工程測試與信號第講緒論

工程測試與信號分析主講人：軒建平華中科技大學機械學院機電系聯(lián)系電話盤部分液壓系統(tǒng)電氣系統(tǒng)泵送系統(tǒng)臂架系統(tǒng)轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)支腿臂架系統(tǒng)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)泵送系統(tǒng)支腿系統(tǒng)液壓系統(tǒng)發(fā)動機底盤泵車遠程監(jiān)控及維護結(jié)構(gòu)件建模與分析力、形變、固有頻率與振動模態(tài)關(guān)鍵點信號檢測方法信號獲取多傳感器信息融合特征信號、安全評估監(jiān)測技術(shù)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、測量電路原理和信號分析方法。緒論信號分析基礎(chǔ)傳感器原理模擬信號處理數(shù)字信號處理虛擬儀器技術(shù)工程應(yīng)用內(nèi)容如下學習方法：

本課程是一門培養(yǎng)學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，課程具有很強的實踐性。

學習時應(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。

理論學習、實踐學習和研究學習三元并重.第一章、緒論本章學習要求：1.掌握測試技術(shù)的概念及研究內(nèi)容2.了解測試技術(shù)的應(yīng)用情況3.了解測試技術(shù)的發(fā)展動態(tài)4.了解主要測試儀器生產(chǎn)廠商第一章、緒論1.1測試技術(shù)的基本概念

測試技術(shù)是實驗科學的一部分，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)是進行各種科學實驗研究和生產(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，再對電信號進行處理和輸出。如圖所示的聲級計。

為確定被測對象量值(Value)而進行的實驗過程對未知事物的探索性認識過程(Process)，是一個動態(tài)過程而非靜止Measurement&Test第一章、緒論測試技術(shù)定義（1）測試技術(shù)含義：是研究客觀事物變化規(guī)律的方法（手段），是從客觀事物中攝取有關(guān)信息的認識過程。運用專門的設(shè)備，通過合適的實驗方法和必要的數(shù)據(jù)處理，求得所研究的有關(guān)信息的量值。（2）測試定義：是具有試驗性質(zhì)的測量。第一章、緒論（3）測試的意義測試是人類認識自然、掌握自然規(guī)律的實踐途徑之一，是科學研究中獲得感性材料、接受自然信息的途徑，是形成、發(fā)展和檢驗科學理論的實踐基礎(chǔ)。測試屬于信息科學范疇，因而被稱為信息探測工程學。溫家寶：仰望星空我仰望星空,它是那樣寥廓而深邃；那無窮的真理，讓我苦苦地求索、追隨?！呥_哥拉斯從球形是最完美幾何體的觀點出發(fā)，認為大地是球形的，提出了太陽、月亮和行星作均勻圓運動的思想?！癋orthethingswehavetolearnbeforewecandothem,welearnbydoingthem.”Aristotle(AuthorofMechanicsandAcoustics,384–322B.C.)勾股定理第一章、緒論信息(Information)較為典型和著名的幾個定義：（1）美國科學家維納(N.Wiener)在1948年出版的奠基性著作《控制論--動物和機器中的通信與控制問題》一書中指出：“信息就是信息，不是物質(zhì)，也不是能量?！保?）美國科學家山農(nóng)(C.E.Shanon)在1948年“通信的數(shù)學理論”一文中定義為：“能夠用來消除不定性的東西?！保?）意大利學者郎格(G.Longer)在1975年出版的《信息論：新趨勢和未決問題》一書中定義為：“事物之間的差異，而不是事物本身?！睆V義的廣義的相對穩(wěn)定運動變化事物運動的兩個基本側(cè)面注意：信息本身不是物質(zhì)，不具有能量?！安皇菛|西”第一章、緒論信息--信息的定義從純客觀的角度，信息定義為：事物

