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正文內(nèi)容

傳感器與測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-展示頁(yè)

2024-11-01 20:04本頁(yè)面
  

【正文】 記錄讀數(shù)。 8) 進(jìn)行加載,指針偏移零位,旋轉(zhuǎn)“微調(diào)”旋鈕使指針指回零位,記下此時(shí)“微調(diào)”旋鈕讀數(shù)。在“予”、“靜”反復(fù)調(diào)整幾次后,此時(shí)電橋已予調(diào)平衡。 6) 將選擇開(kāi)關(guān)旋到“予”上,調(diào)節(jié)“電阻平衡”,“電容平衡”兩電位器,使指示電表的指針指與零位。 4) 檢查微調(diào),中調(diào),粗調(diào)三個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕,是否都指在零位。 2) 調(diào)整靈敏系數(shù)盤 K,使之與應(yīng)變片的靈敏系數(shù) K 相符。 5) 焊接導(dǎo)線,并用膠帶紙固定,在常溫下,放置 24 小時(shí)后,方可使用。(一片粘在受力的位置,一片粘在不受力的位置。 2) 砂紙打磨等強(qiáng)度梁,去除污物,用酒精清洗。 電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定,就是在靜態(tài)下,通過(guò)加載 裝置對(duì)傳感器施加載荷,同時(shí)由應(yīng)變儀讀取輸出,而獲取傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)如靈敏度,非線性度,回程誤差等。 實(shí)驗(yàn)儀器與系統(tǒng)框圖: 1) YJD1 型電阻應(yīng)變儀; 2)電阻應(yīng)變式傳感器; 3)計(jì)算機(jī),測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ; 4)系統(tǒng)框圖: 實(shí)驗(yàn)原理: 新設(shè)計(jì)制造的傳感器,需要對(duì)其參數(shù)和性能進(jìn)行標(biāo)定,以便檢查是否符合設(shè)計(jì)要求。 2)學(xué)習(xí)測(cè)量裝置靜態(tài)特性的標(biāo)定方法。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟: 1) 打開(kāi)“測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ”,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)四; 2) 在典型周期信號(hào)中選擇方波,單擊 強(qiáng)度分析 ,計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 3) 同樣,可觀察其他周期信號(hào)的各統(tǒng)計(jì)參數(shù) ; 4) 在典型非周期信號(hào)中選擇窗函數(shù),單擊 強(qiáng)度分析 ,計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 5) 同樣,可觀察其他非周期信號(hào)的各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 6) 在典型隨機(jī)信號(hào)中選擇正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào),單擊 強(qiáng)度分析 ,計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 7) 同樣,可觀察其他隨機(jī)信號(hào)的各統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 實(shí)驗(yàn)儀器與系統(tǒng)框圖: 計(jì)算機(jī),測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ; 實(shí)驗(yàn)原理: 1) 主要統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)包括均值、均方值、方差,三者之間的關(guān)系:222 xxx ??? ?? 。 8 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟: 1) 打開(kāi)“測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ”,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)三; 2) 在典型周期信號(hào)中選擇方波,單擊 幅值特性分析 ,觀察其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 3) 同樣,可觀察其他周期信號(hào)的概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 4) 在典型非周期信號(hào)中選擇窗函數(shù),單擊 幅值特性分析 ,觀察其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 5) 同樣,可觀察其他非周期信號(hào)的概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 6) 在典型隨機(jī)信號(hào)中選擇正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào),單擊 幅值特性分析 ,觀察其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 7) 同樣 ,可觀察其他隨機(jī)信號(hào)的概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù)。 