机械测试工程总复习.docVIP

测量是获得被测对象属性量值进行的所有操作 测试是测量和试验的综合，目的是获得有用的信息 测试技术研究的内容是提取与处理的理论、技术和系统 信息是事物存在的方式或者运动状态，以及这种方式或者状态的直接间接地表述 信号是信息的载体 传感器完成非电信号向电信号的转换 信号的调理是把信号转换为更易于传输和处理的形式 信号处理的主要目的是：消除信号的多余部分；滤除噪声和干扰，提高信噪比；转换为更直观和易于接受的形式确定其特征参数 信号处理各环节必须遵循的基本原则 1、各环节输入输出之间必须一一对应； 2、尽量不失真； 3、尽可能减少和消除各种干扰。 确定性信号是可以用明确的数学关系式或者图标、图像来描述，能够精确确定其任意时刻的量值。 随机信号是不能用确定的数学关系式表达，不能预测未来任何时刻的精确值，但其值的变化服从统计规律。因此，可以通过数理统计、概率论的方法进行描述。 连续信号是在连续的时间范围内有定义的信号，其幅值并不一定是连续的。 离散信号是在一些离散的瞬间才有定义的信号。 模拟信号是指时间和幅值均为连续的信号 数字信号是指幅值为离散了的量化了的离散信号。 离散信号通常是对连续信号等距采样的结果 能量有限的信号是能量信号 能量无限功率有限的信号是功率信号 随机信号分为平稳信号和非平稳信号。非平稳信号又分为各态历经信号和非各态历经信号 各态历经信号是指在任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程集合平均统计特征 非各态历经是指某一单个样本函数的时间平均统计特征不等于该过程集合平均统计特征。 平稳信号是概率密度函数不随时间而变化的随机信号是严平稳信号，两阶一下阶次不随时间而变化的随机信号是宽平稳。 非平稳是统计特征参数随时间变化的随机信号。 时域描述形象直观，但不能揭示信号的内在结构 用频域描述信号的理由： 频率f 是一个善于表征物质特性的特征参数； 波在物质中的传播特性同其频率密切相关； 采用频域描述的表达式更为简洁； Fourier变换是求解微分/偏微分方程强大的工具。 频率描述的优点是揭示了信号的内在的频率组成一级幅值和相角的大小，描述更加简练、深刻、方便。 信号时域与频域描述的关系 1、时域描述与频域描述是等价的，可以相互转换，两者蕴涵的信息完全相同； 2、时域描述与频域描述各有用武之地，不能单纯地说哪一个更好； 3、将信号从时域转换到频域称为频谱分析，属于信号的变换域分析； 4、采用频谱图描述信号，需要同时给出幅值谱和相位谱。 准周期信号中各简谐成分为无理数具有离散频谱 周期信号频谱的特点 周期信号的频谱是离散谱（离散性）； 2、每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数（谐波性）。 3、一般周期信号展开成傅氏级数后，在频域上是无限的，但从总体上看，工程上常见的周期信号，其谐波幅值随谐波次数的增高而减小。因此，在频谱分析中没有必要取次数过高的谐波分量。（衰减性） 对于实信号，频谱是偶函数，相谱是奇函数。 （1）频谱反映信号的频率构成成分。对于周期信号，傅里叶级数的系数组成了离散频谱，其幅值是各次谐波的振幅。 （2）而对于非周期信号，其幅值频谱是连续的，幅值谱实际上是幅值谱密度（振幅/频率），所以非周期信号的频谱应该称为谱密度函数；相应的非周期信号的频谱图实际上应该称为谱密度图。 非周期信号频谱的特点 1、基频无限小，包含了从 0??的所有频率分量 2、频谱连续。 3、当非周期信号为时限信号，可y延拓成一周期信号（T ? 2t0），使连续谱离散化，所得离散谱的包络线与连续谱的形状相同； 在时域中信号沿时间轴平移一个常值时，频谱函数将乘因子，即只改变相频谱，不会改变幅频谱。 δ函数的频谱特点：有无限宽广的频谱，在所有频段上是等强度的。 T?2t0是满足采样定理的要求 |X(?)|与|cn|量纲不同。|cn|具有与原信号幅值相同的量纲，|X(?)|是单位频宽上的幅值 非周期信号频域描述的基础（数学工具）是傅里叶变换。 周期信号频域和时域 ①时域周期单位脉冲序列的频谱也是周期脉冲序列； ②时域周期为Ts ，则频域周期为1/Ts ； ③时域脉冲强度为1，频域中的脉冲强度为为1/Ts。 样本函数：按时间历程所作的各次长时间观测记录； 样本记录：按时间历程所作的各次有限时间观测记录 随机过程（信号）：在相同试验条件下，随机现象可能产生的全体样本函数的集合（总体）。 集合平均：将集合中所有样本函数对某一时刻观测值取平均； 时间平均：按单个样本函数的时间历程进行平均 平稳与非平稳随机过程：平稳随机过程指其统计特性不随时间而变化，或者说，不随时间坐标原点的选取而变化。否则，则为非平稳随机过程。 各态历经：若平稳随机过程任一样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则称该随机过程是各态历经的（遍历性）。