工程测试技术 主讲人：杨志永 天津大学机械学院

第 二 章 工程测试基本原理与方法 2.1 测试系统的一般组成 2.2 测试系统的静态特性 2.3 测试系统的动态特性

2.1 测试系统的一般组成 测量系统是指由有关器件、仪器和装置有机组合而成的，具有定量获取某种未知信息之功能的整体。 把被测的机械振动量转换为机械、光学或电信号。 把传感器送来弱的电信号变换放大成具有一定功能的电压、电流等信号输出，推动下一级装置，有时也兼做测量。 针对动态测试结果，要使用记录装置将信号存储起来，然后对数据进行处理、运算和分析，如数理统计分析、曲线拟合、谱分析等。 把变换及测量装置送来的电量信号不失真地记录和显示出来，一般分模拟和数字两种形式。 图2.1 测试系统原理框图 形式类别很多，一般包括有阻抗变换器、前置放大器、电桥电路、调制/解调电路、模数转换电路等。 主要由激励信号源、功率放大器和激振器组成。 实现对被测系统的激励，使系统发生振动。

2.2 测试系统的静态特性 2.2.1 灵敏度 2.2.2 线性度 2.2.3 回程误差 2.2.4 分辨力 2.2.5 精确度 2.2.1 灵敏度 2.2.2 线性度 2.2.3 回程误差 2.2.4 分辨力 2.2.5 精确度 2.2.6 漂移

2.2.1 灵敏度 单位输入量变化所引起的输出量的变化称为灵敏度，通常用输出量与输入量的变化量的比值来表示。 (2.1) 2.2.1 灵敏度 单位输入量变化所引起的输出量的变化称为灵敏度，通常用输出量与输入量的变化量的比值来表示。 (2.1) 图2.2 灵敏度的定义 (a)线性系统灵敏度 (b)非线性系统灵敏度

2.2.1 灵敏度 灵敏度反映了测量系统对输入信号变化的一种反应能力。灵敏度量纲取决于输入量与输出量的量纲。若系统的输出量与输入量为同量纲，灵敏度就是该测量系统的放大倍数。 值得注意的是，测量系统的灵敏度并非越高越好，通常情况下，灵敏度越高，测量范围越窄，系统的稳定性也就越差。

2.2.2 线性度 定标曲线与拟合直线的偏离程度称为线性度。 (2.4) ——定标曲线与拟合直线 的最大偏差； ——满量程输出。 2.2.2 线性度 定标曲线与拟合直线的偏离程度称为线性度。 (2.4) 图2.3 线性度 ——定标曲线与拟合直线 的最大偏差； ——满量程输出。

2.2.2 线性度 定标曲线： 确定拟合直线的方法 测量系统的输出量与输入量之间的关系曲线。 2.2.2 线性度 定标曲线： 测量系统的输出量与输入量之间的关系曲线。 理想的测量系统的定标曲线是直线，实际测量系统是很难做到的，通常是一条具有特定形状的曲线。 确定拟合直线的方法 最小二乘法：通过坐标原点，使拟合直线与定标曲线输出量偏差的平方和为最小。此方法较精确，但计算复杂。 两点连线法：在测得的定标曲线上，连接零点和满量 程输出点，此方法简单但不精确。 1） 2）

2.2.3 回程误差 回程误差也称滞后误差。实际测量系统在测量时，在同样的测试条件和全程范围内，当输入量由小增大和再由大减小时，定标曲线并不重合。 图2.4 回程误差 产生回程误差的原因一般归纳为两类： 系统内部各种类型的摩擦、间隙； 某些机械材料和电气材料的滞后特性。

2.2.3 回程误差 图2.4 回程误差 (2.5) ——对于同一个输入量，按不同的方向得到两个输出量之间的最大差值； ——标称量程。

2.2.4 分辨力 分辨力是指测量系统所能检测出来的输入量的最小变化量，通常是以最小单位输出量所对应的输入量来表示。 2.2.4 分辨力 分辨力是指测量系统所能检测出来的输入量的最小变化量，通常是以最小单位输出量所对应的输入量来表示。 一个测量系统的分辨力越高，表示它所能检测出的输入量的最小变化量值越小。

