《机械工程测试技术》实验指导书

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机械工程测试技术教案

机械工程测试技术教案

机械工程测试技术教案第一章绪论一、教学目的及要求使学生掌握测试系统的基本概念。

学生应了解测试系统的功能结构,静、动态测试的概念等。

二、主要内容测试技术的在机械工程中的意义;测试系统的组成;课程性质;基本内容及学习方法四、教学重点:静态测试与动态测试的概念。

测试系统的组成。

五、教学难点:动态测试概念的建立六、教学过程:(见讲义)八、思考题:根据日常观察,是建立一套结构应力测试系统,要求画出框图即可。

九、作业:静态测试与动态测试系统的构成有何不同十、教学参考书:黄长艺,严普强. 机械工程测试技术基础. 机械工业出版社. 1994年11第二章信号分析一、教学目的及要求使学生掌握确定性信号分析的基本理论和方法;二、主要内容信号的分类;信号的时域和频域描述;周期信号与离散频谱;瞬变非周期信号与连续频谱;脉冲信号及其频谱;正弦函数和余弦函数的频谱四、教学重点:周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱λ瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱λ傅里叶变换的主要性质λ五、教学难点:信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系六、教学过程:(见讲义)八、思考题与作业:1、什么是信号的频域描述2、周期信号的时域定义及其判断方法3、确定任意一个谐波的三个要素是什么4、周期信号频谱特点是什么5、周期信号双边频谱与单边频谱间的幅值、相位关系6、傅立叶变换的六个主要性质7、单位脉冲函数的描述(函数值、强度);t0),及A,t0的意义-(tδ8、一般脉冲函数的表示方法,即A9、叙述脉冲函数的采样性质、卷积性质、频谱10、写出正弦函数、余弦函数的傅立叶变换习题2-1~2-4第三章测量系统分析一、教学目的及要求使学生们掌握测试系统的静、动态特性分析基本概念、表达方法。

二、主要内容测试系统的误差表达方式,静态特性曲线与静态特性参数λ测试系统的动态特性:线性系统的时域描述、频域描述λ理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件λ四、教学重点:线性系统的时域描述、频域描述,二阶系统的频率特性五、教学难点:线性系统的频率保持特性及其应用;系统时域、频域响应的计算六、教学过程:(见讲义)八、思考题与作业:1、绝对误差、相对误差的表达式2、灵敏度、非线性度、回程误差的定义3、叙述线性系统的5个性质4、什么是系统的脉冲响应函数、频率响应函数,两者的关系是什么5、测试系统在时域和频域分别用什么描述6、输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述7、测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件8、写出线性定常系统微分方程的一般形式(式3.8)9、根据已知二阶系统的微分方程,推导频率响应函数以及系统的固有频率及阻尼比第四章信号的获取一、教学目的及要求使学生们掌握常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。

《机械工程测试技术 第3版》教案大纲

《机械工程测试技术 第3版》教案大纲

《机械工程测试技术》教学大纲一、课程基本信息二、课程性质和课程目标1.课程性质《机械工程测试技术》是面向机械及近机械类专业开设的一门专业技术基础课。

本课程培养学生具备从事测试工作、特别是动态测试工作所必需的基础知识,并熟练运用研究动态测试的基本理论和基本方法,为今后从事机械工程测试工作打下坚实的理论基础。

2. 课程目标课程目标1:能理解测试技术的基本概念,具备测试技术的基础理论知识,掌握基本的测试应用技术,具有独立分析测试系统的基本能力,并能提升科学素养。

课程目标2:能掌握测量系统的静态和动态特性,理解各类传感器的工作原理与结构特点,并了解其技术前沿及发展趋势。

课程目标3:能运用常见测量系统的频率特性,分析调制与解调、滤波等基本电路,应用信号分析与处理技术,识别和判断机械领域的复杂工程问题的内在规律和关键参数。

正确评价解决方案对安全的影响,并理解应承担的责任。

课程目标4:能够选择恰当的软件工具或传感器,建立有效的测试系统,对复杂机械工程问题进行动态测试,并对获取的信号进行科学分析。

同时综合考虑公众安全及环保等因素,自觉履行责任,具备科技报国的家国情怀与使命担当。

四、课程目标与教学内容、方法及学习成果的对应关系1. 课程目标与教学内容的对应关系2.学习内容、学习成果及学时安排五、教学方法和学习建议1. 教学方法建议根据本课程的特点,确立学生中心、产出导向、持续改进的教育理念,按照模块化教学思想,有针对性的应用板书教学、多媒体教学、视频教学、网络教学、工程实例、实验教学、软件仿真等手段优化教学过程,激发学生的热情,以小组讨论与问题启发方式发挥学生的主体作用,真正做到“授人以鱼,更要教人以渔”。

