测试技术第4章
机械工程测试技术基础第三版第四章
同步解调，如图4-14所示。
图4-14
第二节 调制与解调
一、 幅值调制与解调
3.调幅信号的解调方法 （2）包络检波 包络检波亦称整流检波。
调制信号加足够直流偏置 的的调幅波如图4-15所示。
图4-15
第二节 调制与解调
一、 幅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ调制与解调
3.调幅信号的解调方法 （2）包络检波 包络检波亦称整流检波。
3.调频信号的解调 调频信号的解调亦称鉴频，一般采用鉴频器和锁相环解调器。
图4-21 调频器工作原理
第三节 滤波器
一、概述
滤波是指让被测信号中的有效成分通过： 而将其中不需要的成 分抑制或衰减掉的一种过程。
图4-22 四种滤波器的幅频特性如图4-22所示。
第三节 滤波器
二、滤波器性能分析
1.理想滤波器 所谓理想滤波器：就是将滤波器的一些特性理想化 而定义的滤波器。
机械工程测试技术基础第三 版第四章
第一节 电桥
一、直流电桥换
电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种 测量电路，由于桥式测量电路简单可靠，而且具有很高的精度和灵敏度 ，因此在测量装置中被广泛采用。 电桥按其所采用的激励电源的类型可分为直流电桥与交流电桥；按其工 作原理可分为偏值法和归零法两种，其中偏值法的应用更为广泛。
第二节 调制与解调
二、频率调制与解调
1.频率调制的基本概念 频率调制是指利用调制信号控制高频载波信号频率变化的过程。
图4-19 调制信号为三角波时的调频信号波形。
第二节 调制与解调
二、频率调制与解调
2.频率调制方法 频率调制一般用振荡电路来实现，如图4-20所示，
图4-20
第二节 调制与解调
第4章 试验量测技术
R1 R1 R1 R1 R2
Ui
R4 R3 R4
Ui
R1
R2 R4
R2 R3
R4
R1 R1
4.2 应变量测
如果AB桥路上接的是应变片： 则有：
UO
Ui
R1
R2 R4
R2 R3
R4
R1 R1
=Ui
R1
R2 R4
R2 R3
4.2 应变量测
3.光测法——光纤光栅应变计
分布式光纤传感系统原理是同时 利用光纤作为传感敏感元件和传输信 号介质，采用先进的OTDR技术，探测 出沿着光纤不同位置的温度和应变的 变化，实现真正分布式的测量。 应变 测量原理是基于Brillouin散射的分布 式温度和应变传感系统，它可以同时 测量温度和应变。
（2）四分之一桥路：桥臂中，当且仅 当有一肢桥臂的电阻是外接的电阻应 变片，其阻值发生相应变化，而其余 桥臂采用无感电阻的桥路称1/4桥路。 不能实现温度补偿
等臂桥路 1/4桥路
4.2 应变量测
（3）半桥桥路：在四肢桥臂中，有两 肢相邻桥臂的电阻是外接电阻应变片， 其电阻阻值发生相应变化，而另外两肢 相邻桥臂的电阻是无感电阻的桥路称半 桥桥路。能实现温度补偿
4.2 应变量测
温度补偿应变片法桥路连接示意
半桥外部桥路
4.2 应变量测
于是有：
UO
Ui 4
R1
Rt1 R
Rt 2 R
Ui 4
R1 R
UiK 4
1
半桥互补桥路Βιβλιοθήκη UOUi 4
机械工程测试技术基础第四章小结及测试题
第四章 信号调理、记录和显示
一、重点内容及难点 （一）电桥
1、电桥平衡条件：
2、应变电桥输出电压表达式： 半桥单臂
e
u R ΔR u 0
041≈
；半桥双臂
e
u R R u 0
021∆=；全桥e u R R
u 0
0∆=。
（二）滤波器
1、分类：从选频角度，可将滤波器分为：低通、高通、带通和带阻滤波器。
其中低通滤波器是最根本的。
2、主要参数：
（1）滤波器的截止频率 （2）滤波器的带宽B ： （3）品质因数Q ：
3、实际滤波器（RC 低通、高通、带通） 二、章节测试题 （一）填空题
1、RC 低通滤波器的动态特性参数是 ，其在 元器件两端输出信号。
2、RC 高通滤波器是 阶系统，动态特性参数是 ，其在 元器件两端输出信号。