運動的狀態(tài)和方式。(a宣)信息經(jīng)是一桑種資順源例1隔離矩某人屬；例2唐山爆地震范；例3地下介工作廁者；寫例4聽課茫。(b釀)物質(zhì)敲、能斤量、毒信息聾是物斬質(zhì)世威界的擔三大顏支柱籌。信息能量物質(zhì)信息能量物質(zhì)物質(zhì)信息農(nóng)業(yè)社會工業(yè)社會信息社會能量第一漫章、廊緒論信息些的地今位和鎮(zhèn)作用（1）可撈識別鞏；（2）可豆轉(zhuǎn)換惰；（3）可刃存儲檔；（4）可趟傳輸絹；信息內(nèi)的傳扔輸依矛靠物柜質(zhì)能且量，延一般問來說歇，傳坊輸信徑息的斧載體科稱為亮信號(S酸ig揚na侮l)。信息信號如：璃古代踐的烽荒火；間防空令警笛遍；門甜鈴；證啞語候。第一求章、揀緒論信息盲的基尼本性斯質(zhì)信號褲是事爪物運攀動狀謎態(tài)和獅方式幻玉的表罵現(xiàn)。信號類是物沃理性派的，練是物窯質(zhì)，侍具有罷能量潮，它岡以各蕉種形端式存些在。第一臥章、戰(zhàn)緒論信號一般涉說來孝，測堵試系棗統(tǒng)由斬傳感假器、培中間踐變換惹裝置翠和顯邀示記盲錄裝幅置三許部分煉組成約。傳感輔器將被旅測物壞理量(如噪吐聲,溫度)檢出罪并轉(zhuǎn)伴換為寨電量矩，中醉間變雹換裝夏置對攔接收勢到的拔電信拍號用魄硬件怠電路秀進行澆分析燈處理籍或經(jīng)A/析D變換肚后用毅軟件扶進行信號痛分析，顯粱示記何錄裝篇置則柏測量雙結(jié)果桑顯示戴出來根，提鈴供給克觀察另者或添其它潑自動澤控制鳥裝置偽。1.藏1測試筆技術(shù)裁的基谷本概貼念信息騙轉(zhuǎn)換信息舞提取第一憂章、擁緒論1.廁2測試霞技術(shù)融的工于程應(yīng)追用在工奮程領(lǐng)讓域，叔科學良實驗防、產(chǎn)菌品開復(fù)發(fā)、犬生產(chǎn)過監(jiān)督截、質(zhì)攏量控拆制等棟，都搶離不觀開測圾試技閥術(shù)。盾測試加技術(shù)尺應(yīng)用色涉及鍛到航稍天、歡機械個、電爸力、列石化漠和海天洋運遍輸?shù)饶兔恳挥苽€工劑程領(lǐng)舞域。1、工恥業(yè)自緞動化送中的代應(yīng)用a)機械超手、愿機器烏人中挺的傳貧感器轉(zhuǎn)動/移動賠位置拖傳感寫器、架力傳校感器勝、視啊覺傳由感器哥、聽戒覺傳料感器由、接菜近距蒜離傳零感器鹿、觸牽覺傳永感器君、熱秒覺傳記感器賣、嗅值覺傳序感器例。1.儀2測試涌技術(shù)說的工訪程應(yīng)芝用在各定種自趣動控盾制系廚統(tǒng)中既，測刮試環(huán)受節(jié)起道著感津官的底作用科，是諸其重革要組墊成部堵分。b)淚A朱GV自動粗送貨岔車超聲繩波測削距傳光感器喂、判士斷建筑碎物內(nèi)蘿人和鉤物所海在位定置；紅外景線色罷彩傳墻感器拉運動紛軌跡雁和AG輩V小車膊位置識別館；條慶形碼桐傳感呼器，貨品識別斤。1.俱2測試膏技術(shù)舅的工雅程應(yīng)姿用c)生產(chǎn)貢加工巾過程堵監(jiān)測1.閣2測試小技術(shù)升的工宜程應(yīng)很用切削翠力傳倡感器擁，加來工噪扯聲傳隙感器維，超蔑聲波獻測距脊傳感妹器、牢紅外銅接近虧開關(guān)剖傳感唯器等齡。1.性2測試讀技術(shù)肌的工赴程應(yīng)嚴用2、流巧程工斤業(yè)設(shè)勵備運滋行狀仗態(tài)監(jiān)股控在電琴力、申冶金裳、石徑化、忍化工棄等流艇程工貪業(yè)中辦，生押產(chǎn)線廟上設(shè)脈備運剛行狀括態(tài)關(guān)托系到話整個慮生產(chǎn)餅線流搏程。夾通常獨建立24小時商在線維監(jiān)測箱系統(tǒng)情。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。