2.2.5 精确度 精确度是指测量仪器的指示值和被测量真值的接近程度。精确度受诸如非线性、迟滞、温度、漂移等一系列因素的影响，反映测量中各类误差的综合。

2.2.6 漂移 点漂 零漂 温漂 仪器的输入量未发生变化时，其输出量所发生的变化成为漂移。 2.2.6 漂移 仪器的输入量未发生变化时，其输出量所发生的变化成为漂移。 点漂 漂移常由仪器的内部温度变化和元件的不稳定性所引起，它反映了测量系统对各种干扰，包括温度、湿度、电磁场的适应能力。 在规定的条件下，对一个恒定的输入量在规定的时间内的输出量变化，称为点漂。 零漂 在测量装置测试范围最低值处的点漂，称为零点漂移，简称零漂。 温漂 随环境温度变化所发生的漂移称为温漂。

2.3 测试系统的动态特性 动态特性表示测试系统在被测量处于剧烈变化时的输入输出的关系，它通过对测试系统进行动态标定来获得。 工程上，采用近似方法建立测试系统的数学模型，用线性时不变系统理论来描述测试系统的动态特性。

2.3 测试系统的动态特性 2.3.1 基本动态特性指标 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 2.3.1.2 频率响应函数 2.3.1.3 脉冲响应函数 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.3 二阶系统的动态响应

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 设输入量x(t)的拉普拉斯变换为X(s)，输出量y(t)的拉普拉斯变换为Y(s)，则 2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 设输入量x(t)的拉普拉斯变换为X(s)，输出量y(t)的拉普拉斯变换为Y(s)，则 (2.7) 传递函数以数学式的形式表征了系统本身的传递特性，包含瞬态、稳态时间响应和频率响应的全部信息。 通过对传递函数的形式可以来判断系统的稳定性，一般测量系统都是稳定系统，其分母中s的幂次总高于分子中s的幂次(n>m)。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 传递函数的测量: 正弦波法 2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 传递函数的测量: 正弦波法 从系统最低测量频率fmin到最高测量频率fmax，逐步增加正弦激励信号频率f，记录下各频率对应的幅值比和相位差，绘制就得到系统幅频和相频特性。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 传递函数H(s)具有以下几个特点： 只反映系统的特性，与输入量及系统的初始状态无关; 2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.1 传递函数 传递函数H(s)具有以下几个特点： 只反映系统的特性，与输入量及系统的初始状态无关; 只是对物理系统特性描述的一种数学模型，不能确定系统的具体物理结构； H(s)等式中各系数是由测量系统本身结构特性唯一确定的常数。 H(s)中的分母取决于系统的结构，而分子则表示系统对外界之间的联系。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.2 频率响应函数 频率响应函数在频域中描述和考察系统特性，是测量系统输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变换之比。 令传递函数中s=jω，即可求得频率响应函数H(jω)。 (2.8) 与传递函数相比，频率响应函数易通过实验来建立，并且物理概念明确。因此，频率响应函数成为实验研究系统的重要工具。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.2 频率响应函数 频响函数可简写成H(ω)，它是一个复数，具有相应的模和相角。若用P(ω)和Q(ω)分别表示H(jω)实部和虚部，则 (2.9) 由欧拉公式，H(jω)可写成 (2.10) (2.11) A(ω)——幅频特性，表达输出与输入信号的幅值比随频率变化的关系； ——相频特性，表达输出与输入信号的相位差随频率变化的关系。

2.3.1 基本动态特性指标 对比 传递函数H(s) 频率响应函数H(jω) 2.3.1 基本动态特性指标 对比 传递函数H(s) 传递函数H(s)中，输入量并不限于正弦激励，而且传递函数不仅决定着测量系统的稳定性能，也决定着它的瞬态性能，因此在控制系统应用的较多； 频率响应函数H(jω) 频率响应函数H(jω)是在正弦信号激励下，测量系统达到稳态后的输出量与输入量之间的关系。对于测试过程，为得到准确的被测信号，常使测量系统工作到稳态阶段，所以频响函数在测量系统中应用的较多。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.3 脉冲响应函数 测量系统对单位脉冲输入的响应称为测量系统的脉冲响应函数，也称为权函数，用h(t)表示。 脉冲响应函数是对测量系统动态响应特性的一种时域描述。对于单输入、单输出系统，系统的输入量x(t)、输出量y(t)及脉冲响应函数h(t)之间的关系为 (2.12) 脉冲响应函数h(t)与频率响应函数H(jω)之间是傅里叶变换和逆变换的关系，与传递函数H(s)之间是拉普拉斯变换和其逆变换的关系。

2.3.1 基本动态特性指标 2.3.1.3 脉冲响应函数 某系统脉冲响应函数的实例 H(f) 傅立叶 变换

阶跃响应函数 扩展学习 若系统输入信号为单位阶跃信号，即x(t)=u(t)，则X(s)=1/s，此时Y(s)=H(s)/s 某系统阶跃响应函数的实例 H(f)