3、滤波器的带宽越宽，其滤波的分辨率就越 。
4、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。
5、在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
6、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的可将其分为半桥与全桥测量电路。
7、常用滤波器的上、下截止频率
f、2c f的定义
1c
为，其带宽B＝。
8、RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。
（二）简答题
1、简述滤波器的作用
(三)计算题
1、P152课后习题4-1
2、P153课后习题4-10
3、P153课后习题4-11。
杭电测试技术第四章习题参考答案
解：(1)若假设电阻应变与钢质弹性元件不粘贴，温度变化20℃之后长度 变化为：
应变片：Ls Ls0 Ls0 s 20 3.2 104 Ls0
Ls (1 3.2 104 )Ls0
弹性元件：Lg Lg0 Lg0 g 20 2.4 104 Lg0
解：（1）
R k 2.05 800106 1.64 103
R R 1.64 103 120 0.1968
（2）
u0
E 4
R R
3 1.64 103 4
1.23mv
u' E( R1 R1 R3 ) 1.229mv
0
R1 R1 R2 R3 R4
非线性误差 L
u0
u' 0
u0
100%
解：参见教材P58
1
第4章 应变式传感器
习题参考答案
4-3 一应变片的电阻R=120Ω,K=2.05,用做最大应变为ε=800μm/m的传
感元件。当弹性体受力变形至最大应变时，
（1）求ΔR和ΔR/R； （2）若将应变片接入电桥单臂，其余桥臂电阻均为120Ω的固定电阻， 供桥电压U=3V，求传感元件最大应变时单臂电桥的输出电压U。和非 线性误差。
Lg (1 2.4 104 )Lg0
5
第4章 应变式传感器
习题参考答案
粘贴在一起后，L s0
Lg0
L0
则附加应变为：
L L0
Ls g L0
8105
附加电阻变化为：R KR0 0.0192
(2)应变片粘贴后的电阻温度系数为：
0 K (s g ) 2.8 105
单位温度变化引起的虚应变为：
0.082%
建筑材料与测试技术第四章3
可以转变为：r=-2σcosα/p只要知道测孔压力，就可计算出此压力下进入的孔的最小半径。
式中2σcosα一般近似地取-7500MPaA，则上式为：r(A)=7500/p最小孔直径r是指：在压力p下，凡是大于r的孔中都已压进了汞。
根据施加压力，便可求出对应的孔径尺寸，由水银压入量便可求出对应的孔体积。
由此便可算出孔体积随孔径大小变化的曲线，从而得出多孔材料的孔径分布。
而水银测孔仪由连续操作得出一系列不同压力下压入多孔材料的水银的体积，求出其孔径分布和总孔隙体积。
二、混凝土孔隙分析常用表征参数表征混凝土孔结构形态的参数通常有比孔容积、比表面积、孔径分布、孔隙率、平均孔径、孔形状、孔口密度、孔长度、孔颈比、孔曲率等，其中前4项是描述孔结构形态的主要参数。
压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径、平均孔径、最可几孔径(即出现几率最大的孔径)及孔结构参数等。
临界孔径(又称阀值孔径)的定义：压入汞的体积明显增加时所对应的最大孔径。
在压力与压入汞体积的曲线上，临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。
其理论基础为：材料由不同尺寸的孔隙组成，较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。
根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性，在混凝土参数渗透性研究中，应用该表征参数较为合适。