采用形式多样的课程教学方式,包括:(1)传统教学与多媒体教学结合法:板书和多媒体教学相结合,采用动画、实物演示等,提高课堂教学信息量,增强教学的直观性。

(2)案例教学法:对于每一知识模块,通过分析和研究已有的案例组织教学,使学生在分析和学习案例的过程中,提高理论联系实际的能力,了解理论知识的工程应用。

机械工程材料实验指导书实验一硬度试验

机械工程材料实验指导书实验一硬度试验

机械工程材料实验指导书实验一硬度实验【实验目的】1.进一步加深对硬度概念的理解。

2.了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。

3.熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。

【实验设备及材料】布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。

【实验原理】硬度计的原理是:将一定直径球体压入试样表面,保持一定的时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径,用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。

1.布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ,布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。

2.洛氏硬度(HR)当HB大于450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同,分三种不同的硬度标尺HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

一、布氏硬度实验【布氏硬度计】THBS-3000DA采用电子自动加荷,计算机软件编程,高倍率光学测量,采用自动数字式编码器直接测量,测试结果LCD显示。

图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机【试样的技术条件】1.试样的试验面,应制成光滑平面,不应有氧化皮及污物。

试验面应能保证压痕直径能精确测量,试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。

2.在试样制备过程中,应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。

《机械工程测试技术》教案

《机械工程测试技术》教案

教学大纲1 课程在本专业中的定位与课程目标机械工程测试技术是机械类专业的专业基础课和必修课程,也是机械类专业的平台课程。

通过该课程的学习可以获得测量信号处理方法、测量系统特性、传感器测量原理和信号原理等方面的基础知识,并掌常见物理量的测量和应用方法。

2 基本要求本课程分为概论、信号分析基础、测试系统基本特性、传感器测量原理、信号处理中间电路和常见物理量测量与应用几部分。

学完本课程应具有下列几方面的知识:(1)掌握测量信号分析的主要方法,明白波形图、频谱图的含义,具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。

(3)掌握传感器的种类和工作原理,能针对工程问题选用合适的传感器。

(4)掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法,了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。

(5)了解测试系统的构成,了解用测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。

3课程内容与学时安排第一部分绪论(2学时)介绍测试技术在工业、农业等国民经济中的应用,测试的概念和系统构成,测试技术的发展趋势。

第二部分信号分析基础(8)包括信号的分类,信号波形分析、频谱分析、相关分析原理与应用。

第三部分测试系统特性(10)介绍测试系统基本组成,测试系统的静、动态特性,不失真测量条件。

测试系统特性的评定方法。

第四部分常用传感器(10)介绍电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光学传感器、热电式传感器、化学传感器、生物传感器等常用传感器的工作原理和应用。

第五部分中间变换电路(8)包括传感器信号的放大、滤波、调制与解调,等信号调理方法、A/D、D/A转换过程和采样定理,常用的数字信号处理算法,计算机虚拟仪器技术。

第六部分测试系统后处理装置(2)包括模拟显示、数字显示、打印和绘图记录及磁记录、光盘记录等装置的原理和结构。

第七部分测试技术在机械工程中的应用(0)本章主要介绍了振动和噪声测试系统的构成、测量方法和原理。

应变片在测量中的布片组桥方法

应变片在测量中的布片组桥方法

六、数据记录

桥路图
应变片编号
应变读数(µε)
桥臂系数





拉伸
全桥
1、2、3、4
30
31
30
2(µ+1)

67
65
66

弯曲
半桥
1、3
17
22
22
2

41
48
46

扭转
全桥
5、6、7、8
69
73
70
4
141
142
141
七、分析说明与结论

分析在不同的布片、组桥方案下各观测值之间的关系。
应变片在测量中的布片组桥方法
课程名称:机械工程测试技术 所在学院:车辆与能源学院 所在班级:车辆工程12-1班 小组成员:常浩 孙庆杰 马世辰 指导教师:刘丰 2015年4月
一、摘要

悬臂梁在多种外力的共同作用下产生复合变形时,研究 如何只测量其中某单一应变成分,排除其它应变量的影 响。在已完成实验1-6的基础上,注重学习实际测量中布 片组桥技术的具体应用。将电阻应变电桥的和差特性应 用于实际测量中,可以对受几种形式(拉伸/压缩、弯曲、 扭转等)的力共同作用而产生复合应力/应变的试件,做 到只测量其中某一应力/应变值而排除其它不需要测量的 应力/应变成分干扰。这需要对被测量构件的受力状态做 具体分析,正确地布片与组桥。本实验利用拉压弯扭实 验装置研究如何针对具体受力情况进行测量和分析。通 过布片组桥测得物体在受外载荷作用下的变形。

