工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)緒論

工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院課程內(nèi)容：

本課程主要介紹工業(yè)自動(dòng)化,環(huán)境監(jiān)測(cè),樓宇控制,交通等領(lǐng)域中常見物理量(壓力、應(yīng)變、位移、加速度、溫度等）的傳感器測(cè)量原理、測(cè)量電路原理和信號(hào)分析方法。緒論信號(hào)分析基礎(chǔ)傳感器原理測(cè)試系統(tǒng)特性模擬信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理虛擬儀器技術(shù)工程應(yīng)用內(nèi)容如下工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)是一門與材料科學(xué)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)的快速發(fā)展的學(xué)科。為彌補(bǔ)書本教材內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展的問題，在教學(xué)內(nèi)容上我們采編了很多多媒體素材和案例。工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法：

工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)本課程是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程測(cè)量問題能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)實(shí)踐性。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。

理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)三元并重.只有通過足夠的實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)操作，才能得到應(yīng)有的實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)和更好的掌握書本知識(shí)。ProjectBasedLearning：

軌跡跟蹤工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通，獨(dú)立學(xué)習(xí)和解決問題的能力。倉儲(chǔ)模型機(jī)械手AGV小車以案例和實(shí)驗(yàn)為主線：

工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)方法：

煤氣包高度測(cè)量橋梁固頻測(cè)量機(jī)翼模態(tài)分析索道檢測(cè)解決側(cè)重課本教學(xué)存在的問題：1.測(cè)試技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展部分空洞；2.傳感器部分沒有實(shí)物對(duì)象、枯燥無味；3.信號(hào)分析理論部分深?yuàn)W、難懂。第一章、緒論本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握測(cè)試技術(shù)的概念及研究內(nèi)容2.了解測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用情況3.了解測(cè)試技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)4.了解主要測(cè)試儀器生產(chǎn)廠商工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第一章、緒論1.1測(cè)試技術(shù)的基本概念

測(cè)試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法。

測(cè)試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測(cè)試系統(tǒng)可以只有一個(gè)模塊，如玻璃管溫度計(jì)。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，但精度底，無法實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化。

為提高測(cè)量精度和自動(dòng)化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動(dòng)化裝置，通常先將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理和輸出。如圖所示的聲級(jí)計(jì)。

一般說來，測(cè)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。1.1測(cè)試技術(shù)的基本概念

被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器記錄.顯示.分析處理伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被測(cè)信號(hào)U、IR、L、CU、I信息轉(zhuǎn)換信息提取

傳感器將被測(cè)物理量(如噪聲,溫度)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析，顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。

電量及非電量在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中及生產(chǎn)制造過程中，研究與觀測(cè)的對(duì)象是多種多樣的，因此，物理量也是多種多樣的，這些物理量可大致分為兩大類，即電量與非電量。電量：電流I、電壓V、電荷Q、電功率W、電路參數(shù)R、L、C和電信號(hào)頻率f等等；非電量：除電量以外的一切物理量，如高度、速度、重量、壓力、溫度等。

非電量電測(cè)技術(shù)

自從人類發(fā)現(xiàn)了電能并加以利用以后，伴隨著出現(xiàn)了各種電量的測(cè)量儀表。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使對(duì)電量的測(cè)量技術(shù)相應(yīng)得到提高。電量的測(cè)量特點(diǎn)是機(jī)械量測(cè)量所不能比擬的，基于電量測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，人們根據(jù)一些物理原理及效應(yīng)，把一些非電量轉(zhuǎn)化成電量，然后用電測(cè)儀表對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)定，這就形成了非電量電測(cè)法—用電量測(cè)量方法來測(cè)量非電量。

非電量電測(cè)法的特點(diǎn)：使測(cè)量儀器統(tǒng)一化，規(guī)格化。不同的非電量轉(zhuǎn)換成相同的電量，使后繼儀器標(biāo)準(zhǔn)化。便于信號(hào)長距離傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制。對(duì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量（信號(hào)隨時(shí)間變化），可測(cè)量其瞬時(shí)值及變化過程?？蓽y(cè)微小信號(hào)及瞬變信號(hào)（作用時(shí)間很短）。易于與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，分析處理方便。第一章、緒論1.2測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用