2.3.2 一阶系统的动态响应 典型的一阶系统有忽略质量的弹簧-阻尼系统、RC电路、液柱式温度计等。 酒精检测 湿度检测

(a)弹簧-阻尼系统 (b)RC电路 (c)液柱式温度计 2.3.2 一阶系统的动态响应 图2.5(a)中，弹簧k和阻尼c组成的单自由度一阶系统的运动微分方程为 (2.15) (a)弹簧-阻尼系统 (b)RC电路 (c)液柱式温度计 图2.5 一阶系统实例

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.1 传递函数 令 为时间常数，单位为s。 对(2.15)式进行拉氏 变换，有 (2.16) 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.1 传递函数 令 为时间常数，单位为s。 对(2.15)式进行拉氏 变换，有 (2.16) 式中， 为静态灵敏度，是一个只取决于系统结构而 与输入信号频率无关的常数，通常设其为1，使表达式更为简洁。 则传递函数为 (2.17)

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.1 频率响应 令传递函数中s=jω，得频率响应函数H(jω) 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.1 频率响应 令传递函数中s=jω，得频率响应函数H(jω) (2.18) 这样，一阶系统的幅频特性和相频特性的表达式分别为 (2.19)

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 图2.6 一阶系统频响函数的幅频曲线和相频曲线 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 (a)一阶系统的幅频特性 (b)一阶系统的相频特性 图2.6 一阶系统频响函数的幅频曲线和相频曲线

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 由公式(2.19)和图2.6可知，一阶系统在正弦激励下，有如下特点： 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 由公式(2.19)和图2.6可知，一阶系统在正弦激励下，有如下特点： 稳态输出时，响应幅值和相位差取决于输入信号的频率ω和系统的时间常数τ； 响应幅值随ω增大而减小，相位差随ω增大而增大； 当τω<0.3时，振幅与相位失真都较小，这说明，如果τ越小，则ω就可以增大，即工作频率范围越宽。 实际上，时间常数τ是反映一阶系统特性的重要参数，决定了该装置的频率范围。

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 一阶系统的伯德图可以用一条折线来近似描述，如图2.7所示。 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 一阶系统的伯德图可以用一条折线来近似描述，如图2.7所示。 (a)对数幅频曲线 (b)相频曲线 图2.7 一阶系统的伯德图

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 由图2.7可知，使用一阶测量系统时，要注意如下几点： 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.2 频率响应 由图2.7可知，使用一阶测量系统时，要注意如下几点： 当激励频率ω远小于1/τ时，其A(ω)值接近于1，输出、输入幅值几乎相等。所以，一阶测量系统适于测量缓变的或低频的信号； 当 ω>1/τ时，曲线近似为-20dB/10倍频斜率的直线，系统相当于一个积分器； ω=1/τ点称转折频率，在此处，A(ω)为0.707（-3dB），相角滞后45º。

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.3 单位阶跃响应 当输入信号x(t)=1时，系统响应y(t)为单位阶跃响应。一阶系统的阶跃响应函数为： (2.20) 该函数是指数函数，其曲线如图2.8所示 图2.8 一阶系统的单位阶跃响应曲线 从初始值0到最终值1这段时间，总是存在输出与输入之间的差值，该差值称为动态误差，或称为过渡响应动态误差。

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.3 单位阶跃响应 由公式(2.20)和图2.8知，指数曲线变化率取决于常数τ。τ值越大，曲线趋近于1的时间越长，输出与输入的差值越大。可见，τ值是决定一阶系统动态响应快慢的重要因素，称为时间常数。 当t=τ时，y(t)=0.63，即在τ时刻的输出仅达输入的63%； 当t=3τ, 4τ, 5τ时，分别为输入的95%，98%，99%。 通常用达到终值的95%或98%所需的时间3τ或4τ作为一阶系统响应快慢的指标。

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.4 单位脉冲响应 输入信号x(t)=δ(t)时，系统响应y(t)为单位脉冲响应。一阶系统单位脉冲响应为 (2.21) 图2.9 一阶系统的单位脉冲响应曲线 一阶系统单位脉冲响应的调节时间按指数曲线衰减到初值的5％求取，得ts=3τ。 时间常数小的系统，响应速度好。