总之,这次三级项目的实践让我们受益匪浅。
九、组内分工

常浩:实验、项目报告

机械工程测试技术基础第1章

机械工程测试技术基础第1章
机械工程测试技术基础第 1章
本章将介绍机械工程测试技术的基础知识,包括概述、测试仪器与设备、测 试方法与标准以及数据采集与分析。了解这些知识将对从事机械工程测试工 作的人员和学生有很大帮助。
概述
• 机械工程测试技术的定义 • 为什么学习机械工程测试技术 • 机械工程测试技术的应用领域
测试仪器与设备
常见的机械工程测试仪器
介绍一些常用的机械工程测试仪器,包括测量仪器和实验设备。
测试仪器的原理和工作原理
解释一些常用测试仪器的原理和工作原理,帮助人们理解其工作机制。
选择适合的测试仪器和设备的重要性
讲述在进行机械工程测试时选择适合的测试仪器和设备的重要性。
测试方法与标准
常用的机械工程测试 方法
介绍一些常用的机械工程测试 方法,例如拉伸测试、硬度测 试等。
测试方法与标准的关 系
解释测试方法与标准之间的关 系,以及如何根据标准进行测 试。
如何选择合适的测试 方法和标准
给出选择合适的测试方法和标 准的建议,以便获得准确可靠 的测试结果。
ห้องสมุดไป่ตู้
数据采集与分析
1 数据采集的方法和技巧
讲述机械工程测试中常用的数据采集方法和技巧,如传感器、数据记录仪等。
2 数据分析与处理
介绍数据分析与处理的重要性,以及一些常用的数据分析方法。
3 数据可视化与报告
讲述如何将测试数据进行可视化,并生成专业的测试报告。

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程,在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中,是一门重要的专业基础课,而实验课是完成本课程教学的重要环节。

其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得,把握常用传感器的工作原理和使用方法,提高学生的动手能力和学习爱好。

其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则,培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验,把握理论课上所讲授的应变片的工作原理,并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计,把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。

3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验,把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能,验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。

4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试,了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。

5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法,把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。

6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验,把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍,了解电荷放大器的原理和使用方法。

7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试,把握光电传感器的原理与应用方法。

8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法,把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法,并对传感器灵敏度线性度进行分析。

9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试,把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。

机械工程测试技术课程标准

机械工程测试技术课程标准

《机械工程测试技术》课程标准课程名称:《机械工程测试技术》课程性质:理论学时学分:100学时,4学分课程属性:专业必修课适用范围:机械制造、机械一体化等专业一、课程定位《机械工程检测技术》是数控设备应用与维护专业的专业拓展课程,主要为培养学生数控机床机械装调维修能力奠定基础,在数控设备应用与维护的整个课程体系中起到承上启下的作用。

它是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。

其前修课程有机械制图与公差、电工电子技术、数控机床电气传动、液压与气动技术、维修电工操作技能实训、机床与数控机床等,后续课程有数控机床机械装配与调试、数控机床整机调试与维修等。

二、课程性质通过本课程的学习,使学生掌握测试技术特性和测试技术基础;了解传感器的基础知识;学会合理的设计或选用适宜的传感器和检测仪器;培养学生的科学思维能力,创新能力及岗位职业能力。

三、课程目标1、教学目标学生通过本课程的学习应达到以下要求:1)使学生熟悉常规传感器原理与测量电路,掌握各种传感器的特点及应用范围;2)熟悉新型传感器原理及应用;熟悉虚拟仪器测试系统;使学生了解测试系统的基本结构与工作原理;3)使学生掌握信号分析的能力及振动测试、机械参数测试、噪声测试的工作原理;通过对本门课程的学习,使学生认识传感器,检测仪器,等其他信号检测装置,培养学生在实际使用和装调机电设备中具有初步的分析能力和解决问题的能力,为后续课程和未来从事的工程技术工作打下良好的基础。

2.知识要求(1)、了解测试技术的基本知识;了解传感器的基础知识;(2)、熟悉常规传感器原理与测量电路;熟悉新型传感器原理及应用;(3)、认识虚拟仪器测试系统;(4)、掌握各种信号分析仪器的操作与应用。

3.实施说明(1)成绩考核方法本课程为专业必修课,为考试课。

为了准确考核学生对本课程的学习和掌握情况,总评成绩可按下式给出:总评成绩=平时成绩(平时出勤占10%、课堂表现占10%、课后作业占 10%)×30%﹢测验占30%+考试成绩×40%。

机械工程测试实验

机械工程测试实验

《机械工程测试技术》实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解。

掌握灵敏度、非线性度的测试方法,绘制霍尔传感器静态特性特性曲线,掌握数据处理方法。

二、实验原理当保持元件的控制电流恒定时,元件的输出正比于磁感应强度。

本实验仪为霍尔位移传感器。

在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片,当霍尔元件控制电流I不变时,Vh与B成正比。

若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数,则当霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K,K为位移传感器输出灵敏度。

