启动计算机并找到本实验仿真软件的子目录，点击执行文件“测试技术实验.exe ”则出现一个封面，点击“进入”后，进入本实验界面。
2． 进入界面后，点击工具栏上的“实验一”，即可进入实验，接着请在出现的对话框上选择波形和填写“改阶次”、“振幅比”、“相位差”、“直接显阶”参数，输入数据的时候请从主键盘输入，小键盘已经被锁定；本软件预设置的是方波、改阶＝0、振幅比＝1、相位差＝0、直接显阶＝1。
参数说明：TYPE —— 波形代号（1—方波；2—锯齿波；3—三角波） 改阶—— 要改变某谐波的幅值或初相角的阶次，不改则输入零。
振幅比—— 由改阶次所确定的那阶谐波改变后的振幅与其原理论振幅之比。
本实验的理论方波、锯齿波、三角波的幅值均设计为1。
相位差——由改阶次确定的那阶谐波改变后的相位角与其原来相位角之差。
直接显阶 ——不依次运行，而直接显示合成至某阶的合成波形图。
n —— 当前谐波的阶次（运行某波形所达到的阶次） A —— 振幅 ϕ —— 相位角3． 点击“继续”键后则自动显示出相关图形，屏幕上方显示当前波的参数，下方显示输入的各参数。
【检测技术与信号处理】测试技术与测试信号处理3章
3.34
0
1 2
n
0.1
20
n
2
40 2n 0.9
3.35
y 0
x 0
0
2
0.1
0.4
y 20
x 20 20
2
2
y 40
x 40
40
6
0.9
0.7
3.36
时域响应y的表达式：
yt
1.28 cos0t
0.4
c
os
20
t
2
0.064 cos40t 0.7
线性系统的激励(输入)和响应(输出)的关系在s域、时域或频 域可以用很简单的关系式表示。有了传递函数、单位脉冲响应函 数或频率响应函数，可以很方便地由输入求出输出。反之，已知 系统的输入和输出，可以通过试验测试和分析，得到系统的动态 特性——频率响应函数或脉冲响应函数，进而还可以求出系统的 传递函数， ．
Em
iZ L
ETh
ZL ZTh ZL
二.广义负载效应 1. 机电模拟
P F
P M
P ei
P q1q2 Z e i
3.63
3.64 3.65 3.66 3.67 3.68
Z
动力变量 流动变量
q1 q2
d2 d F m dt2 c dt
e
L
di dt
Ri
1 c
idt
F
m
d dt
Re
1
1
n
2
n
2
2
4
n
2
2
Im
1
n
n
2
2
42
《测试技术与信号处理》课程教学大纲
《测试技术与信号处理》课程教学大纲课程代码：0806315008课程名称：测试技术与信号处理英文名称：Testing Technology and Signal Processing总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8学分：3适用专业：机械设计制造及其自动化专业（汽车、城轨）先修课程：高等数学、工程数学、工程力学、机械设计基础、电工电子技术一、课程性质、目的和任务《测试技术与信号处理》是机械类专业的专业基础课和必修课程，也是机械大类专业的平台课程。
通过本课程的学习，要求学生初步掌握动态测试与信号处理的基本知识与技能，培养正确选用和分析测试装置及系统的能力，并掌握力、压力、噪声、振动等常见物理量的测量和应用方法，为进一步学习、研究和处理车辆工程技术中的测试问题打下基础。
二、教学基本要求本课程分为概论、信号描述、测试系统特性、常见传感器、信号的调理处理和记录、信号分析基础、常见物理量测量和计算机辅助测试几部分。
学完本课程应具有下列几方面的知识：(1) 掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。
(2) 掌握测试系统的静态特性、动态特性，不失真测量的条件，测试系统特性的评定方法，减小负载效应的措施。
(3) 掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。
(4) 掌握信号的调理、处理和记录的方法和原理。
(5) 掌握信号的相关分析、频谱分析原理与应用。
(6) 掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。
(7) 了解计算机测试系统的构成，用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。
三、教学内容及要求1. 绪论介绍测试系统的基本概念，测试系统的组成。
及测试技术的工程意义：在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用情况和测试技术的发展趋势。
检测技术与信号处理-2012
检测任务——电阻功率测量
［相关术语］
标称值 扩展不确定度 置信水平 重复测量 电压表的技术指标 最大允许误差 自由度(测量仪器) 校准证书----校准值 包含因子
4
预备基础知识 ——误差理论
误差概念
规律分类：系统误差、随机误差和粗大误差
工作条件分类：基本误差、附加误差
vi xi x ( , n)
16Leabharlann 预备基础知识 ——误差理论
误差的表示：估计和评价处理方法
【粗大误差的判别准则】
1. 所有的检验法都是人为主观拟定的，至今无统
一的规定。当偏离正态分布和测量次数少时， 检验不一定可靠。 2. 若有多个可疑数据同时超过检验所定的置信区 间，应逐个剔除，重新计算，再行判别。若有 两个相同数据超出范围，应逐个剔除。 3. 在一组测量数据中，可疑数据应很少。反之， 说明系统工作不正常。
U 0 180 mV 150 忽略U1误差，电压增益绝对误差 A Ui 1.2 mV A 150 电压增益相对误差 x A 5000 100% 3% x
电压增益分贝误差 dB 20 lg(1 x ) 20 lg(1 0.03) 0.26 dB 实际电压分贝增益 G 70 0.26 dB
17
预备基础知识 ——误差理论
误差的表示：估计和评价处理方法
【系统误差的判定和估计】
多种系统误差的特征 a—不变系统误差 b—线性变化系统误差 c—周期性系统误差 d—复杂变化规律系统误差
