测试技术与信号处理课件.pptx

0、緒論; 一般說來，測試系統由感測器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。;二、課程內容： ;三、 測試技術的工程應用 ;1、工業自動化中的應用 ;b) AGV自動送貨車 ;c) 生產加工過程監測 ;2、流程工業設備運行狀態監控;3、產品品質測量 ;4、樓宇控制與安全防護;5、家庭與辦公自動化;6、其他應用;四、測試技術的發展趨勢;b)感測器+嵌入式電腦 ? 智能感測器 ;2、測量信號處理方面 ;3主要感測器和測試儀器生產廠商;3）測量分析儀器 ;五、參考資料;§2測試的基礎知識;二、測量基準: 保存和複現計量單位的計量器具，分國家基準、副基準、工作基準三級。 三、測量方法： 直接測量（直接和間接比較，等精度和不等精度測量），間接測量，組合測量。 四、測量誤差 1.絕對誤差：δ＝x－Q（x－測量值，Q－真值） 2.相對誤差： 3.引用誤差：rn＝δ/Ym*100% （Ym－－引用值，一般為儀器量程或標稱範圍最大值 ） 4.分貝誤差：20lg（x/Q）;差表達舉例：P9/例1、2、3 誤差的分類：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差 五、測量結果的表達(樣本平均值±不確定度) 1.樣本算術平均值： 2.標準偏差估計值： 3.置信概率： 4.不確定度： 5.測量結果表達： ;§2測試的基礎知識;第一章、信號及描述;; 為深入瞭解信號的物理實質，將其進行分類研究是非常必要的，從不同角度觀察信號，可分為： ;4 從連續性;1 確定性信號與非確定性信號;週期信號：經過一定時間可以重複出現的信號 x ( t )　 =　 x ( t + nT );b) 非週期信號：再不會重複出現的信號。 ;c)非確定性信號：不能用數學式描述，其幅值、相位變化不可預知，所描述物理現象是一種隨機過程。 ;2 能量信號與功率信號 ;b)功率信號 在所分析的區間（-∞，∞），能量不是有限值．此時，研究信號的平均功率更為合適。 ;3 時限與頻限信號 ;4 連續時間信號與離散時間信號 ;5 物理可實現信號與物理不可實現信號;b) 物理不可實現信號：在事件發生前(t0)就 已知信號。;信號時域和頻域描述方法 ;實際信號的形式常常是比較複雜的。因此常常將複雜的信號分解成某些特定類型（???於實現和分析 ）的基本信號之和 ，如正弦信號、複指數型信號、階躍信號、沖激信號等等 。 信號的頻域描述即是將一個時域信號變換為一個頻域信號，將該信號分解成一系列基本信號的頻域表達形式之和，從頻率分佈的角度出發研究信號的結構及各種頻率成分的幅值和相位關係。－－幅頻譜、相頻譜。 例：P21：方波的幅頻和相頻譜 ;;§2 週期信號與離散頻譜;二、傅裏葉級數的複指數函數展開式;;三、週期信號的強度表述;;§3 非週期信號與頻譜;或; 與週期信號相似，非週期信號也可以分解為許多不同頻率分量的諧波和，所不同的是，由於非週期信號的週期T?∞，基頻f?df，它包含了從零到無窮大的所有頻率分量，各頻率分量的幅值為X(f)df，這是無窮小量，所以頻譜不能再用幅值表示，而必須用幅值密度函數描述。;信號的頻域分析 ;§4 隨機信號平穩隨機（各態歷經）信號非平穩隨機信號（統計特徵參數隨t變化）;第二章、測試裝置的基本特性 §1 概述 測試裝置的基本特性 靜態特性、動態特性、負載特性、抗干擾性;§2 測試系統靜態回應特性 ; 靜態測量時，測試裝置表現出的回應特性稱為靜態回應特性。;b)非線性度 標定曲線與擬合直線的偏離程度就是非線性度。 非線性度=B/A×100%;c)回程誤差 　 測試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測試過程中，對於同一個輸入量所得到的兩個數值不同的輸出量之間差值最大者為hmax，則定義回程誤差為: (hmax/A)×100%;d) 靜態回應特性的其他描述;測量範圍：是指測試裝置能正常測量最小輸入量和最大輸入量之間的範圍。;案例：物料配重自動測量系統的靜態參數測量 ; 無論複雜度如何，把測量裝置作為一個系統來看待。問題簡化為處理輸入量x(t)、系統傳輸特性h(t)和輸出y(t)三者之間的關係。;一、測試系統基本要求 ;二、測試系統的動態特性分析基礎; 系統輸入x(t)和輸出y(t)間的關係可以用常係數線性微分方程來描述： ;２.線性系統性質：;c)微分性 　系統對原輸入信號的微分等於原輸出信號的微分，即 　　若　　　　　　 x(t) → y