在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開測(cè)試技術(shù)。測(cè)試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€(gè)工程領(lǐng)域。

1、工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

a)機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器

轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)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。

1.2測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用

在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)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(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗b)在A竹GV自動(dòng)哥送貨澆車超聲集波測(cè)奸距傳擋感器待、判師斷建筑悲物內(nèi)瓜人和以物所鉆在位貿(mào)置；紅外茅線色擠彩傳大感器呈運(yùn)動(dòng)惠軌跡殲和AG團(tuán)V小車合位置識(shí)別糕；條杏形碼笛傳感梁器，貨品識(shí)別騾。1.漁2測(cè)試脫技術(shù)梨的工誰程應(yīng)蝦用香港理工AGV模型c)生產(chǎn)蝴加工總過程仿監(jiān)測(cè)1.浙2測(cè)試徑技術(shù)填的工革程應(yīng)討用切削題力傳唱感器附，加重工噪蘇聲傳形感器法，超襪聲波請(qǐng)測(cè)距法傳感球器、甲紅外時(shí)接近嶼開關(guān)納傳感倒器等遮。密歇根方大學(xué)值數(shù)字組化工姻廠1.碧2測(cè)試英技術(shù)鈴的工蘋程應(yīng)喪用2、流隊(duì)程工濕業(yè)設(shè)街備運(yùn)敘行狀撕態(tài)監(jiān)鼠控在電散力、也冶金紫、石材化、姻化工銜等流破程工圓業(yè)中按，生踐產(chǎn)線鍬上設(shè)褲備運(yùn)譯行狀占態(tài)關(guān)厚系到摧整個(gè)贊生產(chǎn)應(yīng)線流軟程。跳通常封建立24小時(shí)洪在線厭監(jiān)測(cè)瞇系統(tǒng)躺。石化企業(yè)輸油管道、儲(chǔ)油罐等壓力容器的破損和泄露檢測(cè)。揚(yáng)子閱石化50手MW熱電驅(qū)機(jī)組撿監(jiān)測(cè)摘系統(tǒng)陽邏忽電廠30面0M愿W汽輪梨機(jī)組砍監(jiān)測(cè)兵系統(tǒng)荊門揮電廠20職0M繞W機(jī)組陰監(jiān)測(cè)抬系統(tǒng)青山離熱電瘡廠生診產(chǎn)信擋息實(shí)咽時(shí)查固詢系溝統(tǒng)沙角魄電廠棉生產(chǎn)義信息猾實(shí)時(shí)揪查詢?cè)到y(tǒng)寶鋼30蠟KW以上干風(fēng)機(jī)物監(jiān)測(cè)浪系統(tǒng)寶鋼俱精軋F(tuán)2軋機(jī)饑網(wǎng)絡(luò)哈化監(jiān)顯測(cè)系篩統(tǒng)寶鋼繩冷軋擱帶鋼吊振動(dòng)恒紋監(jiān)售測(cè)系項(xiàng)統(tǒng)武鋼堆風(fēng)機(jī)潮狀態(tài)雖監(jiān)測(cè)蕉系統(tǒng)1.彼2測(cè)試爺技術(shù)頂?shù)墓け虘?yīng)眾用3、產(chǎn)柜品質(zhì)柱量測(cè)底量在汽冊(cè)車、仔機(jī)床渾等設(shè)暮備，暢電機(jī)付、發(fā)麻動(dòng)機(jī)性等零若部件倚出廠樹時(shí)，死必須恨對(duì)其令性能川質(zhì)量縣進(jìn)行斥測(cè)量遇和出朱廠檢趟驗(yàn)。圖示為汽車出廠檢驗(yàn)原理框圖，測(cè)量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過對(duì)抽樣汽車的測(cè)試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測(cè)量機(jī)床加工精度測(cè)量1.扶2測(cè)試演技術(shù)算的工罩程應(yīng)奮用4、樓舍宇控病制與食安全涉防護(hù)為使渣建筑怎物成濁為安畢全、心健康楚、舒先適、進(jìn)溫馨司的生速活、帳工作語環(huán)境扮，并解能保覺證系爆統(tǒng)運(yùn)已行的狀經(jīng)濟(jì)濤性和坑管理誼的智敘能化尤。在修樓宇終中應(yīng)庭用了劇許多糟測(cè)試字技術(shù)荒，如娃闖入凡監(jiān)測(cè)條、空倍氣監(jiān)婦測(cè)、緩溫度箏監(jiān)測(cè)襲、電垃梯運(yùn)揉行狀旺況。圖示為某公司樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測(cè)、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(cè)器1.安2測(cè)試嘆技術(shù)膏的工誘程應(yīng)添用5、家宏庭與桑辦公遇自動(dòng)蝕化在家霧電產(chǎn)傻品和碧辦公達(dá)自動(dòng)沙化產(chǎn)飾品設(shè)睡計(jì)中單，人糾們大宜量的碧應(yīng)用爹了傳位感器逢和測(cè)回試技肅術(shù)來英提高改產(chǎn)品史性能泡和質(zhì)漿量。全自動(dòng)洗衣機(jī)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(cè))。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器1.濤2測(cè)試事技術(shù)紫的工廳程應(yīng)更用5、其以他應(yīng)樂用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)1.臂2測(cè)試坊技術(shù)薪的工國程應(yīng)山用6、PC機(jī)中蓋的測(cè)穩(wěn)試技隨術(shù)應(yīng)繭用鼠標(biāo):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(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服6、PC機(jī)中束的測(cè)癥試技濕術(shù)應(yīng)驢用1.睡2.其6貪PC機(jī)中利的測(cè)叢試技勒術(shù)應(yīng)斥用測(cè)控實(shí)驗(yàn)DIY1.鼠標(biāo)測(cè)位移實(shí)驗(yàn)2.麥克風(fēng)測(cè)聲音2.聲卡采樣頻率信號(hào)分析頻率合成與分解3.簡易聲級(jí)計(jì)制作4.CCD圖象分析……..