18
预备基础知识 ——误差理论
误差的表示：估计和评价处理方法
【系统误差的判定和估计】
系统误差的发现和判定方法 1）对于不变的系统误差 校准、修正和实验比对 2）对于变化的系统误差 a）残差观察法 b）标准差判据 c）马利科夫判据 d）阿贝－赫梅特判据
《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》实验指导书
实验指导书实验项目名称：测试装置动态特性的测量实验项目性质：综合性所属课程名称：测试技术实验实验计划学时：2一．实验目的1．了解差动变压器式位移传感器的工作原理2．掌握测试装置动态特性的测试3．掌握m-k-c二阶系统动态特性参数的影响因素二．实验内容和要求1. 差动变压器式位移传感器的标定2．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量三．实验主要的仪器设备和材料该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采集卡、电源。
1．弹簧振子实验台弹簧振子实验台的原理如图1所示，主要由弹簧k、质量振子m、阻尼器c、传感器、台架、振子位置调节器等组成。
阻尼器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成，更换不同面积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。
实验台为一典型的m-k-c 二阶系统，系统的传递函数为21()G s ms cs k=++ (1)系统的无阻尼固有频率为n ω= (2)系统的无因次阻尼比为ξ= (3) 系统的有阻尼固有频率d ωω= (4)2．测量原理1) 原理根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统图 1 弹簧振子实验台弹簧k振子m 传感器台架的动态特性：固有频率n ω和阻尼比ξ。
关于该方法的详细说明可参见教材。
2) 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，该输出曲线如图2所示。
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d ω阶跃响应的振荡频率为系统的有阻尼固有频率d ω。
根据图2中的曲线的振荡周期，可测得2d dT πω=(5) (2) 求阻尼比ξ利用任意两个超调量i M 和i n 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 图2 欠阻尼二阶系统的阶跃响应T dT dM 1 M 2 M 3ξ= (6) 其中ln i n i nM M δ+= (7) 当0.3ξ<时，可采用下面的简化公式ln2ii n M M n ξπ+≈ (8) (3) 求无阻尼固有频率n ω计算出有阻尼固有频率d ω、阻尼比ξ之后，根据公式(4)可求出系统的固有频率n ωn ω= (9)(4) 求弹簧的刚度和振子组件的质量振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。
《信号检测与处理课程设计》指导书
信号检测与处理课程设计指导书适用专业：电子信息工程，通信工程2015年6月一、课程设计的目的和意义《信号检测与处理课程设计指导书》是“信号检测与处理课程设计”课程教材，适用于电子信息工程、通信工程本科专业的对应课程。
本教材面向应用，以加强学生能力培养为宗旨，满足工程应用能力的教学需求，使学生初步掌握信号检测原理和信号处理的基本方法。
本教材共包括14个建议项目：1、自动门防撞限位装置；2、储油罐液位实时检测；3、加工线上人员保护系统；4、收费站超重自动检测系统；5、小型气象监测系统；6、电机转速自动检测；7、人体自动感应灯设计；8、跑步机参数计算与分析；9、防火自动喷淋系统；10、汽车自动雨刷系统；11、光伏发电中的追日系统；12、循线小车的循线避障实现方法；13、机床振动测量与保护；14、停车库车位自动检测系统。
内容涉及《信号检测与处理》课程中的主要传感器的原理与应用设计，是理论与实践的统一。
本教材的主要任务是根据专业培养目标，使学生掌握主要种类传感器的原理与应用设计过程，并完成设计报告。
二、课程设计的内容本课程设计课题共计14个，要求各组学生从中随机选取一个题目，应用所学的传感器原理知识，针对某一实际场景设计一个应用，提出解决方案并完成设计报告。
具体题目与要求如下：1、自动门防撞限位装置某商场由于客流过大，经常有顾客在商场门口拥挤或踩踏的风险。
为避免意外情况，需要设计一种双开门，要求门可以转动的最大角度为90度（假设门闭合状态角度为0度）；若超过90度，应该有保护措施防止门由于开启角度超限而损坏或夹伤顾客，并能发出报警，提示其他顾客和商场安保人员。
请设计满足上述要求的限位保护、报警装置。
2、储油罐液位实时检测我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。
但国内许多反应罐、大型储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。
《测试技术》实验指导书
测试在冲击载荷下的受力最大值及变化过程。 三、实验原理
LC1004 动态应变仪为八通道采用电子自动平衡技术，其主要技术指标处于 国际领先水平，配接不同类型的应变片及应变式传感器，除了测量结构和材料 的应变外，还可以测量力、压力、扭矩、温度、加速度、速度、位移等多种物 理量。桥路零点自动平衡 测试方便快捷；自动修正长电缆测量时引入的误差。 1、 测量系统方框图：
2
实验一 电阻应变片的粘贴技术
实验项目性质：验证性实验 实验计划学时：2 学时 一、实验目的
1、初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术。 2、为后续电阻应变测量的实验做好在试件上粘贴应变片、接线、防潮、检查等 准备工作。 二、实验内容 掌握应变片的粘贴方法与技巧。 三、实验方法和步骤 1、选片：
