工程測試技術(shù)基礎(chǔ)1.緒論

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1、工程測試技術(shù)基礎(chǔ)中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院課程內(nèi)容：本課程主要介紹工業(yè)自動化,環(huán)境監(jiān)測,樓宇控制,交通等領(lǐng)域中常見物理量(壓力、應(yīng)變、位移、加速度、溫度等）的傳感器測量原理、測量電路原理和信號分析方法。緒論信號分析基礎(chǔ)傳感器原理測試系統(tǒng)特性模擬信號處理數(shù)字信號處理虛擬儀器技術(shù)工程應(yīng)用內(nèi)容如下工程測試技術(shù)基礎(chǔ)工程測試技術(shù)基礎(chǔ)是一門與材料科學(xué)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)的快速發(fā)展的學(xué)科。為彌補(bǔ)書本教材內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展的問題，在教學(xué)內(nèi)容上我們采編了很多多媒體素材和案例。工程測試技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法：工程測試

2、技術(shù)基礎(chǔ)本課程是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程測量問題能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)實(shí)踐性。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)充分利用課程所開設(shè)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)三元并重.只有通過足夠的實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)操作，才能得到應(yīng)有的實(shí)際動手能力培養(yǎng)和更好的掌握書本知識。ProjectBasedLearning：?軌跡跟蹤工程測試技術(shù)基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中對知識融會貫通，獨(dú)立學(xué)習(xí)和解決問題的能力。倉儲模型機(jī)械手AGV小車以案例和實(shí)驗(yàn)為主線：工程測試技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)方法：煤氣包高度測量橋梁固頻測量機(jī)翼模態(tài)分析索道檢測解決側(cè)重課本教

3、學(xué)存在的問題：1.測試技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展部分空洞；2.傳感器部分沒有實(shí)物對象、枯燥無味；3.信號分析理論部分深奧、難懂。第一章、緒論本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握測試技術(shù)的概念及研究內(nèi)容2.了解測試技術(shù)的應(yīng)用情況3.了解測試技術(shù)的發(fā)展動態(tài)4.了解主要測試儀器生產(chǎn)廠商工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第一章、緒論1.1測試技術(shù)的基本概念測試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。測試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊

4、，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度低，無法實(shí)現(xiàn)測量自動化。為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進(jìn)行處理和輸出。如圖所示的聲級計(jì)。一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。1.1測試技術(shù)的基本概念被測對象傳感器信號調(diào)節(jié)器記錄.顯示.分析處理伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)被測信號U、IR、L、CU、I信息轉(zhuǎn)換信息提取傳感器將被測物理量(如噪聲,溫度)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變

5、換裝置對接收到的電信號用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號分析，顯示記錄裝置則測量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制裝置。電量及非電量在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中及生產(chǎn)制造過程中，研究與觀測的對象是多種多樣的，因此，物理量也是多種多樣的，這些物理量可大致分為兩大類，即電量與非電量。電量：電流I、電壓V、電荷Q、電功率W、電路參數(shù)R、L、C和電信號頻率f等等；非電量：除電量以外的一切物理量，如高度、速度、重量、壓力、溫度等。非電量電測技術(shù)自從人類發(fā)現(xiàn)了電能并加以利用以后，伴隨著出現(xiàn)了各種電量

6、的測量儀表。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使對電量的測量技術(shù)相應(yīng)得到提高。電量的測量特點(diǎn)是機(jī)械量測量所不能比擬的，基于電量測量的優(yōu)點(diǎn)，人們根據(jù)一些物理原理及效應(yīng)，把一些非電量轉(zhuǎn)化成電量，然后用電測儀表對其進(jìn)行測量和標(biāo)定，這就形成了非電量電測法—用電量測量方法來測量非電量。非電量電測法的特點(diǎn)：使測量儀器統(tǒng)一化，規(guī)格化。不同的非電量轉(zhuǎn)換成相同的電量，使后繼儀器標(biāo)準(zhǔn)化。便于信號長距離傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制。對參數(shù)進(jìn)行動態(tài)測量（信號隨時(shí)間變化），可測量其瞬時(shí)值及變化過程。可測微小信號及瞬變信號（作用時(shí)間很短）。易于

7、與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，分析處理方便。第一章、緒論1.2測試技術(shù)的工程應(yīng)用在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開測試技術(shù)。測試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€工程領(lǐng)域。1、工業(yè)自動化中的應(yīng)用a)機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器轉(zhuǎn)動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。1.2測試技術(shù)的工程應(yīng)用在各種自動控制系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗

8、b)AGV自動送貨車超聲波測距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運(yùn)動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。1.2測試技術(shù)的工程應(yīng)用香港理工AGV模型c)生產(chǎn)加工過程監(jiān)測1.2測試技術(shù)的工程應(yīng)用切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠1.2測試技術(shù)的工程應(yīng)用2、流程工業(yè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等