《机械测试绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械测试绪论（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械测试技术机械测试技术2011.5.232011.5.231第一章第一章 绪论绪论主要内容主要内容p 测试技术的基本概念测试技术的基本概念 p 测试技术的内容和任务测试技术的内容和任务 p 测试系统的组成测试系统的组成 p 测试技术的发展动向测试技术的发展动向 p 测试技术的应用测试技术的应用 p 课程的对象和要求课程的对象和要求 20.1 0.1 测试技术的任务和重要性测试技术的任务和重要性 一、基本概念一、基本概念 测试测试= =测量（测量（MeasurementMeasurement）+ +试验（试验（TestTest）测量是指确定被测对象属性量值为目的的全部操作。测量是指确定被测对象
2、属性量值为目的的全部操作。 测量的发展：测量的发展： 早期的测量早期的测量长度（距离）、时间、面积、重量等。长度（距离）、时间、面积、重量等。 今天的测量今天的测量渗透到人类活动的各个领域。渗透到人类活动的各个领域。 测试是具有试验性质的测量，是人们从客观事物中提取所需测试是具有试验性质的测量，是人们从客观事物中提取所需信息，借以认识客观事物，并掌握其客观规律的一种科学方法。信息，借以认识客观事物，并掌握其客观规律的一种科学方法。 3测试属于信息科学的范畴测试属于信息科学的范畴计算机技术计算机技术测控技术测控技术通信技术通信技术信息工程的三大支柱信息工程的三大支柱4二、二、 测试技术的内容和任
3、务测试技术的内容和任务 1 1、主要内容、主要内容被测量的测量原理（物理、化学、生物）被测量的测量原理（物理、化学、生物）测量方法：直接与间接、电测与非电测等测量方法：直接与间接、电测与非电测等测量系统测量系统数据处理数据处理52 2、测试技术的任务、测试技术的任务 通过模型试验或现场实测，提高产品质量；通过模型试验或现场实测，提高产品质量； 通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量；通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量； 监测环境振动和噪声，找振源，以便减振、防噪；监测环境振动和噪声，找振源，以便减振、防噪； 通过测试，发现新的定律、公式等；通过测试，发现新的定律、公式等； 通过测试
4、和数据采集，实现对设备的状态监测、质通过测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。量控制和故障诊断。基本任务基本任务：1 1）提供被测对象的质量依据）提供被测对象的质量依据 2 2）提供机械工程设计、制造、研究所需的信息）提供机械工程设计、制造、研究所需的信息6从机械结构动力学分析的角度看：从机械结构动力学分析的角度看： 已知激励、响应，求系统的动态特性（传递函已知激励、响应，求系统的动态特性（传递函数），用以验证系统特性的数学模型。数），用以验证系统特性的数学模型。 已知系统的特性（传递函数）和响应（输出），已知系统的特性（传递函数）和响应（输出），求激励（输入），用以研究载
5、荷或载荷谱。求激励（输入），用以研究载荷或载荷谱。 由已知的测量系统对被测系统的响应进行测量由已知的测量系统对被测系统的响应进行测量分析（即数据采集分析系统）。分析（即数据采集分析系统）。 系统特性系统特性激励激励响应响应输入输入输出输出7试验装置试验装置测量装置测量装置数据处理装置数据处理装置记录装置记录装置被测对象被测对象试验装置试验装置传感器传感器中间转换器中间转换器信号处理信号处理分析仪器分析仪器显示记录显示记录 试验装置是使被测对象处于预定状态下，试验装置是使被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门
6、装置。以便进行有效测量的一种专门装置。 测量装置是把被测量通过传感器变换成电信测量装置是把被测量通过传感器变换成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成号，经过后接仪器的变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号。易于处理和记录的信号。 数据处理装置是将测量装置输出的信数据处理装置是将测量装置输出的信号进一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并号进一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚地估计测量数据的可靠程度。清楚地估计测量数据的可靠程度。 显示记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测显示记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录（或存储）对象所测
7、得的有用信号及其变化过程显示或记录（或存储）下来，数据显示可以用各种表盘、电子示波器和显示屏等下来，数据显示可以用各种表盘、电子示波器和显示屏等来实现。来实现。 反馈控制反馈控制0.2 测试系统的组成及测试技术的应用测试系统的组成及测试技术的应用（教材）一、测试系统的组成一、测试系统的组成8二、测试技术的发展动向二、测试技术的发展动向 传感器：新型、微型、智能化；传感器：新型、微型、智能化； 测试仪器：高精度、多功能、小型化、在线测试仪器：高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格；监测、性能标准化和低价格； 参数测量与数据处理：以计算机为核心，使参数测量与数据处理：以计算机为核心，