最可几孔径是将dv/dlgr对lgr作图，曲线上的dv/dlgr峰值对应的孔径称为最可几孔径。
当W/C=0.5时，最可几孔径约为1000A，达到多害孔的范畴，抗渗性结果也说明了这一点。
这证明最可几孔径在说明混凝土抗渗性方面有重要的意义。
不同W/C最可几孔径分布水灰比与渗透系数之间的关系平均孔径有多种计算方法，如平均分布孔径和等量孔径。
三、混凝土压汞法影响因素由混凝土孔径r和施加压力p之间关系的Washburn公式可知，混凝土测孔结果受诸多试验因素的影响，如接触角θ、水银表面张力σ、试样制备、试样种类、试样干燥技术和加压速度等。
机械工程测试技术-第四章
C4 R4 d
R2 c Uy
R3
U0 图4-4 电容电桥
令上式实部、虚部分别相等，则有下面两个平衡条件
R1R3R2R4
（4-11）
R3 R2 C1 C4
（4-12）
要使电桥达到平衡，必须同时调节电阻与电容两个参数，达
到电阻和电容都平衡。
2019年11月21日星期四
机械工程测试技术基础
17
图4-5是一种电感电桥，两相邻桥臂为电感L1, L4与电阻R2，
所产生的输出电压的变化将相互抵消；
2) 若相邻两桥臂电阻反向变化或相对两桥臂电阻同向变化， 所产生的输出电压的变化将相互叠加。
2019年11月21日星期四
机械工程测试技术基础
6
传感器可以三种形式接入电桥。
■ 半桥单臂连接
当 RR 时， 电桥的输出电压为
U R E 4R
R R1
R2 U
R1 R2
R4 R3
2019年11月21日星期四
机械工程测试技术基础
（4-4）
2
在实际测试中，桥臂分为半桥式与全桥式联接，见4-2图，
b R2
a
c
Uy
R4 d R3
b
a
c
Uy
R4 d R3
b
a
c
Uy
d
U0
U0
U0
a)
b)
c)
图4-2 直流电桥的连接方式 a)半桥单臂 b)半桥双臂 c)全桥
2019年11月21日星期四
U0 图4-3 平衡电桥
态测量，以手工调平衡。
2019年11月21日星期四
机械工程测试技术基础
11
R1
测试_第四章_信号的调理与记录
《机械工程测试技术》第四章信号调理、处理和记录主讲：王建军山东理工大学∙机械工程学院∙测控系机械工程测试技术基础第四章信号的调理与记录本章学习要求：1.掌握电桥的工作原理及特性#2.掌握信号调制与解调的原理3.掌握滤波器的分类及其参数4.了解模拟信号放大电路原理5.了解测试信号的显示与记录★信号调理的目的信号调理的的目的是便于信号的传输、处理与记录。
1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。
2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。
3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。
信号调理装置按工作原理有1°转换器：将传感器输出信号转换成便于传输、放大、处理的装置。
例如：电桥：可将R、C、L→u或i；D/A：数字量→模拟量A/D：模拟量→数字量调制器：对信号进行调制；解调器：对已调信号进行鉴别并还原。
2°放大器：将信号进行放大。
例如：电压（直流、交流）放大器；电荷放大器3°运算器：将信号进行相应的运算，获取所需信号。
例如：加法器、乘法器、积分器、微分器4°滤波器：对信号进行滤波处理。
例如：低通滤波器、高通滤波器5°整流器：对信号进行整流检波处理。
例如：相敏整流器可见，信号调理环节很多，其功能也很丰富，而这些环节前期课程已作过详细介绍。
所以，本章仅从测试的角度讨论电桥、调制与解调、滤波器、放大器的基本概念。
载波放大式应变仪的组成及工作原理载波放大式应变仪由电桥、电桥平衡装置、放大器、振荡器、相敏检波器、滤波器和稳压电源组成。
