材料成型测试技术

1、1、测试系统由哪些环节组成？ 传感器：将被测量（非电量）变成电量 信号调理：对传感器的输出进行隔离放大、运算、驱动等预处理，输出标准信号 信号处理：包括对信号进行数字量化在内的进一步处理，以获得所需的最终结果 信号显示：对最终结果进行可视输出2、测试技术的未来发展方向（1）开发新材料，发展、利用新效应源头（2）提高传感器性能和检测范围（3）微型化与微功耗（4）集成化与多功能化（5）智能化（6）数字化和网络化3、信号的分类（1）按信号随时间的变化特征分类确定性信号与非确定性信号（2）按信号幅值随时间变化的连续性分类连续信号与离散信号（3）按信号的能量特征分类能量信号与功率信号（4）从分析域上分类

2、时域信号与频域信号 确定性信号：可用明确数学关系式描述的信号。 随机信号：不能用数学关系式描述的信号。4、周期信号频谱的三大特点（1）离散性 周期信号的频谱是离散的。（2）谐波性 每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。（3）收敛性 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号， 其谐波幅值的总趋势是随谐波次数的增高而减少的。 5、随机信号的特点（1）时间函数不能用精确的数学关系式来描述；（2）不能预测它未来任何时刻的准确值；（3）对这种信号的每次观测结果都不同，但大量地重复试验可以看到它具有统计规律性。 描述方法只能用数理统计概率方法。6、 测

3、试系统定义：为完成某种物理量的测量,而由具有某一种或多种变换特性的物理装置构成的总体。7、 线性系统的主要性质（1） 叠加性 （2）比例性 （3）微分特性 （4）积分特性 （5）频率保持特性8、 （1）脉冲响应函数h(t)：是在时域中通过瞬态响应过程来描述系统的动态特性。 （2）频率响应函数h(w):反映的是系统处于稳态输出阶段的输入输出之间的关系。 (不能反映响应的过渡过程) （3） 传递函数h(s):是一种对系统特性的解析描述，具有普遍意义，它即反映了系统稳态过程也反映了系统响应的瞬态过渡过程。 9、例题：求周期信号x（t）=0.5cos10t+0.2cos（100t-45°），

4、通过传递函数为 系统输出的稳态响应为： 系统输出的稳态响应为：为： 解： nn 的装置后得到的稳态响应。10、作业：求周期信号x（t）=10sin（50t+75°），通过传递函数为 的装置后得到的稳态响应。11、传感器定义：传感器是将被测物理量按一定的规律转换为与其对应的另一种物理量输出 的装置。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。12、传感器在非电量电测系统中的作用：（1）敏感作用：感受并拾取被测对象的信号（2）变换作用：被测信号转换成易于检测和处理的电信号13、传感器的性能要求：（1）足够的容量 （2）匹配性好，转换灵敏度高 （3）精度适当，稳定性高

5、（4）反应速度快，工作可靠性高 （5）适应性和适用性强14、传感器的选用原则：灵敏度，线性范围，响应特性，稳定性，精确度，测量方式。15、电阻式传感器按工作原理分类：变阻器式，电阻应变式，固态压阻式16、电容式传感器的分类：变极距型（变），变极板面积型（变a）和变介质型（变）17、电感式传感器的工作原理是电磁感应。18、电感式传感器的分类：互感式和自感式（可变磁阻型和涡流式）19、磁电式传感器的分类：磁阻式和动圈式（线速度型和角速度型）20、传感器输出信号的特点：（1）输出的信号通常是动态的（2）输出的电信号一般都比较弱（3）传感器内部存在噪声（4）传感器的输出信号动态范围很宽（5）受外界环境

6、（如温度、电场）的干扰。（6）输出阻抗都比较高21、电桥的基本特性：（1）相减特性：相邻两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、符号一致时，或者相对两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、符号相反时，对桥路的输出电压没有影响。（2）相加特性：相邻两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、 符号相反时，或者相对两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、符号相同时，桥路输出电压是半桥单臂的二倍，电桥的灵敏度是半桥单臂的二倍。（3）倍增特性：相邻两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、符号相反时，同时相对两桥臂上应变片阻值的变化大小相等、符号相同时，桥路的输出电压是半桥单臂的四倍，电桥的灵敏度是半桥单臂的四倍。22、电桥和差特性：对

7、臂相同，临臂相反。23、噪声的分类：内部噪声和外部噪声。24、噪声产生的原因：（1）内部噪声：内部噪声是由传感器或检测电路元件内部带电微粒的不规则运动产生的。（2）外部噪声：外部噪声是由传感器检测系统外部人为或自然干扰造成的。外部噪声的重要来源是电磁辐射。25、噪声的抑制方法： (1) 选用质量好的元器件 (2) 屏蔽：利用低阻值材料或磁性材料将元件、传输导线、电路及组合包围起来，以隔离内外电磁或电场的干扰。 (3) 接地：接地是通过金属导线与基准电位点相连接来实现。 (4) 隔离：当电路信号在两端接地时，容易形成环路电流而引起噪声干扰。这时，常采用隔离的方法，把电路两端从电路上隔开，隔离的方

