機械工程測試技術(shù)韓建海課件第1章-緒論

機械工程測試技術(shù)韓建海課件第1章_緒論第一頁，共27頁。機械工程測試技術(shù)實驗：8學(xué)時教學(xué)：30學(xué)時考試：2學(xué)時

平時成績占10%實驗成績占20%期末考試占70%考查方法：實踐+筆試

教學(xué)安排：共計40學(xué)時/2.5學(xué)分

第二頁，共27頁。機械工程測試技術(shù)課程內(nèi)容：

緒論信號轉(zhuǎn)換與調(diào)理傳感器測試信號分析處理測試系統(tǒng)特性分析計算機測試系統(tǒng)常見機械量的測量機械故障診斷技術(shù)第三頁，共27頁。機械工程測試技術(shù)1.掌握測試技術(shù)的基本理論；2.熟練掌握常用傳感器及其調(diào)理電路的工作原理、性能，并能根據(jù)具體測試任務(wù)合理選用；3.熟練掌握測試系統(tǒng)靜、動態(tài)特性的評價方法和實現(xiàn)不失真測試的條件，從而制定和優(yōu)化測試方案；4.具備設(shè)計測試方案、分析和處理測試信號的能力；5.了解計算機測試系統(tǒng)、機械工程中常見量的測量方法及機械設(shè)備故障診斷技術(shù)。課程要求：

第四頁，共27頁。機械工程測試技術(shù)理論學(xué)習(xí)實踐學(xué)習(xí)研究學(xué)習(xí)三元并重

本課程是培養(yǎng)學(xué)生解決實際測試問題能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強實踐性。學(xué)習(xí)時應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實驗。

只有通過足夠的實驗操作，才能得到應(yīng)有的實際的動手能力，才能更好的掌握書本知識。學(xué)習(xí)方法：

第五頁，共27頁。機械工程測試技術(shù)

培養(yǎng)學(xué)生在實踐中對知識融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和解決實際問題的能力。倉儲模型機械手小車結(jié)合項目學(xué)習(xí)：

第六頁，共27頁。第七頁，共27頁。本章學(xué)習(xí)要求：1.理解測試和測試技術(shù)的相關(guān)概念；2.掌握測試系統(tǒng)的組成和測試技術(shù)的工程應(yīng)用；3.了解測試技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。機械工程測試技術(shù)第八頁，共27頁。測試是測量和試驗的綜合。測量是以確定被測對象的量值為目的而進行的實驗過程。試驗是對未知事物探索認識的過程。

測試技術(shù)是將被測量轉(zhuǎn)換為可檢測、傳輸、處理、顯示或記錄的量，再與標(biāo)準(zhǔn)量比較的過程。

由完成測量過程中各環(huán)節(jié)的專門設(shè)備組成的系統(tǒng)通常稱為測試系統(tǒng)。

1.1測試技術(shù)的基本概念第1章緒論計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動。第九頁，共27頁。測試技術(shù)是：國民經(jīng)濟的“倍增器”

科學(xué)研究的“先行官”

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“戰(zhàn)斗力”

法庭審判的“物化法官”

1.1測試技術(shù)的基本概念第十頁，共27頁。

一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間調(diào)理電路、顯示存儲和輸出裝置等三部分組成。

傳感器檢測被測物理量，并將轉(zhuǎn)換成可進一步處理的電參量或電信號；中間調(diào)理電路對傳感器檢測到的信號進行轉(zhuǎn)換處理或經(jīng)A/D變換后用微處理器實現(xiàn)非線性校正、溫度補償、信號分析處理；顯示存儲和輸出裝置將測量結(jié)果進行顯示存儲，提供給觀察者或進一步分析處理或打印測試結(jié)果。1.2測試系統(tǒng)第十一頁，共27頁。

測試系統(tǒng)可以是某個大型設(shè)備中的一部分，例如機器人中的力覺、視覺、角位移傳感器是機器人系統(tǒng)中的一部分。

1.2測試系統(tǒng)第十二頁，共27頁。

測試系統(tǒng)也可以是專門研制的一種測試儀器，例如圖中所示的生產(chǎn)線上的零件計數(shù)器。

1.2測試系統(tǒng)第十三頁，共27頁。

測試系統(tǒng)還可以是一系列儀器的組合，例如圖中所示的齒輪故障測試系統(tǒng)。齒輪故障測試系統(tǒng)由傳感器（壓電傳感器）、中間調(diào)理電路（電荷放大器、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡等）和信號分析、處理、顯示單元（計算機）等組成。

1.2測試系統(tǒng)第十四頁，共27頁。

測試技術(shù)是人類認識和改造客觀世界的基礎(chǔ)；測試技術(shù)的水平，在相當(dāng)程度上影響科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度和深度；先進的測試技術(shù)已成為生產(chǎn)系統(tǒng)不可缺少的組成部分。

1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第十五頁，共27頁。（1）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、接近覺距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。

1.機電工程中的應(yīng)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)的機械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機器狗1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第十六頁，共27頁。（2）AGV自動送貨車

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，控制運動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。香港理工AGV模型1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第十七頁，共27頁。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠

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。（3）生產(chǎn)加工過程監(jiān)測

1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第十八頁，共27頁。2.流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控

在電力、冶金、化工、食品制造等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)直接關(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、儲油罐等壓力容器破損和泄露檢測。1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第十九頁，共27頁。3.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1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第二十頁，共27頁。4.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1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第二十一頁，共27頁。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1.3測試技術(shù)的工程應(yīng)用第二十二頁，共27頁。1.4測試技術(shù)的發(fā)展

度量衡的標(biāo)準(zhǔn)隨著年代不同而不同：商代，一尺合今16.95cm，人高約一丈，故有“丈夫”之稱

周代，一尺合今23.1cm

秦時，一尺約23.1cm

漢時，一尺大約21.35—23.75cm

三國，一尺合今24.2cm

隋代，一尺合今29.6cm

唐代，一尺合今30.7cm

宋元時，一尺合今31.68cm

明清時，木工一尺合今31.1cm度量衡：“度”即“長度”；“量”即“容量”；“衡”即“重量”第二十三頁，共27頁。主觀標(biāo)準(zhǔn)：手長、身長如“布手知尺”、“邁步定畝”、“手捧成升”，碼：是英王亨利一世鼻尖至手指之間的距離。1.4測試技術(shù)的發(fā)展

第二十四頁，共27頁。2.客觀標(biāo)準(zhǔn)：復(fù)現(xiàn)性較好的自然物累黍定尺，選用中等大小的黍橫排100粒，其長為一尺1.4