2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.5 单位斜坡响应 输入信号x(t)=t时，系统响应y(t)为单位斜坡响应。 (2.24) 2.3.2 一阶系统的动态响应 2.3.2.5 单位斜坡响应 输入信号x(t)=t时，系统响应y(t)为单位斜坡响应。 (2.24) 式中，t-τ为稳态分量；τe-t/τ为瞬态分量，随时间单调衰减。 由图2.10可以看出，系统的输出量和输入量之间的位置误差随时间推移逐渐增大，但最后趋于常值τ。系统的惯性越小，位置误差越小，跟踪准确度就越高。 图2.10 一阶系统的单位斜坡响应曲线

2.3.3 二阶系统的动态响应 称重(应变片) F

2.3.3 二阶系统的动态响应 惯性式传感器的力学模型 加速度传感器

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.1 传递函数 弹簧-质量-阻尼系统为典型的二阶系统，运动方程为 经拉氏变换后，得传递函数为 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.1 传递函数 弹簧-质量-阻尼系统为典型的二阶系统，运动方程为 (2.26) 经拉氏变换后，得传递函数为 (2.27)

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 令传递函数中s=jω，即可求得频率响应函数H(jω) (2.29) 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 令传递函数中s=jω，即可求得频率响应函数H(jω) (2.29) 其幅频特性和相频特性已在第一章中推导过， (1.38) 幅频、相频特性曲线如图1.7。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7 简谐激励下幅频和相频特性曲线

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 低频区 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 低频区 当λ=0时，即ω=0时，β=1 (静变形)。 当激振频率远小于系统固有频率时，无论阻尼大小如何，振幅都近似等于激振力幅值作用下的静变形。这表明在低频区，振幅主要由系统的刚度控制，故又称为刚度区或准静态区。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 低频区 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 低频区 当λ=0时，即ω=0时，φ=0 。 当激振频率远小于系统固有频率时，无论阻尼大小如何，相位差近似等于零，即位移与激振力接近于同相，这符合准静态区的性质。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 高频区 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 高频区 当激振频率远大于系统固有频率时，振幅接近于零。这是因为激振力改变方向太快，以至于振动物体由于惯性来不及对高频激励做出响应，因而振幅很小。这表明在高频区，振幅主要决定于系统的惯性，故又称惯性区。 相位差近似等于180º，即位移与激振力接近反相，这正是惯性区的特点。一质量块的加速度与其受到的力是同相的，而加速度与位移是反相的，所以振动位移与激振力反相。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 共振区 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.2 频率响应特性 图1.7中，幅频和相频曲线可根据λ分为三个部分： 共振区 当激振频率接近于系统固有频率时，振幅急剧增加，幅频特性曲线出现峰值，振动幅值高出静态位移许多倍，且随阻尼的不同有很大差异。这表明振动系统的特性主要是阻尼元件作用的结果，故又称为阻尼区。 共振时系统的振幅达到最大值，而且与阻尼有关，但相位差总是90º。这正是阻尼区的特点，因为阻尼器所受到的力与速度同相，而速度正好与位移相差90º。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 式中， 。 在临界阻尼(ζ=1)的情况下，单位阶跃响应为 (2.30) 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 在临界阻尼(ζ=1)的情况下，单位阶跃响应为 (2.30) 在过阻尼(ζ>1)的情况下，单位阶跃响应为 (2.31) 式中， 。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 在阻尼比(ζ<1)的情况下，单位阶跃响应为 (2.32) 式中， 。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 不同情况下二阶系统的阶跃响应的曲线如图2.11。图中横坐标为无量纲变量 ，纵坐标为系统的输出 ，设静态灵敏度为1，图中曲线族只与阻尼比有关。 图2.11 二阶系统的单位阶跃响应

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 由图2.11可见，二阶系统的单位阶跃响应具有以下特性： 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 由图2.11可见，二阶系统的单位阶跃响应具有以下特性： 当阻尼比 时，二阶系统将出现衰减正弦振荡； 当 时，不出现振荡； 无论哪种情况，输出都要经过一段时间才能达到阶跃输入值，这个过程称为动态过渡过程。任意时刻的输出与输入之差都称为动态误差。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 由此可见，固有角频率ωn和阻尼比ζ是二阶系统重要的特性参数。 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.3 单位阶跃响应 不同的ζ取值对应不同的响应曲线，即ζ值的大小决定了阶跃响应趋于最终值得时间长短。 ζ值过大或过小，趋于最终值的时间都过长。为了提高响应速度，减小动态误差，通常ζ值取在0.6~0.8之间； 二阶系统的阶跃响应速度随固有角频率的变化而变化。 当ζ一定时，ωn越大，则响应速度越快；ωn越小，响应速度越慢。 由此可见，固有角频率ωn和阻尼比ζ是二阶系统重要的特性参数。

td 延迟时间; tr 上升时间; ts 调节时间; tp 峰值时间. 二阶系统单位阶跃响应的性能指标 扩展学习 最大超调量： 动态误差： ±5%y(∞)或±2%y(∞) td 延迟时间; tr 上升时间; ts 调节时间; tp 峰值时间.