實(shí)驗(yàn)儀器與系統(tǒng)框圖: 計(jì)算機(jī),測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ; 實(shí)驗(yàn)原理: 1) 概率密度函數(shù)提供了信號(hào)幅值分布的信息,不同的信號(hào)有不同的概率密度函數(shù)圖形,因此可以用來(lái)識(shí)別信號(hào)的 性質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟: 1) 打開(kāi)“測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ”,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)二; 2) 在典型周期信號(hào)中選擇方波,單擊 頻譜分析 ,觀察其幅、相頻譜; 3) 同樣,可觀察其他周期信號(hào)的幅、相頻譜,注意周期信號(hào)的頻譜特 7 點(diǎn); 4) 在典型非周期信號(hào)中選擇窗 函數(shù),單擊 頻譜分析 ,觀察其幅、相頻譜; 5) 同樣,可觀察其他非周期信號(hào)的幅、相頻譜,注意非周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn); 6) 在典型隨機(jī)信號(hào)中選擇正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào),單擊 頻譜分析 ,觀察其幅、相頻譜; 7) 同樣,可觀察其他隨機(jī)信號(hào)的幅、相頻譜,注意隨機(jī)信號(hào)的頻譜特點(diǎn)。 2) 周期信號(hào),采用傅立葉級(jí)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜分析; 3) 非周期信號(hào),采用傅立葉變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜分析; 4) 隨機(jī)信號(hào),理論上應(yīng)該采用功率譜來(lái)表示其頻域描述,但針對(duì)每一個(gè)記錄樣本,均可計(jì)算其幅值譜。在頻域中每個(gè)信號(hào)都必須同時(shí)用幅頻譜、相頻譜來(lái)描述,統(tǒng)稱為頻譜。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(包括思考題): 典型信號(hào)的波 形 分解后各諧波分量的波形 合成信號(hào)的波形 分解 合成 6 1) 任選某一種典型信號(hào),推導(dǎo)其傅立葉級(jí)數(shù); 2) 畫出其原始信號(hào)波形; 3) 畫出其分解后各諧波分量的波形; 4) 分別畫出諧波分量的數(shù)目為 1, 2, 3 的合成波形,并與原信號(hào)波形進(jìn)行比較,說(shuō)明二者的區(qū)別所在,及討論為什么? ( 2)典型信號(hào)的 頻譜分析實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模? 1) 掌握信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的原理; 2) 熟悉典型周期信號(hào),如方波、三角波、鋸齒波等的幅、相頻譜; 3) 熟悉典型非周期信號(hào),如窗函數(shù)、單位脈沖函數(shù)、周期單位脈沖序列等的幅、相頻譜; 4) 熟悉典型隨機(jī)信號(hào),如正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào)等的幅、相頻譜。 3) 對(duì)于典型的周期信號(hào),如方波、三角波等,根據(jù)其傅立葉級(jí)數(shù)可確定分解與合成的過(guò)程,具體形式見(jiàn)參考 [1]。 2) 如下傅立葉級(jí)數(shù)可以看出,周期信號(hào)可看作無(wú)窮多個(gè)諧波分量的合成。 5 第一篇 基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn) 第一章 信號(hào)及其描述 ( 1)典型信號(hào)的分解與合成實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模? 1) 掌握信號(hào)分解與合成的原理; 2) 熟悉典型信號(hào),如方波、三角波、鋸齒波等的分解與合成過(guò)程 。 三、可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器: 被測(cè)機(jī)械結(jié)構(gòu) —— 懸臂梁 激振器,功放 加速度計(jì),電荷放大器 SDAS2 數(shù)據(jù)采集與分析 系統(tǒng) 四、擬定實(shí)驗(yàn)方案: 1. 合理選擇實(shí)驗(yàn)一起,搭建測(cè)試系統(tǒng); 2. 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理; 3. 寫出實(shí)驗(yàn)步驟; ( **必須經(jīng)指導(dǎo)教師答疑通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)方案,方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)) 4. 完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 因時(shí)間倉(cāng)促,水平所限,難免有錯(cuò)誤與不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正,并愿廣泛征求反饋意見(jiàn),進(jìn)一步修改完善,推出正式版本。對(duì)于不同學(xué)科,不同層次的教學(xué)任務(wù),可按大綱要求自行選擇部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 傳感器與 測(cè)試技術(shù) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 (虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用) 1 前 言 隨著傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,促使測(cè)試技術(shù)在知識(shí)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法等方面都發(fā)生了意義深遠(yuǎn)的變革與更新,并已充分體現(xiàn)在面向廿一世紀(jì)教學(xué)大綱與教材中,顯然原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備環(huán)境已遠(yuǎn)不能滿足其要求,為此我學(xué)科組應(yīng)用虛擬儀器 (VI)技術(shù),研發(fā)了 VI 實(shí)驗(yàn)平臺(tái),推出了 26 項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn),大大豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,包括基礎(chǔ)理論篇與工程應(yīng)用篇,前者主要是配合課堂教學(xué)對(duì)理論知識(shí)的演示與驗(yàn)證;后者是直接針對(duì)工程應(yīng)用 技術(shù)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),即以學(xué)生為主體,按實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖孕羞x擇測(cè)量裝置,搭建測(cè)試系統(tǒng),確定試驗(yàn)方法步驟等。 