厦理工测试技术与信号处理课件第0章 绪论

0、绪论

§1测试技术课程概述一、测试技术概念测试技术（MeasurementandTestTechnique）测量－－对物理量的测量（静态和动态）试验－－研究、产品设计和研发的基本环节对对象或过程中的反应状态基本参数或物理量进行检测(测量),通过信号的获取、转换、传输、显示和处理,以获得可靠的数据和反馈信息(分析,判断或控制).测量信号：模拟、数字、连续、离散

一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。

传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

信息转换信息提取二、课程内容：

本课程主要介绍机械工程和工业自动化等领域中常见物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等）的传感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。绪论信号及描述传感器原理测试系统特性信号调理记录信号处理位移振动应变测量虚拟仪器技术内容如下三、测试技术的工程应用

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。

1、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。

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c)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、红外接近开关传感器等。密歇根大学数字化工厂2、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。3、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，可以了解产品质量。机床加工精度测量汽车扭矩的测试4、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，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。指纹传感器透光率传感器温湿度传感器温度传感器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)。6、其他应用航天农业交通医学四、测试技术的发展趋势1、传感器方面

a)利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器光纤流速传感器荧光材料制作的电子鼻传感器生物酶血样分析传感器热/光电量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2、测量信号处理方面

计算机虚拟仪器技术

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优点我们的工作3主要传感器和测试仪器生产厂商2）振动/噪声传感器丹麦B&K（振动测量、声学测量领域最富盛名）http:///1）工业自动化类传感器美国霍尼威尔公司（有全球最大传感器技术研究中心）

http:///china3）测量分析仪器

美国国家仪器公司(全球最大的计算机虚拟仪器生产商)http:///美国Agilent公司(原惠普公司仪器部，著名的测试仪器商)http:///五、参考资料1.《机械工程测试技术基础》，黄长艺等，机械工业出版社；2.《检测技术》，于传芳、郑仲民，机械工业出版社；3.《测试技术基础》，王伯雄，清华大学出版社；4.《工程测试与信息处理》，卢文祥等，华中科技大学出版社。§2测试的基础知识一、量、量纲、单位1.量、量纲：1)基本量：长度L、质量M、时间T、温度θ、电流I、发光强度N、物质的量J2)导出量：基本量－－（函数关系）－－导出量力量纲：电阻量纲：2.单位：基本单位：m，kg，s，K，A，cd，Mol

辅助单位：平面角rad，立体角sr

导出单位：由基本和辅助单位导出二、测量基准:

保存和复现计量单位的计量器具，分国家基准、副基准、工作基准三级。三、测量方法：

直接测量（直接和间接比较，等精度和不等精度测量），间接测量，组合测量。四、测量误差1.绝对误差：δ＝x－Q（x－测量值，Q－真值）2.相对误差：3.引用误差：rn＝δ/Ym*100%（Ym－－引用值，一般为仪器量程或标称范围最大值）4