用Matlab练习：二阶系统的阶跃响应 扩展学习 分析下图所示系统，求系统的阶跃响应。 列出系统的闭环传递函数 得到阻尼比 ，无阻尼固有频率 。

用Matlab练习：二阶系统的阶跃响应 扩展学习 num=[9]; den=[1 1 9]; t=0:0.1:12; y=impulse(num,den,t); plot(t,y) title(‘二阶系统的脉冲响应') xlabel('Time(sec)') ylabel('Amplitude')

用Matlab练习：二阶系统的阶跃响应 扩展学习

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 输入信号x(t)=δ(t)时，二阶系统的单位脉冲响应同样按ζ值分为以下几种情况： 在无阻尼(ζ=0)情况下 (2.33) 在欠阻尼(0<ζ<1)的情况下，已知 (2.34)

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 在临界阻尼(ζ=1)的情况下， (2.35) 在过阻尼(ζ>1)情况下， 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 在临界阻尼(ζ=1)的情况下， (2.35) 在过阻尼(ζ>1)情况下， (2.36)

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 脉冲响应是阶跃响应的导数，如果脉冲响应不改变符号，则系统为临界阻尼或过阻尼系统。二阶系统单位脉冲响应的曲线如图2.12 图2.12 二阶系统的单位脉冲响应曲线

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 从图2.12曲线中可以得知， 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.4 单位脉冲响应 从图2.12曲线中可以得知， 阻尼比ζ越小，曲线的衰减越慢，幅值越高，衰减的快慢取决于ζωn。 脉冲响应与时间轴第一次相交点对应的时间为峰值时间，从原点到第一次相交点之间所包围的面积等于阶跃响应的峰值，从而可以计算出超调量。 脉冲响应与时间轴的每个交点都对应阶跃响应的一次极值，从而可以看出阶跃响应的震荡次数。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.5 单位斜坡响应 输入信号x(t)=t时，二阶系统的单位斜坡响应为： 式中， 。 ， 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.5 单位斜坡响应 输入信号x(t)=t时，二阶系统的单位斜坡响应为： 在无阻尼(ζ=0)情况下 (2.37) 在欠阻尼(0<ζ<1)的情况下，已知 (2.38) 式中， ， 。

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.5 单位斜坡响应 在临界阻尼(ζ=1)的情况下， (2.39) 在过阻尼(ζ>1)情况下， 2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.5 单位斜坡响应 在临界阻尼(ζ=1)的情况下， (2.39) 在过阻尼(ζ>1)情况下， (2.40)

2.3.3 二阶系统的动态响应 2.3.3.5 单位斜坡响应 二阶系统单位斜坡响应曲线见图2.13，从图中可知，三种情况下，二阶系统均存在稳态误差， 图2.13 二阶系统的单位斜坡响应曲线

2.4 工程振动测试方法 按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类，即机械法、光测法和电测法。 机械法 光测法 电测法 2.4 工程振动测试方法 按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类，即机械法、光测法和电测法。 机械法 将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录； 光测法 将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。 电测法 将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。

2.4 工程振动测试方法 应用对比 机械法 光测法 电测法 2.4 工程振动测试方法 应用对比 机械法 机械法常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。 光测法 光测法典型仪器如读数显微镜和激光测振仪等。 电测法 电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得最广泛的测量方法。

2.4 工程振动测试方法 应用对比 电测法具有很多突出特点，比如高精确度、高灵敏度、高响应速度，以及低功率、机构小，可以连续测量、自动控制和可以方便地与计算机接口，达到了用机械方法和一般方法测量时很难达到的水平，使电测法在动、静测量中得到了广泛的应用。

2.4 工程振动测试方法 用电测方法测量时有以下优点： 可以将许多不同的非电量转换成电量加以测量，从而使用相同的测量和记录显示仪器。 2.4 工程振动测试方法 用电测方法测量时有以下优点： 可以将许多不同的非电量转换成电量加以测量，从而使用相同的测量和记录显示仪器。 输出的电量信号可以做远距离传输，与利于远距离操作和自动控制。 采用电测法可以对变化中的参数进行动态测量，因此可以测量和记录瞬时值及变化过程。 易于使用许多后续的数据处理分析仪器，特别是与电子计算机连接，从而能都对复杂的测量结果进行快速运算和分析处理，以及提供反馈控制。