測試技術(shù)(第一章緒論)

1、工程測試技術(shù)工程測試技術(shù) 郭世偉郭世偉 第一章第一章 緒緒 論論一、測試技術(shù)課程的說明一、測試技術(shù)課程的說明 測試技術(shù)課程的性質(zhì)、特點、內(nèi)容、要求。測試技術(shù)課程的性質(zhì)、特點、內(nèi)容、要求。 測試技術(shù)屬于信息科學(xué)的范疇，是信息技術(shù)三測試技術(shù)屬于信息科學(xué)的范疇，是信息技術(shù)三大支柱（測控技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)）之一。大支柱（測控技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)）之一。測試技術(shù)為相關(guān)機械專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。測試技術(shù)為相關(guān)機械專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。 測試技術(shù)為綜合性學(xué)科，涉及物理、力學(xué)、材測試技術(shù)為綜合性學(xué)科，涉及物理、力學(xué)、材料、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信號與系統(tǒng)理論等，料、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信號

2、與系統(tǒng)理論等，對被測試對象也要有較好的認(rèn)識。對被測試對象也要有較好的認(rèn)識。 與該課程相關(guān)的課程有：傳感器原理及應(yīng)用；與該課程相關(guān)的課程有：傳感器原理及應(yīng)用；電子測量；控制工程基礎(chǔ)；信號與系統(tǒng)；信號處理；電子測量；控制工程基礎(chǔ)；信號與系統(tǒng)；信號處理；計算機技術(shù)等。計算機技術(shù)等。參考資料和教材：參考資料和教材：機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)熊詩波，黃長藝，機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)熊詩波，黃長藝，機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社機械工程測試技術(shù)祝海林，機械工業(yè)出機械工程測試技術(shù)祝海林，機械工業(yè)出版社，等等。版社，等等。相關(guān)教材圖書館里，網(wǎng)絡(luò)上很多，與測試技相關(guān)教材圖書館里，網(wǎng)絡(luò)上很多，與測試技術(shù)有關(guān)的文章、網(wǎng)站也有很

3、多，可參考。術(shù)有關(guān)的文章、網(wǎng)站也有很多，可參考。本課程主要介紹機械工程、工業(yè)自動化、交通等領(lǐng)域中本課程主要介紹機械工程、工業(yè)自動化、交通等領(lǐng)域中常見物理量常見物理量(壓力、應(yīng)變、位移、加速度、溫度等壓力、應(yīng)變、位移、加速度、溫度等）的傳感器測）的傳感器測量原理、測量電路原理和信號分析方法。量原理、測量電路原理和信號分析方法。本課程是培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程測量問題能力的專業(yè)基本課程是培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程測量問題能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強實踐性。學(xué)習(xí)時應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實驗和礎(chǔ)課，具有很強實踐性。學(xué)習(xí)時應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實驗和仿真實驗。仿真實驗。該課程開設(shè)有相關(guān)實驗。該課程開設(shè)有相關(guān)實驗。內(nèi)容如

4、下內(nèi)容如下通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)具備下列幾方面知識：通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)具備下列幾方面知識： (1) 掌握信號的時域和頻域描述方法，建立明確掌握信號的時域和頻域描述方法，建立明確的信號頻譜的概念；掌握頻譜分析和相關(guān)分析的基本的信號頻譜的概念；掌握頻譜分析和相關(guān)分析的基本原理和方法，掌握數(shù)字信號分析中的基本概念。原理和方法，掌握數(shù)字信號分析中的基本概念。 (2) 掌握測試裝置基本特性的評價方法和不失真掌握測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試條件，并能正確運用于測試裝置的分析和選擇。測試條件，并能正確運用于測試裝置的分析和選擇。掌握一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性和測試方法。掌握一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特

