课堂吕秀贞绪论(新版).ppt

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1、机械工程测试技术基础机械工程学院仪器系吕秀贞Tel:2786982办公室：新实验楼417一、测试和测量系统测试技术：测量和试验技术的统称。试验是机械工程基础研究、产品设计和研发的重要环节。工程试验需要测量，测量系统是工程试验不可缺少的环节测量系统也是机器和生产线的重要组成部分。本教材的主要内容是测量技术和仪器，试验技术不作讨论。第一节测试技术概况绪论测量和测试的概念：测量—以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程；测试——具有试验性质的测量，或测量和试验的综合。测试的目的：为了获取研究对象的状态、运动、特征等方面的有关信

2、息信息与信号信息：反映一个事物或系统的状态或特性的预先不知的报导如：刀具发生了磨损、李四病了。信号：信息的表现形式；是信息的载体，信号中包含信息；是传递信息的物理量或函数。如：刀具磨损，切削力会加大；李四病了，可能会发烧；等等。信号不是信息，必须对信号进行分析和处理后才能从信号中获取信息工程测量的分类：静态测量—对不随时间变化的物理量的测量；动态测量—对随时间变化的物理量的测量。本书的主要研究对象是动态测量测量系统的用途(机械工程领域）：测量系统是执行测量任务的传感器、仪器和设备的总称。产品开发与工程试验：机械工程中的各种

3、工艺过程、工艺设备在改进前需对原有的状况作深入的分析并作出评价，找出改进措施，这就需要测试大量的数据，作出分析、评价和改进的依据；改进后是否达到了预期的要求，也需要进行大量的参数测试来进行分析和评价控制生产过程中的各种工艺参数：如在自适应控制磨床中，需要连续测定加工过程中的力矩、切削温度、工具的挠度、切削力的大小等参数，由计算机控制以达到最好的加工效果监视设备运行过程：实时测量的变量被用于过程监视、故障诊断。即通过测试告诉人们是否处于最佳工况，或诊断设备故障的部位和性质。测量系统的一般构成：敏感元件显示或存储转换元件适调电

4、路接口（数字化）计算机或控制系统分析结果反馈、控制或监测诊断放大、滤波、调制解调等输出一般为电信号A/D转换测量系统用途不同，其组成环节也不同。非电量电测法的特点：使测量仪器统一化，规格化。不同的非电量转换成相同的电量，使后继仪器标准化。便于信号长距离传输、远程监测及控制。对参数进行动态测量（信号随时间变化），可测量其瞬时值及变化过程。可测微小信号及瞬变信号（作用时间很短）。易于与计算机联接，分析处理方便。被测对象传感器信号调节器记录.显示.分析处理伺服驱动机构被测信号U、IR、L、CU、If非电量电测系统的组成简单的测量

5、系统组成第一章绪论各部分的作用：传感器：感受被测量（非电量）的变化并将其转变为电量。传感器是拾取信号的装置，在非电量电测系统中占有重要位置，它获得信号的正确与否直接影响到测量系统最终输出结果的精度以及测量结果的正确与否。传感器随物理量及变换原理的不同而不同。信号调节器：把传感器或系统中前一环节的输出变成后接仪器所需的电压或电流信号，其组成及功能取决于传感器及后继电路仪器。记录显示仪器：把测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置二、测试技术的发展概况1、传感器方面的发展a)““物性型”传感器大量涌现结构型传感器——依

6、靠传感器结构参量的变化实现信号转变。物性型传感器——依靠敏感元件材料本身的物理化学性质的变化实现信号的转变。可变磁阻位移传感器物性型传感器的开发实质是新材料的开发。例如：半导体、陶瓷、光导纤维、磁性材料、“智能材料”等等。F+b)集成、智能传感器的开发集成化传感器——同功能的敏感元件排成线型、面型；不同功能的敏感元件集成，测不同参量；传感器与放大、运算、温度补偿等电路的集成。智能化传感器＝传感器+嵌入式计算机嵌入式计算机智能压力网络传感器智能倾角RS232传感器IC总线数字温度传感器c)生物、化学传感器的开发利用新发现的生

7、物、化学效应开发出的新型传感器生物酶血样分析传感器热/光电量微生物/酶等敏感元件2、计算机测试系统与虚拟仪器的应用主要内容：传感器网络及仪器总线技术、Internet网与远程测试、测试过程与仪器控制技术，虚拟仪器及其编程等。计算机虚拟仪器技术(1)传统测量仪器：如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等，其功能主要由硬件实现，出厂时已由制造商定义，用户无权修改。(2)虚拟仪器：用PC机＋仪器板卡代替传统仪器用计算机软件代替硬件分析电路虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象

8、是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。“软件即仪器”虚拟仪器传统仪器开发和维护费用低开发和维护费用高技术更新周期短（0.5~1年）技术更新