《机械工程测试技术》课程教学资源（技术问答）17、误差分析与数据处理_动态测试数据处理的步骤是什么

动态测试数据处理的步骤是什么？答：动态测量数据是指随时间变化的测量数据。试验数据是以时间为自变量，通常为连续函数x(t)。数据分析的项目与步骤大体包括：数据准备、数据检验以及数据分析等工作。1）数据准备为了使数据适用于分析处理，首先要进行数据预处理，其目的是检测和剔除在测量过程中由于严重的噪声、信号丢失等原因造成的异常数据。这项工作可通过人工直观检查进行，也可用专门仪器来完成。如用计算机处理，可编制专门的剔除异常数据的程序。采用模拟处理法分析时，经数据预处理后，还要进行数据标定，即将电压信号换算成被测量的工程单位。而采用数字处理法分析时，在数据预处理后，还要进行波形采样，数据标定，均值零化以及消除趋势项等工作。在动态测量数据处理中，有时还需要进行滤波处理工作，使信号在分析之前滤去干扰噪声。2）数据检验数据检验首先是判断试验数据是确定性的还是随机性的。判断试验数据是否为确定性的一种最有效的方法是频谱分析。若某一时间历程的频谱是离散的，那么它一定是确定性的试验数据，若频谱是连续的，并且多次重复测量能得到相同的结果，则它是确定性的瞬变数据，否则为随机性的试验数据。对于随机性数据，一般要对试验数据进行平稳性、周期性和正态性的检验：因为这三个特性对随机性数据的分析结果的解释有很大影响。(1)平稳性检验工程上所指的平稳过程是：把一个样本分成若干段，每段各自按时间平均的统计特征彼此都一样的随机过程。判断随机性数据是否平稳，最简单的方法是根据产生此数据的现象和物理特性，结合时间历程的图形作出分析。如果产生此数据的基本物理因素不随时间变化，就可以认为数据是平稳的，反之，数据是非平稳的。采用这种直观分析方法进行平稳性检验，需要一定的实践经验。在不能作出直观判断时，可以运用统计检验原理一一轮次（游程检验法进行。这种分析方法的基本思想是；把一个时间历程记录分成相等的m段，计算每一段的均值、方差和自相关函数，然后根据轮次检验法判断是否存在潜含非平稳的趋势.如果没有非平稳的趋势存在，则数据是平稳的。(2)周期性检验：周期性检验主要是判断数据中是否含有周期分量。最有效的方法是通过数据分析，再根据样本的概率密度函数、自相关函数和自功率谱图形来判断，(3)正态性检验：正态性检验的办法是利用计算机进行概率密度函数处理，然后与正态分布密度函数比较作出判断。也可用X检验法进行处理分析。3）数据分析试验数据的类型不同，分析方法也不同。对于确定性数据，可以寻求数学函数式或经验公式来表达。而对随机性数据，一般从以下三个方面进行描述（1）时间域描述一一自相关函敷、互相关函数：（2）幅值城描述一一均值、均方值、方差以及概率密度函数等；（3）频率域描述一一自功率谱密度函数、互功率谱密度函数等

动态测试数据处理的步骤是什么？ 答：动态测量数据是指随时间变化的测量数据。试验数据是以时间为自变量，通常为连续函 数 x(t)。数据分析的项目与步骤大体包括：数据准备、数据检验以及数据分析等工作。 1）数据准备 为了使数据适用于分析处理，首先要进行数据预处理，其目的是检测和剔除在测量过程 中由于严重的噪声、信号丢失等原因造成的异常数据。这项工作可通过人工直观检查进行， 也可用专门仪器来完成。如用计算机处理，可编制专门的剔除异常数据的程序。 采用模拟处理法分析时，经数据预处理后，还要进行数据标定，即将电压信号换算成被 测量的工程单位。而采用数字处理法分析时，在数据预处理后，还要进行波形采样，数据标 定，均值零化以及消除趋势项等工作。 在动态测量数据处理中，有时还需要进行滤波处理工作，使信号在分析之前滤去干扰噪 声。 2）数据检验 数据检验首先是判断试验数据是确定性的还是随机性的。判断试验数据是否为确定性的 一种最有效的方法是频谱分析。若某一时间历程的频谱是离散的，那么它一定是确定性的试 验数据，若频谱是连续的，并且多次重复测量能得到相同的结果，则它是确定性的瞬变数据， 否则为随机性的试验数据。 对于随机性数据，一般要对试验数据进行平稳性、周期性和正态性的检验．因为这三个 特性对随机性数据的分析结果的解释有很大影响。 (1)平稳性检验 工程上所指的平稳过程是：把一个样本分成若干段，每段各自按时间 平均的统计特征彼此都一样的随机过程。 判断随机性数据是否平稳，最简单的方法是根据产生此数据的现象和物理特性，结合 时间历程的图形作出分析。如果产生此数据的基本物理因素不随时间变化，就可以认为数据 是平稳的，反之，数据是非平稳的。采用这种直观分析方法进行平稳性检验，需要一定的实 践经验。在不能作出直观判断时，可以运用统计检验原理——轮次(游程)检验法进行。这种 分析方法的基本思想是；把—个时间历程记录分成相等的 m 段，计算每一段的均值、方差 和自相关函数，然后根据轮次检验法判断是否存在潜含非平稳的趋势．如果没有非平稳的趋 势存在，则数据是平稳的。 (2)周期性检验：周期性检验主要是判断数据中是否含有周期分量。最有效的方法是 通过数据分析，再根据样本的概率密度函数、自相关函数和自功率谱图形来判断。 (3)正态性检验：正态性检验的办法是利用计算机进行概率密度函数处理，然后与正 态分布密度函数比较作出判断。也可用 X 2 检验法进行处理分析。 3）数据分析 试验数据的类型不同，分析方法也不同。对于确定性数据，可以寻求数学函数式或经验 公式来表达。而对随机性数据，一般从以下三个方面进行描述： （1）时间域描述——自相关函敷、互相关函数； （2）幅值城描述——均值、均方值、方差以及概率密度函数等； （3）频率域描述——自功率谱密度函数、互功率谱密度函数等