工程測試技術(shù)基礎(chǔ) 第一部分：緒論

工程測試技術(shù)根底主講：何嶺松教授康宜華教授武新軍副教授軒建平副教授華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院課程內(nèi)容：本課程主要引見工業(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〕的傳感器丈量原理、丈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)容如下工程測試技術(shù)根底工程測試技術(shù)根底是一門與資料科學(xué)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)親密相關(guān)的快速開展的學(xué)科。為彌補(bǔ)書本教材內(nèi)容滯后于學(xué)科開展的問題，在教學(xué)內(nèi)容上我們采編了很多多媒體素材和案例。工程測試技術(shù)根底學(xué)習(xí)方法：書本教材電子教材并重.工程測試技術(shù)根底本課程是培育學(xué)生處理實(shí)踐工程丈量問題才干的專業(yè)根底課，具有很強(qiáng)實(shí)際性。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)際學(xué)習(xí)、實(shí)際學(xué)習(xí)、研討學(xué)習(xí)三元并重.只需經(jīng)過足夠的實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)操作，才干得到應(yīng)有的實(shí)踐動手才干培育和更好的掌握書本知識。課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源：202.114.11.1:8080/gccs2.工程測試技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課件3.工程測試網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室4.DRVI個(gè)人測試實(shí)驗(yàn)室工程測試技術(shù)根底1.工程測試技術(shù)電子教案ProjectBasedLearning：軌跡跟蹤工程測試技術(shù)根底培育學(xué)生在實(shí)際中對知識融會貫穿，獨(dú)立學(xué)習(xí)和處理問題的才干。計(jì)劃：開設(shè)一門獨(dú)立于課程之外的測控實(shí)驗(yàn)課。倉儲模型機(jī)械手AGV小車以案例和實(shí)驗(yàn)為主線：工程測試技術(shù)根底教學(xué)方法：煤氣包高度丈量橋梁固頻丈量機(jī)翼模態(tài)分析索道檢測處理偏重課本教學(xué)存在的問題：1.測試技術(shù)運(yùn)用、開展部分空洞；2.傳感器部分沒有實(shí)物對象、枯燥無味；3.信號分析實(shí)際部分深奧、難懂。第一章、緒論本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握測試技術(shù)的概念及研討內(nèi)容2.了解測試技術(shù)的運(yùn)用情況3.了解測試技術(shù)的開展動態(tài)4.了解主要測試儀器消費(fèi)廠商工程測試技術(shù)根底第一章、緒論1.1測試技術(shù)的根本概念測試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研討各種物理量的丈量原理和丈量信號分析處置方法。測試技術(shù)是進(jìn)展各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研討和消費(fèi)過程參數(shù)丈量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測試系統(tǒng)可以只需一個(gè)模塊，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度底，無法實(shí)現(xiàn)丈量自動化。為提高丈量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一同構(gòu)成自動化安裝，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進(jìn)展處置和輸出。如下圖的聲級計(jì)。普通說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換安裝和顯示記錄安裝三部分組成。傳感器將被測物理量(如噪聲,溫度)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換安裝對接納到的電信號用硬件電路進(jìn)展分析處置或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)展信號分析，顯示記錄安裝那么丈量結(jié)果顯示出來，提供應(yīng)察看者或其它自動控制安裝。1.1測試技術(shù)的根本概念信息轉(zhuǎn)換信息提取第一章、緒論1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)、消費(fèi)監(jiān)視、質(zhì)量控制等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)運(yùn)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€(gè)工程領(lǐng)域。1、工業(yè)自動化中的運(yùn)用a)機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器轉(zhuǎn)動/挪動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近間隔傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用在各種自動控制系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗b)AGV自動送貨車超聲波測距傳感器、判別建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線顏色傳感器運(yùn)動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用香港理工AGV模型c)消費(fèi)加工過程監(jiān)測1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用2、流程工業(yè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，消費(fèi)線上設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀關(guān)系到整個(gè)消費(fèi)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。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(yáng)子石化50MW熱電機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)陽邏電廠300MW汽輪機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)荊門電廠200MW機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)青山熱電廠消費(fèi)信息實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)沙角電廠消費(fèi)信息實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)寶鋼30KW以上風(fēng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼精軋F(tuán)2軋機(jī)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼冷軋帶鋼振動紋監(jiān)測系統(tǒng)武鋼風(fēng)機(jī)形狀監(jiān)測系統(tǒng)1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用3、產(chǎn)質(zhì)量量丈量在汽車、機(jī)床等設(shè)備，電機(jī)、發(fā)動機(jī)等零部件出廠時(shí)，必需對其性能質(zhì)量進(jìn)展丈量和出廠檢驗(yàn)。圖示為汽車出廠檢驗(yàn)原理框圖，丈量參數(shù)包括光滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等。經(jīng)過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)質(zhì)量量。汽車扭距丈量機(jī)床加工精度丈量1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用4、樓宇控制與平安防護(hù)為使建筑物成為平安、安康、溫馨、溫馨的生活、任務(wù)環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和管理的智能化。在樓宇中運(yùn)用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運(yùn)轉(zhuǎn)情況。圖示為某公司樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、平安監(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1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用5、家庭與辦公自動化在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人們大量的運(yùn)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動洗衣機(jī)中的傳感器：衣物分量傳感器，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1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用5、其他運(yùn)用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)1.2測試技術(shù)的工程運(yùn)用6、PC機(jī)中的測試技術(shù)運(yùn)用鼠標(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6、PC機(jī)中的測試技術(shù)運(yùn)用1.2.6PC機(jī)中的測試技術(shù)運(yùn)用測控實(shí)驗(yàn)DIY1.鼠標(biāo)測位移實(shí)驗(yàn)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(jì)制造4.CCD圖象分析……..個(gè)人測試實(shí)驗(yàn)室1.3測試技術(shù)的開展趨勢第一章、緒論1、傳感器方面a)利用新發(fā)現(xiàn)的資料和新發(fā)現(xiàn)的生物、物理、化學(xué)效應(yīng)開發(fā)出的新型傳感器光纖流速傳感器熒光資料制造的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量第一章、緒論b)傳感器+嵌入式計(jì)算機(jī)智能傳感器振動網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計(jì)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1.3測試技術(shù)的開展趨勢2、丈量信號處置方面計(jì)算機(jī)虛擬儀器技術(shù)用PC機(jī)＋儀器板卡替代傳統(tǒng)儀器用計(jì)算機(jī)軟件替代硬件分析電路優(yōu)點(diǎn)我們的任務(wù)第一章、緒論1.3主要傳感器和測試儀器消費(fèi)廠商2、振動/噪聲傳感器丹麥B&K〔振動丈量、聲學(xué)丈量領(lǐng)域最富盛名〕bksv/1、工業(yè)自動