測試技術思考題)

1、測試技術測試技術測試技術課程組動力裝置電控技術研究所2n大學之道，在明明德，在親民，在止于至善。知止而后有定，定而后能靜，靜而后能安，安而后能慮，慮而后能得。物有本末，事有終始。知所先后，則近道矣。n古之欲明明德于天下者，先治其國。欲治其國者，先齊其家。欲齊其家者，先修其身。欲修其身者，先正其心。欲正其心者，先誠其意。欲誠其意者，先致其知。致知在格物。3大大 至善至善大大 至真至真4善其事善其事應用科學應用科學明其道明其道基礎科學基礎科學5應用研究（工業(yè)生產(chǎn)）應用研究（工業(yè)生產(chǎn)） 倍增器倍增器 基礎（科學）研究基礎（科學）研究 先行官先行官 社社 會會 物化法官物化法官 軍軍 事事 戰(zhàn)斗力戰(zhàn)斗

2、力 測試技術學科的意義測試技術學科的意義6 熱能與動力機械測試技術體系熱能與動力機械測試技術體系7測試技術課程的基本學習思路測試技術課程的基本學習思路力力位移位移 速度速度 加速度加速度 壓力壓力流量流量溫度溫度。電阻式電阻式電容式電容式電感式電感式 壓電式壓電式熱電式熱電式 光電式光電式磁電式磁電式。電橋電橋 放大器放大器濾波器濾波器調制器調制器解調器解調器運算器運算器 阻抗變換器阻抗變換器 筆式記錄儀筆式記錄儀光線示波器光線示波器 磁帶記錄儀磁帶記錄儀 電子示波器電子示波器 半導體存儲器半導體存儲器 顯示器顯示器 磁卡磁卡 數(shù)據(jù)處理器數(shù)據(jù)處理器 頻譜分析儀頻譜分析儀 FFT 實時信號分析儀

3、實時信號分析儀 電子計算機電子計算機 被測對象被測對象 傳感器傳感器 中間變換中間變換測量裝置測量裝置 顯示及顯示及 記錄裝置記錄裝置 實驗結果實驗結果處理裝置處理裝置 信號分析信號分析與處理與處理 特征信號特征信號提取方式提取方式 調理電路及調理電路及信號傳輸信號傳輸 顯示及數(shù)顯示及數(shù)據(jù)通訊據(jù)通訊 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析與處理與處理 知知 識識 點點重點培養(yǎng)分析問題、解決問題和自主學習的能力重點培養(yǎng)分析問題、解決問題和自主學習的能力8典型測試系統(tǒng)的基本組成示意圖典型測試系統(tǒng)的基本組成示意圖 被測被測對象對象觀察觀察者者激勵激勵裝置裝置標標定定裝裝置置測量測量裝置裝置傳傳感感器器物理量物理量信信號號

4、調調理理電量電量信信號號處處理理電量電量顯顯示示記記錄錄電量電量/數(shù)字量數(shù)字量反饋控制反饋控制9檢測系統(tǒng)的構成檢測系統(tǒng)的構成接接口口總總線線存儲存儲顯示顯示分析分析監(jiān)控監(jiān)控判斷判斷決策決策信號檢出信號檢出信號檢出信號檢出信號檢出信號檢出信號轉換信號轉換信號轉換信號轉換信號轉換信號轉換處理顯示處理顯示處理顯示處理顯示處理顯示處理顯示信號檢出：信號檢出：功能功能 - 將被測信號的轉換為電信號的變化（將被測信號的轉換為電信號的變化（detection）器件器件 - 傳感器（傳感器（sensor, transducer）信號轉換：信號轉換：功能功能 - 將傳感器的輸出信號轉換為便于處理的形式將傳感器的

