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工程测试技术Measurement Testing In Engineering 凌宏江 副教授 华中科技大学材料学院 目 录 第一章? 绪? 论 第二章 信号分析基础 第三章? 传感器测量原理 第四章? 信号处理 第五章? 测试系统特性 第六章? 计算机化测试系统 第一章? 绪? 论 本章学习要求： 1. 掌握测试技术的概念及研究内容 2. 了解测试技术的应用情况 3. 了解测试技术的发展动态 4. 了解主要测试仪器生产厂商 本章目录 1.1 课程简介 1.2 测试技术的基本概念 1.3 测试技术的工程应用 1.4 测试技术的发展趋势 1.5 主要测试仪器生产厂商 1.1 课程简介 1.1.1 课程的性质、目的和任务 工程测试技术是机械大类专业的平台课程。通过本课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握力、压力、温度、位移等常见物理量的测量和应用方法。 1.1.2 基本要求 本课程分为概论、信号分析基础、传感器测量原理、信号处理技术、测试系统基本特性、计算机化测试系统和常见物理量测量与应用几部分。学完本课程应具有下列几方面的知识： 掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取、解读测量信息的能力。 掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。 掌握温度、压力、力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。 了解计算机测试系统的构成，知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。 1.1.3 课程内容与学时安排 第一章? 绪论（2学时） 第二章 信号分析基础（6学时） 第三章? 传感器测量原理（10学时） 第四章? 信号处理（8学时） 第五章? 测试系统特性（2学时） 第六章? 计算机化测试系统（2学时） 第七章 课程总结（2学时） 实???验 （8学时） 1. 波形合成与分解，波形图、谱图的识图 2. 输送线模型多传感器综合应用（红外、光电、铁磁等） 3. 环境监测（烟雾、酒精、温度、湿度、亮度、噪声等） 4. 转子实验台模型转速和振动测量、现场动平衡? 合??? 计：32+8学时 1.1.4 教材与参考资料 教材： 工程测试与信息处理（第二版） 华中科技大学卢文祥等编 华中科技大学出版社 2005.3 参考书： 工程测试技术 华中科技大学康宜华主编 机械工业出版社 2005.7 1.2 测试技术的基本概念 测试技术是实验科学的一部分，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。 测试技术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。 1.2.1 测试系统的基本组成 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。 1.2.2 典型工业过程的测量与控制 1.3 测试技术的工程应用 1.3.1 工业自动化中的应用 在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。 2. 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；红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。 3. 生产加工过程监测 切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。 1.3.2 工业设备运行状态监控 在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统。 1.3.3 产品质量检测 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。 1.3.4 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。 1.3.5 家庭与办公自动化 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。 1.3.6 PC机中的测试技术应用 1.3.7 其他应用 1.4 测试技术的发展趋势 1.4.1 传感器方面 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. 智能传感器 传感器+嵌入式计算机 ?智能传感器 Sensor+Embedded Computer→Smart sensor 1.4.2 测试系统方面 模拟测试系统； 数字化测试系统； 智能化测试系统； 虚拟仪器。 1.5 主要传感器和