工程测试技术基础 第一部分：绪论

工程测试技术根底主讲：何岭松教授康宜华教授武新军副教授轩建平副教授华中科技大学机械学院课程内容：本课程主要引见工业自动化,环境监测,楼宇控制,交通等领域中常见物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等〕的传感器丈量原理、丈量电路原理和信号分析方法。绪论信号分析基础传感器原理测试系统特性模拟信号处理数字信号处理虚拟仪器技术工程应用内容如下工程测试技术根底工程测试技术根底是一门与资料科学、微电子技术、信息技术亲密相关的快速开展的学科。为弥补书本教材内容滞后于学科开展的问题，在教学内容上我们采编了很多多媒体素材和案例。工程测试技术根底学习方法：书本教材电子教材并重.工程测试技术根底本课程是培育学生处理实践工程丈量问题才干的专业根底课，具有很强实际性。学习时应充分利用课程所开设实验和仿真实验。实际学习、实际学习、研讨学习三元并重.只需经过足够的实验和仿真实验操作，才干得到应有的实践动手才干培育和更好的掌握书本知识。课程网络学习资源：202.114.11.1:8080/gccs2.工程测试技术网络课件3.工程测试网上虚拟实验室4.DRVI个人测试实验室工程测试技术根底1.工程测试技术电子教案ProjectBasedLearning：轨迹跟踪工程测试技术根底培育学生在实际中对知识融会贯穿，独立学习和处理问题的才干。计划：开设一门独立于课程之外的测控实验课。仓储模型机械手AGV小车以案例和实验为主线：工程测试技术根底教学方法：煤气包高度丈量桥梁固频丈量机翼模态分析索道检测处理偏重课本教学存在的问题：1.测试技术运用、开展部分空洞；2.传感器部分没有实物对象、枯燥无味；3.信号分析实际部分深奥、难懂。第一章、绪论本章学习要求：1.掌握测试技术的概念及研讨内容2.了解测试技术的运用情况3.了解测试技术的开展动态4.了解主要测试仪器消费厂商工程测试技术根底第一章、绪论1.1测试技术的根本概念测试技术是实验科学的一部分，主要研讨各种物理量的丈量原理和丈量信号分析处置方法。测试技术是进展各种科学实验研讨和消费过程参数丈量必不可少的手段，起着人的感官的作用。简单的测试系统可以只需一个模块，如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度底，无法实现丈量自动化。为提高丈量精度和自动化程度，以便于和其它环节一同构成自动化安装，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进展处置和输出。如下图的声级计。普通说来，测试系统由传感器、中间变换安装和显示记录安装三部分组成。传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量，中间变换安装对接纳到的电信号用硬件电路进展分析处置或经A/D变换后用软件进展信号分析，显示记录安装那么丈量结果显示出来，提供应察看者或其它自动控制安装。1.1测试技术的根本概念信息转换信息提取第一章、绪论1.2测试技术的工程运用在工程领域，科学实验、产品开发、消费监视、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术运用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。1、工业自动化中的运用a)机械手、机器人中的传感器转动/挪动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近间隔传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。1.2测试技术的工程运用在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。密歇根大学的机械手装配模型广州中鸣数码的机器狗b)AGV自动送货车超声波测距传感器、判别建筑物内人和物所在位置；红外线颜色传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。1.2测试技术的工程运用香港理工AGV模型c)消费加工过程监测1.2测试技术的工程运用切削力传感器，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。密歇根大学数字化工厂1.2测试技术的工程运用2、流程工业设备运转形状监控在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，消费线上设备运转形状关系到整个消费线流程。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消费信息实时查询系统沙角电厂消费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形状监测系统1.2测试技术的工程运用3、产质量量丈量在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必需对其性能质量进展丈量和出厂检验。图示为汽车出厂检验原理框图，丈量参数包括光滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。经过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产质量量。汽车扭距丈量机床加工精度丈量1.2测试技术的工程运用4、楼宇控制与平安防护为使建筑物成为平安、安康、温馨、温馨的生活、任务环境，并能保证系统运转的经济性和管理的智能化。在楼宇中运用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运转情况。图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、平安监测、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1.2测试技术的工程运用5、家庭与办公自动化在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的运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：衣物分量传感器，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1.2测试技术的工程运用5、其他运用航天农业交通医学1.2测试技术的工程运用6、PC机中的测试技术运用鼠标:光电位移传感器摄象头:CCD传感器声位笔:超声波传感器麦克风:电容传声器声卡:A/D卡+D/A卡软驱:速度,位置伺服6、PC机中的测试技术运用1.2.6PC机中的测试技术运用测控实验DIY1.鼠标测位移实验2.麦克风测声音2.声卡采样频率信号分析频率合成与分解3.简易声级计制造4.CCD图象分析……..个人测试实验室1.3测试技术的开展趋势第一章、绪论1、传感器方面a)利用新发现的资料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器光纤流速传感器荧光资料制造的电子鼻传感器生物酶血样分析传感器热/光电量第一章、绪论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智能倾角RS232传感器IC总线数字温度传感器1.3测试技术的开展趋势2、丈量信号处置方面计算机虚拟仪器技术用PC机＋仪器板卡替代传统仪器用计算机软件替代硬件分析电路优点我们的任务第一章、绪论1.3主要传感器和测试仪器消费厂商2、振动/噪声传感器丹麦B&K〔振动丈量、声学丈量领域最富盛名〕bksv/1、工业自动