第1章：机械工程测试技术与信号分析绪论.ppt

机械工程测试技术与信号分析，课程内容：本课程主要介绍传感器测量原理、测量电路原理和常用物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等)的信号分析方法。)在工业自动化、环境监测、建筑控制、交通等领域。机械工程测试技术与信号分析、机械工程测试技术与信号分析、机械工程测试技术是一门与材料科学、微电子技术和信息技术密切相关的快速发展的学科。为了弥补图书教材内容落后于学科发展的问题，我们在教学内容中编写了许多多媒体材料和案例。学习方法：机械工程测试技术与信号分析本课程是培养学生解决实际工程测量问题能力的专业基础课，非常实用。在学习时，我们应该充分利用本课程提供的实验和模拟实验。理论学习、实践学习和研究性学习并重。只有通过充分的实验和模拟实验，我们才能得到实践能力的培养和对书本知识的更好的掌握。机械工程测试技术与信号分析，第1章，绪论，本章学习要求：1。掌握测试技术的概念和研究内容。理解测试技术的应用。了解测试技术的发展趋势。了解主要测试仪器制造商，机械工程测试技术和信号分析，第1章，绪论，1.1测试技术的基本概念，测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法。测量以确定测量对象值为目的的测试过程。计量测量包括单位的统一以及可靠测量和测试的集成。自古以来，测试技术已经渗透到人类生产活动、科学实验和日常生活的各个方面。在古代，“步弓”用来测量土地，“日晷”用来测量时间，“绳扣”用来记录数量。成语有：“壶叫壶黑”和“百步穿杨”。秦始皇统一六个分离主义国家组成统一的中央政府后，他做的第一件事就是统一测量，这说明了测量技术的重要性。在人们理解测试技术的历史上，任何科学都是实验科学。牛顿通过实验发表了万有引力定律。伽利略通过实验创造了力学；博伊尔通过实验创造了化学。麦克斯韦通过实验创造了电磁场理论；胡克在1665年用光学显微镜观察软木，发现了细胞，这促进了生物学的发展。著名科学家钱学森院士明确指出：“信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。测量技术收集和处理信息，是信息技术的来源和关键。“信息获取(测试)；信息传输(通信技术)；信息处理(计算技术)。在第一个环节中，“信息获取”出了问题，“传输”和“处理”得不到正确的结果。简易测试系统：精度低。测量自动化无法实现。自动测量装置：通常，测量的物理量被转换成电量，然后电信号被处理和输出。一般来说，测试系统由三部分组成：传感器、中间转换装置和显示记录装置。1.1、测试技术的基本概念，信息转换，信息提取，是否直接测量被测物体的直接测量间接测量，是否直接比较同一量与已知的直接比较测量代替测量，是否随时间变化测量静态测量动态测量，测试系统分类：1.1测试技术的基本概念，用天平测量物体的质量，用仪表测量体温，测量物体的长度， 测量导体的电阻水银温度计，用线圈靶测量弹丸速度来测量运动物体的动能，静态测试：在测试过程中，测量值为静态常数或变化及其缓慢测试，动态测试：对于具有快速时间变化的测试，如：速度测量，1.2动态测试系统的组成，动态测试系统的框图，被测物体，传感器，信号调理，传输，显示记录，信号处理，反馈，控制，励磁装置， 1.1测试技术的基本概念，1.3信号分析和处理在测试中的重要意义，在测试过程中：选择专用仪器设计合理的测试系统； 进行必要的数据处理。研究信号的组成和特征的过程称为信号处理。信号分析对信号本身的结构没有影响，而信号处理可能改变信号本身的结构。信号是信息的载体；信号分析是用最简单的方法获取研究对象的具体信息。第1章引言，1.4测试技术在工程、科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等领域的工程应用。离不开测试技术。测试技术的应用涉及到航空航天、机械、电力、石化和海运等各个工程领域。1，在工业自动化中的应用，1)机械手，机器人中的传感器，1.2测试技术的工程应用，钟鸣密歇根大学的机械手装配模型，数字机器狗，旋转/移动位置传感器，力传感器，视觉传感器，听觉传感器，接近传感器，触觉传感器，热传感器，嗅觉传感器。(2)AGV自动运载车，超声波测距传感器；红外颜色传感器条码传感器、1.2检测技术工程应用、香港理工大学AGV模型、3)生产加工过程监控、1.2检测技术工程应用、切削力传感器、加工噪声传感器、超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。密歇根大学数字工厂，1.2测试技术的工程应用，2。过程工业设备运行状态监测，阳逻电厂，阳逻电厂，阳逻电厂，300兆瓦汽轮机监控系统，荆门电厂，200兆瓦机组监控系统，青山电厂，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30KW以上风机监控系统，宝钢精轧机F2轧机网络监控系统，宝钢冷轧带钢振动模式监控系统，武汉钢铁风机状态监控系统，1.2测试技术工程应用，3。产品质量测量。该图显示了汽车出厂检验的原理框图。测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力和发动机转速。通过测试样车，工程师可以知道产品的质量。1.2、汽车扭矩测量、机床加工精度测量、测试技术的工程应用、4、楼宇控制与安全保护，图为某公司楼宇自动化系统。该系统分为电源管理、安全监控、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。1.2、测试技术的工程应用，5。家庭和办公室自动化，全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器、衣物质量传感器、水温传感器、水质传感器、透光率传感器(清洁度)液位传感器、电阻传感器(衣物烘干检测)。、指纹传感器、透光率传感器、1.2测试技术的工程应用、鼠标：光电位移传感器、摄像头：电荷耦合器件传感器、声音位置笔：超声波传感器、麦克风：电容式麦克风、声卡：A/D卡D/A卡、软盘：速度、位置伺服、6、测试技术在PC机中的应用、1.2测试技术的工程应用、7、其他应用、航空航天、农业、交通、医药、检测信号分析技术越来越多地应用于日常生活、家用电器电子温度计：接触式热敏电阻、非接触式红外传感器、自动感应灯：亮度检测-热敏电阻、空调、冰箱、电饭煲：温度检测-热敏电阻、热电偶、电话、麦克风：语音转换-常驻电容传感器、远程控制接收：红外检测-光电二极管、光电晶体管、办公业务、可视对讲、可视电话：图像采集-面阵CCD、扫描仪：文件扫描-线阵CCD、红外传输数据：红外检测-光电二极管、光电晶体管、医疗保健、电子血压计：血压检测-压力传感器、血糖测试仪、胆固醇测试仪-离子传感器、工程应用1。 传感器，a)1.3测试技术的发展趋势，包括利用新发现的材料和新发现的生物、物理和化学效应开发的新传感器，光纤流速传感器，荧光材料制成的电子鼻传感器，生物酶血样分析传感器，B)传感器嵌入式计算机智能传感器，振动网络传感器，嵌入式计算机，智能压力网络传感器，