北京信息科技大学：《测试技术与实验方法》课程教学资源（课件讲稿）实验教学课件讲义（共十一章）

测试技术与实验方法 北京机械工业学院

第一章绪论 第一节测试、信息和信号的概念 测试(Measurement and Test 具有试验性质的测量。 信息(Information) 般可理解为消息、情报或知识。比如： 各种媒体传播的消息、军事情报、书本上的各种 知识等。 信号(Signal) 传输信息的载体，信息蕴涵于信号之中

第一节 测试、信息和信号的概念 测试(Measurement and Test) ——具有试验性质的测量。 第一章 绪论 信息(Information) ——一般可理解为消息、情报或知识。比如： 各种媒体传播的消息、军事情报、书本上的各种 知识等。 信号(Signal) ——传输信息的载体，信息蕴涵于信号之中

第一章绪论 第二节测试技术及信号分析的基本内容 1.工程测试及信号处理一指从传感器等敏感元 件获得初始信息，再用一定设备手段进行分析 处理的过程。包括了信号的的获取、传输、转 换、处理、分析、显示及应用等过程。 大注意：信号通常可以分为电信号和非电信号 比如：力、位移、加速度温度等属于非电信号， 而电压、电流、电荷、数字信号即为电信号。 测试中通常将非电信号转换为电信号，目的是： ①有利于远距离传输；②有利于记录存贮；

1.工程测试及信号处理——指从传感器等敏感元 件获得初始信息，再用一定设备手段进行分析 处理的过程。包括了信号的的获取、传输、转 换、处理、分析、显示及应用等过程。 第一章 绪论 ★注意： 信号通常可以分为电信号和非电信号， 比如：力、位移、加速度温度等属于非电信号， 而电压、电流、电荷、数字信号即为电信号。 测试中通常将非电信号转换为电信号，目的是： ①有利于远距离传输； ②有利于记录存贮； 第二节 测试技术及信号分析的基本内容

第一章绪论 ③有利于动态测量：④有利于数据处理和分析 大往往测试信号中包含了有用信号和干扰信号 但有用信号和干扰信号是相对而言的。 大“信号处理”与”信号分析”的区别： ①通常把研究信号的构成和特征值称为信号分析， 它对信号本身的信息结构没有影响。 ②把信号经过必要的加工变换，以便获得有用 信息的过程称为信号处理。通常可能改变信号本 身的信息结构

第一章 绪论 ③有利于动态测量；④有利于数据处理和分析 ★ 往往测试信号中包含了有用信号和干扰信号 但有用信号和干扰信号是相对而言的。 ★ “信号处理”与“信号分析”的区别： ①通常把研究信号的构成和特征值称为信号分析， 它对信号本身的信息结构没有影响。 ②把信号经过必要的加工变换，以便获得有用 信息的过程称为信号处理。通常可能改变信号本 身的信息结构

第一章绪论 2,测试技术及信号处理的内容和过程： 噪声（干扰信号） 噪声 噪声 信息源 转换及 传感器 记录 分析 结论 传输 存贮 处理 输出

２. 测试技术及信号处理的内容和过程： 信 息 源 传感器 转换及 传输 结论 输出 分析 处理 记录 存贮 噪声（干扰信号） 噪声 噪声 第一章 绪论

第一章绪论 3.信号分析的经典方法： 有时域分析法和频域分析法 ①时域分析（波形分析)是信号幅值随时 间变化的图形或表达式分析。 ②频域分析：把信号的幅值、相位或能 量变换为频率表示的函数。进而分析信号的 频率特性。如幅值谱、相位谱、功率谱等

３.信号分析的经典方法： 有时域分析法和频域分析法 ①时域分析（波形分析）是信号幅值随时 间变化的图形或表达式分析。 ②频域分析：把信号的幅值、相位或能 量变换为频率表示的函数。进而分析信号的 频率特性。如幅值谱、相位谱、功率谱等。 第一章 绪论

第一章绪论 第三节测试技术及信号分析的发展概况 大测试技术与信号分析中的两个核心技术是： 传感器技术和信号分析技术 1传感器技术发展概况： 早期的传感器包括： ①利用物理学定律所构成的“结构型”传感器 利用结构的变化反映待测量的变化。 ②利用物质特性构成的“物性型”传感器 利用物性的变化反映待测量的变化

第三节 测试技术及信号分析的发展概况 ★ 测试技术与信号分析中的两个核心技术是： 传感器技术和信号分析技术 １.传感器技术发展概况： 早期的传感器包括： ①利用物理学定律所构成的“结构型”传感器 ——利用结构的变化反映待测量的变化。 ②利用物质特性构成的“物性型”传感器 ——利用物性的变化反映待测量的变化。 第一章 绪论

第一章绪论 现阶段，传感器正朝着多功能、集成化、智 能化方向发展。特别是传感器与计算机结合产生 了智能传感器。 传感器 人的感官 智能 计算机 人的大脑 ①感知：信息的获取②思维：信息的处理 ③行为：信息的利用（反馈控制）

现阶段，传感器正朝着多功能、集成化、智 能化方向发展。特别是传感器与计算机结合产生 了智能传感器。 传感器 人的感官 计算机 人的大脑 智能 ①感知：信息的获取 ②思维：信息的处理 ③行为：信息的利用（反馈控制） 第一章 绪论

第一章绪论 2信号分析技术的发展 50年代前模拟信号分析方法为主 50年代后数字信号分析方法逐渐成为主流 随着电子计算机技术的飞速发展，数字分析方 法在运算速度、精度与经济性等方面得到了大幅 度地提高和改进。 现代信号分析技术的发展目标： ①在线实时能力的进一步提高。 ②分辨率和运算精度的提高

２.信号分析技术的发展 50年代前 模拟信号分析方法为主 50年代后 数字信号分析方法逐渐成为主流 随着电子计算机技术的飞速发展，数字分析方 法在运算速度、精度与经济性等方面得到了大幅 度地提高和改进。 现代信号分析技术的发展目标： ①在线实时能力的进一步提高。 ②分辨率和运算精度的提高。 第一章 绪论

第一章绪论 ③扩大和发展新的专用功能芯片。 ④专用机的结构小型化，性能标准化 低廉化。 3.虛拟仪器Virtual Instrument)的发展。 虚拟仪器是计算机技术和测试仪器技术 共同发展的产物一借助一定的模块化功能 插卡和软件摸块来完成传统的测试功能。它 的功能可以根据用户要求设置和定制。被认 为是二十一世纪测试仪器的主流发展方向

③扩大和发展新的专用功能芯片。 ④专用机的结构小型化，性能标准化， 低廉化。 3.虚拟仪器(Virtual Instrument)的发展。 虚拟仪器是计算机技术和测试仪器技术 共同发展的产物——借助一定的模块化功能 插卡和软件模块来完成传统的测试功能。它 的功能可以根据用户要求设置和定制。被认 为是二十一世纪测试仪器的主流发展方向。 第一章 绪论