工程測試技術(shù)第一章

工程測試技術(shù)主講教師：來五星博士、副教授李錫文博士、教授實驗教師：黃弢高級工程師辦公電話：87557415

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“機(jī)械工程測試”每個字拼音的第一個字母

密碼：111111注意下載時不要刪除原始文件課程內(nèi)容本課程主要介紹工業(yè)自動化、環(huán)境監(jiān)測、樓宇控制、交通等領(lǐng)域中常見物理量(壓力、應(yīng)變、位移、加速度、溫度等）的傳感器測量原理、測量電路原理、信號分析及處理方法。緒論信號分析基礎(chǔ)傳感器原理測試系統(tǒng)特性模擬信號處理數(shù)字信號處理虛擬儀器技術(shù)工程應(yīng)用內(nèi)容如下學(xué)習(xí)方法本課程是一門培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程測量問題的能力的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，課程具有很強(qiáng)的實踐性。學(xué)習(xí)時應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實驗和提供的仿真課件。只有通過足夠的實驗和仿真實驗操作，才能得到應(yīng)有的能力培養(yǎng)，才能更好的掌握書本知識和具備解決實際測量問題的能力。理論學(xué)習(xí)、實踐學(xué)習(xí)和研究學(xué)習(xí)三元并重。課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源

1.機(jī)械工程測試技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課件

8/jpkc/gccsjs/2.工程測試網(wǎng)上虛擬實驗室

8/jpkc/gccsjs/956_web_course_lab/weblab.html3.DRVI可重構(gòu)虛擬儀器實驗開發(fā)平臺

8/jpkc/gccsjs/94_newlab/index.html考試實驗單獨計分：實驗不及格不能參加期終考試，成績?yōu)?分；平時作業(yè)和考勤：30分。平時作業(yè)考勤期終考試占：70分。第一章緒論本章學(xué)習(xí)要點：1.1掌握測試技術(shù)的概念及研究內(nèi)容1.2了解測試技術(shù)的應(yīng)用情況1.3了解測試技術(shù)的發(fā)展動態(tài)1.4了解主要測試儀器生產(chǎn)廠商1.1測試技術(shù)的基本概念

測試技術(shù)是實驗科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。

測試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將被測對象溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析處理電路，很簡單，但測量精度底，無法實現(xiàn)測量自動化。

為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進(jìn)行處理和輸出。如圖所示的聲級計。

例1：熱軋設(shè)備診斷例1熱軋設(shè)備診斷問題及解決方法：（1）怎樣測量壓力、振動位移、電氣信號以及控制信號開關(guān)量？（2）信號如何傳輸？（3）多傳感器信息融合處理（fusion)？（4）設(shè)備的管理、調(diào)度和控制傳感器技術(shù)信息處理技術(shù)計算機(jī)等技術(shù)例2汽車防抱死制動系統(tǒng)ABS如果剎車片抱死車輪汽車的制動力來自輪胎與地面的摩擦力，而地面與車輪間的靜摩擦系數(shù)大于滑動摩擦系數(shù)，則剎車距將增長。前輪若抱死，前輪轉(zhuǎn)向附著力達(dá)極限，即使轉(zhuǎn)動方向盤，汽車仍會沿原方向滑行。后輪若抱死，后輪無法轉(zhuǎn)動，如有側(cè)向力，極易發(fā)生甩尾現(xiàn)象。ABS的任務(wù)保持剎車時的方向穩(wěn)定性保持轉(zhuǎn)向控制能力提供最大制動力并縮短制動距離減少輪胎磨損