揚子優(yōu)石化50MW熱電笛機組計監(jiān)測滿系統(tǒng)陽邏逝電廠30殊0MW汽輪劫機組漿監(jiān)測魚系統(tǒng)荊門緒電廠20磚0MW機組慕監(jiān)測涼系統(tǒng)青山劃熱電針廠生億產(chǎn)信拖息實仿時查鎖詢系尾統(tǒng)沙角換電廠蜘生產(chǎn)墨信息上實時層查詢殼系統(tǒng)寶鋼30KW以上紅風機喝監(jiān)測干系統(tǒng)寶鋼染精軋F2軋機慘網(wǎng)絡(luò)額化監(jiān)浴測系白統(tǒng)寶鋼羽冷軋牽帶鋼傍振動誤紋監(jiān)膜測系謀統(tǒng)武鋼島風機雁狀態(tài)鵝監(jiān)測忌系統(tǒng)1.艇2測試田技術(shù)協(xié)的工楊程應(yīng)殿用4、樓寧宇控慣制與藍安全慈防護為使錄建筑慎物成幟為安嫩全、姻健康據(jù)、舒賞適、損溫馨臘的生喂活、踢工作暈環(huán)境量，并皮能保外證系邁統(tǒng)運醫(yī)行的技經(jīng)濟博性和冊管理液的智膜能化衣。在古樓宇姜中應(yīng)五用了點許多拖測試打技術(shù)撞，如貸闖入營監(jiān)測獻、空起氣監(jiān)斃測、村溫度泄監(jiān)測壘、電晝梯運擊行狀巧況。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1.夏2測試貝技術(shù)軌的工光程應(yīng)胸用5、家蓄庭與政辦公鉗自動渾化在家子電產(chǎn)否品和羅辦公斥自動覺化產(chǎn)紹品設(shè)復(fù)計中養(yǎng)，人筐們大計量的俘應(yīng)用捐了傳臭感器葛和測音試技白術(shù)來籠提高陣產(chǎn)品初性能滴和質(zhì)悔量。全自動洗衣機中的傳感器：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1.繡2測試頑技術(shù)糾的工南程應(yīng)墳用5、其識他應(yīng)葛用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學1.誼2測試小技術(shù)步的工喘程應(yīng)葬用鼠標: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:電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服6、PC機中默的測挎試技全術(shù)應(yīng)濤用1.寄2.步6PC機中讓的測梯試技蛋術(shù)應(yīng)褲用測控實驗DIY1.鼠標測位移實驗2.麥克風測聲音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.鏟3測試裙技術(shù)廟的發(fā)程展趨糖勢第一頸章、既緒論1、傳血感器鹽方面a)利用糊新發(fā)送現(xiàn)的黃材料診和新脹發(fā)現(xiàn)襲的生嶼物、也物理柜、化持學效賣應(yīng)開犁發(fā)出予的新抵型傳道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第一坐章、譜緒論b)傳感扯器+嵌入耳式計棕算機智能翁傳感訓(xùn)器振動網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計算機智能壓力網(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1.慎3測試領(lǐng)技術(shù)愁的發(fā)川展趨降勢2、測昂量信眼號處鳳理方臨面計算總機虛侄擬儀搭器技推術(shù)用PC機＋烏儀器螺板卡扇代替蠢傳統(tǒng)策儀器用計抄算機最軟件