為了配合 機(jī) 械類 專業(yè) “ 傳感器與 測(cè)試技術(shù)”多學(xué)科、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,我學(xué)科組重新編制了“ 傳感器與 測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”。為了方便學(xué)生自學(xué)與復(fù)習(xí),本書按教材章節(jié)順序編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。謝謝! 2 第一篇 基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn) 第一章 信號(hào)及其描述 典型信號(hào)的合成與分解實(shí)驗(yàn) 典型信號(hào)的頻譜分析實(shí)驗(yàn) 典型信號(hào)幅值分布特性分析 典型信號(hào)的強(qiáng)度分析 第二章 測(cè)試裝置的基本特性 傳感器靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 一階系統(tǒng)頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn) 二階系統(tǒng)頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn) 一二階系統(tǒng)無(wú)失真測(cè)試條件實(shí)驗(yàn) 第三章 常用傳感器 電阻應(yīng)變式測(cè)力、拉、壓、彎、扭傳感器原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 渦流傳感器原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 1 壓電式傳感器原理及前置放大器 第四章 信號(hào)調(diào)理、處理和記錄 1 電橋在應(yīng)變測(cè)試中的應(yīng)用 1 調(diào)制與解調(diào)原理實(shí)驗(yàn) 1 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理實(shí)驗(yàn) 1 RC 調(diào)諧式濾波器的基本特性實(shí)驗(yàn) 1 倍頻程濾波器及其在噪聲測(cè)試中應(yīng)用 第五章 信號(hào)處理初步 1 頻率混疊、抗混頻濾波與采樣定理 1 窗函數(shù)與 FFT 譜的能量泄漏 1 FFT 譜的柵欄效應(yīng)與信號(hào)的整周期截取 信號(hào)的相關(guān)分析 2 信號(hào)的 FFT 功率譜分析 3 第二篇 工程測(cè)試應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 2 振動(dòng)信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1) 儀器選擇及系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2) 時(shí)域參量測(cè)試 3) 振動(dòng)信號(hào)的頻譜分析 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1) 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2) 了解 SDASⅡ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 3) 測(cè)試數(shù)據(jù)的分析處理 2 回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1) 測(cè)量原理 2) 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3) 數(shù)據(jù)采集與處理 2 噪聲測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1) 測(cè)量原理 2) 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3) 數(shù)據(jù)采集與處理 2 動(dòng)應(yīng)力綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1) 綜合應(yīng)力發(fā)生裝置 2) 貼片與接橋 3) 模擬測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4) 數(shù)字測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)要求與格式(例如) 一、實(shí)驗(yàn)名稱: 機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1. 了解計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試 —— SDAS2 數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),及其在振動(dòng)測(cè)試中的應(yīng)用; 2. 掌握快速正弦掃頻激振測(cè)試及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理; 3. 了解沖擊激振測(cè)試及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。 五、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告: 1. 寫出實(shí)驗(yàn)方案; 2. 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)分析處理,比較被測(cè)試件的實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)與理論計(jì)算參數(shù),并加以分析; 3. 談?wù)勗搶?shí)驗(yàn)的心得體會(huì)及建議。 