ABS=AntilockBrakingSystem例2汽車防抱死制動系統(tǒng)ABS組成和工作原理：ABS是普通制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上加裝車輪速度傳感器、ABS電控單元、制動壓力調(diào)節(jié)裝置及制動控制電路等組成。工作過程分為常規(guī)制動，制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大等階段。制動中，ABS電控單元判斷車輪速度信號，加以處理，分析是否有車輪即將抱死拖滑。ABS增壓階段：如果沒有車輪即將抱死拖滑，制動壓力調(diào)節(jié)裝置不參與工作，制動主缸和各制動輪缸相通，制動輪缸中的壓力繼續(xù)增大。ABS保壓階段：如果電控單元判斷出某個車輪（假設(shè)為左前輪）即將抱死拖滑，它即向制動壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，關(guān)閉制動主缸與左前制動輪缸的通道，使左前制動輪缸壓力不再增大。ABS減壓階段：若電控單元判斷出左前輪仍趨于抱死拖滑狀態(tài)，它即向制動壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，打開左前制動輪缸與儲液室或儲能器的通道，使左前制動輪缸中的油壓降低。裝有ABS的車輛在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分別達(dá)到80%—90%、30%—10%、15%—20%。ABS工作原理：輪速傳感器+電子控制模塊+執(zhí)行器圖電子控制模塊輪速傳感器制動踏板黃色--速度傳感器通道藍(lán)色--液壓管路ECU制動壓力調(diào)節(jié)器例3電機(jī)故障診斷圖電動機(jī)在線識別在某電動機(jī)生產(chǎn)線上，利用頻譜診斷技術(shù)實現(xiàn)電動機(jī)在線自動識別、分類的過程。例：電機(jī)故障診斷實驗步驟具體檢測步驟如下：（1）將裝有微型加速度計的測頭接觸傳送帶上運送的電動機(jī)；（2）檢測電動機(jī)的振動信號，經(jīng)放大器后輸入FFT分析儀；（3）將檢測得的振動頻譜與預(yù)先在分析儀中設(shè)定的判別譜進(jìn)行比較；（4）進(jìn)行合格與否判斷，輸出判斷信號。例：萬電機(jī)遺故障著診斷情實驗蕩結(jié)果上圖預(yù)分別抱為典糾型合毯格品到與廢漢品的船振動諷頻譜摧。圖中遼可看瞇出，未廢品瓜的頻揉譜圖斷中往瘦往在鏈某一以頻率催有較糠大的忽幅值瓶。三個鐘實際絮問題鏟的啟新示機(jī)、罵電、科液、宮氣技內(nèi)術(shù)相掃結(jié)合修；傳感術(shù)器、暴信息肢處理水、計同算機(jī)奇技術(shù)紹的綜伙合運勵用；相關(guān)未學(xué)科冷的整甚體發(fā)脾展才惱可能灘有某詳一項波技術(shù)恒的提乒高。測試腐技術(shù)是解廈決這必類問法題的換第一圍步。本課巾程的短研究纏對象（機(jī)蔽械）賺工程例中產(chǎn)的動態(tài)物理微量廣義鍋的飛隨覺時間顧而變牽化的靜態(tài)物理禿量不隨序時間鑼而變施化的g的測違量、電假子半葡徑（19屈64擺M討IT和Ha乘rv茂ar半d汽19險66丁肇漏中）<1激*1且0e-1羨7m吳<1參*1桌0e-2件4mG目前猶測量碎最高糊精度欠是13個pp食m，角樓加速瀉度法邀測量測試地技術(shù)骨定義測試狹技術(shù)修涵義是研碧究客似觀事催物變何化規(guī)假律的繼方法哈（手奴段）定，是造從客胳觀事牛物中殺攝取奮有關(guān)理信息僑的認(rèn)倍識過壇程。晴運用堤專門娃的設(shè)傾備，挪通過檔合適繁的實府驗方堡法和較必要犯的數(shù)尊據(jù)處辛理，亂求得鞭所研時究的浴有關(guān)王信息吊的量冬值。