《机械工程测试技术》课程教学资源（PPT课件）第7章 计算机辅助测试技术 Computer Aided Test and Measurement

历北联合大学机械工程测试技术HEBEI UNITED UNIVERSITY第7章计算机辅助测试技术Computer Aided Test and Measurement变磁通感应式速度/角速度传感器000示波器1-测量齿轮2软铁3线圈4外壳5永磁铁6填料7插座被测件

Computer Aided Test and Measurement 第7章 计算机辅助测试技术

第7章计算机辅助测试技术学习目标掌握计算机辅助测试的特点及计算机辅助测试系统的组成原理，重点掌握以A/D转换器、D/A转换器为核心的计算机数据采集系统、模拟信号转换输出系统的工作原理及主要技术性能指标。对数字信号处理与分析、虚拟仪器及其开发平台LabVIEW有一定的了解。学习重点与难点重点计算机辅助测试系统的组成及采样定理。难点采样定理、混叠、截断、泄漏、加窗等概念

第7章 计算机辅助测试技术 重点 计算机辅助测试系统的组成及采样定理。 难点 采样定理、混叠、截断、泄漏、加窗等概念。 掌握计算机辅助测试的特点及计算机辅助测试系统 的组成原理，重点掌握以A/D转换器、D/A转换器为核心 的计算机数据采集系统、模拟信号转换输出系统的工作原 理及主要技术性能指标。对数字信号处理与分析、虚拟仪 器及其开发平台LabVIEW有一定的了解。 学习目标 学习重点与难点

第7章计算机辅助测试技术主要学习内容7.1概述7.2数据采集7.3数字信号处理与分析7.4模拟信号输出7.5虚拟仪器

第7章 计算机辅助测试技术 7.1 概述 7.2 数据采集 7.3 数字信号处理与分析 7.4 模拟信号输出 7.5 虚拟仪器 主要学习内容

第7章计算机辅助测试技术概述7.1 Introduction7.1.1计算机辅助测试及其主要工作内容计算机辅助测试(CAT, ComputerAided Test andMeasurement)一般指的是用微处理器、单片机、个人计算机等组成测试系统。通过充分利用计算机系统的软、硬件资源及网络资源，达到扩展测试系统的功能、提高测试系统的性能等目的。主要工作内容：组成智能仪器组成自动测控系统组成虚拟仪器实现测控系统的网络化

第7章 计算机辅助测试技术 ■ 计算机辅助测试（CAT，Computer Aided Test and Measurement） 一般指的是用微处理器、单片机、个 人计算机等组成测试系统。通过充分利用计算机系统的 软、硬件资源及网络资源，达到扩展测试系统的功能、 提高测试系统的性能等目的。主要工作内容： ● 组成智能仪器 ● 组成自动测控系统 ● 组成虚拟仪器 ● 实现测控系统的网络化 7.1 概述 Introduction 7.1.1 计算机辅助测试及其主要工作内容

第7章计算机辅助测试技术7.1.2计算机测控、测试系统的组成A/D口口口口口口口口口口口口CPU口000OI/OD/A0000口口口口口口口00口口

第7章 计算机辅助测试技术 前 前 前 前 后向通道 前 前 前 前 前 前 前 前 前 A/D 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 D/A 前 前 前 前 前 前 前 I/O CPU 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 前 I/O 前 前 前 前 前 前 前 前 前 7.1.2 计算机测控、测试系统的组成

第7章计算机辅助测试技术7.2数据采集DataAcquisition过程(DAQ)7.2.1数据采集数据采集过程就是把连续的模拟电压信号转换成离散的数字信号的过程，这些数字信号把原始模拟信号中所载有的有用信息保留下来。数据采集过程一般包括三个阶段：采样、保持、量化与编码

第7章 计算机辅助测试技术 数据采集过程就是把连续的模拟电压信号转换成离 散的数字信号的过程，这些数字信号把原始模拟信号中 所载有的有用信息保留下来。 数据采集过程一般包括三个阶段：采样、保持、量 化与编码。 7.2 数据采集 Data Acquisition 7.2.1 数据采集（DAQ）过程

第7章计算机辅助测试技术1.采样把随时间连续变化的模拟电压信号转换成时间上离散（只在一系列离散的时刻有值）的模拟量的过程。x(t)采样实际上0是把一个周期性脉冲序列与被采g(t信号相乘的过程采样周期Tx.(k1采样频率0T.k23

第7章 计算机辅助测试技术 1. 采样 把随时间连续变化的模拟电压信号转换成时间上离 散（只在一系列离散的时刻有值）的模拟量的过程。 采样实际上 是把一个周期性 脉冲序列与被采 信号相乘的过程。 x(t) t tk x (k) s g(t)o o o Ts 1 2 3 k s s T f 1 = —— 采样频率 Ts —— 采样周期

第7章计算机辅助测试技术此间隔内信号的值不恒定！x,(k)x(t)k3g(t)采样开关起到乘法器的作用。用周期性脉冲序列g(t)使其脉冲性接通，从而使被采信号在脉冲发生时刻的瞬时值传递到后面的环节。注意：实际采样脉冲有一定的宽度，因此所采到的信号也有一定的宽度，因此采样后通常还需对信号进行保持

第7章 计算机辅助测试技术 采样开关起到乘法器的作用。用周期性脉冲序列g(t) 使其脉冲性接通，从而使被采信号在脉冲发生时刻的瞬时 值传递到后面的环节。 注意：实际采样脉冲有一定的宽度，因此所采到的信 号也有一定的宽度，因此采样后通常还需对信号进行保持。 x (k) s x(t) g(t) k o 1 2 3 k x (k) s 此间隔内信号的值不恒定！

第7章计算机辅助测试技术采样定理对一个具有有限频带宽度（0～f.）的连续信号进行采样时，采样频率f、至少应为被采信号中最高频率成分频率f的两倍，即奈魁斯特频率f, =2f。-f,≥2f.x(t)x(t)采样频率正确采样频率为临界值f, =8f.f, =2f

第7章 计算机辅助测试技术 ■ 采样定理 对一个具有有限频带宽度（ ）的连续信号进行采 样时，采样频率 至少应为被采信号中最高频率成分频率 的两倍，即 c 0 ~ f s f c f s c f  2 f n c f = 2 f ——奈魁斯特频率 x(t)o t x(t)o t 采样频率正确 s c f = 8 f 采样频率为临界值 s c f = 2 f

第7章计算机辅助测试技术混叠x(t)XC0ff.og(t)G(f)0X,(f)x.(k)

第 7 章 计算机辅助测试技术 ■ 混叠 t g(t)o f o Ts s s f T = 1 G( f ) k x (k) s o o f X ( f ) s x(t) t o o f X( f ) c f c − f