5、性和測試方法。 (3) 了解常用傳感器、常用信號調(diào)理電路和顯示、了解常用傳感器、常用信號調(diào)理電路和顯示、記錄儀器的工作原理和性能，并能正確選用。記錄儀器的工作原理和性能，并能正確選用。 (4) 對測試技術(shù)有一個完整的概念，并能初步應(yīng)對測試技術(shù)有一個完整的概念，并能初步應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、性能評定和實驗工作中。用于產(chǎn)品設(shè)計、性能評定和實驗工作中。 二、測試技術(shù)的基本概念二、測試技術(shù)的基本概念 1、測試的含義、測試的含義 測試是人們認(rèn)識客觀事物的方法。測試技術(shù)泛測試是人們認(rèn)識客觀事物的方法。測試技術(shù)泛指指測量測量和和試驗試驗兩個方面的技術(shù)。兩個方面的技術(shù)。 測量的過程或行為就是進(jìn)行一個被測量與一個測量

6、的過程或行為就是進(jìn)行一個被測量與一個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)之間的定量的比較，從而獲得被測對象的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)之間的定量的比較，從而獲得被測對象的數(shù)值結(jié)果。被測量表示被觀察和被量化的特定物理數(shù)值結(jié)果。被測量表示被觀察和被量化的特定物理參數(shù)，這個物理參數(shù)稱為測量過程的輸入量。參數(shù)，這個物理參數(shù)稱為測量過程的輸入量。 2、測試工作的目的、測試工作的目的 獲取研究對象中有用的信息，而信息又蘊涵于獲取研究對象中有用的信息，而信息又蘊涵于信號之中。可見，測試工作始終都需要與信號打交信號之中?？梢?，測試工作始終都需要與信號打交道，包括信號的獲取、信號的調(diào)理和信號的分析等。道，包括信號的獲取、信號的調(diào)理和信號的分析等。測試技術(shù)是

7、實驗科學(xué)的一部分，主要研究測試技術(shù)是實驗科學(xué)的一部分，主要研究各各種物理量的測量原理種物理量的測量原理和和測量信號分析處理方法測量信號分析處理方法。 比擬：測試技術(shù)之于人的感官作用比擬：測試技術(shù)之于人的感官作用 測試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實驗研究和生產(chǎn)過測試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，通過測試可以揭示程參數(shù)測量必不可少的手段，通過測試可以揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律，從而去利用它和改事物的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律，從而去利用它和改造它，推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。造它，推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史表明，科學(xué)上很多新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史表明，科學(xué)上很多新的發(fā)現(xiàn)和突破都是以

8、測試為基礎(chǔ)的。同時，其它領(lǐng)發(fā)現(xiàn)和突破都是以測試為基礎(chǔ)的。同時，其它領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步又為測試提供了新的方域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步又為測試提供了新的方法和裝備，促進(jìn)了測試技術(shù)的發(fā)展。法和裝備，促進(jìn)了測試技術(shù)的發(fā)展。 工程技術(shù)領(lǐng)域中需要測試的物理量有：壓力、力工程技術(shù)領(lǐng)域中需要測試的物理量有：壓力、力矩、應(yīng)變、位移、速度、加速度、溫度、流量、液位、矩、應(yīng)變、位移、速度、加速度、溫度、流量、液位、濃度、重量等。濃度、重量等。 用于生產(chǎn)控制：自動控制技術(shù)和測試技術(shù)有著密用于生產(chǎn)控制：自動控制技術(shù)和測試技術(shù)有著密切的關(guān)系，測試裝置是自動控制系統(tǒng)中的感覺器官和切的關(guān)系，測試裝置是自動控制系統(tǒng)中的感覺器

9、官和信息來源。信息來源。 用于系統(tǒng)和過程的狀態(tài)檢測、生產(chǎn)監(jiān)督、故障診用于系統(tǒng)和過程的狀態(tài)檢測、生產(chǎn)監(jiān)督、故障診斷等：在科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了及時了解斷等：在科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了及時了解工藝過程、生產(chǎn)過程和關(guān)鍵設(shè)備的狀況，需要對反映工藝過程、生產(chǎn)過程和關(guān)鍵設(shè)備的狀況，需要對反映實驗或生產(chǎn)對象特征的信號采集、分析處理。實驗或生產(chǎn)對象特征的信號采集、分析處理。 （與醫(yī)療看病過程類比）（與醫(yī)療看病過程類比） 用于工程研究、動態(tài)設(shè)計中的動態(tài)特性試驗、產(chǎn)用于工程研究、動態(tài)設(shè)計中的動態(tài)特性試驗、產(chǎn)品開發(fā)；等等。品開發(fā)；等等。非電測法非電測法 在機械工程測試中，要測試的信號往往是機械量。在機

