【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 jM????????????????????????????222)()(][)(])[()(][)(])([顯然傳遞函數(shù)一般為復(fù)數(shù) 常用系統(tǒng)分析方法 其他系統(tǒng)分析方法 除了上述兩種系統(tǒng)分析方法以外，還有拉氏變換， Z變換等系統(tǒng)分析方法。由于篇幅原因這里不再介紹，請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn)。 、 。 作業(yè)：求解圖 的傳遞函數(shù) xyH ?2)(?xyH ?1)(?第二章 信號(hào)檢測(cè)和傳感技術(shù) 信號(hào)檢測(cè) ：將各種機(jī)械量或其它物理量 (例如振動(dòng)加速度、速度、位移、 壓力和溫度等 )通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化為電量，經(jīng)放大、 濾波等前處理變成可以進(jìn)行分析的模擬或數(shù)字電信號(hào)的過(guò)程。 目的 ：供各種儀器進(jìn)行信號(hào)處理分析，找出信號(hào)的特征。 測(cè)試系統(tǒng)就是用來(lái)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)的，即可以理解為單有一個(gè)裝置組成的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，也可以理解為有多個(gè)裝置組成的復(fù)雜系統(tǒng)。如由傳感器、二次儀表和記錄儀組成的測(cè)試系統(tǒng)。 ?測(cè)試系統(tǒng)的組成 ?測(cè)試裝置的靜態(tài)特性 ?測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性 ?動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)不失真的條件 ?常用振動(dòng)傳感器和二次儀表 ?傳感器的選用原則 ?記錄分析裝置 第二章 檢測(cè)和傳感技術(shù) 測(cè)試系統(tǒng)的組成 典型的測(cè)試裝置常由 試驗(yàn)裝置、 測(cè)量裝置 、數(shù)據(jù)處理裝置三部分組成 :使被測(cè)對(duì)象處于人們預(yù)期狀態(tài)的裝置， 其目的在于充分暴露測(cè)試對(duì)象的內(nèi)在聯(lián)系以便進(jìn)行有效測(cè)量。 :是用以將被測(cè)的各種機(jī)械量或其它物理量變換成觀察者直接感覺(jué)到的測(cè)量信號(hào)的各種測(cè)量?jī)x器和輔助裝置的總稱。一般是將各種機(jī)械量和物理量轉(zhuǎn)化為電量，并經(jīng)放大，濾波等處理后轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)行處理。 :測(cè)試裝置的延續(xù)部分，對(duì)測(cè)試裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以提供所需的更加明確的數(shù)據(jù)和資料。 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生有限帶寬的隨機(jī)信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大，輸入電動(dòng)激振器，轉(zhuǎn)化為激振力作用于汽車的車身和車架。激振力信號(hào)由力傳感器拾取，車身和車架上各點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)由壓電式加速度傳感器拾取，經(jīng)電荷放大器轉(zhuǎn)換放大為電壓信號(hào)記錄在磁帶機(jī)上，然后送入到 HP5423A結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析儀或 DAS動(dòng)態(tài)信號(hào)分析與故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，分析結(jié)果由繪圖儀或打印機(jī)輸出。 測(cè)試系統(tǒng)的組成 車車 身架 激振器 電荷放 大器 電荷放 大器 功率放大器 隨機(jī)信號(hào) 發(fā)生器 磁 帶 記 錄 儀 接 口 DAS 模態(tài) 分析 系統(tǒng) 打印機(jī) 加速度計(jì) 力傳感器 穩(wěn)態(tài)激振模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試裝置框圖 測(cè)量裝置各部分的主要用途： 傳感器：將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，如電壓、電流、電荷或磁通量等。 二次儀表：必要的變換，放大、傳輸、運(yùn)算、分析等。 指示器或記錄儀：指示或記錄信號(hào)。 圖中的測(cè)試部分的力傳感器和壓電式加速度傳感器就是將振動(dòng)力和加速度轉(zhuǎn)換為電荷量，電荷放大器將電荷量轉(zhuǎn)換放大為電壓信號(hào)，磁帶機(jī)將電壓信號(hào)以模擬信號(hào)的方式記錄 。 測(cè)試系統(tǒng)的組成 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性 ? 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性：主要以 靈敏度 、 非線性度和回程誤差 為表征 。 既可以是傳感器本身的 ，也可是測(cè)試裝置作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮 ， 這樣的系統(tǒng)誤差較小 。 (1)靈敏度 ：特性曲線的斜率 xys???B A x?y?x輸入 y輸出 位移 ，電壓 2V變化，這時(shí) S=2/=200V/mm 裝置靈敏度越高 ，測(cè)量范圍越窄，穩(wěn)定性越差 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性 B A x?y? x輸入 y輸出 定標(biāo)曲線與擬合直線的最大偏差 B與 A的比值： 非線性度 = %100?AB（ 2） 非線性度 ：裝置的輸出 、 輸入間是否能象理想裝置那樣保持常值比例關(guān)系的一種度量 。 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性 （ 3） 回程誤差 （滯后或變差）： 輸入量由小變大 輸入量由大變小 同一輸入對(duì)應(yīng)兩個(gè)輸出，其間的最大差值為回程誤差 。 x maxh%100m a x ?Ah為回程誤差 y 測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性 數(shù)字信號(hào)處理一般需要對(duì)測(cè)試的信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析 ， 測(cè)試裝置除了靜態(tài)特性之外 ，還要考慮動(dòng)態(tài)特性 。 動(dòng)態(tài)特性： * 傳遞函數(shù)（頻率響應(yīng)函數(shù)） * 瞬態(tài)響應(yīng)特性 測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性 ? 傳遞函數(shù) (穩(wěn)態(tài) )： 指各種頻率成分下的輸入與輸出的幅值比和相位差 ， 理想的傳遞特性是感興趣的頻率范圍內(nèi)幅值比為 1， 無(wú)相位差或相位差線性變化 。 測(cè)量系統(tǒng)的傳遞特性如圖 ： 1 f H(f) f )(f?測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性 ：如果要測(cè)量爆炸等過(guò)程非常暫短的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)過(guò)程 ， 由于測(cè)量時(shí)間很短 ， 就要非常注意測(cè)量系統(tǒng)的瞬態(tài)特性 。 瞬態(tài)特性一般以反應(yīng)時(shí)間 (tr)、 峰值時(shí)間 (tp)、 穩(wěn)定時(shí)間 (ts)和超調(diào)量來(lái)度量 (見(jiàn)圖 ） t x(t) 允許誤差 或 pt strt?反應(yīng)時(shí)間 峰值時(shí)間 穩(wěn)定時(shí)間 超調(diào)量 rt ptst % ??動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)不失真的條件 在測(cè)量的頻率段范圍內(nèi)幅值成線性比例關(guān)系，相位差為常數(shù)或隨頻率線性變化。 0 0 0( ) s in ( 2 )x t A f t????檢測(cè)后的動(dòng)態(tài)信號(hào)為： 設(shè)真實(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)為： 1 0 0 0 2? ( ) s i n [ 2 ( ) ]x t k A f t k??? ? ?其中 為常數(shù)， 為常數(shù)或隨頻率線性變化 （ 為常數(shù) ) 1k 2k23k k f? 3k 動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)不失真的條件包含了三個(gè)要素： 頻率段范圍，幅值成線性比例關(guān)系和相位差為常數(shù)或隨頻率線性變化 。 動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)不失真的條件 常用振動(dòng)傳感器和二次儀表 ?電渦流式相對(duì)位移測(cè)量傳感器 ?壓電式振動(dòng)加速度測(cè)量傳感器及其二次儀表 ?磁電式速度傳感器 常用的振動(dòng)傳感器及二次儀表 常用振動(dòng)傳感器 電渦流傳感器由于是非接觸測(cè)量，頻率響應(yīng)范圍寬，靈敏度高，測(cè)量范圍大，抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，廣泛使用于汽輪發(fā)電機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)組、化工設(shè)備等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械滑動(dòng)軸承振動(dòng)位移的測(cè)量，在國(guó)內(nèi)外受到廣泛重視和應(yīng)用。 電渦流傳感器的工作原理是基于電渦流效應(yīng) 。 把一塊導(dǎo)磁導(dǎo)電的金屬板放置在線圈附近 ， 當(dāng)線圈通過(guò)交變電流 I1時(shí) ， 產(chǎn)生磁埸 ， 磁通量為 φ 1。 此交變磁通通過(guò)鄰近的金屬板時(shí) ， 產(chǎn)生閉合的電渦流 I2， 此電渦流也將產(chǎn)生交變磁通 φ 2， 其方向與 φ 1相反 ， 抵消部分主磁通 ，從而使激磁線圈的等效阻抗 、 等效電感和等效阻抗發(fā)生變化 ， 變化程度與距離 δ 在一定范圍內(nèi)近似線性關(guān)系 。 常用振動(dòng)傳感器 常用阻抗變換器為其二次儀器 ， 將信號(hào)進(jìn)一步放大 ， 頻響范圍相當(dāng)寬 ， 達(dá) 010KHz。 下 圖是典型的電渦流傳感器的靈敏度校驗(yàn)曲線 。 常用振動(dòng)傳感器 壓電式傳感器的突出特點(diǎn)是靈敏度高 ， 自振頻率高 ， 具有很好的高頻響應(yīng)特性 ， 體積小 ， 重量輕 ， 因此廣泛的用于測(cè)量力 、 壓力 、 加速度等 某些物質(zhì) ， 如石英 、 鈦酸鋇等 ， 當(dāng)受到外力作用下 ， 不僅發(fā)生變形 ，