第0章 机械工程测试基础 绪论

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1、机械工程测试技术基础绪论课程内容：主要介绍机械以及工业与自动化领域常见物理量(压力、应变、位移、振动、温度、声、流量等）、传感测量原理、测量原理和信号分析方法。绪论信号分析基础传感器原理测试系统特性信号处理测试技术虚拟仪器技术工程应用工程测试技术是一门与材料科学、微电子技术、信息技术密切相关的快速发展的学科。在学习过程中请多使用Matlab等软件，有条件的同学还请多阅读相关参考文献以及查阅最新的论文期刊，获得最新技术发展信息。学习方法：本课是培养解决实际工程测量问题能力的专业基础课，具有很强实践性。请充分利用课程所开设实验。第一章、绪论本章

2、学习要求：1.掌握测试技术的概念及研究内容2.了解测试技术的应用情况3.了解测试技术的发展动态第一节测试技术概况一、测试与测量系统测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用1、工程试验中的物理测试2、生产过程的运行监测、故障诊断想一想，有哪些例子？第一节测试技术概况3、自动化的关键手段之一4、设备与系统的反馈控制简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，

3、但精度底，无法实现测量自动化。为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。测试系统的一般构成信息转换信息提取两个重要基本概念模拟信号：表示随时间连续变化的物理信号，这种信号在时间上是连

4、续的。数字信号：表示随时间连续变化的物理信号，但在时间与幅值上都是离散的。测试技术的工程应用在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。1、工业自动化中的应用a)机械手、机器人中的传感器转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。测试技术的工程应用在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。机械手装配模型机器狗b)AGV自动送货车超声波测距传感器、判断建筑物内

5、人和物所在位置；红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。测试技术的工程应用香港理工AGV模型c)生产加工过程监测测试技术的工程应用切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。密歇根大学数字化工厂加工型企业生产中的手工质量检测。采用加速度传感器采集振动信号，获取加工件的质量信息。测试技术的工程应用2、流程工业设备运行状态监控在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统。石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。测试

6、技术的工程应用3、产品质量测量在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。汽车扭距测量机床加工精度测量测试技术的工程应用4、楼宇控制与安全防护为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照

7、明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器测试技术的工程应用5、家庭与办公自动化在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度)液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。指纹传感器透光率传感器温湿度传感器温度传感器1.2测试技术的工程应用5、其他应用航天农业交通医学测试技术的工程应用鼠标:光电位移传感器摄象头:CCD传感器声位笔:超声波传感器麦克风:电容传声器声

8、卡:A/D卡+D/A卡软驱:速度,位置伺服6、PC机中的测试技术应用Example:RockwellNetLinxModularI/OHMI24vdc509-BODBridgeo