個(gè)人貓測(cè)試渡實(shí)驗(yàn)斥室1.缺3測(cè)試深技術(shù)檔的發(fā)膝展趨波勢(shì)第一濕章、林緒論1、傳脈感器辯方面a)利用財(cái)新發(fā)圍現(xiàn)的燃材料蓄和新緣瑞發(fā)現(xiàn)胳的生嫁物、拖物理侍、化薪學(xué)效姑應(yīng)開活發(fā)出峽的新?lián)苄蛡鳂衅鞴饫w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/光電量第一相章、繡緒論b)傳感胖器+嵌入摟式計(jì)面算機(jī)智能勢(shì)傳感地器振動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計(jì)算機(jī)智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器1.倦3測(cè)試氣技術(shù)捆的發(fā)鋒展趨羨勢(shì)2、測(cè)床量信御號(hào)處腰理方立面計(jì)算繡機(jī)虛僵擬儀龜器技個(gè)術(shù)用PC機(jī)＋澇儀器緩板卡口代替赴傳統(tǒng)蠻儀器用計(jì)藥算機(jī)擇軟件講過代案替硬險(xiǎn)件分經(jīng)析電翠路優(yōu)點(diǎn)我們的工作第一駐章、原緒論1.猜3主要綱傳感螺器和慈測(cè)試銀儀器御生產(chǎn)酬廠商2、振動(dòng)/噪聲傳感器丹麥B&K（振動(dòng)測(cè)量、聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域最富盛名）:8080/gccs/lesson/corp/bk/main.htm1、工業(yè)自動(dòng)化類傳感器美國霍尼威爾公司（有全球最大傳感器技術(shù)研究中心）/china