在确定采用那种类型的应变计后，用肉眼或放大镜检查丝栅是否平行，有 否霉点、锈点、用数字式万用表测量各应变片电阻值，选择电阻值差在土 0．5 欧姆内的 8~10 枚应变片供粘贴用。 2、测点表面的清洁处理：
图为 一应变片方式 2 线系统
图为二应变片方式 2 线系统
6
图为四应变片方式 在连接成三种接线方式时，必须使用 120 的应变测量片，为防止电磁干扰， 特别是 50Hz 干扰，桥盒与应变片之间的连线要用屏蔽线，并且屏蔽网要做好接 地处理。
四、实验仪器设备 1、悬臂梁 ，加载砝码。 2、应变片、数字万用电表、502 胶水等贴片材料及在补偿块一个。 3、 LC1004 动态应变仪。
为防止在导线被拉动时应变计引出线被拉坏，可使用接线端子,接线端子相 当于接线柱，使用时先用胶水把它粘在应变计引出线前端,然后把应变计引出线 及导线分别焊于接线端子的两端，以保护应变计，如上图所示。 6、防潮处理：
测试技术与信号处理(第三版)课后习题详解
测试技术与信号处理习题解答第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取（-T/2，T/2）00000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn tnn n Ax t c ejn en ∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6,n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan 1,3,5,200,2,4,6,nI n nR πn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩图1-4 周期方波信号波形图没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。
测试信号分析与处理实验指导书
《测试信号分析与处理》实验指导书翟任何王明武编写适用专业：测控专业陕西理工学院机械工程学院二零壹零年十月目录实验一：数字滤波器的设计 (2)实验二：数字振荡器的实现 (14)12实验一：数字滤波器的设计实验学时：4 实验类型：综合 实验要求：必修一、实验目的：1、熟悉Matlab 界面并进行操作。
2、掌握数字滤波器的计算机仿真方法。
2、掌握用双线性变换法设计IIR 数字滤波器的原理与方法，通过观察对实际心电图信号的滤波作用，获得数字滤波的感性知识。
3、掌握用窗函数法设计FIR 数字滤波器的原理与方法，了解各种窗函数对滤波特性的影响。
二、实验内容：（一）IIR 数字滤波器设计（1）用双线性变换法设计一个巴特沃斯低通IIR 数字滤波器，设计指标参数为：在通带内频率低于0.2pi 时,最大衰减小于1dB;在阻带内[0.3pi , pi] 频率区间上，,最小衰减大于15dB ；（2）以 0.02pi 为采样间隔，打印出数字滤波器在频率区间[ 0, 0.5pi]上的幅频响应特性曲线；（3）用所设计的滤波器对实际心电图信号采样序列(在本实验后面给出)进行仿真滤波处理，并分别打印出滤波前后的心电图波形图，观察总结滤波作用与效果。
（二）FIR 数字滤波器设计（1）用四种窗函数设计线性相位低通FIR 数字滤波器，截止频率π/4rad ，N=256。
（2）绘制相应的幅频特性曲线，观察3dB 带宽和20dB 带宽以及阻带最小衰减。
（3）比较四种窗函数对滤波器特性的影响。
三、实验原理：（一）用双线形变换法设计IIR 数字低通滤波器 脉冲响应不变法的主要缺点是会产生频谱混叠现象，使数字滤波器的频响偏离模拟滤波器的频响特性，产生的原因是模拟低通滤波器不是带限于折叠频率π/T ，在数字化后产生了频谱混叠，再通过映射关系 ，使数字滤波器在ω=π附近形成频谱混叠现象。
为了克服这一缺点，可以采用非线性频率压缩方法，将整个模拟频率轴压缩到±π/T 之间，再用 转换到Z 平面上。
10级工程测试与信号处理实验指导书
10级工程测试与信号处理实验指导书工程测试与信号处理实验报告姓名班级学号指导教师2012年下学期实验目录实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验实验二金属箔式应变片――半桥性能实验实验三金属箔式应变片――全桥性能实验实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验五电容式传感器的位移特性实验实验六光电转速传感器的转速测量实验实验七霍尔测速实验实验八磁电式转速传感器的测速实验实验九电涡流传感器的位移特性实验实验十被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验实验一金属箔式应变片――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）。
四、实验步骤：1、根据图（1－1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模板上，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1－1 应变式传感器安装示意图2、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，输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连，调节实验模板上调零电位器R W4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。
《测试技术和信号处理》教学大纲和基本要求
《测试技术和信号处理》课程教学大纲与基本要求1.信号及其描述（1）教学目的和要求：熟悉信号的分类方法和分类结果；掌握周期信号的特点和分析方法，建立频谱的概念；掌握非周期信号的特点和分析方法；掌握随机信号的特点和描述方法，了解平稳性和各态历经性的概念；掌握随机信号的主要特征参数的求法及意义；熟悉各种典型信号的频谱的特点和求法。