10、械工程測試中，要測試的信號往往是機械量。從狹義的從狹義的范圍講，機械量包括與運動、力和溫度有關(guān)的物理量，如位移、范圍講，機械量包括與運動、力和溫度有關(guān)的物理量，如位移、速度、加速度、外力、重量、力矩、功率、壓力、流量、溫度速度、加速度、外力、重量、力矩、功率、壓力、流量、溫度等。等。為了測試工作的方便，往往需要把被測試的機械量信號轉(zhuǎn)為了測試工作的方便，往往需要把被測試的機械量信號轉(zhuǎn)換成其他形式的信號來處理。根據(jù)被測信號的轉(zhuǎn)換方式，又可換成其他形式的信號來處理。根據(jù)被測信號的轉(zhuǎn)換方式，又可以把測試分成機械測量法、光測量法、氣測量法、液測量法和以把測試分成機械測量法、光測量法、氣測量法、液測量法和

11、電測量法等。電測量法等。 鋼板厚度的機械測量法鋼板厚度的機械測量法 表面粗糙度的光測量法表面粗糙度的光測量法 通常采用標(biāo)準(zhǔn)長度的米尺(一個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn))對其進(jìn)行測量，通過被測量與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)之間的定量比較，從而得到此人實際的身高(被測對象的數(shù)值結(jié)果)。 例二、汽車乘坐舒適性的臺架試驗例二、汽車乘坐舒適性的臺架試驗 三、測試系統(tǒng)的組成三、測試系統(tǒng)的組成 非電量電測法的測試系統(tǒng)框圖非電量電測法的測試系統(tǒng)框圖 被測被測對象對象觀察觀察者者激勵激勵 裝置裝置標(biāo)標(biāo) 定定 裝裝 置置測量測量裝置裝置傳傳感感器器物理量物理量信信號號調(diào)調(diào)理理電量電量信信號號處處理理電量電量顯顯示示記記錄錄電量電量/數(shù)字量數(shù)字量反饋控

12、制反饋控制 一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。顯示記錄裝置三部分組成。有時還有包括激勵裝置、通信傳輸、反饋控制等。有時還有包括激勵裝置、通信傳輸、反饋控制等。 傳感器傳感器將被測物理量檢出并轉(zhuǎn)換為電量，可將被測物理量檢出并轉(zhuǎn)換為電量，可提提高測量精度和測量的自動化程度，以及便于信息的高測量精度和測量的自動化程度，以及便于信息的記錄、存儲、傳輸、分析和處理。記錄、存儲、傳輸、分析和處理。 各種常見物理量測量傳感器的工作原理和測量各種常見物理量測量傳感器的工作原理和測量放大電路原理是本課程的一個主要組成部分。放大電路原理是本

13、課程的一個主要組成部分。 中間變換裝置對接收到的測量信號進(jìn)行濾波、中間變換裝置對接收到的測量信號進(jìn)行濾波、調(diào)制、變換、估值等處理，改變信號形式，突出調(diào)制、變換、估值等處理，改變信號形式，突出信號中的有用信息成分。各種常用的信號去干擾信號中的有用信息成分。各種常用的信號去干擾方法和信號特征提取方法的工作原理是本課程的方法和信號特征提取方法的工作原理是本課程的另一個組成部分。另一個組成部分。 顯示記錄裝置則測量結(jié)果顯示出來，提供給顯示記錄裝置則測量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制裝置。模擬信號可直接顯觀察者或其它自動控制裝置。模擬信號可直接顯示、記錄，也可經(jīng)示、記錄，也可經(jīng)A/D變換后可用

