机械工程测试技术课件整理版.ppt

机械工程测试技术基础，讲座：hober，简介，了解测试的基本概念了解测试的基本内容和任务了解信号和信息的关系了解测试系统的组成和每个链接功能了解测试信息处理技术的发展方向，第一节测试技术概述，第一节测试的基本概念测量：指确定被测试对象属性值的所有工作。考试：对未知事物探索性的认识过程测试：具有考试特性的测量，或者可以理解为测量和实验的合成。2，测试技术的内容和工作，测试技术研究的主要内容是测量原理、测量方法、测量系统和数据处理四个方面。测试技术的基本工作(1)设计时产品质量和性能评估(2)设备转换时提高质量和产量的标准(3)振动和噪声测量(4)故障诊断(5)设备监控、质量管理、3、测试系统的配置，测试系统由相关设备、仪器和测试设备的有机组合构成、测试系统方框图、传感器：直接用于测量，可以将按固定周期测量的值转换为相同或不同的值输出。此输出通常是电信号。信号调理：将来自传感器的信号转换为更适合传输和处理的形式。振幅放大，将阻抗的变化转换为电压变化，或将阻抗的变化转换为频率变化。信号处理：接受系统化的信号，执行各种运算、过滤、分析，将结果丢失到显示记录或控制系统中。信号显示，记录：测量结果可以用观察者容易识别的形式显示，也可以根据需要保存结果。工程测试问题始终处理输入量x(t)、设备(系统)的传输特性h(t)和输出量y(t)的关系。图：信息信号，信息的定义：事物运动的状态和方法信息的基本特性1。通过多种检测和检测识别2。可以从一种形式转换为另一种形式：语言、文本、图像、图表、电信号、伏安3。可以存储：计算机、内部和外部内存、磁盘、磁盘、磁带4。可传输(例如，电视、电话、手机信号：传输信息的载波信息包含在信号中。4测试技术的发展趋势，1)测量方法多样化2)视觉测试技术3)尺寸继续发展到两个极端，智能化，集成，1。测量方法的多样化，1 .测量方法的多样化包括：(1)动态测量(2)虚拟仪器(3)便携式测量仪器(4)组合测量器(5)在多传感器融合技术的制造过程中应用、2视觉测试技术、视觉测试技术是建立在计算机视觉研究基础上的新测试技术。与计算机视觉研究的视觉模式识别、视觉理解等不同，视觉测试技术侧重于物体的几何尺寸和三维表面的快速测量、大型工件同轴测量、共面性测量等物体的位置测量。可广泛用于在线测量、逆向工程等主动实时测量过程。3两个极端的发展，两个极端意味着基于当前测量尺寸的大和小。普通尺寸的测量受到广泛关注，正在开发多种测试方法。近年来，由于国民经济的快速发展和迫切的要求，飞机外形测量、大型机械核心部件测量、高层建筑电梯导轨准直测量、油轮现场校准等许多领域的生产和工程测试要求要比我们能测试的范围大；微电子技术，生物技术的快速发展，探索物质的微观世界，测量准确度的持续增加，以及要求微米，纳米测试。纳米测量也包括光干涉测量、量子干涉测量、电容测量、x射线干涉测量、频率跟踪faper标准测量、扫描电镜(SEM)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和分子测量仪器M3(molecularmerment)，掌握课程的学习要求、信号分类和时域和频域中的描述方法，并建立明确的信号频谱概念。掌握测试装置的静态和动态特性。了解常用传感器的工作原理、基本特性、使用范围和传感器的选择原理。了解机电工程的一般参数测试方法。第二节测量的基本知识，第一，测量误差的基本概念1。真：客观存在价值。测量目的获得true值。2.测量错误：测量错误=测量值-true，2，测量错误的原因，1。由测量方法引起的错误基准错误(基准不统一)方法错误，物理量转换为电气转换错误，安装操作错误。2.设备引起的误差测量装置的误差，例如标准方法码、量规、量规、电阻误差。设计错误、部件错误、安装错误、系统老化等3。环境条件(例如温度、湿度、气压、光、电磁场、振动等)导致的错误。4.