機械工程測試講課比賽

機械工程測試

原理與技術(shù)

西華大學機械工程與自動化學院教師姓名:宋春華工作單位:西華大學機械工程學院辦公電話q:

78808474教師介紹緒論課程內(nèi)容學習方法和學習要求測試技術(shù)的基本概念和任務測試系統(tǒng)的組成測試技術(shù)的應用測試技術(shù)的發(fā)展趨勢

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(lǐng)域中常見物理量(壓力、應變、位移、加速度、溫度等）測量的傳感器原理、測量電路原理和信號分析方法。緒論信號分析基礎(chǔ)測試系統(tǒng)特性模擬信號處理傳感器原理虛擬儀器技術(shù)工程應用課程內(nèi)容

機械工程測試原理與技術(shù)是一門與材料科學、微電子技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)的快速發(fā)展的學科。為彌補書本教材內(nèi)容滯后于學科發(fā)展的問題，在教學內(nèi)容上我們采編了很多多媒體素材和案例。書本教材與電子教材并重學習方法學習時應充分利用課程所開設實驗和仿真實驗。

理論學習實踐學習研究學習三元并重學習方法1.掌握測試系統(tǒng)組成和基本功能；掌握系統(tǒng)基本特性的評價方法和不失真測試條件，并能正確地運用于測試裝置的分析和選擇。2.了解常用傳感器的工作原理和性能，并能合理地選用。3.掌握信號的時域和頻域的描述方法；掌握頻譜分析的基本原理和方法。4.對動態(tài)測試工作的基本問題有一個比較完整的概念，并能初步運用于機械工程中某些參量的測試。學習要求

測試技術(shù)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(shù)是進行各種科學實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。測量：測量是確定量值的過程。確定量值即給定某一量的特定值是某個單位或某個基準量的多少倍。試驗：試驗是對產(chǎn)品的特性或性能進行測量、定量或分類所實施的實驗。測試技術(shù)測試技術(shù)的基本概念測試技術(shù)的主要任務，就是利用測量系統(tǒng)或裝置，精確地測量出各種被測物理量或被測參量。1.提供質(zhì)量的根據(jù)2.提供信息測試技術(shù)的任務簡單的測試系統(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(zhuǎn)化液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度低，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(gòu)成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進行處理和輸出。如圖所示的聲級計。測試系統(tǒng)的組成半導體芯片外形尺寸示意圖顯微測量系統(tǒng)的儀器組成圖測試系統(tǒng)的組成半導體芯片局部顯微圖像圖像處理與測量程序界面測試系統(tǒng)的組成相同測量條件下的測微尺顯微圖像標定結(jié)果芯片線寬測試系統(tǒng)的組成CCD相機顯微系統(tǒng)被測對象計算機圖像采集卡顯微測量系統(tǒng)組成框圖測試系統(tǒng)的組成

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。信息轉(zhuǎn)換信息提取測試系統(tǒng)的組成 傳感器是將被測非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。①簡單的傳感器：可能只由一個敏感元件組成，例如測量溫度的熱電偶傳感器。②復雜的傳感器：可能包括敏感元件、彈性元件，甚至交換電路，有些智能傳感器還包括微處理器。1.傳感器測試系統(tǒng)的組成2.中間變換裝置根據(jù)不同情況有很大的伸縮性。①簡單的測試系統(tǒng)：可能完全省略中間變換裝置，將傳感器的輸出直接進行顯示或記錄。②大多數(shù)測試系統(tǒng)：信號的變換，包括放大、調(diào)制和解調(diào)、濾波等。③功能強大的測試系統(tǒng)：還將計算機作為一個中間變換(裝置)環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)諸如波形存儲、數(shù)據(jù)采集、非線性校正和消除系統(tǒng)誤差等功能。④遠距離測量系統(tǒng)：還要有數(shù)據(jù)傳輸裝置。

3.輸出裝置各種指示儀表、記錄儀、顯示器等。測試系統(tǒng)的組成被測對象（信息源）傳感器中間變換裝置計算處理顯示記錄觀察者激勵裝置反饋控制輸出執(zhí)行測試系統(tǒng)的組成在工程領(lǐng)域，科學實驗、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。測試技術(shù)的工程應用1.機械手、機器人中的傳感器轉(zhuǎn)動/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、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)碼的機器狗工業(yè)自動化中的應用2.AGV自動送貨車超聲波測距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。香港理工AGV模型工業(yè)自動化中的應用密歇根大學數(shù)字化工廠3.生產(chǎn)加工過程監(jiān)測切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。工業(yè)自動化中的應用在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設備運行狀態(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。流程工業(yè)裝備運行狀態(tài)監(jiān)控

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(zhì)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(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。汽車扭距測量機床加工精度測量產(chǎn)品質(zhì)量測量

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。在樓宇中應用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況。

圖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(diào)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樓宇控制與安全防護

在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設計中，人們大量的應用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：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)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家庭與辦公自動化航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學其它方面的應用鼠標: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(qū):速度,位置伺服PC機中的測試技術(shù)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……..

個人測試實驗室PC機中的測試技術(shù)應用1.傳感器方面

（1）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/光電量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢（2）傳感器+嵌入式計算機智能傳感器振動網(wǎng)絡傳感器嵌入式計算機智能壓力