文档介绍：多孑矣佥乂事
XIAN JIAOTONG UNIVERSITY
机械工程
实验报告
机械工程测试技术
姓名：***
班级：机自**
学号：2010***
西安交通大学机械基础实验教学中心
实验一信号分析与测量装置特性仿信号分析:
I® 2-1. vi
IB®
五、 实验总结
周期信号的频谱特性有：
1） 离散性，各谐波在频率上取离散值；
2） 谐波性，各频率成分的频率划分为有理数；
3） 收敛性，各谐波分量随频率增加，其总趋势是衰减的；
4） 各频率分量的谱线高度与对应的频副成正比。
对称性对周期信号的频谱的影响有：
若信号具有对称性，则其傅里叶级数展开项中奇数项或偶数项为Oo
非周期信号的频谱特性有：非周期信号的频谱为连续谱，非周期信号的 频谱分析是通过傅里叶变换实现的。
六、 实验体会
本次试验之后我更加深刻地理解了周期信号与简谐信号之间的相互转换的 关系，加深理解了几种典型周期信号的频谱特性以及非周期信号的频谱特点。总 之，通过本次试验我复习了前面学习的理论知识，并且加深了理解。
2、测试装置动态特性仿真实验
一、实验目的
1、 加深对一阶测量装置和二阶测量装置的幅频特性与相频特性的理解;
2、 加深理解时间常数变化对一阶系统动态特性影响；
3、 加深理解频率比和阻尼比变化对二阶系统动态特性影响；
4、 使学生了解允许的测量误差与最优阻尼比的关系。
二、实验原理
一阶测量装置动态特性
一阶测量装置是它的输入和输出关系可用一阶微分方程描述。一阶测量装置的频率响应函数
为：
1 1 CDT
式中：Ss为测量装置的静态灵敏度；C为测量装置的时间常数。
一阶测量装置的幅频特性和相频特性分别为：
A(co) = v
)1 + (饥)2
1
= arctan cot
可知，在规定Ss=l的条件下，A (co)就是测量装置的动态灵敏度。
当给定一个一阶测量装置，若时间常数C确定，如果规定一个允许的幅值误差£, 则允许测量的信号最高频率COH也相应地确定。
为了恰当的选择一阶测量装置，必须首先对被测信号的幅值变化范围和频率成分
有个初步了解。有根据地选择测量装置的时间常数T,以保证A (co) >1-E能够满足。
2、二阶测量装置动态特性
二阶测量装置的幅频特性与相频特性如下：
幅频特性 A(co) = 1/J(1 ("°)2)2 酒("o)2
相频特性(p{yv) = arctg(2^(a>/co 0)/(\ (co/co0)2)2
A(3)是&和3/气的函数，即具有不同的阻尼比&的测试装置当输入信 号频率相同时，应具有不同的幅值响应，反之，当不同的频率的简谐信号送入同 一测试装置时它们的幅值响应也不相同，同理具有不同的阻尼比E的测试装置当 输入信号频率相同时，应有不同的相位差。
.当 3=0 时，A ( 3 ) =1； (2),当 3-8, a ( 3 ) =0； (3),当 & 时随 着输入信号频率的加大，a(3)单调的下降，& <(3)的特性曲 线上出现峰值点；(4)如果& =0,如)=1/而 67^77=1/(1 @/%
)2),显 然，其峰值点出现在3 =气处。其值为“8”，当&从0向0. 707变化过程中随 着的加大其峰值点逐渐左移，并不断减小。
对以上二阶环节的幅频特性的结论论证如下：
.当 3=0 时 A(3)=l
,当 3—8 时,A ( 3) =0
.要想得到A ( 3)的峰值就要使
A(a>) = 1 /-^(1 (co /co0)2)2 4^2(a> /co0)2
中的 7(1 ―/tt»o)2)2―4<f2(co/ai0)2 取最小值。令:t= (口/为0)2
/(O = (1 7)2+40
对其求导可得t=l-2广时,f (t)=((w/(w0)2 >0,所以1-2^2 >0,广必须小于1/2时,f (t)才有最小值，即& >扼/2时，A( 3)不出现峰值点； 当<V2/2时/'⑺二心？ 4b,f(t)对&求导得8<(1 2§),可以看出f(t):
5属于［0 , V2/2 ］时单调递增，于是得A( 3 )的峰值点A为 1/77(0 =1/^4?一 ；在 &属于［0，Vi/2］递减。
.当& =0 时 A=8, t=(<y/秋,)2, o/(w0 = l,即& =0 时 A(3)的峰值为8,且必 出现在w/(w0 = l时，当& =很/2时,t=0—3=0, A(3)=，在&属 于［0,扼/2