（2）教学内容：信号的分类与描述：信号的分类；信号的描述方法。
周期信号的描述：周周期信号的频域描述；周期信号的特征参数描述。
非周期信号的描述：傅里叶变换；傅里叶变换的主要性质；几种典型信号的频谱。
随机信号的描述：随机信号的概念及分类；随机信号的主要特征参数。
（3）本章重点：频谱的概念，各种信号的频谱的特点；周期信号的傅氏级数展开；非周期信号的傅氏变换。
难点：频谱的概念；傅氏变换的性质的应用，计算。
2.测试系统的基本特性（1）教学目的和要求：熟悉测试系统的基本组成；熟悉线性系统的主要性质；掌握测试系统静态特性的概念和描述方法；掌握测试系统动态特性的概念和数学描述方法；掌握传递函数、频响函数、脉冲响应函数、阶跃响应函数的概念和特点；掌握一、二阶系统的频响函数（幅频、相频）、阶跃响应函数的概念（公式、图）、特点、并能进行有关计算；掌握实现不失真测试的条件；熟悉一、二阶系统的动态特性参数对测试结果的影响。
（2）教学内容：概述：测试系统与线性系统；线性系统及其主要性质；测试系统的特性。
测试系统的静态特性：非线性度；灵敏度；分辨力；回程误差；漂移。
测试系统的动态特性：传递函数；频响函数；脉冲响应函数；环节的串联和并联；一阶、二阶系统的动态特性。
测试系统在典型输入下的响应：测试系统在任意输入下的响应；测试系统在单位阶跃输入下的响应；测试系统在单位正弦输入下的响应。
实现不失真测试的条件：不失真测试的概念；实现不失真测试的条件；装置特性对测试的影响。
（3）本章重点：测试装置的静态和动态特性的概念及描述方法；频响函数的求法及应用；一阶、二阶系统的动态特性；不失真测试的条件。
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。
工程测试与信号处理实验指导书
工程测试与信号处理实验报告姓名班级学号指导教师2012年下学期实验目录实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验实验二金属箔式应变片――半桥性能实验实验三金属箔式应变片――全桥性能实验实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验五电容式传感器地位移特性实验实验六光电转速传感器地转速测量实验实验七霍尔测速实验实验八磁电式转速传感器地测速实验实验九电涡流传感器地位移特性实验实验十被测体材质对电涡流传感器地特性影响实验实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验一、实验目地：了解金属箔式应变片地应变效应,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,描述电阻应变效应地关系式为：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、腐蚀等工艺制成地应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥地作用完成电阻到电压地比例变化,电桥地输出电压反映了相应地受力状态.,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）.四、实验步骤：1、根据图（1－1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上.传感器中各应变片已接入模板地左上方地R1、R2、R3、R4.加热丝也接于模板上,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1－1 应变式传感器安装示意图2、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,方法为将差放地正负输入端与地短接,输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连,调节实验模板上调零电位器R W4,使数显表显示为零（数显表地切换开关打到2V档）.关闭主控箱电源（注意：当R w3、R w4地位置一旦确定,就不能改变.一直到做完实验三为止）.3、将应变式传感器地其中一个电阻应变片R1（即模板左上方地R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已接好）,接好电桥调零电位器R W1,接上桥路电源±4V （从主控台引入）如图1－2所示.检查接线无误后,合上主控台电源开关.调节R W1,使数显表显示为零.图1－2应变式传感器单臂电桥实验接线图4、在电子称上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应地数显表值,直到200g（或500g）砝码加完.记下实验结果填入表1－1,关闭电源.5、根据表1－1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量）和非线性误差δf1=Δm/y F..S ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线地最大偏差：y F·S 满量程输出平均值,此处为200g（或500g）.五、思考题：单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以.实验二金属箔式应变片――半桥性能实验一、实验目地：比较半桥与单臂电桥地不同性能、了解其特点.二、基本原理：不同受力方向地两只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.当应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压U O2＝EKε／2.三、需用器件与单元：同实验一.四、实验步骤：1、传感器安装同实验一.