《机械工程测试技术》课件-第0章 绪论

机械工程测试技术教材：机械工程测试技术第2版主编：许同乐ISBN：978-7-111-51627-9出版社：机械工业出版社一、测试和测量系统测试技术：测量和试验技术的统称。试验是机械基础研究和产品设计研发的重要环节。不仅工程试验需要测量，在机器和生产过程的运行监测、控制和故障诊断也需要在线测量。测量系统已经成为机器和生产线的重要组成部分。本教材的主要内容是测量技术和仪器，试验技术不作讨论。第一节测试与测试技术测量和测试的概念：

测量—以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程；

测试——具有试验性质的测量，或测量和试验的综合。测试过程包括：⑴信息的提取⑵信息转换存储与传输⑶信息的显示和记录⑷信号的处理与分析

测量系统的一般构成：敏感元件显示或存储转换元件适调电路接口（数字化）计算机或控制系统分析结果反馈、控制或监测诊断放大、滤波、调制解调等输出一般为电信号A/D转换第二节测试技术的重要性测试是人类认识客观世界的手段，是科学研究的基本方法。测试技术在科学探索，用定量关系和数学语言来表达科学规律和理论，检验科学理论和规律的正确性等方面具有重要作用。测试技术在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等具有重要作用。

测试技术的先进性是一个地区、一个国家科技发达程度的重要标志之一。第三节测试技术的工程应用1、产品开发与性能实验

●新产品开发必须经过设计、试验、市场检验、批量生产等过程。●产品零部件、整机的性能试验，是检验设计正确与否的唯一依据。●许多产品都要经过“设计--建立--测试”循环，即使已定型的产品，在生产过程中也需要对每一产品或其部份抽样作性能试验，以便控制产品质量。●产品的性能试验结果是用户验收产品的主要依据。滚动轴承寿命及可靠性试验系统2、机械故障诊断

一、机械设备监测与故障诊断技术被广泛应用于电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械。

二、机械系统故障诊断系统划分为：

机械测量监视与保护数据采集振动状态分析数据传输

三、机械故障诊断意义●机械发生故障，将导致整个生产停顿，造成巨大的经济损失。●在设备的运行状态下，要了解、掌握其内部状况（如温升、振动、噪声、应力应变、润滑油状况、异味等）。●保证设备的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保障人身和设备安全，提高生产率。●机械故障诊断能够满足机器设备及其零件的高可靠性和高利用率要求。3、产品质量控制与生产检测

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。

图示为汽车制造厂发动机检验原理框图，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。第四节测试技术的发展概况1、传感器方面的发展a)““物性型”传感器大量涌现结构型传感器——依靠传感器结构参量的变化实现信号转变。物性型传感器——依靠敏感元件材料本身的物理化学性质的变化实现信号的转变。可变磁阻位移传感器物性型传感器的开发实质是新材料的开发。例如：半导体、陶瓷、光导纤维、磁性材料、“智能材料”等等。F+b)集成、智能传感器的开发集成化传感器——同功能的敏感元件排成线型、面型；不同功能的敏感元件集成，测不同参量；传感器与放大、运算、温度补偿等电路的集成。智能化传感器＝传感器+嵌入式计算机智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。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c)生物、化学传感器的开发利用新发现的生物、化学效应开发出的新型传感器生物酶血样分析传感器热/光电量微生物/酶等敏感元件

气体传感器通常在大气工况中使用，被测气体分子附着于传感器的功能材料表面且与之起化学反应。气体浓度的高低转化为电信号的大小。2、计算机测试系统与虚拟仪器的应用主要内容：传感器网络及仪器总线技术、Internet网与远程测试、测试过程与仪器控制技术，虚拟仪器及其编程等。

计算机虚拟仪器技术(1)传统测量仪器：如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等，其功能主要由硬件实现，出厂时已由制造商定义，用户无权修改。(2)虚拟仪器：用PC机＋仪器板卡代替传统仪器用计算机软件代替硬件分析电路

虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。“软件即仪器”第五节测试技术研究的主要内容绪论第一章信号描述第二章测试系统的基本特性第三章常用传感器技术第四章信号的调理与记录第五章信号分析与处理课程性质：“机械工程测试技术基础”是一门技术基础课。学完本课程后应具有以下几方面的知识：掌握信号的时域及频域的描述方法，建立明确的信号的频谱结构的概念；掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法；掌握数字信号分析中的一些基本概念。掌握测试装置基本特性的评定方法。包括测试装置传递特性的时域、频域描述，脉冲响应函数和频率响应函数，一阶、二阶系统的动态特性及其参数的测量方法和