測試汪定義：蠻是具型有試驗性質(zhì)趁的測量。為確店定被增測對駁象量咽值(V斤al懷ue盾)而進(jìn)雞行的胡實驗惱過程對未紗知事衡物的于探索孤性認(rèn)麻識過撫程(P興ro摸ce負(fù)ss綁)，是定一個倉動態(tài)頁過程娘而非級靜止Me頸as劑ur掏em哭en興t攝&遼Te層st測試課的意落義測試撒是人舒類認(rèn)乎識自帶然、裳掌握迎自然匠規(guī)律互的實磁踐途證徑之煙一，態(tài)是科裳學(xué)研偵究中撿獲得例感性廚材料哭、接價受自迷然信壤息的疤途徑石，是鈔形成顛、發(fā)菊展和貨檢驗罪科學(xué)錯理論栽的實訂踐基系礎(chǔ)。測試奸屬于皇信息隸科學(xué)煮范疇格，因貿(mào)而被臂稱為拖信息互探測括工程釀學(xué)。信息(I區(qū)nf涂or行ma甩ti鈔on靜)較為耀典型征和著板名的摧幾個占定義疫：美國導(dǎo)科學(xué)乳家維連納(N先.器Wi比en狀er闊)在1遺94爆8年瞞出版斥的奠析基性役著作滴《控堪制論喝--蹲動物冊和機(jī)滿器中遷的通飾信與患控制撥問題旗》一碌書中調(diào)指出轉(zhuǎn)：“信息間就是秀信息籍，不忽是物直質(zhì)，件也不弄是能損量?！泵绹鴾茖W(xué)秤家山潤農(nóng)(C屈.污E.Sh乖an渠on)在1仆94頃8年炒“通拆信的梁數(shù)學(xué)沸理論緣瑞”一塵文中科定義繩為：桐“能夠握用來躺消除匆不定造性的瓦東西?！币獯蠛锢麑W(xué)需者郎齊格(G亦.廢Lo年ng眉er覆)在1拆97倉5年呢出版觀的《拐信息恰論：鄙新趨田勢和椒未決遼問題盆》一著書中終定義頸為：兵“事物初之間旅的差臘異，乓而不恢是事陳物本規(guī)身?！毙畔?I懲nf箱or愛ma脫ti凳on銹)較為桿典型略和著困名的遮幾個副定義給：唐李殃中詩《暮春瞞懷故礎(chǔ)人》，“姨夢斷定美人駝沉信息，目夾穿長晶路倚賠樓臺廢”，碼“信追息”挨兩個附字出隔現(xiàn)。南宋記哲學(xué)勾家、嫌詩人背陳亮子詩《梅花》：“搞欲傳闊春信息，不傅怕雪葡埋藏斜”唐杜給牧《寄遠(yuǎn)》，“征塞外心音書你無信息，道盲傍車億馬起杜塵?！?。宋李冒清照-上樞植密韓貪肖胄怕詩，稻“不撒乞隋拿珠與愧和壁凈，只曲乞鄉(xiāng)犯關(guān)新信息”。信息--信息牙的定腹義從純勸客觀諒的角司度，兵信息矮定義薦為：事物運動的狀態(tài)和方式廣義裕的廣義課的相對殖穩(wěn)定運動信變化事物伴運動高的兩冊個基應(yīng)本側(cè)沙面注意：信息鴿是客次觀存劣在的拋，但尸本身絲式不是疾物質(zhì)利，不來具有康能量棗?！爸皇瞧鞏|西嚷”。信息諸的基床本性除質(zhì)信息盈的基訂本性扒質(zhì)可識煮別（謊可獲催?。┛蓿豢赊D(zhuǎn)炎換；可存湯儲；可傳繪輸；信息鉆的傳今輸依戶靠物滿質(zhì)能怎量，娘一般盞來說務(wù)，傳帝輸信侵息的遺載體斜稱為村信號(S繡ig遇na逆l)。信息信號如：尤古代惕的烽統(tǒng)火；久防空負(fù)警笛淹；門爛鈴；管啞語蹦。信號(S霉ig脹na久l)信號殺是事途物運粉動狀回態(tài)和肆方式樹的表躺現(xiàn)。信號田是物顯理性局的，住是物參質(zhì)，抵具有鞋能量將，它翅以各界種形溉式存飼在。機(jī)械吵振動泰信號心電寇圖信泛號光電杜信號圖像宗信號本課殃程研許究的滾是信徹號，默是信啦息的食一種撈載體房誠。信號初實例自然啄和物役理信臨號例如存：語疤音、秤圖象唐、地槳震信賴號、積生理少信號擾等實例找：雨聲政、地希震信選號信號則實例自然洲和物鄭理信朽號例如嚴(yán)：語代音、獅圖象奪、地軍震信龜號、生理粥信號等實例劑：人的名心音、弓頭藍(lán)鯨發(fā)芬出聲卵音圖正常減心音交時域村波形街圖圖爪房室順隔缺糾損病倍人心剖音時遞域波趟形圖信號隱實例人工司產(chǎn)生辣的信把號例如菊：雷銜達(dá)信雅號、耐通訊龜信號修、醫(yī)清用超肢聲信昂號、稿機(jī)械灑探傷俗信號沫等實例烈：雷達(dá)礙信號宏、機(jī)絨械聲友音測試匠技術(shù)醫(yī)的基仆本內(nèi)乓容測試最技術(shù)塘的內(nèi)粗容相額當(dāng)廣每泛。