機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)-00緒論

機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)--00緒論第一頁，共40頁。緒論

第一章信號及其描述第二章測試裝置的基本特性第三章常用傳感器與敏感元件第四章信號的調(diào)理與記錄第五章信號處理初步實驗3758557其它章節(jié)內(nèi)容為課外自學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)知識第二頁，共40頁。教輔用書

《測試技術(shù)》第2版賈民平主編高等教育出版社

《機(jī)械工程測試原理與技術(shù)》第2版秦樹人主編重慶大學(xué)出版社

第三頁，共40頁。第一節(jié)測試技術(shù)概況

一、測試和測量系統(tǒng)二、測試技術(shù)發(fā)展概況三、課程主要知識點第二節(jié)測量的基礎(chǔ)知識一、量、量綱、單位二、測量方法與裝置三、測量結(jié)果與誤差第四頁，共40頁。一、測試與測量系統(tǒng)測試技術(shù)：測量與試驗技術(shù)的統(tǒng)稱。Measurementandtesttechnique

靜態(tài)測量與動態(tài)測量靜態(tài)測量-不隨時間變化的物理量的測量動態(tài)測量-隨時間變化的物理量的測量★機(jī)械工程測試技術(shù)–機(jī)械設(shè)備測試新產(chǎn)品研發(fā)和試制設(shè)備運行監(jiān)測設(shè)備運行控制第五頁，共40頁。第六頁，共40頁。第七頁，共40頁。第八頁，共40頁。第九頁，共40頁。第十頁，共40頁。第十一頁，共40頁。第十二頁，共40頁。第十三頁，共40頁。第十四頁，共40頁。第十五頁，共40頁。第十六頁，共40頁。第十七頁，共40頁。第十八頁，共40頁。第十九頁，共40頁。敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號調(diào)理顯示分析……計算機(jī)傳感器第二十頁，共40頁。新原理新技術(shù)在測試技術(shù)中應(yīng)用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、微電子技術(shù)、生物學(xué)原理測量范圍擴(kuò)大、測量精度提高新型傳感器微型化集成化數(shù)字化智能化計算機(jī)測試系統(tǒng)與虛擬儀器傳感器網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)虛擬儀器第二十一頁，共40頁。掌握信號分析基本概念信號時域、頻域描述；相關(guān)分析和頻譜分析數(shù)字信號處理基本概念掌握測試系統(tǒng)基本特性基本特性評價方法、不失真測試條件一階、二階測試系統(tǒng)性能及其測定方法了解常用傳感器基本原理、信號調(diào)理電路工作原理、性能、選用方法初步了解測試技術(shù)工程應(yīng)用將所學(xué)知識初步應(yīng)用于機(jī)械工程測試中第二十二頁，共40頁。量與量綱法定計量單位測量、計量、測試基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)量值的傳遞和計量器具檢定測量方法測量裝置測量誤差測量精度和不確定度測量器具誤差測量結(jié)果表達(dá)方式第二十三頁，共40頁。量–現(xiàn)象、物質(zhì)或物體定性區(qū)別和定量確定的一種屬性定性：區(qū)別不同類量，如長度和質(zhì)量定量：區(qū)別同類量的大小量值–數(shù)值乘以計量單位如：3.4m,15kg基本量和導(dǎo)出量基本量：在量制中約定的相對獨立的量（下頁）導(dǎo)出量：由基本量按一定的函數(shù)關(guān)系定義量綱和量的單位量綱：代表被測量的確定特征，如長度單位：被測量的量化基礎(chǔ)，如厘米第二十四頁，共40頁。法定計量單位：強(qiáng)制性，必須執(zhí)行，以保證單位一致性我國：國際單位制（SI）為基礎(chǔ)+少數(shù)其它單位制基本單位（見下表）輔助單位：弧度、球面度基本量量綱符號SI基本單位符號長度L米（Metre）m質(zhì)量M千克（Kilogram）kg時間T秒（Second）s溫度θ開爾文（Kelvn）K電流I安培（Ampere）A發(fā)光強(qiáng)度N坎德拉（Candela）cd物質(zhì)的量J摩爾（Mol）mol第二十五頁，共40頁。測量（Measurement）以確定被測對象的量值為目的的實驗過程計量（計量學(xué)Metrology）實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠測試（Measurementandtest）測量和試驗的綜合測量四要素被測對象計量單位測量方法測量誤差第二十六頁，共40頁?；鶞?zhǔn)：用來保存、復(fù)現(xiàn)計量單位的計量器具。三種等級國家基準(zhǔn)副基準(zhǔn)工作基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)計量標(biāo)準(zhǔn)：用于檢定工作計量器具的計量器具工作計量器具：用于現(xiàn)場測量的器具，不用于檢定第二十七頁，共40頁。量值傳遞通過檢定和校準(zhǔn)，將國家基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計量單位量值經(jīng)過各級計量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作計量器具。計量器具檢定為評定計量器具的計量特性，確定其是否符合法定要求所進(jìn)行的全部工作。檢定規(guī)程檢定計量器具時必須遵守的法定技術(shù)文件。第二十八頁，共40頁。直接測量直接通過測量儀器得到被測值如卷尺測長度間接測量在測量值的基礎(chǔ)上，通過函數(shù)關(guān)系，計算出被測量如通過測量時間和距離計算出車速組合測量將直接測量值或間接測量值與被測量值按已知關(guān)系組成一組方程（函數(shù)關(guān)系），通過解方程求得被測量值。第二十九頁，共40頁。傳感器：將被測量轉(zhuǎn)換成其它量的器件測量變換器：提供與輸入量具有給定關(guān)系的輸出量檢測器：定性表示存在，而不提供量值，如化學(xué)試紙測量器具的示值：測量器具的指示值，帶單位準(zhǔn)確度等級：決定測量誤差大小標(biāo)稱范圍：示值范圍，如溫度計-30℃-20℃

