机械测试绪论

机械测试技术2011.5.231第一章绪论主要内容测试技术的基本概念测试技术的内容和任务测试系统的组成测试技术的发展动向测试技术的应用课程的对象和要求20.1测试技术的任务和重要性

一、基本概念测试=测量（Measurement）+试验（Test）测量是指确定被测对象属性量值为目的的全部操作。

测量的发展：早期的测量——长度（距离）、时间、面积、重量等。今天的测量——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计算机技术测控技术通信技术信息工程的三大支柱4二、测试技术的内容和任务

1、主要内容被测量的测量原理（物理、化学、生物）测量方法：直接与间接、电测与非电测等测量系统数据处理52、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；通过测试，发现新的定律、公式等；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。基本任务：1）提供被测对象的质量依据2）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：

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。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分析（即数据采集分析系统）。

系统特性激励响应输入输出7试验装置测量装置数据处理装置记录装置被测对象试验装置传感器中间转换器信号处理分析仪器显示记录

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，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。

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，它可将对被测对象所测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来实现。

反馈控制0.2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8二、测试技术的发展动向

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。

9三、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。

101、工业自动化中的应用

a)机械手、机器人中的传感器

转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。密歇根大学的机械手装配模型广州中鸣数码的机器狗11b)AGV自动送货车（AutomatedGuidedVehicle）

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AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。香港理工AGV模型12c)生产加工过程监测

切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器等。132、流程工业设备运行状态监控

在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统。

石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。扬子石化50MW热电机组监测系统阳逻电厂300MW汽轮机组监测系统荆门电厂200MW机组监测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宝钢30KW以上风机监测系统宝钢精轧F2轧机网络化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143、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，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，工程师可以了解产品质量。汽车扭距测量机床加工精度测量154、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、电梯运行状况。

图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器165、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：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度)、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温湿度传感器温度传感器170.3课程的对象和要求本课程的研究对象有以下几个：（1）本课程研究机械工程中常见物理量和几何量的测量与测试。（2）研究测量测试的方法与系统特性。一、课程的对象18

（1）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。（2）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。（3）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量的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。

应达到的要求：二、要求19

（4）掌握信号在基本变换域的描述方法，信号模拟分析、