第四章信号调理与记录电桥分类：●按桥压分：直流电桥；恒流源电桥；恒压源电桥交流电桥●按输出方式分：功率电桥（按低阻抗负载）电压电桥（按高阻抗负载）4.1 电桥第四章信号调理与记录若：R 1=R 2=R 3=R 4=R 全等臂电桥R 1=R 2=R a R 3=R 4=R b 对称等臂半桥R 1=R 4=R a R 2=R 3=R b 非对称等臂半桥1、工作原理▲4.1.1 直流电桥B()()sr sr sr AD AB sc sc U R R R R R R R RR R R U R R R U U U U R U 43214231443121)1++-=+-+=-=的关系与4.1 电桥▲直流电桥平衡（）条件：3421R R R R =或4231=⋅-⋅R R R R 相对桥臂电阻之积相等。
现代测试技术第四章习题讲解
第四章习题讲解热电阻温度传感器常用调理电路热电阻温度传感器常用双恒流源调理电路，将由温度引起的电阻值的变化转换为电压信号。
调理电路的线路图如图4-6所示.。
这种方法特别适合于对热电阻型温度传感器的输出进行R/U 变换。
图中，R N 为标准电阻，一般为100欧姆或50欧姆，其数值等于热电阻在0℃时的初始值R 0。
Rt 是热电阻，为了减少电流流过Rt 和Ro 发热产生的误差，恒流源选1～3mA ，通常输出电压Ut 很小，因此需经过测量放大器放大，精度要求较高的场合，可选用AD 公司提供的AD521，AD522和612型，以及国产ZF60S 型单片集成测量放大器。
图4-6 测量放大器用于双恒流源电路输出的放大调理双恒流源调理电路输出电压为：t N R R R u u u ∆=-000000[1]R I A T R I I R A T=+-= (4-4)R u ∆经差分放大器放大后得到：out R u k u =∆其中k 为放大器的放大倍数。
例4-1：设计一个测温系统，采用热电阻R T 作测温传感器已知：电阻R~T 的关系式为： R T (T)=R 0(1+AT)。
其中，R 0=100Ω（00C 时铂电阻值），A=3.9⨯10-3/ 0C 要求：测温范围0~200 0C ，分辨率为1 0C求：1）画出系统结构框图，说明各电路的作用。
2）画出所选用的调理电路，写出温度输入和调理电路输出的关系式。
3）选择A/D 转换和放大器的放大倍数。
4）证明所设计的系统能达到测温范围和分辨率要求。
解： 1) 系统结构框图如图4-7所示。
各环节的功能说明如下：传感器：将输入的待测非电量信号（这里为温度信号）转换为电信号；调理电路：将传感器输出的电信号进行调理放大，转换成适合A/D 转换器输入的信号； A/D 转换器：将模拟信号转换为数字信号，送入CPU 系统； CPU 系统：对信号进行分析处理并显示结果。
图4-7 系统结构图2）调理电路如图4-6所示.双恒流源输出为：t N R R R u u u ∆=-000000[1]R I A T R I I R A T=+-=3)若取恒流源输出0I =3mA ，选择8位A/D ，满量程FS V =10.24V 则A/D 的量化值为 810.24402q m V ==因为系统分辨率为10C ，所以当系统输入为10C 时，双恒流源输出'R u ∆为：'00m in 001 1.17R u I R A t I R A m V ∆=∆=⨯=于是放大器的放大倍数应为：'34.2Rq K u ==∆，取K=354) 在选定以上放大倍数之后，测温范围则为：max'38m ax 10.24250C1.17103512256CFS RV V T u KT -===︒∆⨯⨯⨯=⨯=︒即测温范围为：0~250 0C ，大于0~200 0C ，因此系统设计满足要求。
测试技术智慧树知到答案章节测试2023年济南大学
第一章测试1.测试技术是测量和试验技术的统称。
（）A:对B:错答案:A2.工程测量可分为静态测量和动态测量。
（）A:错B:对答案:B第二章测试1.所有周期信号都是功率信号。
（）A:对B:错答案:A2.各态历经随机过程是平稳随机过程。
（）A:错B:对答案:B3.瞬态非周期信号的幅值谱表示的是幅值谱密度与频率的函数关系。
（）A:错B:对答案:B4.信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。
（）A:对B:错答案:A5.周期方波是简单周期信号。
