机械工程测试技术绪论

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1、测试技术基础武汉科技大学机械自动化学院机械自动化学院509王涛wangtao77@wust.edu.cn绪论主要内容1.1测试的含义▼1.2测试技术在机械工程中的作用▼1.3测试方法分类与电测法测试系统▼1.4课程的性质和任务▼1.5测试技术的发展动向▼1.6小结▼1.1测试的含义测试是人们认识客观事物的方法。测试技术泛指测量和试验两个方面的技术。测量的过程或行为就是进行一个被测量与一个预定标准之间的定量的比较，从而获得被测对象的数值结果。被测量表示被观察和被量化的特定物理参数，这个物理参数称为测量过程的输入量。例一、确定某人的身高通常

2、采用标准长度的米尺(一个预定标准)对其进行测量，通过被测量与预定标准之间的定量比较，从而得到此人实际的身高(被测对象的数值结果)。例二、汽车乘坐舒适性的台架试验信息：事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能量，却是物质所固有的，是其客观存在或运动状态的特征。信息的传输却依靠物质和能量。信号：具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化则反映了所携带的信息的变化。测试工作的目的获取研究对象中有用的信息，而信息又蕴涵于信号之中。可见，测试工作始终都需要与信号打交道，包括信号的获取、信号的调理和信号的分析等。▲1.2测试技术在机械工程中的作用在工

3、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。▲1.3测试方法分类与电测法测试系统1.3.1测量的基本方法1直接测量无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量。例：⊙天平测物体质量⊙用米尺测量物体长度⊙测量导体的电阻2间接比较利用仪器仪表——统称之为测量系统——把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系(通常是线性关系)的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接受的形式(通常是位置的变化)，在测量系统的输出端显示

4、出来。例：⊙水银温度计测体温⊙弹簧测物体的重量1.3.2静态测试与动态测试如果测试时信号不随时间变化，或随时间变化非常缓慢以至于可以忽略，则称这种测试是静态测试。如果所测试的信号变化较快，称这种测试为动态测试。1.3.3非电量电测法钢板厚度的机械测量法表面粗糙度的光测量法机械工程测试信号往往是机械量，(狭义范围)包括与运动、力和温度有关的物理量，如位移、速度、加速度、力、力矩、压力、功率、流量、温度等。为了测试工作的方便，往往需要把被测试的机械量信号转换成其他形式的信号来处理。根据被测信号的转换方式，又可以把测试分成机械测量法、光测量法

5、、气测量法、液测量法和电测量法等。1.3.4非电量电测法系统的构成非电量电测法的测试系统框图被测对象观察者激励装置标定装置测量装置传感器物理量信号调理电量信号处理电量显示记录电量/数字量反馈控制传感器将被测物理量检出并转换为电量，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。一般说来，测试系统由测量装置、标定装置和激励装置三部分组成。▲1.4课程的性质和任务学生在学完本课程后应具有下列几方面的知识：(1)掌握信号的时域和频域的描述方法

6、，形成明确的信号频谱结构的概念；掌握谱分析和相关分析的基本原理和方法；掌握数字信号分析中一些最基本的概念和方法。(2)掌握测试系统基本特性的评价方法和不失真测试条件，并能正确地进行测试系统的分析和选择。掌握一、二阶系统的动态特性及其测定方法。(3)了解常用传感器、常用信号调理电路和记录仪器的工作原理和性能，并能进行较合理地选用。(4)对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，能初步进行机械工程中某些参数的测试。▲1.5测试技术的发展动向1、传感器技术的发展物理型传感器的开发。(2)集成化，智能化传感器的开发。2、测量方式多样化(1)

7、多传感器融合技术在工程中的应用(2)积木式、组合式测量方法(3)虚拟仪器▲1.6小结(1)测试的含义。测试是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。(2)测试方法分类。测量的基本方法分为：直接比较法和间接比较法；静态和动态测试。根据信号被传感器变换后的形式不同，又可将测试方法分为电测法和其他非电测法。(3)非电量电测法测试系统由测量装置、标定装置和激励装置组成。(4)本课程性质和任务。▲