例如坡：醫(yī)飼生給鄉(xiāng)豐病人坊看病緣瑞。病情路信椒息的追獲取鉆處理人病灶觀察簡單俗檢查儀器疑檢查診斷治療典型候信號定處理投過程信息贊信息小獲取化信號綁分析娘信號病處理對象陳（靜黨態(tài)）集（動火態(tài)）信號源傳感糟器信號孫分析中間可變換記止錄相關(guān)偽的概虹念信息卡獲取從傳僵感器弊等一筍次敏灶感元忽件獲枕得初職始信駝息，窩再用逢一定藍(lán)設(shè)備辱手段豪進(jìn)行途分析表處理踢和信妨息提音煉的餃過程臺。信號債分析研究愉信號黑的構(gòu)船成和辰特征趣值，渾對信罩號本局身的綢信息艘結(jié)構(gòu)她沒有堪影響攤。信號堡處理把信偵號經(jīng)相過必件要的拒加工良變換燃，以虧期獲聾得有啞用信秩息的炊過程腦。信號翅分析號方法時域渠分析垂和頻貞域分鴉析（譜分贊析）。一般好說來午，測睡試系但統(tǒng)由艙傳感捏器、窩中間蛾變換革裝置駛和顯蹈示記貝錄裝沫置三監(jiān)部分詢組成嗎。傳感半器將被鞭測物騙理量(如噪竟聲,溫度)檢出太并轉(zhuǎn)涂換為冷電量唯。中間若變換炮裝置奸對接塊收到抬的電級信號計用硬決件電爪路進(jìn)醫(yī)行分同析處安理或漫經(jīng)A/筋D變換票后用草軟件報進(jìn)行信號擴(kuò)分析榜。顯示鐵記錄毒裝置絮則測茂量結(jié)佳果顯映示出甚來，林提供偉給觀徑察者關(guān)或其擊它自渡動控汪制裝膀置。信息恢轉(zhuǎn)換信息兄提取1.復(fù)1測試誦技術(shù)端的基吧本概飯念1.拉2測試糠技術(shù)剝的工怎程應(yīng)閃用在工窮程領(lǐng)串域，慮科學(xué)阿實驗吼、產(chǎn)勿品開把發(fā)、頌生產(chǎn)怎監(jiān)督句、質(zhì)造量控面制等稱，都那離不額開測鞠試技曉術(shù)。載測試羨技術(shù)想應(yīng)用肢涉及鞠到航譜天、丘機(jī)械態(tài)、電共力、燦石化福和海脊洋運辦輸?shù)葹┟恳黄鰝€工隱程領(lǐng)擋域。1、工籌業(yè)自械動化炒中的狐應(yīng)用a)機(jī)械鋼手、漸機(jī)器碧人中殃的傳蓄感器轉(zhuǎn)動/移動僅位置糧傳感甩器、偷力傳恭感器潤、視不覺傳圾感器煉、聽潤覺傳襯感器遵、接念近距哄離傳辭感器杰、觸野覺傳獲感器姜、熱墊覺傳藏感器物、嗅受覺傳墨感器經(jīng)。在各裕種自銜動控打制系腰統(tǒng)中者，測嘆試環(huán)石節(jié)起省著系助統(tǒng)感關(guān)官的調(diào)作用麥，是混其重宇要組遮成部唇分。b)魂A鳴GV自動呢送貨萄車超聲篩波測魂距傳違感器汽、判納斷建共筑物卻內(nèi)人鑄和物疼所在銜位置倒；紅謊外線逼色彩梳傳感報器運做動軌忙跡和AG頑V小車迎位置值識別豈；條戶形碼眉傳感男器，籮貨品棵識別絨。AG攻V=星Au隸to豪m(xù)a恒ti余c委Gu棄id多ed啞V捏eh統(tǒng)ic欠lec)生產(chǎn)棟加工顯過程任監(jiān)測切削懶力傳旨感器坐，加應(yīng)工噪管聲傳訊感器痕，超扒聲波彈測距截傳感獻(xiàn)器、滴紅外栽接近抓開關(guān)形傳感瓦器等專。2、流豬程工塘業(yè)設(shè)膚備運敵行狀炎態(tài)監(jiān)度控在電節(jié)力、華冶金濁、石銹化、撕化工秀等流詢程工剝業(yè)中囑，生幅產(chǎn)線諒上設(shè)屆備運眼行狀潛態(tài)關(guān)背系到徒整個做生產(chǎn)納線流乘程。委通常奧建立24小時好在線江監(jiān)測袍系統(tǒng)膜。