14、計算機進(jìn)行數(shù)變換后可用計算機進(jìn)行數(shù)字顯示和分析處理，字顯示和分析處理，信息：信息： 事物運動的狀態(tài)和方式。不是物質(zhì)，不具有事物運動的狀態(tài)和方式。不是物質(zhì)，不具有能量，卻是物質(zhì)所固有的，是其客觀存在或運動能量，卻是物質(zhì)所固有的，是其客觀存在或運動狀態(tài)的特征。信息的傳輸卻依靠物質(zhì)和能量。狀態(tài)的特征。信息的傳輸卻依靠物質(zhì)和能量。信號：信號： 具有能量，是某種具體的物理量。信號的變化具有能量，是某種具體的物理量。信號的變化則反映了所攜帶的信息的變化。則反映了所攜帶的信息的變化。概念：有用信號與干擾信號；概念：有用信號與干擾信號； 信號與信息信號與信息 “信號是信息的載體信號是信息的載體”簡單的測試系統(tǒng)

15、可以簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將被溫度溫度計。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒有變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度低，無法實簡單，但精度低，無法實現(xiàn)測量自動化?，F(xiàn)測量自動化。 （為靜態(tài)測量）為提高測量精度為提高測量精度和自動化程度，以便和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動化裝置，通常成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號為電量，再對電信號進(jìn)行處理和輸出。如進(jìn)行處理和輸出。如圖所示的聲級計。圖所示的聲級計。 測量的基本方法測量的基本方法直接測量

16、，間接測量直接測量，間接測量 靜態(tài)測試、動態(tài)測試靜態(tài)測試、動態(tài)測試在線測試、離線測試在線測試、離線測試 模擬測試、數(shù)字測試系統(tǒng)模擬測試、數(shù)字測試系統(tǒng)1 直接測量直接測量 無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算，直接通過測量儀器得到被測量值的測量為直接測量。 例： 天平測物體質(zhì)量天平測物體質(zhì)量 用米尺測量物體長度用米尺測量物體長度 測量導(dǎo)體的電阻測量導(dǎo)體的電阻 2 間接比較間接比較 利用儀器儀表統(tǒng)稱之為測量系統(tǒng)把原始形態(tài)的待測物理量的變化變換成與之保持已知函數(shù)關(guān)系（通常是線性關(guān)系）的另一種物理量的變化，并以人的感官所能接受的形式（通常是位置的變化），在測量系統(tǒng)的輸出端顯示出來。 例： 水銀溫度計測體溫水銀溫度計

17、測體溫 彈簧測物體的重量彈簧測物體的重量測試技術(shù)基礎(chǔ)測試技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 緒論緒論 3 3、靜態(tài)測試與動態(tài)測試靜態(tài)測試與動態(tài)測試 如果測試時信號不隨時間變化，或隨時間變化非常緩慢以至于可以忽略，則稱這種測試是靜態(tài)測試。 如果所測試的信號變化較快，稱這種測試為動態(tài)測試。 四、四、 測試技術(shù)的工程應(yīng)用測試技術(shù)的工程應(yīng)用 在工程領(lǐng)域，科學(xué)實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)在工程領(lǐng)域，科學(xué)實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)應(yīng)用涉及到航量控制等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機械、電力、石化和海洋運輸?shù)让恳粋€工程領(lǐng)域。天、機械、電力、石化和海洋運輸?shù)让恳粋€工程領(lǐng)

18、域。 在日常生活中，隨處可見測試技術(shù)應(yīng)用的例子。例在日常生活中，隨處可見測試技術(shù)應(yīng)用的例子。例如，空調(diào)、電冰箱中的溫度測量和壓縮機起如，空調(diào)、電冰箱中的溫度測量和壓縮機起/?？刂蒲b置，?？刂蒲b置，洗衣機中的液位測量和洗衣電機起洗衣機中的液位測量和洗衣電機起/?？刂蒲b置等。?？刂蒲b置等。 根據(jù)測試任務(wù)復(fù)雜程度的不同，測試系統(tǒng)中傳感器、根據(jù)測試任務(wù)復(fù)雜程度的不同，測試系統(tǒng)中傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置等每個環(huán)節(jié)又可由多個模中間變換裝置和顯示記錄裝置等每個環(huán)節(jié)又可由多個模塊組成。例如，下圖所示的機床軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)中的塊組成。例如，下圖所示的機床軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)中的中間變換裝置就由帶通濾波器、