8、法主要采用变压器隔离和光电耦合器隔离。 (5) 滤波：对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效的滤除，其基本形式是利用电感器和电容器的频率电抗特性，将电感、电容适当组合在电路中，组成滤波网络完成频率选择。26、 测量零件应力应变的方法：电测法、光弹法、涂漆法、全息照相法等。27、 扭矩标定就是在所测轴上施加已知的一系列标准力矩，以求得电桥输出与标准力矩之间的关系，称标定方程或标定曲线。28、 扭矩标定的两种方法： （1）直接标定：在实测现场对所测轴施加己知力矩，由此直接得到记录装置的输出量与被测扭矩的对应关系、以它作为被测扭矩的标准。 （2）应变梁法：应变梁法是利用一个受纯弯曲载荷的应变梁来

9、模拟标定实测轴所承受的扭矩。 （3）并联电阻法：在选定的某桥臂上并联一个固定值电阻r，其值是按给定应变计算的，并联后算出相应的光点高度，即为给定的应变值曲线。 （4）应变仪给定应变法：用一臂标定，因此为使与四臂工作等效，全桥必须使 ， 并用相同方法计算m29、 板带厚度测量的方法有间接测厚和直接测厚两种方式。间接测厚的方法有：工作辊开口度测量法、轧制力测量法、轴承座位移测量法和轧辊位移测量法等。直接测厚按测量头与被测材料之间的关系，可分为接触式测厚仪和非接触式测厚仪。30、 常用的位移传感器： 电阻式传感器(电位器式和应变式)； 电感式传感器(差动电感式和差动变压器式)； 电容式传感器(变极距

10、式、变面积式和变介质式)； 电涡流式传感器； 光电式传感器及光导纤维传感器； 超声波传感器； 光栅式传感器； 薄膜传感器。31、 转速的测量方法：（1） 磁电式转速传感器（2） 光电式转速传感器（3） 电涡流式转速传感器（4） 霍尔式转速传感器32、 温度的测量方法：（1） 膨胀式温度计（2） 热电阻测温（3） 热电偶测温（4） 热辐射测温33、 常规无损检测方法：（1） 目视检测方法（vt）表面（2） 渗透检测方法（pt）表面开口（3） 涡流检测方法（et）表面和近表面（4） 磁粉检测方法（mt）表面和近表面（5） 射线检测方法（rt）内部缺陷（6） 超声波检测方法（ut）内部缺陷34、 渗

11、透检测特点：优点：工作原理简单，对操作者的技术要求不高；应用面广，可用于多种材料（铁磁性和非铁磁性）的表面检测，且基本上不受工件形状和尺寸的限制；显示不受缺陷方向的限制，一次检测可同时探测不同方向的表面缺陷；检测用设备简单、成本低廉、使用方便。缺点：只能检测表面缺陷，探伤灵敏度受人为因素的影响；对工件表面粗糙度有一定要求；渗透检测适用于具有非吸收表面的材料。35、 磁粉检测特点：（1） 磁粉检测的优点 1.可检测出铁磁性材料表面和近表面(开口和不开口)的缺陷。 2.能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。 3.具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。 4.单个工件检测速度快，工艺

12、简单，成本低廉，污染少。 5.采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工作表面的各个部位，基本上不受工件大小和几 何形状的限制。 6.缺陷检测重复性好。 7.可检测受腐蚀的表面。（2） 磁粉检测的缺点 1.只适用于铁磁性材料。 2.只能检测表面和近表面缺陷。 3.检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于20°，缺陷就难以发现。另外，表面浅而宽的划伤、锻造皱折也不易发现。 4.若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响。 5.用通电法和触头法磁化时易产生电弧，烧伤工件。因此电接触部位的非导电覆盖层必须打磨掉。 6.部分磁化后具有较大剩磁的工件需

13、进行退磁处理。36、 pt、et、mt探伤方法的比较（1） 原理不同 pt：利用毛细现象（两次）（表面张力的作用，流体沿着毛细管上升或下降的现象）。 et：涡电流效应 mt：利用漏磁场与磁粉的相互作用（2） 检测对象不同 pt：材质不受限制，但多孔性材料不能检测 et：导电材料或磁性材料 mt：只能检测铁磁性材料（3） 检测缺陷的部位不同 pt：表面开口缺陷 et：表面和近表面缺陷 mt：表面和近表面缺陷（4） 缺陷显示 mt、pt：缺陷显示直观 et：通过仪器、仪表显示（5） 检测灵敏度不同 pt：灵敏度比较高 et：灵敏度高 mt：灵敏度高 et：易实现自动化检测！37、 超声检测的适用范围 超声检测的适用范围非常广。 从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料； 从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、粘接件等； 从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等； 从检测对象的尺寸来说，可大至几米； 从检测缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。38、超声波检测的优点 1.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测。 2.穿透能力强，可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为12m的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件。 3.缺陷定位较准确。 4.对面积型缺陷的