做实验（一）地步骤2,实验模板差动放大器调零.2、根据图1－3接线.R1、R2为实验模板左上方地应变片,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）地电阻应变片作为电桥地相邻边.接入桥路电源±4V,调节电桥调零电位器R W1进行桥路调零,实验步骤3、4同实验一中4、5地步骤,将实验数据记入表1－2,计算灵敏度S2＝U／W,非线性误差δf2.若实验时无数值显示说明R2与R1为相同受力状态应变片,应更换另一个应变片.图1－3应变式传感器半桥实验接线图表1－2半桥测量时,输出电压与加负载重量值五、思考题：1、半桥测量时两片不同受力状态地电阻应变片接入电桥时,应放在：（1）对边（2）邻边.2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差,是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性地（3）调零值不是真正为零.实验三金属箔式应变片――全桥性能实验一、实验目地：了解全桥测量电路地优点.二、基本原理：全桥测量电路中,将受力性质相同地两应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4,其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时,其桥路输出电压U03＝KEε.其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到改善.三、需用器件和单元：同实验一四、实验步骤：1、传感器安装同实验一.2、根据图1－4接线,实验方法与实验二相同.将实验结果填入表1－3；进行灵敏度和非线性误差计算.1－4全桥性能实验接线图表1－3全桥输出电压与加负载重量值五、思考题：1、全桥测量中,当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时,即R1＝R3,R2＝R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以.2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片,如何利用这四片电阻应变片组成电桥,是否需要外加电阻.图1－5应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较一、实验目地：比较单臂、半桥、全桥输出时地灵敏度和非线性度,得出相应地结论.二、实验步骤：根据实验一、二、三所得地单臂、半桥和全桥输出时地灵敏度和非线性度,从理论上进行分析比较.阐述理由（注意：实验一、二、三中地放大器增益必须相同）.FF实验五电容式传感器地位移实验一、实验目地：了解电容式传感器结构及其特点.二、基本原理：利用平板电容C＝εA／d和其它结构地关系式通过相应地结构和测量电路可以选择ε、A、d中三个参数中,保持二个参数不变,而只改变其中一个参数,则可以有测谷物干燥度（ε变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器.三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源.四、实验步骤：1、按图3－1安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上,判别C X1和C X2时,注意动极板接地,接法正确则动极板左右移动时,有正、负输出.不然得调换接头.一般接线：二个静片分别是1号和2号引线,动极板为3号引线.2、将电容传感器电容C1和C2地静片接线分别插入电容传感器实验模板C x1、C x2插孔上,动极板连接地插孔（见图4－1）.图4－1电容传感器位移实验接线图3、将电容传感器实验模板地输出端V o1与数显表单元V i相接（插入主控箱V i孔）,Rw调节到中间位置.4、接入±15V电源,旋动测微头推进电容器传感器动极板位置,每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值,填入表4－1.表4－1 电容传感器位移与输出电压值5、根据表4－1数据计算电容传感器地系统灵敏度S和非线性误差δf.五、思考题：试设计利用ε地变化测谷物湿度地传感器原理及结构？能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？实验六磁电式转速传感器测速实验一、实验目地：了解磁电式测量转速地原理.二、基本原理：基于电磁感应原理,N匝线圈所在磁场地磁通变化时,线圈中感应电势：发生变化,因此当转盘上嵌入N个磁棒时,每转一周线圈感应电势产生N次地变化,通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速.三、需用器件与单元：磁电式传感器、数显单元测转速档、直流源2－24V.四、实验步骤：1、磁电式转速传感器按图5－4安装传感器端面离转动盘面2mm左右.将磁电式传感器输出端插入数显单元Fin孔.（磁电式传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）2、将显示开关选择转速测量档.3、将转速电源2－24V用引线引入到台面板上24V插孔,合上主控箱电开关.使转速电机带动转盘旋转,逐步增加电源电压观察转速变化情况.五、思考题：为什么说磁电式转速传感器不能测很低速地转动,能说明理由吗？实验七霍尔测速实验一、实验目地：了解霍尔转速传感器地应用.二、基本原理：利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB,当被测圆盘上装上N只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化N次.每转一周霍尔电势就同频率相应变化,输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物地转速.