5、輸出信號轉換為便于處理的形式conversion）器件器件 - 信號調理電路（信號調理電路（signal conditioning circuit）處理顯示：處理顯示：功能功能 - 分析（分析（analysis）、處理（）、處理（processing）、顯示（）、顯示（display）通訊接口通訊接口/總線接口總線接口(RS232、RS485、GPIB、PCI、 ) 其它環(huán)節(jié)：其它環(huán)節(jié)：存儲、監(jiān)控、決策存儲、監(jiān)控、決策 10溫度壓力 速度 加速度 流速流量轉速扭矩功率液位振動噪聲氣體成分。電阻式電容式電感式 壓電式熱電式 光電式磁電式霍爾式半導體CCD數(shù)字式編碼器智能傳感器。電橋電橋 放大器放

6、大器濾波器濾波器調制器調制器解調器解調器運算器運算器 積分器積分器微分器微分器阻抗變換器阻抗變換器 數(shù)字電路數(shù)字電路。筆式記錄儀筆式記錄儀光線示波器光線示波器 磁帶記錄儀磁帶記錄儀 電子示波器電子示波器 半導體存儲器半導體存儲器 顯示器顯示器 磁卡磁卡 無紙記錄儀無紙記錄儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理器數(shù)據(jù)處理器 頻譜分析儀頻譜分析儀 FFT 實時信號分析儀實時信號分析儀 圖形工作站圖形工作站 數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件信號分析軟件信號分析軟件虛擬儀器軟件虛擬儀器軟件通訊協(xié)議軟件通訊協(xié)議軟件專用分析軟件專用分析軟件通訊協(xié)議通訊協(xié)議被測信號被測信號傳感器傳感器信號調理信號調理顯示記錄顯示記錄

7、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理通訊通訊11溫度壓力 速度 加速度 流速流量轉速扭矩功率液位振動噪聲。電阻式電阻式電容式電容式電感式電感式 壓電式壓電式熱電式熱電式 光電式光電式磁電式磁電式霍爾式霍爾式被測信號被測信號非電量非電量傳感器傳感器電信號電信號R RC CL L Q QU U I IU UU Uf f傳感器的選擇取決于傳感器的選擇取決于被測信號的屬性被測信號的屬性傳感器的輸出取決于傳感器的輸出取決于傳感器的工作原理傳感器的工作原理輸出信號的大小類型輸出信號的大小類型千差萬別千差萬別輸出信號不一定便于輸出信號不一定便于傳輸和驅動指示儀表傳輸和驅動指示儀表12R RC CL L Q QU U I If

8、f電壓：電壓：0-5（10）V, 5（10）V電流：（電流：（0）4-20mA頻率信號頻率信號數(shù)字信號數(shù)字信號電橋電橋 放大器放大器濾波器濾波器調制器調制器解調器解調器運算器運算器 積分器積分器微分器微分器阻抗變換器阻抗變換器 數(shù)字電路數(shù)字電路。電橋電橋相敏檢波相敏檢波諧振電路諧振電路濾波器濾波器13筆式記錄儀筆式記錄儀光線示波器光線示波器 磁帶記錄儀磁帶記錄儀 電子示波器電子示波器 半導體存儲器半導體存儲器 顯示器顯示器 磁卡磁卡 無紙記錄儀無紙記錄儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理器數(shù)據(jù)處理器 頻譜分析儀頻譜分析儀 FFT 實時信號分析儀實時信號分析儀 圖形工作站圖形工作站 數(shù)據(jù)處理軟件

9、數(shù)據(jù)處理軟件信號分析軟件信號分析軟件虛擬儀器軟件虛擬儀器軟件通訊協(xié)議軟件通訊協(xié)議軟件專用分析軟件專用分析軟件通訊協(xié)議通訊協(xié)議顯示記錄顯示記錄數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理通訊通訊電壓：電壓：0-5（10）V, 5（10）V電流：（電流：（0）4-20mA頻率信號頻率信號數(shù)字信號數(shù)字信號14n 案例案例 1 11 1、回顧回顧內(nèi)燃機原理內(nèi)燃機原理及及工程熱力學熱機工程熱力學熱機循環(huán)循環(huán)的相關知識，如果想獲取內(nèi)燃的相關知識，如果想獲取內(nèi)燃機的機的示功圖，示功圖，應該測量哪些數(shù)據(jù)？應該測量哪些數(shù)據(jù)？2 2、這些、這些數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)的特點是什么？（數(shù)據(jù)的是什么？（數(shù)據(jù)的量程量程范圍，數(shù)據(jù)包含哪些范圍，數(shù)據(jù)包含哪些頻

