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机械工程测试技术 Mechanical Engineering Measurement Technology 课程内容： 本课程主要介绍工业自动化领域中常见物理量(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。 机械工程测试技术 课程网络学习资源： 1.工程测试技术网络课件 2.工程测试网上虚拟实验室 机械测试技术基础 华中科技大学 东北大学、东南大学 工程测试技术基础 传感器世界/ 仪表技术与传感器网 / 中国传感器网/ 北京中科泛华测控技术有限公司/ 《自动化博览》/ 网上相关学习资源 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.本课程学习要求 机械工程测试技术 测试工作的任务： 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的分析处理方法。 解决如何获取有关研究对象的状态，运动和特性等方面的信息的问题。 测试技术的研究内容： 1.1 测试技术的基本概念 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 测试系统的组成 敏感元件 转换元件 适配电路 显示或存储 接口 （数字化） 计算机或控制系统 分析结果 反馈、控制或诊断 传感器 信号调理 1.2 测试系统的组成 信号分析处理 测试系统是指由相关的器件、仪器和测试装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。如下图所示。 为了准确的获得被测对象的信息，要求测试系统中的每一个环节的输出量与输入量之间必须具有一一对应关系。而且，其输出的变化能够准确地反映出其输入的变化，即实现不失真的测试。 1.2 测试系统的组成 被测对象 传感器 信号 调理 信号处理 数据显示与记录 反馈、控制 激 励 激励装置 ???? 一个被测对象的信息总是通过一定的物理量－信号所表现出来。有些信息可以在被测对象处于自然状态时所表现出的物理量中显现出来，而有些信息却无法显现或显现的不明显。在后一种情况下，需要通过激励装置作用于被测对象，使之产生出我们要获取的信息载于其中的一种新的信号。 1.2 测试系统的组成 传感器 传感器是将被测信息按一定规律转换成同种或别种量值输出的装置。这种输出量通常是电信号。 1.2 测试系统的组成 调理环节 信号的调理环节是把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。这种信号的转换，多数是电信号之间的转换。如幅值放大，将阻抗的变化转换成电压的变化或频率的变化等等。 基本放大器 信号的调制与解调 1.2 测试系统的组成 信号处理环节 信号处理环节对来自信号调理环节的信号进行各种运算、滤波和分析 四种滤波器的幅频特性 1.2 测试系统的组成 显示记录环节 信号显示、记录环节是将来自信号处理环节的信号以观察者易于观察的形式来显示或存贮测试的结果。 光线示波器 反馈、控制环节 反馈控制环节主要应用于闭环控制系统中的测试系统。 1.2 测试系统的组成 机床轴承故障监测系统 报警信息 控制信息 执行装置 第一章、绪论 1.3 测试技术的工程应用 1、工业自动化中的应用 a)机械手、机器人中的传感器 1.3 测试技术的工程应用 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。 广州中鸣数码的机器狗 转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。 b) 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。 1.3 测试技术的工程应用 Automated Guided Vehicles c) 生产加工过程监测 1.3 测试技术的工程应用 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。 密歇根大学数字化工厂 1.3 测试技术的工程应用 2、流程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 测试技术的工程应用 3、产品质量测量 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。 风机性能自动测试系统 1.3 测试技术的工程应用 1.3 测试技术的工程应用 4、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