《材料成形测试技术》课件_第1章 绪论.ppt

目录材料成形测试技术概述测量方法测量仪表和测量系统测试技术在轧制中的应用41235本课程的内容和要求1.1材料成形测试技术概述测试技术是一门随现代科学技术发展而迅速崛起的科学技术。现代科学技术的发展离不开测试技术，并不断提出新要求，刺激着测试技术不断向前发展。另一方面各种科学领域的新进展(新材料、微电子学和计算机技术等)也常常首先在测试方法和测试仪器的改进中得到反映。测试技术总是从其它相关科学中吸取营养而得到发展。1.1材料成形测试技术概述测试技术就是人们为了对自然现象能够进行定性了解和定量掌握所从事的一系列技术措施。测试技术包括两个方面的含义：一方面是对物理现象的定性了解，如检查设备外壳是否带电?电机运转时是否发热等；另一方面，是对物理现象的定量掌握，如热加工时测量材料的加工温度是多少?变形力有多大等。1.2测量方法测量就是在某一特定条件下，通过实验的方法，将被测的物理量与所规定的标准量进行比较的过程。如测量轧件长度，就是用米尺与轧件比较，得到轧件长度的数值。测量过程中，会遇到许多被测物理量和它的标准量不能直观看到，也不容易将它们放在一起进行比较，这就需要采用比较复杂的方法进行转换。1.2.1测量方法的分类从不同的角度出发，有不同的分类方法。按测量的方式分有：直接测量、间接测量、联立测量。按测量的读数分有：偏差式测量、零位式测量、微差式测量。除此以外还有许多其它的分类方法，例如，接触式测量和非接触式测量；静态测量和动态测量；主动式测量和被动式测量等。1.2.1.1按测量的方式分A直接测量被测的物理量可直接与标准量进行比较的测量方式称为直接测量。B间接测量被测的物理量不能够或不易于直接与标准量进行比较，但它与几个有关变量呈函数关系，可对这几个变量直接测量，然后再代入函数式中，求出被测的物理量。C联立测量(组合测量)若被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果，则称这样的测量为联立测量。1.2.1.2按测量的读数方式分A偏差式测量(直读法)它是以测量仪表指针的偏转或位移量读出被测物理量的数值(如电流表)。B零位式测量(零读法)它是在测量仪表中用已知的标准量与被测量比较．并调节平衡，使仪表指针指零位，并由该已知的标准量读出测量值(如用平衡电桥测量电阻)。C微差式测量微差式测量综合了偏差式测量和零位式测量的优点，而提出的测量方法。这种方法是将被测的未知量与已知量进行比较得出差值，然后用偏差法测得比差值。因此，在测量过程中不需要调整标准量，而只需测量两者的差值。1.3测量仪表和测量系统广义上的测量仪表包括敏感器、传感器、变换器、运算器、显示器、数据处理器装置等。测量仪表的好坏直接影响测量结果的可信性。了解测量仪表的功能和构成原理，有助于正确选用仪表。测量系统是测量仪表的有机组合，对于比较简单的测量工作只需一台仪表就可以解决问题。但是，对于比较复杂的、要求比较高的测量工作，往往需要使用多台测量仪表，并且按一定规则：将它们组合起来，构成一个有机整体——测量系统。1.3.1测量仪表的功能与特性测量过程中测量仪表要完成的主要任务有：物理变换功能、信号的传输和测量结果的显示。1.3.1.1变换功能在生产和科学实验中经常会碰到各种各样的物理量，其中大多数是非电量。对于这些物理量想通过与其对应的标准量直接进行比较，一步得到测量结果，往往非常困难，有时甚至是不可能实现的。为了解决实际测量中的这种困难，在工程上解决的办法是依据一定的物理定律，将难于直接同标准量“并列”比较的被测物理量经过一次或多次的信号能量转换，变换成便于处理、传输和测量的信号能量形式。1.3.1.1变换功能变换功能分为二类：A单形态能量变换这种变换的特点是变换时所需要的能量，取自被测介质，不需外界补充能量，但要求变换器中消耗的能量尽量少。B双形态能量变换这种变换的特点是变换时所需要的能量，不是从被测对象取得的而是从附加的能源(参比电流源)取得。1.3.1.2传输功能被测量经变换的信号，要经过一定距离的传输后，才能进行测量，显示出最后结果。即仪表在测量过程中完成的第二功能就是将信号进行一定距离的传输。1.3.1.3显示功能测量的最终目的之一是将测量的结果用于人眼观察的形式表示出来，这就要求测量仪表能完成显示功能。仪表的显示方式概括为模拟显示和数字显示二类。模拟显示有：指针显示和记录曲线；数字显示有：数码显示和数字式打印记录等。1.3.1.4测量仪表的特性测量仪表的特性，一般分为静特性和动特性两种。当测量仪表进行测量的参数不随时间而变化或随时间变化很慢、可不必考虑