计数器引起的误差，3，测量误差的分类，系统误差测量系统本身存在的所有误差的随机误差的不可预测的波动的总误差，由读数、操作、记录、计算机故障或设备的突然故障，粗的错误处理方法容易消除。精度、精度和精度1。精度：表示显示值的方差，显示值从平均值左右波动，反映随机误差的大小和程度，高精度时随机误差较小。2.准确度：表示显示值平均值的准确程度，表示平均值与实际值之间的差异程度，反映系统错误的大小和程度。准确度越低，系统错误越大。3.精确度(精确度):表示精确度与精确度的结合程度。反映随机错误和系统错误合成的大小和程度。不确定性：是指测量结果的可靠性、有效性的会议或不确定性，是指定量显示测量结果质量的参数。测量不确定性是描述正在测量的值分布的参数，不说明测量结果是否接近true值。测量不确定度显示为标准部分差异，此时称为标准不确定度。第一章信号和说明、了解信号分类周期性和非周期性信号的说明了解随机信号、第一节信号的分类和说明、信号的分类1确定信号和不确定性信号(随机信号)确定信号可以用明确的数学关系或图像表示的信号称为确定信号。不确定性信号(随机信号)是不能用明确的数学关系表示的信号。分类图，周期信号以一定的间隔反复出现，是没有开始也没有结束的信号。X(t)=x(t nT)表达式中的n任意整数(n=1.2).)t 周期非周期信号是确定性信号中没有周期重复的信号。T ，2连续和离散信号连续信号是数学表达式的独立变量值连续信号。离散信号是数学表达式的独立变量值为离散信号。如果满足能量信号x(t)，则信号的能量有限，这称为能量有限信号，即能量信号。满足能量的有限条件，实际上满足绝对加法条件。在电力信号范围(-，)中，x(t)的能量不满足无限、自下而上的条件，但在有限区间(-T/2，T/2)中，如果平均功率满足有限的条件，则称为电力信号。2信号的时域和频域将时间t作为独立变量来描述直接观测或记录的信号。信号时域描述了信号瞬时值随时间的视觉变化。频域描述信号使用频率f作为独立变量，称为信号。频域描述反映了信号的频率配置及其振幅和相位角度的大小。时域说明和频域说明为从不同角度观察和分析信号提供了便利。使用傅立叶级数、傅立叶变换和逆变换，可以轻松实现信号的时间和频域变换。，第二节周期信号及其离散谱，傅立叶级数的三角函数扩展用于满足解耦条件。函数在(-T/2，T/2)区间上具有连续或有限的第一类离散点，具有有限极值点的周期信号可以扩展为：常数分量，余弦分量振幅，正弦分量振幅，表达式中：A0，an，bn是傅立叶系数。T0表示信号周期、常数分量A0=a0、振幅、相位、an 3354的关系为振幅谱(振幅谱)、 n-关系为相位谱(相位谱)、谱、傅立叶级数的复合指数扩展、振幅、相位、相位，解决方案：(1)球面波的时域：将傅立叶级数、相位谱振幅谱、分析、周期函数X(t)扩展为傅立叶级数的复杂指数函数后，可分别用作振幅谱和相位谱图；将实际或虚拟部分与频率的关系称为幅度-频率图，分别称为实际光谱图和虚拟光谱图，时域相互转换数学工具频域周期信号傅立叶级数离散光谱周期信号离散光谱周期信号谱的三大特征1离散性周期信号的频谱分布。2谐波每条线仅出现在基本频率的整数倍上，这是每个组件频率的公约数。聚合三角频率分量的谱线的高度表示相应谐波的幅度或相位角度。在工程中，作为典型的周期信号，谐波振幅的总趋势随着谐波拨号数的增加而减少。第三，周期信号的强度表示，峰值是信号可能发生的最大瞬时值，平均值，平均功率，第iii节，瞬态非周期信号和连续谱非周期信号通常解释为周期T，因此分解中应用了傅立叶积分非周期信号x(t)，以满足无限区间上的die条件，在无限区间上绝对乘积，1，傅立叶变换，X()是称为x(t)的傅立叶变换(FT)，x(t)是称为X()的傅立叶变换(IFT)，=2f奇偶校验实际情况2。线性重叠3。对称4 .比例变更5。时间偏移表1.3傅立叶变换的主要特性，指数衰减示例，( 0)，振幅谱，解决方案：=0x ()=a/ ()=0 0当等于0时，极限称为函数，它被记录为(t)。