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1、工程测 试 技 术,主编：熊诗波 黄长艺,机械工业出版社,机械工程测试技术基础,1,高级教学,0 绪论,本章学习要求：,0.1 掌握测试技术的概念及研究内容 0.2 了解测试技术的应用情况 0.3 了解测试技术的发展动态 0.4 了解主要测试仪器生产厂商 0.5 学习本课程要求 思考题,机械工程测试技术基础,2,高级教学,绪论,0.1 测试技术的基本概念,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。,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。
2、,3,高级教学,一测试技术的重要性 测试技术的基本任务：获取有用的信息 测量：确定被测物属性量值， 如：长度、重量等 测试：具试验性质的测量 测量+试验 测试的作用：认识客观世界 检验科学理论和规律的正确性 测试的应用：工、农、医、国防、交通、环 保、生活安全等,4,高级教学,二、测试过程和测试系统的一般组成 信息：蕴涵在信号中，信号的内容。 非物质的， 无能量。 信号：信息的载体 电、光、力、声， 物质的，有能量。 例：讲话（声）、警报声 （声）、烽火台（光）。,5,高级教学,测试系统框图,6,高级教学,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（
3、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。,信息提取,信息调理,7,高级教学,传感器：被测试量转换为同种或别种量值输出 电信号 信号调理：将来自传感器的信号转换成更适于 传输和处理的形式 例：调幅、调频 信号处理：对信号运算，滤波，分析 信号显示、记录：,8,高级教学,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。,9,高级教学,1、工业自动化
4、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。,密歇根大学的机械手装配模型,广州中鸣数码的机器狗,10,高级教学,b) AGV自动送货车,超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；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,11,高级教学,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
5、接近开关传感器等。,密歇根大学数字化工厂,12,高级教学,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。,13,高级教学,测试技术的工程应用,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,14,高级教学,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
6、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、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。,15,高级教学,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,16,高
7、级教学,测试技术的工程应用,6、其他应用,航天,农业,交通,医学,17,高级教学,测试技术的工程应用,鼠标:光电位移传感器,摄像头:CCD传感器,声位笔:超声波传感器,麦克风:电容传声器,声卡:A/D卡 + D/A卡,软驱:速度,位置伺服,7、PC机中的测试技术应用,18,高级教学,测试技术的发展趋势,1、传感器方面,a)利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器,荧光材料制作的电子鼻传感器,生物酶血样分析传感器,19,高级教学,b)传感器+嵌入式计算机 智能传感器,振动网络传感器,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,测试技
8、术的发展趋势,20,高级教学,测试技术的发展趋势,2、测量信号处理方面,计算机虚拟仪器技术,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,优点,我们的工作,21,高级教学,绪论,0.4主要传感器和测试仪器生产厂商,22,高级教学,0.4主要测试仪器生产厂商,3、测量分析仪器,23,高级教学,4、参考书目,0.4主要测试仪器生产厂商,胡均安，曾光奇，工程测试基础，华中科技大学出版社。 贾民平、张洪廷，测试技术，高等教育出版社。 黄长艺、严普强，机械工程测试技术基础，机械工业出版社。 常作升、范福均，机械工程测试技术基础，西安交通大学出版社 陈杰等，传感器与检测技术，高等教育出版社 吴正毅，测试技术与测试信号处理，清华大学出版社 王建民，机械工程测试技术，机械工业出版社 卢文祥，机械工程测试.信息.信号处理，华中理工大学出版社 樊尚春，信号与测试技术，北京航空航天大学出版社,24,高级教学,5、学术刊物,0.4主要测试仪器生产厂商,Test 2.识别信号的性质,75,高级教学,作业1-8：,信号,在一个周期内观测,概率密度,76,高级教学,当,当,77,高级教学,