（）A:错B:对答案:A第三章测试1.一个幅频特性为常数的线性系统，一定是不失真测量系统。
（）A:对B:错答案:B2.测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。
（）A:对B:错答案:B3.一阶低通测试装置适宜于测量缓变的信号。
（）A:对B:错答案:A4.测试装置传递函数H ( s )的分母与（）有关。
A:输出量y(t)B:输入点的位置C:装置结构D:输入量x(t)答案:C5.测试装置的频率响应函数H ( jω ) 是装置动态特性在（）中的描述。
A:幅值域B:时域C:复数域D:频域答案:D第四章测试1.压电式传感器的前置放大电路采用（）时，传感器的连接电缆可以达到百米以上，也不会影响其灵敏度。
A:比例运算放大器B:电荷放大器C:电桥D:电压放大器答案:B2.如果用电容传感器测电影胶片的厚度，那么可能是电容传感器的（）参数发生变化。
A:极距B:变化参数不定C:面积D:介质答案:D3.可以进行转速测量的传感器是（）。
A:光电式或霍尔式B:压电式或涡流式C:电阻式或霍尔式D:电阻式或涡流式答案:A4.在电容传感器的比例运算放大器电路中，传感器电容应接在（）回路中。
A:反馈B:电源C:输出D:输入答案:A5.在用涡电流传感器进行探伤时，是根据（）的变化。
A:物体的材质B:传感器线圈的激磁频率C:传感器与物体之间的间隙D:物体的磁导率答案:D第五章测试1.在使用电阻应变仪的时候，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度，下列方法（）可以提高电桥灵敏度。
测试技术第4章
U ad I 2 R4
输出电压：
R1 R1 R3 R2 R4 R4 U y U ab U ad U U R R 0 R R 0 ( R R )(R R ) U 0 2 3 4 1 2 3 4 1
直流电桥
直流电桥的平衡条件： R1 R3 R2 R4 常用的电桥连接形式：
t 0 kx t
此时调频信号可表示 x f (t ) A cos 0t k x(t )dt 0
图4-10
调制信号加偏置的调幅波 b）偏置电压不够大
a）偏置电压足够大
相敏检波
为了使信号具有判别信号相位和选频的能力， 需采用相敏检波电路。 要实现正确的解调必须要求参考信号的幅值 远大于调幅信号的幅值，使开关器件的通断 完全由参考信号决定。其中x(t)为原信号； y(t)为载波，xm(t)为调幅波。电路设计使变 压器B二次边的输出电压大于A二次边的输出 电压，即满足参考信号的幅值大于调幅信号 的幅值。
当被控制的量为高频振荡信号的频率时，称为调频(FM)； 已调制信号为调频波； 当被控制的量为高频振荡信号的相位时，称为调相(PM)； 已调制信号为调相波； 调制与解调的应用： 应用分析：传感器输出的低频微弱信号需要放大。直流放 大，存在零漂和级间耦合，容易失真；交流放大，抗零漂， 故一般先将低频信号调制为高频信号，再交流放大，最后 解调。
2、整流检波和相敏检波 调幅波解调（检波）： 从已调制信号中检出调制信号的过程。 有三种方法：同步解调、包络检波、相敏检波。 同步解调：已调制信号Xm(t)与载波y(t)再次相乘， 经低通滤波器，检出调制信号。 整流检波（包络检波）： 幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值 变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一 致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。 这种方法称为整流检波或包络检波。
第四章 汽车测试技术
4. 2 电阻应变片式传感器
•
敏感元件为半导体的应变片称为半导体应变片。半导体应变片由于 电阻率变化引起的λEξ远远大于几何尺寸变化引起的(1 + 2υ)二项，故 (4-3)可简化为