19、中間變換裝置就由帶通濾波器、A/D變換和計算機中的變換和計算機中的FFT分析軟件三部分組成。測試系統(tǒng)中傳感器為加速度分析軟件三部分組成。測試系統(tǒng)中傳感器為加速度計，它負(fù)責(zé)將機床軸承振動信號轉(zhuǎn)換為電信號；帶通濾計，它負(fù)責(zé)將機床軸承振動信號轉(zhuǎn)換為電信號；帶通濾波器用于濾除傳感器測量信號中的高、低頻干擾信號波器用于濾除傳感器測量信號中的高、低頻干擾信號和對信號進(jìn)行放大，和對信號進(jìn)行放大，A/D信號采集卡用于對放大后的測量信號采集卡用于對放大后的測量信號進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；信號進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；FFT（快速傅里葉變（快速傅里葉變換）分析軟件則對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行換）分析軟件則對轉(zhuǎn)換

20、后的數(shù)字信號進(jìn)行FFT變換，計算變換，計算出信號的頻譜；最后由計算機顯示器對頻譜進(jìn)行顯示。另出信號的頻譜；最后由計算機顯示器對頻譜進(jìn)行顯示。另外，測試系統(tǒng)的測量分析結(jié)果還可以和生產(chǎn)過程相連，當(dāng)外，測試系統(tǒng)的測量分析結(jié)果還可以和生產(chǎn)過程相連，當(dāng)機床振動信號超標(biāo)時發(fā)出報警信號，防止加工廢品的產(chǎn)生。機床振動信號超標(biāo)時發(fā)出報警信號，防止加工廢品的產(chǎn)生。 軸承振動信號測量索道檢測索道檢測煤氣包高度測量煤氣包高度測量橋梁固頻測量橋梁固頻測量機翼模態(tài)分析機翼模態(tài)分析1、工業(yè)自動化中的應(yīng)用、工業(yè)自動化中的應(yīng)用 a)機械手、機器人中的傳感器機械手、機器人中的傳感器 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器

21、、聽移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。嗅覺傳感器。 在各種自動控制系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作在各種自動控制系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機械手裝配模型密歇根大學(xué)的機械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機器狗廣州中鳴數(shù)碼的機器狗b) AGV自動送貨車自動送貨車 超聲波測距傳感器、判斷超聲波測距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運動軌跡和紅外線色彩傳感器運動軌跡和AGV小車位置小車位置識

22、別；條形識別；條形碼傳感器，碼傳感器，貨品識別。貨品識別。香港理工香港理工AGV模型模型c) 生產(chǎn)加工過程監(jiān)測生產(chǎn)加工過程監(jiān)測 切削力傳感器，加切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感紅外接近開關(guān)傳感器等。器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠2、流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控 在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時在小時在線監(jiān)測系統(tǒng)。線監(jiān)測系統(tǒng)。 石化企業(yè)輸石化企業(yè)

23、輸油管道、儲油管道、儲油罐等壓力油罐等壓力容器的破損容器的破損和泄露檢測。和泄露檢測。在電力、冶金、石化、化工等眾多行業(yè)中，在電力、冶金、石化、化工等眾多行業(yè)中，某些關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線正某些關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線正常流程，如：汽輪機、燃?xì)廨啓C、水輪機、發(fā)常流程，如：汽輪機、燃?xì)廨啓C、水輪機、發(fā)電機、電機、壓縮機、風(fēng)機、泵、變速箱等。電機、電機、壓縮機、風(fēng)機、泵、變速箱等。對這些關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)實施對這些關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)實施24小時實時動態(tài)小時實時動態(tài)監(jiān)測，可以及時、準(zhǔn)確地掌握它的變化趨勢，監(jiān)測，可以及時、準(zhǔn)確地掌握它的變化趨勢，為工程技術(shù)人員提供詳細(xì)、全面的機組信息