石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。揚子揪石化50包MW熱電逆機(jī)組塔監(jiān)測窯系統(tǒng)陽邏野電廠30聰0M贏W汽輪改機(jī)組櫻監(jiān)測嶺系統(tǒng)荊門能電廠20鵲0M催W機(jī)組聚監(jiān)測檔系統(tǒng)青山視熱電鋤廠生嚇產(chǎn)信狠息實論時查販詢系盒統(tǒng)沙角墾電廠淺生產(chǎn)酷信息振實時胸查詢李系統(tǒng)寶鋼30治KW以上褲風(fēng)機(jī)斃監(jiān)測訓(xùn)系統(tǒng)寶鋼毒精軋F(tuán)2軋機(jī)街網(wǎng)絡(luò)笨化監(jiān)殖測系景統(tǒng)寶鋼塞冷軋克帶鋼愛振動砌紋監(jiān)奔測系亞統(tǒng)武鋼籮風(fēng)機(jī)郵狀態(tài)葵監(jiān)測參系統(tǒng)3、產(chǎn)稠品質(zhì)是量測雜量在汽岡車、賢機(jī)床灣等設(shè)暑備，辨電機(jī)右、發(fā)縱動機(jī)膛等零猛部件潔出廠尿時，震必須墾對其朽性能境質(zhì)量涌進(jìn)行姓測量驢和出改廠檢巖驗。圖示為汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量機(jī)床加工精度測量4、樓濟(jì)宇控聯(lián)制與帳安全慢防護(hù)為使謝建筑弓物成液為安棕全、鑄健康傅、舒蓋適、踐溫馨朵的生術(shù)活、汪工作妄環(huán)境哀，并璃能保唐證系遇統(tǒng)運城行的僚經(jīng)濟(jì)寨性和睡管理程的智匙能化絮。在拖樓宇脹中應(yīng)蒙用了伯許多拘測試龜技術(shù)攝，如欣闖入早監(jiān)測網(wǎng)、空溪氣監(jiān)最測、游溫度貌監(jiān)測溫、電豬梯運墨行狀貿(mào)況。圖示為某公司樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器5、家秧庭與兔辦公掠自動鍋化在家開電產(chǎn)壇品和頑辦公香自動沃化產(chǎn)榨品設(shè)盼計中殘，人賞們大黑量的咸應(yīng)用百了傳釣感器創(chuàng)和測怖試技荷術(shù)來坐提高心產(chǎn)品賊性能棵和質(zhì)絞量。全自動洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器6、其贏他應(yīng)獵用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服7、PC機(jī)中備的測夫試技薪術(shù)應(yīng)未用測控實驗DIY1.鼠標(biāo)測位移實驗2.麥克風(fēng)測聲音2.聲卡采樣頻率信號分析頻率合成與分解3.簡易聲級計制作4.CCD圖象分析……..

1.暗3測試刺技術(shù)卵的發(fā)卷展趨界勢1、傳年感器帆方面a)利用轉(zhuǎn)新發(fā)解現(xiàn)的堪材料技和新靜發(fā)現(xiàn)稿的生樹物、姿物理鬧、化友學(xué)效依應(yīng)開期發(fā)出托的新財型傳利感器光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器b)傳感論器+嵌入鑼式計昆算機(jī)智能柔傳感物器振動網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計算機(jī)智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器2、測墓量信泳號處拼理方畝面計算辦機(jī)虛輛擬儀度器技禮術(shù)用PC機(jī)＋舞儀器瞧板卡羨代替譽傳統(tǒng)群儀器用計垃算機(jī)烘軟件某卸代戒替硬恭件分絡(luò)析電泊路優(yōu)點1.