三、需用器件与单元：霍尔转速传感器、直流源＋5V、转动源2－24V、转动源单元、数显单元地转速显示部分.四、实验步骤：1、根据图5－4,将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内地磁钢.图7－1霍尔、光电、磁电转速传感顺安装示意图2、将5V直流源加于霍尔转速传感器地电源端（1号接线端）.3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端,3号接线端接地.4、将转速调节中地＋2V－24V转速电源接入三源板地转动电源插孔中.5、将数显单元上地开关拨到转速档.6、调节转速调节电压使转动速度变化.观察数显表转速显示地变化.五、思考题：1、利用霍尔元件测转速,在测量上有否限制？2、本实验装置上用了十二只磁钢,能否用一只磁钢？实验八光电转速传感器地转速测量实验一、实验目地：了解光电转速传感器测量转速地原理及方法.二、基本原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种,本实验装置是透射型地,传感器端部有发光管和光电池,发光管发出地光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号,由于转盘上有相间地16个间隔,转动时将获得与转速及黑白间隔数有关地脉冲,将电脉计数处理即可得到转速值.三、需用器件与单元：光电转速传感器、直流电源＋5V、转动源及2－24V直流源、数显单元.四、实验步骤：1、光电转速传感器已安装在三源板上,把三源板上地＋5V、接地V0与主控箱上地＋5V、地、数显表地Vin相连.数显表转换开关打到转速档.2、将转速源2－24V输出旋到最小,接到转动源24V插孔上.3、合上主控箱电源开关,使电机转动并从数显表上观察电机转速.思考题：已进行地实验中用了多种传感器测量转速,试分析比较一下哪种方法最简单、方便.实验九电涡流传感器位移实验一、实验目地：了解电涡流传感器测量位移地工作原理和特性.二、基本原理：通过高频电流地线圈产生磁场,当有导电体接近时,因导电体涡流效应产生涡流损耗,而涡流损耗与导电体离线圈地距离有关,因此可以进行位移测量.三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片.四、实验步骤：1、根据图8－1安装电涡流传感器.图8－1电涡流传感器安装示意图图9-1 电涡流传感器安装示意图图9－2电涡流传感器位移实验接线图2、观察传感器结构,这是一个平绕线圈.3、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L地两端插孔中,作为振荡器地一个元件.4、在测微头端部装上铁质金属圆片,作为电涡流传感器地被测体.5、将实验模板输出端V o与数显单元输入端V i相接.数显表量程切换开关选择电压20V档..6、用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有＋15V地插孔中.7、使测微头与传感器线圈端部接触,开启主控箱电源开关,记下数显表读数,然后每隔0.2mm读一个数,直到输出几乎不变为止.将结果列入表8－1.表8－1电涡流传感器位移X与输出电压数据8、根据表8－1数据,画出V－X曲线,根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时地最佳工作点,试计算量程为1mm、3 mm及5mm时地灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）.五、思考题：1、电涡流传感器地量程与哪些因素有关,如果需要测量±5mm地量程应如何设计传感器？2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时,如何根据量程使用选用传感器.实验十被测体材质对电涡流传感器特性影响一、实验目地：了解不同地被测体材料对电涡流传感器性能地影响.二、基本原理：涡流效应与金属导体本身地电阻率和磁导率有关,因此不同地材料就会有不同地性能.三、需用器件与单元：除与实验二十五相同外,另加铜和铝地被测体圆盘.四、实验步骤：1、传感器安装与实验二十五相同.2、将原铁圆片换成铝和铜圆片.3、重复实验二十五步骤,进行被测体为铝圆片和铜圆片时地位移特性测试,分别记入表8－2和表8－3.表8－2被测体为铝圆片时地位移为输出电压数据表8－3被测体为铜圆片时地位移与输出电在数据4、根据表8－2和表8－3分别计算量程为1mm和3mm时地灵敏度和非线性误差（线性度）.5、分别比较实验二十五和本实验所得结果进行小结.五、思考题：当被测体为非金属材料如何利用电涡流传感器进行测试？。
测试技术与信号处理5_信号的调理与记录_2015删减版 [兼容模式]
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测试技术与信号处理
第5章 信号的调理与记录
① 调幅
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测试技术与信号处理
第5章 信号的调理与记录
② 解调
二极管检波
低通滤波
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测试技术与信号处理
第5章 信号的调理与记录
•调幅波的波形失真 过调失真：对于包络检波，要求其直流偏置必须 足够大，否则 x(t) 的相位将发生180。 上述方法的关键是准确地加、减偏置电压。若所加 的偏置电压未能使信号电压都位于零位的同一侧， 那么对调幅之后的波形只进行简单的整流滤波便不 能恢复原调制信号，而会造成很大失真 。
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测试技术与信号处理
幅度调制与解调过程（频谱分析） 制 x ( t) X( f ) z ( t) Z( f ) 乘法器 xm(t)