24、，為工程技術(shù)人員提供詳細(xì)、全面的機組信息，是實現(xiàn)設(shè)備事后維修或定期維修向預(yù)測維修轉(zhuǎn)是實現(xiàn)設(shè)備事后維修或定期維修向預(yù)測維修轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。變的基礎(chǔ)。國內(nèi)外大量實踐表明，機組某些重要測點的振國內(nèi)外大量實踐表明，機組某些重要測點的振動信號非常真實地反映了機組的運行狀態(tài)。由于機組動信號非常真實地反映了機組的運行狀態(tài)。由于機組絕大部分故障都有一個漸進(jìn)發(fā)展的過程，通過監(jiān)測振絕大部分故障都有一個漸進(jìn)發(fā)展的過程，通過監(jiān)測振動總量級的變化過程，完全可以及時預(yù)測設(shè)備的故障動總量級的變化過程，完全可以及時預(yù)測設(shè)備的故障的發(fā)生。結(jié)合其它綜合監(jiān)測信息（溫度、壓力、流量的發(fā)生。結(jié)合其它綜合監(jiān)測信息（溫度、壓力、流量等），運用

25、精密故障診斷技術(shù)甚至可以分析出故障發(fā)等），運用精密故障診斷技術(shù)甚至可以分析出故障發(fā)生的位置，為設(shè)備維修提供可靠依據(jù)，使因設(shè)備故障生的位置，為設(shè)備維修提供可靠依據(jù)，使因設(shè)備故障維修帶來的損失降到最低程度。維修帶來的損失降到最低程度。香港青馬大橋是目前世界上最長的公路、鐵路兩用的大香港青馬大橋是目前世界上最長的公路、鐵路兩用的大跨懸索橋，上面建立有世界上較為先進(jìn)、全面的結(jié)構(gòu)健康檢測跨懸索橋，上面建立有世界上較為先進(jìn)、全面的結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)系統(tǒng)青馬大橋風(fēng)與結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，包括有永久性安裝青馬大橋風(fēng)與結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，包括有永久性安裝的各類傳感器：應(yīng)變計、加速度計、位移計、水平儀、風(fēng)速計、的各類傳感

26、器：應(yīng)變計、加速度計、位移計、水平儀、風(fēng)速計、溫度計、車速車載感應(yīng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，實時記錄橋溫度計、車速車載感應(yīng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，實時記錄橋梁每天的載荷和響應(yīng)情況。結(jié)合大橋的準(zhǔn)確的有限元模型，應(yīng)梁每天的載荷和響應(yīng)情況。結(jié)合大橋的準(zhǔn)確的有限元模型，應(yīng)用檢測系統(tǒng)的輸出信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)識別與評估。用檢測系統(tǒng)的輸出信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)識別與評估。 3、產(chǎn)品質(zhì)量測量、產(chǎn)品質(zhì)量測量 在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗。必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗。 圖示為汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)圖示為汽車

27、出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量汽車扭距測量機床加工精度測量機床加工精度測量4、樓宇控制與安全防護(hù)、樓宇控制與安全防護(hù) 為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化。在作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫樓宇中應(yīng)用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測

28、、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況。度監(jiān)測、電梯運行狀況。 圖示為某公司樓宇自動化系圖示為某公司樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、水控制、停車管理、水/廢水管廢水管理和電梯監(jiān)控。理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器5、家庭與辦公自動化、家庭與辦公自動化 在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計中，人們大量的應(yīng)用在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動洗衣機中的傳感器：全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，

