测试技术(第一章绪论)题稿.ppt

工程测试技术 ——郭世伟 第一章 绪 论 一、测试技术课程的说明 测试技术课程的性质、特点、内容、要求。 测试技术属于信息科学的范畴，是信息技术三大支柱（测控技术、计算机技术、通讯技术）之一。测试技术为相关机械专业的一门技术基础课。 测试技术为综合性学科，涉及物理、力学、材料、微电子技术、计算机技术、信号与系统理论等，对被测试对象也要有较好的认识。 与该课程相关的课程有：传感器原理及应用；电子测量；控制工程基础；信号与系统；信号处理；计算机技术等。 参考资料和教材： 《机械工程测试技术基础》熊诗波，黄长艺，机械工业出版社 《机械工程测试技术》祝海林，机械工业出版社，等等。 相关教材图书馆里，网络上很多，与测试技术有关的文章、网站也有很多，可参考。 本课程主要介绍机械工程、工业自动化、交通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。 本课程是培养学生解决实际工程测量问题能力的专业基础课，具有很强实践性。学习时应充分利用课程所开设实验和仿真实验。 该课程开设有相关实验。 通过本课程的学习，应具备下列几方面知识：　 　　(1) 掌握信号的时域和频域描述方法，建立明确的信号频谱的概念；掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法，掌握数字信号分析中的基本概念。　 　　(2) 掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试条件，并能正确运用于测试装置的分析和选择。掌握一阶、二阶线性系统动态特性和测试方法。　 　　(3) 了解常用传感器、常用信号调理电路和显示、记录仪器的工作原理和性能，并能正确选用。　 　　(4) 对测试技术有一个完整的概念，并能初步应用于产品设计、性能评定和实验工作中。 二、测试技术的基本概念 1、测试的含义 测试是人们认识客观事物的方法。测试技术泛指测量和试验两个方面的技术。 测量的过程或行为就是进行一个被测量与一个预定标准之间的定量的比较，从而获得被测对象的数值结果。被测量表示被观察和被量化的特定物理参数，这个物理参数称为测量过程的输入量。 2、测试工作的目的 获取研究对象中有用的信息，而信息又蕴涵于信号之中。可见，测试工作始终都需要与信号打交道，包括信号的获取、信号的调理和信号的分析等。 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。 比拟：测试技术之于人的感官作用 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，通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而去利用它和改造它，推动科学技术的发展。 科学技术的发展历史表明，科学上很多新的发现和突破都是以测试为基础的。同时，其它领域科学技术的发展和进步又为测试提供了新的方法和装备，促进了测试技术的发展。 工程技术领域中需要测试的物理量有：压力、力矩、应变、位移、速度、加速度、温度、流量、液位、浓度、重量等。 用于生产控制：自动控制技术和测试技术有着密切的关系，测试装置是自动控制系统中的感觉器官和信息来源。 用于系统和过程的状态检测、生产监督、故障诊断等：在科学实验和工业生产过程中，为了及时了解工艺过程、生产过程和关键设备的状况，需要对反映实验或生产对象特征的信号采集、分析处理。 （与医疗看病过程类比） 用于工程研究、动态设计中的动态特性试验、产品开发；等等。 非电测法 在机械工程测试中，要测试的信号往往是机械量。从狭义的范围讲，机械量包括与运动、力和温度有关的物理量，如位移、速度、加速度、外力、重量、力矩、功率、压力、流量、温度等。为了测试工作的方便，往往需要把被测试的机械量信号转换成其他形式的信号来处理。根据被测信号的转换方式，又可以把测试分成机械测量法、光测量法、气测量法、液测量法和电测量法等。 钢板厚度的机械测量法 表面粗糙度的光测量法 例一、确定某人的身高 通常采用标准长度的米尺(一个预定标准)对其进行测量，通过被测量与预定标准之间的定量比较，从而得到此人实际的身高(被测对象的数值结果)。 例二、汽车乘坐舒适性的台架试验 三、测试系统的组成 非电量电测法的测试系统框图 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。 有时还有包括激励装置、通信传输、反馈控制等。 传感器将被测物理量检出并转换为电量，可提高测量精度和测