實(shí)驗(yàn)儀器與系統(tǒng)框圖: 1) 計(jì)算機(jī),測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ; 2) 實(shí)驗(yàn)原理: 1) 信號(hào)的頻域描述,反映的是信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)和各頻率成分的幅值、相位關(guān)系。而當(dāng)周期信號(hào)已知時(shí),可確定各諧波分量的系數(shù),將其分解。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟: 1) 打開(kāi)“測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ”,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)一; 2) 在典型信號(hào)中選擇方波,單擊 分解 ,觀察分解后各諧波分量 的波形; 3) 單擊 合成 ,觀察各諧波分量合成后的信號(hào)波形; 4) 改變合成諧波分量的數(shù)目為 1,重新 合成 ,觀察合成波形的變化,并與原信號(hào)波形比較; 5) 逐步增加合成諧波分量的數(shù)目,重新 合成 ,觀察合成波形的變化,并與原信號(hào)波形比較; 6) 同樣,在典型信號(hào)中選擇其它信號(hào),重復(fù)上述操作。 實(shí)驗(yàn)儀器與系統(tǒng)框圖: 計(jì)算機(jī),測(cè)試實(shí)驗(yàn)軟件 ; 實(shí)驗(yàn)原理: 1) 信號(hào)的頻域描述,反映的是信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)和各頻率成分的幅值、相位關(guān)系。 幅頻譜:以頻率為橫坐標(biāo),以幅值為縱坐標(biāo); 相 頻譜:以頻率為橫坐標(biāo),以相位為縱坐標(biāo)。 5) 以上提到的頻譜分析,當(dāng)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí),均采用的是離散傅立葉變換 DFT。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(包括思考題): 1) 任選某一種典型周期信號(hào),畫出其頻譜(包括幅、相頻譜),并總結(jié)出周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn); 2) 任選某一種典型非周期信號(hào),畫出其頻譜(包括幅、相頻譜),并總結(jié)出非周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn); 3) 任選某一種典型隨機(jī)信號(hào),畫出其頻譜(包括幅、相頻譜),并總結(jié)出隨機(jī)信號(hào)的頻譜特點(diǎn); 4) 寫出離散傅立葉變換的公式,試編程運(yùn)行? ( 3)典型信號(hào)的幅值特性分析實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模? 1) 掌握信號(hào)進(jìn)行幅值特性分析的原理; 2) 熟悉典型周期信號(hào),如方波、三角波、鋸齒波等的幅值特性; 3) 熟悉典型非周期信號(hào),如窗函數(shù)、單位脈沖函數(shù)、周期單位脈沖序列等的幅值特性; 4) 熟悉典型隨機(jī)信號(hào),如正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào)等的幅值特性。 2) 當(dāng)該函數(shù)未知時(shí),可以用統(tǒng)計(jì)概率分布圖和直方圖來(lái)估計(jì)。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(包括思考題): 1) 任選某一種典型周期信號(hào),畫出其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 2) 任選某一種典型非周期信號(hào),畫出其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 3) 任選某一種典型隨機(jī)信號(hào),畫出其概率分布函數(shù)、概率密度函數(shù); 4) 寫出離散傅立葉變換的公式,試編程運(yùn)行? ( 4)典型信號(hào)的強(qiáng)度分析實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模? 1) 掌握信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度分析原理,計(jì)算各統(tǒng)計(jì)參數(shù),如均值、方差、均方值等; 2) 熟悉典型周期信號(hào),如方波、三角波、鋸齒波等的各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 3) 熟悉典型非周期信號(hào),如窗函數(shù)、單 位脈沖函數(shù)、周期單位脈沖序列等的各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 4) 熟悉典型隨機(jī)信號(hào),如正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào)等的各統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 9 2) 其他統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)還有很多,具體可見(jiàn)參考 [11]。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(包括思考題): 1) 任選某一種典型周期信號(hào),計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 2) 任選某一種典型非周期信號(hào),計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 3) 任選某一種典型隨機(jī)信號(hào),計(jì)算其各統(tǒng)計(jì)參數(shù); 10 第二章 測(cè)試裝置的基本特性 ( 5)傳感器靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模? 1)學(xué)習(xí) YJD1 型電阻應(yīng)變儀的使用方法。 3)掌握用分析軟件對(duì)靜態(tài)裝置靜態(tài)特性的標(biāo)定方法。另外,隨著時(shí)間和周圍環(huán)境的變化,使用中傳感器的參數(shù)也會(huì)有變化,也需要進(jìn)行定期校準(zhǔn),所以測(cè)量裝置的標(biāo)定,是
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