29、衣質(zhì)傳衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器傳感器，透光率光傳感器(洗凈度洗凈度) 液位傳感器，電液位傳感器，電阻傳感器阻傳感器(衣物烘干檢測衣物烘干檢測)。指紋傳感器指紋傳感器透光率傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器溫度傳感器 例如全自動洗衣機以人們洗衣操作的經(jīng)驗作為模糊控制的依據(jù)，例如全自動洗衣機以人們洗衣操作的經(jīng)驗作為模糊控制的依據(jù)，采用多種傳感器將洗衣狀態(tài)信息檢測出來，并將這些信息送到微電腦采用多種傳感器將洗衣狀態(tài)信息檢測出來，并將這些信息送到微電腦中，經(jīng)微電腦處理后，選擇出最佳的洗滌參數(shù)，對洗衣全過程進(jìn)行自中，經(jīng)微電

30、腦處理后，選擇出最佳的洗滌參數(shù)，對洗衣全過程進(jìn)行自動控制，達(dá)到最佳的洗滌效果。動控制，達(dá)到最佳的洗滌效果。 利用衣量傳感器來檢測洗衣時衣物量的多少，從而決定設(shè)定水位的利用衣量傳感器來檢測洗衣時衣物量的多少，從而決定設(shè)定水位的高低。高低。 利用衣質(zhì)傳感器來檢測衣物重量、織物種類，從而決定最優(yōu)洗滌溫利用衣質(zhì)傳感器來檢測衣物重量、織物種類，從而決定最優(yōu)洗滌溫度、洗滌時間。度、洗滌時間。 利用水溫傳感器來檢測開機時的環(huán)境溫度和注水結(jié)束時的水溫，為利用水溫傳感器來檢測開機時的環(huán)境溫度和注水結(jié)束時的水溫，為模糊推論提供信息。模糊推論提供信息。 利用水質(zhì)傳感器來檢測水的硬度，進(jìn)而決定添加洗衣粉的量以期達(dá)利用

31、水質(zhì)傳感器來檢測水的硬度，進(jìn)而決定添加洗衣粉的量以期達(dá)到最佳洗滌效果。到最佳洗滌效果。 利用光傳感器來檢測洗滌液的透光率，從而間接檢測洗凈程度。利用光傳感器來檢測洗滌液的透光率，從而間接檢測洗凈程度。 利用傳感器監(jiān)測漂洗過程中的肥皂沫的變化決定漂洗的次數(shù)。利用傳感器監(jiān)測漂洗過程中的肥皂沫的變化決定漂洗的次數(shù)。 利用傳感器監(jiān)測干衣過程中衣物電阻值的變化，決定烘干時間。與利用傳感器監(jiān)測干衣過程中衣物電阻值的變化，決定烘干時間。與傳統(tǒng)的定時烘干相比，更具靈活性。傳統(tǒng)的定時烘干相比，更具靈活性。 利用壓力傳感器實現(xiàn)電信號與機械力信號的相互轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)無級利用壓力傳感器實現(xiàn)電信號與機械力信號的相互轉(zhuǎn)換，

32、以實現(xiàn)無級調(diào)水，從而達(dá)到省水、省電的目的。調(diào)水，從而達(dá)到省水、省電的目的。 5、其他應(yīng)用、其他應(yīng)用航天航天農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)交通交通醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)身份認(rèn)證身份認(rèn)證 Veridicom公司推出的固態(tài)指紋識別技術(shù)，包括固態(tài)指紋公司推出的固態(tài)指紋識別技術(shù)，包括固態(tài)指紋傳感器芯片傳感器芯片F(xiàn)PS110和專用軟件包。傳感器芯片采用固態(tài)電容和專用軟件包。傳感器芯片采用固態(tài)電容傳感的方法來獲得指紋圖像，有傳感的方法來獲得指紋圖像，有300300的傳感單元陣列，的傳感單元陣列，分辨率為分辨率為500dpi，表面有專利的超硬保護(hù)涂層，內(nèi)部集成，表面有專利的超硬保護(hù)涂層，內(nèi)部集成8位位帶閃存的帶閃存的A/D轉(zhuǎn)換器，還集成了溫度傳感器和電阻傳感器，該轉(zhuǎn)換器，還集成了溫度傳感器和電阻傳感器，該芯片提供芯片提供8位雙向微處理器接口。該芯片的尺寸與郵票差不多，位雙向微處理器接口。該芯片的尺寸與郵