信號分析與處理資料

1、工程(gngchng)測試與信息處理主講(zhjing)：王 海 英長安大學工程機械學院共二十三頁課程內容： 本課程主要介紹工業(yè)自動化,環(huán)境監(jiān)測,樓宇控制,交通等領域中常見物理量(壓力、應變、位移、加速度、溫度(wnd)等）的傳感器測量原理、測量電路原理和信號分析方法。緒論信號分析基礎傳感器原理測試系統(tǒng)特性模擬信號處理數(shù)字信號處理 虛擬儀器技術 工程應用內容如下工程(gngchng)測試與信息處理共二十三頁第一章 緒 論本章(bn zhn)學習要求：1.掌握測試技術的概念及研究內容2.了解測試技術的應用情況 3.了解測試技術的發(fā)展動態(tài) 4.了解主要測試儀器(yq)生產廠商 工程測試技術基礎共二

2、十三頁第一章 緒 論1.1 測試(csh)技術的基本概念 測試(csh)技術是實驗科學的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。 測試技術是進行各種科學實驗研究和生產過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將被溫度變化轉化液面示值。沒有電量轉換和分析電路，很簡單，但精度底，無法實現(xiàn)測量自動化。 為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構成自動化裝置，通常先將被測物理量轉換為電量，再對電信號進行處理和輸出。如圖所示的聲級計。 共二十三頁 一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置(zhungzh)和顯示記錄裝

3、置(zhungzh)三部分組成。 傳感器將被測物理量(如噪聲,溫度) 檢出并轉換為電量(dinling)，中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分析處理或經A/D變換后用軟件進行信號分析，顯示記錄裝置則測量結果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制裝置。 1.1 測試技術的基本概念 信息轉換信息提取共二十三頁第一章 緒論(xln)1.2 測試技術的工程(gngchng)應用 在工程領域，科學實驗、產品開發(fā)、生產監(jiān)督、質量控制等，都離不開測試技術。測試技術應用涉及到航天、機械、電力、石化和海洋運輸?shù)让恳粋€工程領域。 共二十三頁1、工業(yè)(gngy)自動化中的應用 a)機械手、機器人中的傳感器 轉

4、動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近(jijn)距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。 1.2 測試技術的工程應用 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。密歇根大學的機械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機器狗共二十三頁b) AGV自動(zdng)送貨車 超聲波測距傳感器、判斷(pndun)建筑物內人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。1.2 測試技術的工程應用 香港理工AGV模型共二十三頁c) 生產(shngchn)加工過程監(jiān)測 1.2 測試技術的工程(gngchng)應用 切削力傳感器，加工

5、噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關傳感器等。密歇根大學數(shù)字化工廠共二十三頁1.2 測試技術的工程(gngchng)應用 2、流程工業(yè)設備運行狀態(tài)(zhungti)監(jiān)控 在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產線上設備運行狀態(tài)關系到整個生產線流程。通常建立24小時在線監(jiān)測系統(tǒng)。 石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。揚子石化50MW熱電機組監(jiān)測系統(tǒng)陽邏電廠300MW汽輪機組監(jiān)測系統(tǒng)荊門電廠200MW機組監(jiān)測系統(tǒng)青山熱電廠生產信息實時查詢系統(tǒng)沙角電廠生產信息實時查詢系統(tǒng)寶鋼30KW以上風機監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼精軋F2軋機網絡化監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼冷軋帶鋼振動紋監(jiān)測系統(tǒng)武鋼風機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)共

6、二十三頁1.2 測試技術(jsh)的工程應用 3、產品質量(chn pn zh lin)測量 在汽車、機床等設備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質量進行測量和出廠檢驗。 圖示為汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產品質量。汽車扭距測量機床加工精度測量共二十三頁1.2 測試(csh)技術的工程應用 4、樓宇控制(kngzh)與安全防護 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)運行的經濟性和管理的智能化。在樓宇中應用了許多測試技術，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況。 圖

7、示為某公司樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器共二十三頁1.2 測試(csh)技術的工程應用 5、家庭(jitng)與辦公自動化 在家電產品和辦公自動化產品設計中，人們大量的應用了傳感器和測試技術來提高產品性能和質量。全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質傳感器，水溫傳感器，水質傳感器，透光率光傳感器(洗凈度) 液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器共二十三頁1.2 測試技術的工程(gngchng)應用 5、其他(qt)應用航天農業(yè)交通醫(yī)學共二

8、十三頁1.2 測試技術(jsh)的工程應用 6、PC機中的測試(csh)技術應用鼠標:光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡 + D/A卡軟驅:速度,位置伺服6、PC機中的測試技術應用共二十三頁1.2.6 PC機中的測試(csh)技術應用測控實驗DIY1.鼠標測位移實驗2.麥克風測聲音2.聲卡 采樣頻率 信號分析 頻率合成與分解3.簡易聲級計制作4.CCD圖象分析. 個人(grn)測試實驗室共二十三頁1.3 測試(csh)技術的發(fā)展趨勢第一章、緒論(xln)1、傳感器方面 a)利用新發(fā)現(xiàn)的材料和新發(fā)現(xiàn)的生物、物理、化學效應開發(fā)出的新型傳感器光纖流

9、速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量共二十三頁第一章、緒論(xln)b)傳感器+嵌入式計算機 智能(zh nn)傳感器 振動網絡傳感器嵌入式計算機智能壓力網絡傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器共二十三頁1.3 測試(csh)技術的發(fā)展趨勢2、測量(cling)信號處理方面 計算機虛擬儀器技術 用PC機儀器板卡 代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器用計算機軟件 代替硬件分析電路優(yōu)點我們的工作共二十三頁第一章、緒論(xln)1.3主要傳感器和測試儀器生產(shngchn)廠商2、振動/噪聲傳感器 丹麥B&K（振動測量、聲學測量領域最富盛名）/1、工業(yè)自動化類傳感器 美國霍尼威

10、爾公司（有全球最大傳感器技術研究中心） /china共二十三頁1.3主要測試儀器(yq)生產廠商3、測量(cling)分析儀器 美國國家儀器公司(全球最大的計算機虛擬儀器生產商)/美國Agilent公司(原惠普公司儀器部，著名的測試儀器商)/共二十三頁第一章、緒論(xln)思考題： 1. 列出你身邊的測試技術應用(yngyng)的例子。共二十三頁內容摘要工程測試與信息處理。測試技術是實驗科學的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。測試技術是進行各種科學實驗研究和生產過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。沒有電量轉換和分析電路，很簡單，但精度底，無法實現(xiàn)測量自動化。為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構成自動化裝置，通