工程测试技术试验.PPT

工程测试技术实验 主 讲 人：黄弢、王峻峰 一、测试技术的基本概念 测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。 测试定义： 是具有 试验 性质的 测量。 工程测试实验主要内容是了解传感器，理解计算机A/D采样，熟悉常用信号处理方法，（包括时域、频域两方面） 测试信号数字化处理的基本步骤 二、A/D转换 单端输入以一个共同接地点为参考点。这种方式适用于输入信号为高电平（大于一伏），信号源与采集端之间的距离较短（小于15英尺），并且所有输入信号有一个公共接地端。 如果不能满足上述条件，则需要使用差分输入。差分输入方式下，每个输入可以有不同的接地参考点。并且，由于消除了共模噪声的误差，所以差分输入的精度较高。 分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高，输入信号的细分程度就越高，能够识别的信号变化量就越小。 下图表示的是一个正弦波信号，以及用三位模/数转换所获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。 显然，此时数字信号不能很好地表示原始信号，因为分辩率不够高，许多变化在模/数转换过程中丢失了。然而，如果把分辩率增加为16位，模/数转换的细分数值就可以从8增加到216即65536，它就可以相当准确地表示原始信号。 增益表示输入信号被处理前放大或缩小的倍数。给信号设置一个增益值，你就可以实际减小信号的输入范围，使模数转换能尽量地细分输入信号。例如，当使用一个3位模数转换，输入信号范围为0到10伏， 上面的图显示了给信号设置增益值的效果。当增益=1时，模/数转换只能在5伏范围内细分成4份，而当增益=2时，就可以细分成8份，精度大大地提高了。但是必须注意，此时实际允许的输入信号范围为0到5伏。一但超过5伏，当乘以增益2以后，输入到模/数转换的数值就会大于允许值10伏。 A/D应用：数字信号发生器设计 三、信号的频域分析 Matlab正弦波频谱分析 取DRVI数据 送DRVI数据 考试内容 实验一~三不要求交实验报告，要求 用MatLab完成各种信号的产生、合成或分解 用MatLab进行各种信号频谱分析或相关分析 机械学院机制专业要求完成实验界面设计。其他学院及专业要求会使用MatLab命令完成。将代码和注释写在实验报告上。 其他实验要求交实验报告。每人一份，手写。 虚拟仪器是在计算机上显示传统仪器面板，它将硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算 机程序完成，这种硬件功能软件化是虚拟仪器的一大特征。 五 虚拟仪器 1.定义 2.虚拟仪器的组成 PXI VXI GPIB DAQ IMAQ Motion 硬件板卡 软件 程序解决方案 软件驱动模块 LabView（图形化编程） DRVI可重构虚拟仪器实验平台 Matlab控制DRVI chan=ddeinit(DRVIMATLAB,System); ddeterm(chan); ddepoke(chan,SetLine,line,value); value=ddereq(chan,GetLine,line) ddepoke(chan,SetArray,line,dt,len,array) data=ddereq(chan,GetArray,line,len); 为实现与Matlab联用，DRVI中提供了一个DDE服务器功能，在Matlab中可以用DDE客户方式与DRVI交换数据和命令。 chan=ddeinit(DRVIMATLAB,System); ddepoke(chan,SetLine,1,100); a=ddereq(chan,GetArray,101,1024); ddeterm(chan); d=0:length(a)-1; plot(d,a); 控制DRVI产生100Hz正弦波，并取回数据 t=0:0.0002:0.1; ft=800*sin(2*3.14*100*t); d=0:length(ft)-1; plot(d,ft); chan=ddeinit(DRVIMATLAB,System); ddepoke(chan, SetArray,101,0.0002,500,ft) ddeterm(chan); 用Matlab产生100Hz正弦波，送DRVI显示 * Measurement Test 对未知事物的探索性认识过程(Process)，是一个动态过程而非静止 为确定被测对象量值(Value)而进行的实验过程 一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。 物理信号 对象 传感器 电信号 放大调制 电信号 A/D 转换 数字信号 计算机 D/A转换 电信号 控制 物理信号 采样――利用采样脉冲序列，从信号中抽取一