放大器 -f fz fz
第5章 信号的调理与记录
Xm( f ) Z( f )
乘法器
z ( t)
-2fz
低通滤波器 2fz
滤波器
x ( t)
X(f )
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第5章 信号的调理与记录
R2 Av R1
注意：①输入阻抗低，容易对传感器产生负载效应； 注 ①输 阻抗低，容易对传感器产 负载效应； ②反馈电阻R2 值不能太大，否则会产生较大的噪声 及漂移，一般为几十千欧至几百千欧；③ 及漂移， 般为几十千欧至几百千欧；③R1的取值应 远大于信号源ui 的内阻。
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测试技术与信号处理
第5章 信号的调理与记录
优点 抗干扰能力强 优点：抗干扰能力强。
因为调频信号所携带的信息包含在频率变化 之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主 要表现在振幅之中。 要表现在振幅之中
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实验指导书实验项目名称：测试装置动态特性的测量实验项目性质：综合性所属课程名称：测试技术实验实验计划学时：2一．实验目的1．了解差动变压器式位移传感器的工作原理2．掌握测试装置动态特性的测试3．掌握m-k-c二阶系统动态特性参数的影响因素二．实验内容和要求1. 差动变压器式位移传感器的标定2．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量三．实验主要的仪器设备和材料该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采集卡、电源。
1．弹簧振子实验台弹簧振子实验台的原理如图1所示，主要由弹簧k、质量振子m、阻尼器c、传感器、台架、振子位置调节器等组成。
阻尼器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成，更换不同面积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。
实验台为一典型的m-k-c 二阶系统，系统的传递函数为21()G s ms cs k=++ (1)系统的无阻尼固有频率为n ω= (2)系统的无因次阻尼比为ξ= (3) 系统的有阻尼固有频率d ωω= (4)2．测量原理1) 原理根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统图 1 弹簧振子实验台弹簧k振子m 传感器台架的动态特性：固有频率n ω和阻尼比ξ。
关于该方法的详细说明可参见教材。
2) 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，该输出曲线如图2所示。
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d ω阶跃响应的振荡频率为系统的有阻尼固有频率d ω。
根据图2中的曲线的振荡周期，可测得2d dT πω=(5) (2) 求阻尼比ξ利用任意两个超调量i M 和i n 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 图2 欠阻尼二阶系统的阶跃响应T dT dM 1 M 2 M 3ξ= (6) 其中ln i n i nM M δ+= (7) 当0.3ξ<时，可采用下面的简化公式ln2ii n M M n ξπ+≈ (8) (3) 求无阻尼固有频率n ω计算出有阻尼固有频率d ω、阻尼比ξ之后，根据公式(4)可求出系统的固有频率n ωn ω= (9)(4) 求弹簧的刚度和振子组件的质量振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。
利用已知质量的U 型质量块，求出弹簧的刚度K 。
mg K x=∆ (10) 式中，m 为U 型质量块的质量，x ∆为将U 型质量块叠放在振子上之后弹簧长度的变化量。
求出系统的无阻尼固有频率n ω和弹簧刚度K 之后，就可以根据公式得出振子组件的质量m z ，2z n Km ω= (11)3．系统的组成质量振子在平衡位置的振动位移由计算机实现自动采集。
计算机采集系统的原理框图如图3所示。
图3 计算机数据采集系统框图(1) 差动变压器该系统利用差动变压器位移传感器来检测质量振子的位移。
差动变压器的工作原理参见教材及传感器的说明书。
该位移传感器的测量范围为±60mm，满量程输出为±10V直流电压信号。
其工作电源为±12V直流电源。
该位移传感器的电缆线由4根线组成，红色的接+12V电源，绿色线接-12V电源，白色线为地线，兰色线为信号线。
(2) USB7325A数据采集仪USB7325A数据采集仪可同时采集16路信号，但面板上只接出了其中10个通道。
可选用其中任何一个通道来采集位移传感器的输出。
USB7325A数据采集仪接受差动变压器输出的±10V范围内的模拟直流电压信号，在采集仪的内部进行A/D转换之后，将得到的数字量电压信号通过USB接口发送给计算机。
(3) 计算机及实验软件运行于计算机的实验软件可实现实验数据的自动采集、保存、显示和处理等。
实验软件可实现采集通道的选择和采集速度等设置。
计算机采集得到的是差动变压器输出的电压信号，而我们需要的是位移信号。
因此，在实验软件里，将采集得到的电压信号除以传感器的灵敏度S后，即可得到质量振子的位移信号。
4．系统参数的说明m: 质量振子组件(包括振子、水平滑杆、阻尼器)的质量, 具体数值未知。
zm: 1号U型质量块（长度约为40mm），其质量约为m u1=130克（无标1u注）或m u1=115克(有标注)m: 2号U型质量块（长度约为60mm），其质量约为m u2=210克。
u2K：1号弹簧（刚度小、直径约为12mm）的刚度，具体数值未知。
