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测试技术—— 典型测试系统设计实例 测试系统的设计涉及 明确测试任务 制定测试方案 选择传感器 设计后续测试系统 测试系统效能分析 测试对象 测试任务 对新设计的某型号塔式起重机样机进行强度检测 测试目的 通过测试来验证理论计算，为产品的进一步改进提供依据 对样机提出评价意见，作为新产品鉴定的依据 测试参考 根据原始设计资料，选择在应力应变最大处粘贴应变片进行测量 根据两种不同破坏情况，按照JJ30-85《塔式起重机结构试验方法》测试静态、动态应力应变 测试方案 问题最终归结于测量最危险截面的静态与动态应力应变 测量方法：应变片+电桥 静态测量时由于有多个测点，通常配用预调平衡箱，利用外加电阻对电桥调平衡，以便于与应变仪连接 动态测量由于测点少不需要配用预调平衡箱，直接调应变仪即可，使用光线示波器作为动态应变记录装置 测试方案 测点布置：测点位置和测点方向是影响结构强度试验是否可靠的两个 重要因素 测点方向：找出最大应变方向 测点位置： 断面正应力布点：采用角点法，在角点处沿棱线方向布置应变片 平面应力布点：一般应用应变花测量主应力 测试方案 测试条件 假设条件：载荷不包括吊钩重量，载荷误差应小于1%；各工况皆是处于空钩离地状态时进行仪器调零；测试数据均为吊重引起的应力，不应包括自重和风阻应力 环境条件：测试温度10～25℃，湿度50%～70%，风力1级 测试工况：测试中选取了五种不同起重重量、三种变幅幅度、两种方位角进行组合变化，分别测试各种工况下最大应力 Q起重量 R幅度——吊点到塔机回转中心的距离 α起重臂与塔身之间的方位角 测试步骤 检查和调整试验样机 粘贴应变片并干燥、密封、检查绝缘 接好应变测试系统，调试仪器，合理选择灵敏度，消除不正常现象 取空载状态作为初始状态，将应变仪调零 按照测试工况，分别测试各种情况下的最大应力 数据处理与结果分析 静态：相同试验条件下多次测量取平均值 动态：用光线示波器记录下动态应变曲线 单向应力状态的应力计算 其中：E为结构材料的弹性模量，均取E=0.2×106MPa；σδ为测得的应力和应变 平面应力状态应力计算 式中μ为构件材料的泊松比μ=0.3 数据处理与结果分析 计算最大应力 与设计比较 与国标比较 结论 2、润滑油膜厚度检测 测试任务： 重要性 在高速、重载、高温条件下工作的机器，摩擦、磨损又是其发生故障的最主要原因 润滑是减少摩擦与磨损的简便而有效的方法 轴承的润滑状态检测——满足最小油膜厚度处轴承两表面不直 接接触 任务 对摩擦副间微小区域内的油膜厚度进行直接测量 监测油膜的工作状态 2、润滑油膜厚度检测 测试方案 传感器选择 电阻法——定性测量 通过测量油膜的电阻大小来判断其厚度 油膜的电学性能极不稳定——标定困难，难以定量 放电电压法 根据电压与电流的关系来推算出代表油膜厚度的放电电压 润滑膜的性质和纯洁程度对放电电压的影响——难以定量测定 电容法 当润滑油的介电常数已知后，根据电容值随油膜的厚度增大而降低的变化关系测得油膜厚度——困难在于油膜间隙形状不明确 X光透射法 金属能够吸收X光而不能使X光穿过，而润滑油却允许X光穿过——光强度与油膜厚度成正比，困难是光束位置精确的调整 2、润滑油膜厚度检测 测试方案 光纤检测法——光纤位移传感器 输入光纤、输出光纤、反光物体、光敏二极管组成 反光物体——平面反射镜：垂直于输入和输出光纤而移动，光源发出的光经输入光纤，在反光面的形成反射锥体——输出光纤——光敏二极管 耦合原理 耦合到输出光纤的光通量取决于输入光纤的像发出的光锥底面与输出光纤相重叠部分的面积——距离有关 2、润滑油膜厚度检测 传感器选择 光源——激光光源为氦氖激光灯 光电检测元件 光电二极管(PIN管)＋运算放大器?芯片 直接输出电压，输出电压与芯片接受到的光功率成正比 后续测量系统 系统分析 解决了其他方法无法消除的电磁干扰、使用寿命短、不耐高温、不 耐腐蚀等问题,实现了油膜厚度的精密检测 3、缝纫机噪声源测试分析 测试对象 3、缝纫机噪声源测试分析 测试任务 噪声测量基础 噪声 物理定义——大量频率和相位各异的声音复合而成的无序合声 生理感受——一种与人体有害的声音，它已成为主要公害之一 声压级Lp：衡量声音的强弱 p：声压 p0：基准声压 噪声频率：噪声主要频率成分 频谱分析仪进行连续谱测量 测量各个频率带宽内的声压级 3、缝纫机噪声源测试分