函数称为单位脉冲函数。(t)从面积角度(也称为函数的强度)，2，函数的采样特性，3，函数和其他函数的卷积特性，3，正函数和馀弦函数的光谱密度函数，正弦函数和馀弦函数可写如下，正弦馀弦函数的傅立叶变换为，随机观测仅表示该变更范围内可能发生的一个结果，但是该值的变更遵循统计规则。特征1)时间函数不能用精确的数学关系来解释。2)未来的任何时刻都无法预测正确的值。3)对这种信号的各种观测是不同的，但是很多反复试验表明，有统计规律性。说明方法只能使用数学统计概率方法。每个状态表示随机信号的单个时间戳，称为随机进程、平滑进程、非静态进程和样本函数效果。任何可能由随机现象引起的一组采样函数，(也称为整体)称为随机过程。2、随机信号的主要特性参数、1平均值、方差和平均平方值(1)平均值表示信号的常量分量。(2)方差描述了随机信号的波动分量，即偏离平均值的平方的平均值。(3)平均方差描述了随机信号的强度，即平方的平均值。也就是说，平均值的正平方根称为平均值平均值、方差和平均值的相互关系为。2。概率密度的函数随机信号的概率密度函数表示信号振幅在指定区域内的概率，概率密度函数提供有关随机信号振幅分布的信息。概率密度函数是随机信号的主要特性参数之一。第二章测试设备的基本特性，第一节中常见的工程测试问题始终处理输入量x(t)、设备(系统)的传输特性h(t)和输出量y(t)的关系。理想的测试装置输出和输入必须是线性关系。具有单一值的确定输入输出关系。系统是时间不变线性系统。实际测试装置在工作范围内，以及在一定的误差允许范围内，满足线性要求。很多物理系统会随着时间而变化。在工程中，经常可以认为系统的参数是不随时间变化的常数，具有足够的精度。测试系统是线性系统及其基本性质，当系统的输入x(t)和输出y(t)之间的关系被描述为常数系数线性微分方程时。表达式中的t是时间参数。系统的系数都是常数。如果用x(t)y(t)表示上述系统的输入和输出的对应关系，则不变线性系统具有以下几个主要特性：1)嵌套原理从多个输入生成的总输出是从各个输入生成的输出嵌套的结果。也就是说，符合叠加原理意味着作用于线性系统的每个输入的输出不受相互影响。2)比例特性对于任意常数a，如果x(t)y(t)Ax(t)Ay(t)线性系统的输入扩展了a倍，则对应的响应也增大了a倍，3)微分特性系统的输入导数的响应是原始输入响应的导数(x(t)也就是说，输出y(t)在第二节中测试设备的静态特性，测试设备的静态特性只是说明在静态测试情况下，实际测试设备与理想的固定线性系统的接近程度。利用定量指标研究实际测试系统的静态特性。第一，线性，(非线性)是表示静态测量的输出和输入之间是否保持恒定比率关系的测量。用实验方法测量的输入和输出关系曲线称为“固定角度曲线”，固定角度曲线偏离拟合线的程度称为线性度，线性度=，拟合线的确定，通常有两种类型：端点基本线和独立线。结束基准线是通过测量范围的上下限点的线。使用基本端线代替实际输入和输出曲线更简单，但非线性较低。独立直线是输入和输出曲线各点的线性误差Bi的平方和最小值(最小二乘)、输入和输出曲线与理想直线的偏差、B:输出值和理想直线的最大偏差、A:理论全范围输出值、2、灵敏度、在设备的输入x有变化x的情况下，对测试系统中产生相应变化量y的输入信号变化的反应能力。定义敏感度。输出变化量与输入变化量的比率称为灵敏度。测试系统是固定线性系统，敏感度设置为固定值时是线性系统，敏感度的度量单位取决于输入-输出度量。输入和输出尺寸相同时，灵敏度是无量纲的数字，通常称为“比例”。在测试系统由系列链路组成的情况下，系统的总灵敏度，测试系统不介绍由并行和反馈循环组成的课程，3，回程误差，在相同的测试条件下，如果输入由小增加和大减少组成的情况下，从相同输入获得的两个输出量经常存在差异，如下图所示。整体测量范围中最大的差异称为回程误差或延迟误差。同一输入的两个输出之间的差异最大公称输出范围a的比率，回程误差，产生这种现