第章概论.ppt

《机械工程测试技术》 主讲教师：黎小巨 E－mail：lixiaoju0707@ Tel本课程任务和目的： 本课程主要介绍机械工业自动化,监测、控制等领域 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。 第一章 概论 第一节 测试的意义 第二节 测试方法和测试系统的组成 第三节 测试技术的发展 第四节 测试误差和概念 第一节 测试的意义 3、 测试应用与举例 测试可以应用于长度、面积、重量和时间温度、压力等测 量，如： a：机械结构的固有频率、阻尼、振型等动 态特性，确定机构的疲劳寿命; b：工程机构或机械零件的强度计算中（如材料性能测试）; c：生产线的运行设备振动，噪声，温度等测量. 第二节 测试方法和测试系统的组成 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。 1、传感器在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。 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：判断运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器：货品识别。 2、传感器在产品质量测量中的应用 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。 3、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。 4、传感器在家庭与办公自动化中的应用 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。 5、其他应用 6、PC机中的测试技术应用 第三节 测试技术的发展 1、传感器技术的发展 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 2、计算机测试技术发展 第四节 测量误差的概念 1：真值 真值即真实值，是指在一定条件下，被测量客观存在的实际值。通常是未知的。 2：误差的表示方法 a）绝对误差：是指测得值与被测量真值之差，即△＝x-x0 x------测得值 x0-----被测量真值 b) 相对误差：是被测量的绝对误差与其真值之比，一般用百分数表示，即 　　　δ=△/x0 c) 引用误差 是指仪表示值的最大绝对误差与仪表的测量上限值或是量程之比。我国规定的电工仪表精度等级有0.1、0.2、0.5。。。。。0.1级表示的 引用误差0.1%。 3：误差的分类 1）系统误差：误差的大小及符号在测量过程中不变或按一定的规律变化，称为系统误差。 2）随机误差：在实际测量条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号没有一定的规律，以不可预知的方式变化着，这类误差称为随机误差。 3）粗大误差：明显超出规定条件下可能出现的误差称为粗大误差，也称为疏失误差。 * 概 论 信 号 描 述 及 其 分 析 测 试 系 统 的 基 本 特 性 常 用 传 感 器 原 理 及 应 用 信 号 的 变 换 与 处 理 工 程 应 用 计 算 机 控 制 测 试 系 统 内容 如下： 1、什么是测量和测试？ 测量（measurement）：是以确定被测对象量值为目的的操作 过程。 测试（measurement and test）:是带有试验性质的测量，或是 测量和试验的综合 测试是人们认识客观世界的手段之一，是科学研究的基本方法； 测试技术主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理 方法，是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的 手段，起着人的感官的作用。 2、测试的意义 简单的玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度底，无法实现测量自动化。 为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。 引例：对于温度的测量 超导体转变温度测量实验仪 玻璃管温度计 1：按测量形式分： 直接测试 2：按测量信号分： 电量测试 一、测试方法的分类 间接测试 非电量测试 二、测试系统的组成 传感器：是将被测量按一定的规律转换成便于应用的物理量的装置。它将被测物理量(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