機械測試緒論

機械測試技術(shù)2011.5.231第一章緒論主要內(nèi)容測試技術(shù)的基本概念測試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)測試系統(tǒng)的組成測試技術(shù)的發(fā)展動向測試技術(shù)的應(yīng)用課程的對象和要求20.1測試技術(shù)的任務(wù)和重要性

一、基本概念測試=測量（Measurement）+試驗（Test）測量是指確定被測對象屬性量值為目的的全部操作。

測量的發(fā)展：早期的測量——長度（距離）、時間、面積、重量等。今天的測量——滲透到人類活動的各個領(lǐng)域。

測試是具有試驗性質(zhì)的測量，是人們從客觀事物中提取所需信息，借以認識客觀事物，并掌握其客觀規(guī)律的一種科學(xué)方法。3測試屬于信息科學(xué)的范疇計算機技術(shù)測控技術(shù)通信技術(shù)信息工程的三大支柱4二、測試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)

1、主要內(nèi)容被測量的測量原理（物理、化學(xué)、生物）測量方法：直接與間接、電測與非電測等測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理52、測試技術(shù)的任務(wù)通過模型試驗或現(xiàn)場實測，提高產(chǎn)品質(zhì)量；通過測試，進行設(shè)備強度校驗，提高產(chǎn)量和質(zhì)量；監(jiān)測環(huán)境振動和噪聲，找振源，以便減振、防噪；通過測試，發(fā)現(xiàn)新的定律、公式等；通過測試和數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量控制和故障診斷。基本任務(wù)：1）提供被測對象的質(zhì)量依據(jù)2）提供機械工程設(shè)計、制造、研究所需的信息6從機械結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的角度看：

已知激勵、響應(yīng)，求系統(tǒng)的動態(tài)特性（傳遞函數(shù)），用以驗證系統(tǒng)特性的數(shù)學(xué)模型。已知系統(tǒng)的特性（傳遞函數(shù)）和響應(yīng)（輸出），求激勵（輸入），用以研究載荷或載荷譜。由已知的測量系統(tǒng)對被測系統(tǒng)的響應(yīng)進行測量分析（即數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)）。

系統(tǒng)特性激勵響應(yīng)輸入輸出7試驗裝置測量裝置數(shù)據(jù)處理裝置記錄裝置被測對象試驗裝置傳感器中間轉(zhuǎn)換器信號處理分析儀器顯示記錄

試驗裝置是使被測對象處于預(yù)定狀態(tài)下，并將其有關(guān)方面的內(nèi)在聯(lián)系充分顯露出來，以便進行有效測量的一種專門裝置。

測量裝置是把被測量通過傳感器變換成電信號，經(jīng)過后接儀器的變換、放大、運算，變成易于處理和記錄的信號。

數(shù)據(jù)處理裝置是將測量裝置輸出的信號進一步進行處理以排除干擾和噪聲污染，并清楚地估計測量數(shù)據(jù)的可靠程度。

顯示記錄裝置是測試系統(tǒng)的輸出環(huán)節(jié)，它可將對被測對象所測得的有用信號及其變化過程顯示或記錄（或存儲）下來，數(shù)據(jù)顯示可以用各種表盤、電子示波器和顯示屏等來實現(xiàn)。

反饋控制0.2測試系統(tǒng)的組成及測試技術(shù)的應(yīng)用（教材）一、測試系統(tǒng)的組成8二、測試技術(shù)的發(fā)展動向

傳感器：新型、微型、智能化；測試儀器：高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測、性能標準化和低價格；參數(shù)測量與數(shù)據(jù)處理：以計算機為核心，使測量、分析、處理、打印、繪圖、狀態(tài)顯示及故障預(yù)報向自動化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

9三、測試技術(shù)的應(yīng)用

在工程領(lǐng)域，科學(xué)實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機械、電力、石化和海洋運輸?shù)让恳粋€工程領(lǐng)域。

101、工業(yè)自動化中的應(yīng)用

a)機械手、機器人中的傳感器

轉(zhuǎn)動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。密歇根大學(xué)的機械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機器狗11b)AGV自動送貨車（AutomatedGuidedVehicle）

超聲波測距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。香港理工AGV模型12c)生產(chǎn)加工過程監(jiān)測

切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器等。132、流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控

在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時在線監(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。揚子石化50MW熱電機組監(jiān)測系統(tǒng)陽邏電廠300MW汽輪機組監(jiān)測系統(tǒng)荊門電廠200MW機組監(jiān)測系統(tǒng)青山熱電廠生產(chǎn)信息實時查詢系統(tǒng)沙角電廠生產(chǎn)信息實時查詢系統(tǒng)寶鋼30KW以上風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼精軋F2軋機網(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)機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)143、產(chǎn)品質(zhì)量測量

在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進行測量和出廠檢驗。

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。汽車扭距測量機床加工精度測量154、樓宇控制與安全防護

為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)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、電梯運行狀況。

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165、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)計中，人們大量的應(yīng)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170.3課程的對象和要求本課程的研究對象有以下幾個：（1）本課程研究機械工程中常見物理量和幾何量的測量與測試。（2）研究測量測試的方法與系統(tǒng)特性。一、課程的對象18

（1）對機械工程測試工作的概貌和思路有一個比較完整的概念。（2）了解常用傳感器、中間轉(zhuǎn)換放大器的工作原理和性能，并能依據(jù)測試工作的具體要求進行較為合理的選用。（3）掌握測試裝置靜、動態(tài)特性的評價、測試方法，測試裝置實現(xiàn)不失真測量的條件，并能正確地運用于測試裝置的分析和選擇。

應(yīng)達到的要求：二、要求19

（4）掌握信號在基本變換域的描述方法，信號模擬分析、