• 半导体应变片的灵敏度为 • 半导体应变片一般比金属丝电阻应变片的灵敏度大50 ~70倍。 • 以上分析表明，金属丝电阻应变片利用导体形变引起电阻的变化，而 半导体应变片则利用半导体电阻率变化引起电阻的变化
下一页
返回
4. 1 传感器的分类
•
• 2.根据工作原理分类 根据工作原理，传感器可为电阻式传感器、电容式传感器、电感 式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器、光纤传感 器、超声波传感器及激光传感器等。 3.根据输出信号的性质分类 根据输出信号的性质，传感器可分为模拟式传感器和数字式传感器， 模拟式传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号，数字式传感器 将被测量的非电量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。 4.根据能量转换原理分类 根据能量转换原理，传感器可分为有源传感器和无源传感器。有源 传感器将非电量转换为电能量，如压电式传感器、电磁式传感器、
上一页 下一页
返回
4. 2 电阻应变片式传感器
• (1)金属丝式应变片 • 金属丝式电阻应变片分为圆角线栅式和直角线栅式两种。图4一2 ( a)所示为圆角线栅式电阻应变片，是最常见的形式，它制造容易、 成本低，但横向效应较直角线栅式电阻应变片大，见图4一2(b) • (2)金属箔式应变片 • 金属箔式应变片的工作原理与金属丝式应变片相同。它的敏感元件 不是金属丝栅，而是将厚度为0.001~0. 010 mm的康铜箔或镍铬箔， 利用现代照相制版、光刻腐蚀技术，在绝缘基底上制成很薄的金属箔 栅。箔式应变片的结构如图4一3所示。图4一3 ( a)是普通的箔式应变 片;图4一3(b)是用来测量剪应变或转矩的箔式应变片;图4一3()c是用 来测量流体压力的液压传感器膜片上的特种箔式应变片，其线栅形状
道路测试技术第四章平整度
LOGO第四章 平整度检测技术长安大学公路学院 支喜兰 2012年 2012年4月第四章 平整度检测技术 一、概述1．意义 ． 路面平整度特性车辆悬挂系统的振动特性行驶质量人的反应Company Logo第四章 平整度检测技术路面平整度定义 平整度是路面表面相对于理想平面的竖向偏差。
平整度是路面表面相对于理想平面的竖向偏差。
路面平整 度指标直接反映了路面的行驶舒适性，是一个涉及人、 度指标直接反映了路面的行驶舒适性，是一个涉及人、车、路 三方面的综合指标。
三方面的综合指标。
Company Logo第四章 平整度检测技术Company Logo第四章 平整度检测技术平整度是衡量道路施工质量、服务水平的重要指标。
平整度是衡量道路施工质量、服务水平的重要指标。
平整度 平整度面 层 基 层 垫 层 路 基平整度 平整度Company Logo第四章 平整度检测技术路面不平整 路面不平整振动冲击积水舒适性 安全性路面损坏 汽车机件损坏 轮胎磨损 增大油耗路面水损坏Company Logo第四章 平整度检测技术2．测试方法 ． 断面类（表征表面凹凸） 断面类（表征表面凹凸） 三米直尺 连续平整度仪 激光平整度仪 反应类（表征舒适性感觉） 反应类（表征舒适性感觉） 车载式颠簸累积仪 3．评价指标 ． 三米直尺：最大间隙值h（ 三米直尺：最大间隙值 （mm） ） 连续式平整度仪：标准差σ（ 连续式平整度仪：标准差 （mm） ） 颠簸累计仪：单向累计值VBI（cm/km） 颠簸累计仪：单向累计值 （ ） 国际平整度指数IRI（m/km） 国际平整度指数 （ ） Company Logo第四章 平整度检测技术国际平整度指数IRI 国际平整度指数 IRI=International Roughness Index 数学模型：模拟 车轮， 数学模型：模拟1/4车轮，以测定速度 车轮 以测定速度80km/h行 行 驶在路面上， 驶在路面上，在行驶距离内动态反应悬挂系统的累积竖向 位移量RS 位移量 i（m/km）。
机械工程测试技术基础第四章
二、交流电桥
供桥电压的正弦交流电压为：