8、使测量、分析、处理、打印、绘图、状态显示及测量、分析、处理、打印、绘图、状态显示及故障预报向自动化、集成化、网络化发展。故障预报向自动化、集成化、网络化发展。 9三、测试技术的应用三、测试技术的应用 在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。 101 1、工业自动化中的应用、工业自动化中的应用 a)机械手、机器人中的传感器机械手、机器人中的传感器 转转动动/
9、/移移动动位位置置传传感感器器、力力传传感感器器、视视觉觉传传感感器器、听听觉觉传传感感器器、接接近近距距离离传传感感器器、触触觉觉传传感感器器、热热觉觉传传感感器器、嗅嗅觉传感器。觉传感器。 密歇根大学的机械手装配模型密歇根大学的机械手装配模型广州中鸣数码的机器狗广州中鸣数码的机器狗11b) AGVb) AGV自动送货车自动送货车 （Automated Guided Vehicle） 超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传感器运动轨迹和红外线色彩传感器运动轨迹和AGVAGV小车位置识别；条形码传小车位置识别；条形码传感器，货品
10、识别。感器，货品识别。香港理工香港理工AGV模型模型12c) c) 生产加工过程监测生产加工过程监测 切削力传感器，切削力传感器，加工噪声传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器等超声波测距传感器等。132 2、流程工业设备运行状态监控、流程工业设备运行状态监控 在电力、冶金、石化、在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建整个生产线流程。通常建立立2424小时在线监测系统。小时在线监测系统。 石化企业输石化企业输油管道、储油管道、储油罐等压力油罐等压力容器的破损容器的破损和泄露检测。和泄露检测。扬子石化扬
11、子石化50MW热电机组监测系统热电机组监测系统阳逻电厂阳逻电厂300MW汽轮机组监测系统汽轮机组监测系统荆门电厂荆门电厂200MW机组监测系统机组监测系统青山热电厂生产信息实时查询系统青山热电厂生产信息实时查询系统沙角电厂生产信息实时查询系统沙角电厂生产信息实时查询系统宝钢宝钢30KW以上风机监测系统以上风机监测系统宝钢精轧宝钢精轧F2轧机网络化监测系统轧机网络化监测系统宝钢冷轧带钢振动纹监测系统宝钢冷轧带钢振动纹监测系统武钢风机状态监测系统武钢风机状态监测系统143 3、产品质量测量、产品质量测量 在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时
12、，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。必须对其性能质量进行测量和出厂检验。 图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。工程师可以了解产品质量。汽车扭距测量汽车扭距测量机床加工精度测量机床加工精度测量154 4、楼宇控制与安全防护、楼宇控制与安全防护 为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇
13、环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。电梯运行状况。 图示为某公司楼宇自动化系图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水控制、停车管理、水/废水管废水管理和电梯监控。理和电梯监控。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器165 5、家庭与办公自动化、家庭与办公自动化 在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感
14、器和测试技术来提高产品性能和质量。了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器传感器，透光率光传感器(洗净度洗净度) 、液位传感器，、液位传感器，电阻传感器电阻传感器(衣物烘干检衣物烘干检测测)。指纹传感器指纹传感器透光率传感器透光率传感器温湿度传感器温湿度传感器温度传感器温度传感器170.3 课程的对象和要求课程的对象和要求本课程的研究对象有以下几个：本课程的研究对象有以下几个：（1 1）本课程研究机械工程中常见物理量和几）本课程研究机械工
15、程中常见物理量和几何量的测量与测试。何量的测量与测试。（2 2）研究测量测试的方法与系统特性。）研究测量测试的方法与系统特性。一、课程的对象一、课程的对象18 （1 1）对机械工程测试工作的概貌和思路有一个比较完整的）对机械工程测试工作的概貌和思路有一个比较完整的概念。概念。 （2 2）了解常用传感器、中间转换放大器的工作原理和性能，）了解常用传感器、中间转换放大器的工作原理和性能，并能依据测试工作的具体要求进行较为合理的选用。并能依据测试工作的具体要求进行较为合理的选用。 （3 3）掌握测试装置静、动态特性的评价、测试方法，测试）掌握测试装置静、动态特性的评价、测试方法，测试装置实现不失真测
16、量的条件，并能正确地运用于测试装置的分装置实现不失真测量的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。析和选择。 应达到的要求：应达到的要求：二、要求二、要求19 （4 4）掌握信号在基本变换域的描述方法，信号模拟）掌握信号在基本变换域的描述方法，信号模拟分析、信号数字分析的一些基本概念；掌握信号频谱分分析、信号数字分析的一些基本概念；掌握信号频谱分析、相关分析的基本原理和方法并对其延拓的其他分析析、相关分析的基本原理和方法并对其延拓的其他分析方法有所了解。方法有所了解。 （5 5）通过本课程的学习和实践，应能对机械工程中）通过本课程的学习和实践，应能对机械工程中某些静、动态参数的测试某些静、动态参数的测试自行选择自行选择、设计测试仪器仪表、设计测试仪器仪表、组建测试系统和确定测试方法组建测试系统和确定测试方法，并能对测试结果进行必，并能对测试结果进行必要的数据处理。要的数据处理。20