量程：標(biāo)稱范圍的上下限之差的模。50℃測量范圍：允許誤差限內(nèi)的測量范圍漂移：測量儀器的特性隨時間的慢變化即測量系統(tǒng)，為確定被測量值所必須的器具和輔助設(shè)備的總體。第三十頁，共40頁。測量誤差定義：測量結(jié)果與被測量真值之差誤差分類系統(tǒng)誤差：多次測量，出現(xiàn)恒定或確定變化的誤差隨機(jī)誤差：多次測量，誤差符號和絕對值不可預(yù)知粗大誤差：明顯超出預(yù)期誤差范圍的誤差，不正常誤差表示方法絕對誤差：=測量結(jié)果-真值相對誤差：=誤差/真值%，無量剛引用誤差：只用于表示計量器具特性分貝誤差：=20lg(測量結(jié)果/真值)，dB第三十一頁，共40頁。測量精密度表示隨機(jī)誤差大小測量正確度表示系統(tǒng)誤差大小測量準(zhǔn)確度（測量精確度）表示測量結(jié)果與真值的一致程度，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合測量不確定度第三十二頁，共40頁。測量儀器的示值誤差：示值與真值（約定真值）之差；基本誤差：標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差，也成固有誤差；允許誤差：所規(guī)定的允許的誤差極限值；測量器具的準(zhǔn)確度：測量器具給出接近于被測量真值的能力；測量器具的重復(fù)性和重復(fù)性誤差：注意是隨機(jī)誤差分量回程誤差：即滯后誤差，在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，其示值之差的絕對值；誤差曲線：誤差與被測量之間的函數(shù)關(guān)系的曲線；校準(zhǔn)曲線：被測量的實際值與測量器具示值之間函數(shù)關(guān)系的曲線。第三十三頁，共40頁。每次測量都有誤差，包含各種因素，其中必有隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差服從統(tǒng)計規(guī)律，需要無限多次測量確定。實際上只能進(jìn)行有限次測量，近似反映誤差統(tǒng)計特性。測量數(shù)據(jù)處理的任務(wù)：用有限測量數(shù)據(jù)求統(tǒng)計特性，得到：真值的可信估計值偏離真值程度的估計（誤差估計）第三十四頁，共40頁。被測量真值：μ–總體期望值測量序列（樣本）：樣本算術(shù)平均值：真值的無偏估計標(biāo)準(zhǔn)偏差：σ–總體標(biāo)準(zhǔn)偏差s是總體標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的無偏估計第三十五頁，共40頁。樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差也是隨機(jī)變量樣本平均值服從正態(tài)分布表明：樣本平均值的平均值（數(shù)學(xué)期望）就是真值樣本平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差樣本平均值比單次測量值更接近真值。用樣本平均值估計真值，標(biāo)準(zhǔn)偏差小，精密度高。樣本平均值與測量次數(shù)有關(guān)。第三十六頁，共40頁。隨機(jī)誤差一般服從正態(tài)分布實際測量數(shù)據(jù)由于存在系統(tǒng)誤差、粗大誤差，不一定服從正態(tài)分布。為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，先對測量數(shù)據(jù)做預(yù)處理：消除系統(tǒng)誤差正態(tài)性檢驗剔除粗大誤差第三十七頁，共40頁。三種方式：1）2）3）不能說明測量精確度，已淘汰受測量數(shù)據(jù)的分布類型限制例0-71802.42802.5