U ~0Esi n.t
直流电桥推导出Uy 与ΔR 的关系仍然适用。
1、交流电桥的平衡条件
因U~0 为正弦交流电（频率为10~15KHz），所 以，各桥臂为受阻抗
2020/7/18
Z 1 r1 jx 1 Z 01 e j Z 2 r2 jx 2 Z 02 e j 2 Z 3 r3 jx 3 Z 03 e j 3 Z 4 r4 jx 4 Z 04 e j 4
x (t)y (t) X (f) Y (f)
余弦信号频率域图形是一对脉冲谱线，一个函数与脉 冲卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移至该脉 冲函数（频率f0）处，其幅值减半。 调幅过程相当于频谱“搬移”过程。
2020/7/18
2020/7/18
若把调幅波与原载波信号相乘，则频域图形将再
次进行“搬移”，如果用一个低通滤波器滤去中心频率
C—— 电 容 调 ห้องสมุดไป่ตู้ 平 衡 差动电容器
6 、带感应耦合臂的电桥
用差动式三绕组电感传感器，将被测位移量转换为互感的变化 具有较高的精确度，灵敏度及性能稳定
2020/7/18
§4-2调制与解调
调制：使一个信号的某些参数在另一信号的控制下而发
生变化的过程。
前一个信号称为载波，一般为较高频率的交变信号。 后一信号（控制信号）称为调制信号。 最后输出是已调制波。已调制波一般都便于放大和传
2020/7/18
二、理想滤波器
根据线性系统的不失真传输条件,理想测量系统的
频率响应函数应是 H(f)A0e2f0t
若滤波器的频率响应H(f)满足下列条件：
H(f)A0e2ft0 0
第4章光学干涉测量技术
第四章 光学干涉测量技术
2019年9月17日
干涉技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。近年来，随
着数字图像处理技术的不断发展，使干涉测量这种以光波长作 为测量尺度和测量基准的技术得到更为广泛的应用。
在光学材料特性参数测试方面，用干涉法测量材料折射率精度 可达10-6；对材料光学均匀性的测量精度则可达10-7；
现波前的极限误差。
虽然PV可以用于描述元件或系统的质量，但这种描述往往容
易受随机误差的干扰的缺陷，因此常用PV20替代PV：
10
10
wmakx,
wmink,
PV20
k1
10
k1 10
武汉大学 电子信息学院
16
§4.1 干涉测量基础
(2)均方根误差 被测波面相对参考波面各点偏差的均方根值，可表示为：
二、干涉条纹的分析判读与干涉图形信号的处理方法 从干涉仪系统中获取稳定、清晰的干涉条纹图样是干涉测量
的第一步。对获取的干涉条纹进行分析判读才能得到被测量的有 用信息。 (一)干涉条纹的分析判读 1、波面偏差的表示方法
根据干涉条纹的形成条件，可以知道干涉条纹是干涉场中光 程差相同的点的轨迹；相邻条纹之间的光程差为波长的1/n，其中 n是测试光束通过被测试样的次数。若某处条纹间隔为H，对应的 条纹弯曲量为h，则该处的波面偏差可表示为：
及折转、成像过程中，会引入杂散光。杂散光会影响条纹对比度， 导致对比度的下降。 例：分束镜表面的剩余反射
改善措施： 分束器表面正确镀制增透膜或析
光膜 在光源处设置消除杂散光的小孔
光阑 除此之外，两支相干光束的偏振态
不一致也会影响干涉条纹的对比 度。
武汉大学 电子信息学院
第4章黑盒测试技术
4.1.2黑盒测试的特点
• 黑盒测试主要用于发现软件下列几类错误：
– – – – – – – – 功能不正确或遗漏 界面错误 数据库访问错误 初始化和终止错误 兼容性错误 软件易用性和实用性不好 访问外部信息错误 接口输入/输出数据错误（能否正确的接收输入数据， 能否产生正确的输出数据）
7
4.1.3黑盒测试的应用
再从划分出的等价类中按以下原则选择测试 用例： 用例：