1K：2号弹簧（刚度大、直径约为10mm）的刚度，具体数值未知。
2c: 阻尼器放在空气中时系统的阻尼，具体数值未知。
1c: 阻尼器放在水中时系统的阻尼，具体数值未知。
2四、实验程序的操作(1) 启动实验软件“测试装置动态特性测试.exe”。
(2) 用鼠标单击屏幕上“采集”框内“采样设置”按钮，进行实验软件的参数设置，如采样频率和所选用的数据采集仪的采用通道、传感器的灵敏度等。
(3) 单击“采集”框内的“开始采样”按钮，启动数据采集，传感器输出的电压信号被实时采集到计算机里并以数字和曲线的形式显示在屏幕上。
(4) 利用振子位置调节器，调整振子的平衡位置，使传感器的输出接近为零。
(5) 用手将振子往下拉，使其偏离平衡位置一定距离后松手，振子将会振动起来。
实验指导书实验项目名称：虚拟仪器（Labview）上机实验实验项目性质：综合性所属课程名称：测试技术实验实验计划学时：2一、实验目的1．掌握LabView的编程和上机调试；2．了解热电偶温度传感器和应变片式力传感器的工作原理、特点和应用；3．掌握温度和压力的测量。
二、实验内容和要求1．LabView的编程和调试、运行；2．利用LabView实现温度和压力的测量。
三、实验主要仪器设备和材料本实验的主要仪器设备有：虚拟仪器开发平台LabView8.2，机械转子系统，USB数据采集卡，热电偶温度传感器，应变片式力传感器，计算机。
四．实验方法和步骤(7325A采集卡)（一）温度测量编程与调试。
说明：①一个完整的VI程序包括程序前面板和程序框图两大部分。
②简单的采集过程为：打开采集卡→初始化→读取采集结果。
1、启动LabView8.2编程环境。
从开始→程序→National Instruments LabVIEW 8.2或者双击桌面快捷图标。
2、新建温度测试VI。
在LabView8.2开始界面左上角文件→新建栏，单击VI。
则生一对空白的前面板和框图窗口。
如图示：3、在框图面板中放置顺序结构。
方法：在框图面板任意空白位置单击右键，弹出函数选择框，单击选中编程→结构→层叠式顺序结构，在框图中空白处单击以确定顺序结构放置的坐上角点，向右下拖动鼠标，再次单击以确定顺序结构放置的右下角点，可以通过拖动边框来改变结构位置和大小（类似结构放置方法一样）。
在边框上单击右键，选中弹出菜单中的“在后面添加帧”项。
这样操作两次后，就生成了具有三帧的层叠式顺序结构，编号依次为0、1、2。
如图示：4、创建参数传递簇。
在前面板空白处单击右键，在控件选择菜中单击选中新式→数组、矩阵→簇，放置于前面板，双击标签“簇”，修改为BS。
选中新式→数值→数值输入控件，放置于刚才创建的簇中，并更改数值控件标签为lIndex。
右键单击数值控件，在弹出的菜单中，选中表示法→I32（长整型）。
按照同样的方法在簇BS中创建其余五个数值控件，数据类型均为I32（长整型），标签分别为：lIndex、hHandle、nCh、lData、plData、lCode，输入初值分别为：0、0、6、512、0、1536。
在前面板创建打开结果的数值显示控件，标签设置为“打开”，数据类型为I32（长整型）。
建好后的BS簇如图示：建好簇BS后，在程序框图中将簇BS图标拖到顺序结构外面，“打开”显示控件放在顺序结构里。
5、打开采集设备程序。
选择顺序结构的第0帧为当前工作帧（可参照第3步的图示，前面打钩的为当前工作帧）。
在空白处单击右键，在弹出的程序选中菜单中选中选择…，通过弹出的选种对话框选择D://labview上机实验/Open7325A.VI，置于顺序结构的第0帧。
用鼠标单击，连接簇BS端子和Open7325A子VI的输入端子，Open7325A 子VI的输出端子和“打开”显示控件。
如图示：6、初始化采集设备程序。
切换到顺序结构的第1帧。
在前面板创建“初始化”显示控件，数据类型为I32（长整型）。
用与上述类似的方法加载Init7325A.VI，其路径为：D://labview上机实验/Init7325A.VI，并连线至如图所示：7、读数、处理程序。
要连续地从采集卡中读取数据就必须将整个读数和数据转换程序放置在循环结构中。
切换至顺序帧的第2帧，并创建“读数”显示控件，数据类型为I32（长整型）。
在程序菜单中选中编程→结构→While循环，置于第二帧中（中间留出较大空间）。
在While循环内，调用Read7325A.VI。
连接簇BS和子VI。
在程序选择菜单中选择编程→簇与变体→按名称解除捆绑，与簇BS连接，单击该解绑函数，选择所要的元素lData。
选择编程→数组→初始化数组，在编程→数值→数值常数，改常数值为2048。
连线至图示。
选择编程→数值→商与余数、除、乘、减函数和常数，并按图示连接。
选择编程→数组→抽取一维数组，放置好后，拖动其下边框使得其有十个输出端子，输出数据从第六路引出（温度采集为第六通道）。
选取编程→数组→索引数组函数、数值常数，按图示连接。
8、在前面板创建新式→图形→波形图表，改其标签为“电压（V）”。
同样，创建标签为“温度(℃)”的波形图表。
创建“电压（V）”和“温度(℃)”数值显示控件，用来实时显示电压和温度值。
创建启停按钮，新式→布尔→开关按钮。
9、数据保存程序。
选择编程→数组→创建数组，拖动其下边框使其具有两个输入端子。
分别连接电压和温度值。
选择编程→文件Ｉ/Ｏ→写入电子表格文件。
在前面板创建路径输入控件，选择新式→字符串与路径→文件路径输入控件，并将其值写为：D:\labview上机实验＼温度测量数据.txt。
连接至写入电子表格文件函数的“文件路径”端子。
在程序选择菜单选择编程→布尔→真常量，连接至写入电子表格文件函数的“添加至文件？”端子。
10、程序调试运行。
编好程序后，前面板和程序框图的菜单栏中“运行”图标由变成状，表示程序编写正确。
打开数据采集设备电源。
启动直流电机，调速至一个稳定的转速。
单击前面板的“起停”按钮使之呈高亮态，再单击工具栏上“运行”按钮开始采集。
正常情况下前面板波形图表显示为：从图上可以看出，电压和温度变化幅值波动较大，其实不然（从右边的数值显示控件可以看出）。