10、率頻率組分，組分，數(shù)據(jù)需要達到什么數(shù)據(jù)需要達到什么精度精度）3 3、要想完成這些數(shù)據(jù)非電量到電量的、要想完成這些數(shù)據(jù)非電量到電量的轉變，你能想出一些適合轉變，你能想出一些適合傳感器傳感器嗎？嗎？4 4、給出你的示功圖、給出你的示功圖測試方案，分析你測試方案，分析你所給方案的所給方案的性能指標及誤差。性能指標及誤差。InletOutletCylinder PressureCombustion Chamber151 示功圖含義及參數(shù)特點示功圖含義及參數(shù)特點Illustration:TDC=Top dead centerBDC=Bottom dead centerIO=Inlet openingIC

11、=Inlet closingEO=Exhaust openingEC=Exhaust closingI=InletE=ExhaustVh=DisplacementVc=Compression space16InletOutletCylinder PressureCombustion ChamberP-V示功圖示功圖-+17P-示功圖示功圖P：缸內(nèi)氣體動態(tài)壓力：缸內(nèi)氣體動態(tài)壓力 ：曲軸轉角：曲軸轉角18InletOutletCylinder PressureCombustion Chamber信號調信號調理與數(shù)理與數(shù)據(jù)采集據(jù)采集測試系統(tǒng)基本結構測試系統(tǒng)基本結構被測被測信號信號傳感傳感器器信號信號

12、調理調理顯示記顯示記錄錄數(shù)據(jù)處數(shù)據(jù)處理理19InletOutletCylinder PressureCombustion Chamber同學們想到了一些測量辦法同學們想到了一些測量辦法由曲軸獲得信號由曲軸獲得信號由凸輪軸獲得信號由凸輪軸獲得信號由活塞的位置換算由活塞的位置換算曲軸轉角信號曲軸轉角信號曲軸轉角信號計算曲軸轉角信號計算根據(jù)噴油次數(shù)計算根據(jù)噴油次數(shù)計算根據(jù)角速度計算根據(jù)角速度計算根據(jù)活塞速度計算根據(jù)活塞速度計算轉速轉速20光電式曲軸轉角信號發(fā)生器光電式曲軸轉角信號發(fā)生器優(yōu)點：精度高，目前可達優(yōu)點：精度高，目前可達0.05度曲軸轉角度曲軸轉角缺點：價格高，對環(huán)境要求較高，易損壞缺點：價

13、格高，對環(huán)境要求較高，易損壞21磁電式曲軸轉角信號發(fā)生器磁電式曲軸轉角信號發(fā)生器優(yōu)點：價格低，安裝方便，可靠性好優(yōu)點：價格低，安裝方便，可靠性好缺點：分辨率低，低轉速時信號較弱缺點：分辨率低，低轉速時信號較弱信號調理信號調理計數(shù)器計數(shù)器1500顯示及數(shù)據(jù)處理顯示及數(shù)據(jù)處理221S測頻法測頻法與門與門1S23測周法測周法與門與門1ms),(,cos,mdtddtdRBSBNUddeWt 24n思考題一思考題一 給你給你2只磁電式傳感器，只磁電式傳感器，1個個90個齒的個齒的齒盤，你能設計出分辨率為齒盤，你能設計出分辨率為1度曲軸轉角度曲軸轉角的曲軸轉角信號發(fā)生器嗎？給出你的方案的曲軸轉角信號發(fā)生器嗎？給出你的方案原理圖。原理圖。25InletOutletCylinder PressureCombustion Chamber信號調信號調理與數(shù)理與數(shù)據(jù)采集據(jù)采集思考題二思考題二如何實現(xiàn)動態(tài)壓力信號與曲如何實現(xiàn)動態(tài)壓力信號與曲軸轉角信號的實時對應軸轉角信號的實時對應26n思考題三思考題三 請查閱一下請查閱一下本田汽車