1. 为每一个等价类规定一个唯一编号； 为每一个等价类规定一个唯一编号； 2. 设计一个新的测试用例，使其尽可能多地覆盖 设计一个新的测试用例， 重复这一步， 尚未被覆盖的有效等价类，重复这一步，直 到所有的有效等价类都被覆盖为止； 到所有的有效等价类都被覆盖为止； 3. 设计一个新的测试用例，使其仅覆盖一个尚未 设计一个新的测试用例， 被覆盖的无效等价类，重复这一步，直到所有 重复这一步， 的无效等价类都被覆盖为止。 的无效等价类都被覆盖为止。
15
划分等价类的原则
5)在确知已划分的等价类中各元素在程序处 理中的方式不同的情况下，则应再将等价 类进一步划分为更小的等价类。
16
(2) 确立测试用例 确立了等价类之后，建立等价类表， 确立了等价类之后，建立等价类表，列 出所有划分出的等价类。 出所有划分出的等价类。
4.Байду номын сангаас.1等价类划分
17
4.2.1等价类划分
18
等价类划分法举例
• 例题：根据下面给出的规格说明，利用等 价类划分的方法给出足够的测试用例。 • “一个程序读入3个整数，把这3个数值看 作一个三角形的3条边的长度值。这个程序 要打印出信息，说明这个三角形是不等边 的，是等腰的，还是等边的。”
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、自功率谱密度函数
定义：
傅氏变换对
自相关函数的傅氏变换称为功率谱密度。
1、自功率谱密度函数 能量等式---巴塞伐尔定理：
功率谱和幅值谱的关系：
估计值：
数字信号估计值：
2、互功率谱密度函数 互功率谱密度函数----互相关函数的傅氏变换
互功谱不具有功率的物理概念。表现的是在频域中两 信号的相关性。
相关分析：研究两个信号之间的相似性
算法：令x(t)、y(t)二个信号之间产生时差τ，再
相乘和积分，就可以得到τ时刻二个信号的相关性。
x(t)
时
y(t)
延
器
X(t)y(t - τ)
乘 法 器
积 Rxy(τ)
分 器
y(t - τ)
相关系数的取值
y
x
xy பைடு நூலகம்1
y
x
0 xy 1
y
x
xy 1
y
x
4、相关分析的工程应用
案例：机械加工表面粗糙度自相关分析
被测工件
自相关分析
4、相关分析的工程应用
案例：自相关测转速
理想信号
实测信号
干扰信号
自相关系数
4、相关分析的工程应用
案例：地下输油管道漏损位置的探测
X1 t
X2
4、相关分析的应用
案例：地震位置测量
4. 2 功率谱密度分析及其应用
研究信号的功率随频率的分布情况，是频域分析的重要手段。
xy 0
2、自相关函数 在前式中令y(t)=x(t) 则
自相关函数表达信号不同时刻的相似性 自相关函数的性质：
自相关函数的性质
（1）自相关函数是 的偶函数，RX()=Rx(- )； （2）当 =0 时，自相关函数具有最大值。
信号的均方值
（3）周期信号的自相关函数仍然是同频率的周 期信号，但不保留原信号的相位信息。 （4）随机噪声信号的自相关函数将随 的增大快 速衰减。
第四章 测试信号分析
信号分析：研究信号的构成和特征、 提取有用信息
分析方法：频谱分析、概率密度分析、 相关分析、功率谱密度分析等----传 统分析法
功时谱分析、时序分析、小波分析等--现代分析法
4 测试信号分析
本章主要学习： 1、相关分析及应用 2、功率谱密度分析及应用
4.1 相关分析及应用 1 相关分析的概念及其物理意义
3、功率谱密度的应用 （1）确定系统特性
（2）排除噪声干扰
（3）测定信号因果性
相干函数
3、功率谱密度的应用
4 测试信号分析
重点： 1、相关函数及其性质（根据性质求函数特征值等） 2、相关函数的应用（物体运动速度检测—汽车速度检测等） 3、自功率谱密度函数的物理意义 4、相干函数
自相关函数的性质
（5）当 时，自相关函数
表示信号之间不存在相似性。 一个具有初相位的正弦信号的自相关函数如下：
几种典型信号的自相关函数波形：
3、互相关函数的性质 （1）互相关函数不是偶 函数 （2）取值范围
（3）当 =τ0 时，互相关函数具有最大值。 （4）两周期信号的互相关函数仍然是同频率的周 期信号，且保留原了信号的相位信息。 （5）两个非同频率的周期信号互不相关。 （6）当 时，互相关函数μxμy