霍尔电动势与位移量X成线性关系,霍尔电动势的极性,反映了霍尔元件位移的方向。

三、实验步骤1.有关旋钮初始位置:差动放大器增益打到最小,电压表置2V档,直流稳压电源置±2V档。

2..RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。

3.差动放大器调零,按图6-1接好线,装好测微头。

4.使霍尔片处于梯度磁场中间位置,调整RD使电压表指示为零。

5.上、下旋动测微头,以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm,从离开电压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动,建议每0.5mm读一数,记下电压表指示并填入数据记录表。

6.用以上的位移和输出电压数据,绘出霍尔传感器静态特性的位移和输出电压特性V-X曲线, 指出线性范围。

7.将位移和输出电压数据分成两组,用“点系中心法”对数据进行处理,并计算两点联线的斜率,即得到灵敏度值。

实验可见:本实验测出的实际是磁场的分布情况,它的线性越好,位移测量的线性度也越好,它们的变化越陡,位移测量的灵敏度也就越大。

数据记录表四、思考题1.为什么霍尔元件位于磁钢中间位置时,霍尔电动势为0。

2.在直流激励中当位移量较大时,差动放大器的输出波形如何?实验二、电容传感器的直流特性实验内容:加深对电容传感器静态特性的理解。

掌握灵敏度、非线性度的测试方法,绘制电容传感器静态特性曲线,掌握数据处理方法。

机械设计实验指导书

机械设计实验指导书

机械设计实验指导书机械工程学院前言《机械设计实验指导书》是根据《机械设计》教学大纲要求,对机械类、近机类本科教学基本要求,结合我院的实际情况编写的。

机械设计实验是配合理论学习开设的一门重要的实践课程。

通过实验可以使学生加深对《机械设计》课程的基本概念、基本理论的理解,初步掌握机械设计的基本技能,提高学生分析问题和解决问题的能力。

每个实验项目包括:实验目的、实验原理、实验方法和操作步骤等内容。

在编写过程中,参考了有关的教材、仪器设备使用说明及兄弟院校实验教材。

全书由赵小军老师编写,并绘制所有插图,最后整理完成。

编写过程中,得到机制教研室全体教师的大力支持和帮助,在此表示感谢。

由于编者水平有限,书中难免有误漏,不妥之处,恳请读者批评指正。

目录目录错误!未定义书签。

学生实验守则错误!未定义书签。

实验一、平面机构运动简图测绘与分析错误!未定义书签。

实验二、机械传动的特性与运动分析错误!未定义书签。

实验三、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定错误!未定义书签。

实验四、渐开线齿轮齿廓的范成错误!未定义书签。

实验五、减速器的拆装及结构分析错误!未定义书签。

实验六、轴系结构设计错误!未定义书签。

实验七、轴系结构的测绘与分析错误!未定义书签。

学生实验守则1.学生必须遵守实验室各项规章制度,进入实验室,要服从教师的指导和安排,在规定的房间和设备仪器上操作。

2.实验前应根据教学要求做好预习,准备好实验用书、文具、纸张及计算器等。

3.按时到达实验室,不迟到,不早退,不得无故缺课。

4.认真上好实验课,积极思考,仔细观察和测取数据,做到人人动手,互相配合,使实验获得正确的结果。

5.爱护实验设备和器材,了解有关设备仪器的性能和使用方法,严格按照安全操作规程,并在教师的指导下进行操作。

6.设备仪器发生故障时,学生要及时报告指导教师和管理人员,保护现场。

因违反实验室制度和操作规范而造成设备仪器损坏的,除按学校有关规定做出书面检查外,还应根据损失大小予以经济赔偿。

(完整版)机械工程材料实验指导书

(完整版)机械工程材料实验指导书

机械工程材料实验指导实验一:金相显微镜的原理、构造及使用[实验目的]1、了解金相显微镜的基本构造及工作原理。

2、掌握金相显微镜的使用方法。

[实验内容]1、观察显微镜的构造,了解各部件的作用。

2、装好显微镜的物镜、目镜,调好光阑进行观察。

3、用不同的放大倍数观察同一试样并画出所观察的组织示意图。

[实验报告要求]1、写出实验目的及所用设备。

2、写出实验步骤。

3、画出所观察到的显微组织示意图,并对实验现象进行分析。

[实验原理]用于研究金属显微组织最常用的光学显微镜是金相显微镜,它是一种反射式显微镜。

1. 显微镜的成相原理显微镜的基本放大原理如图1--1所示。

起放大作用主要由焦距很短的物镜和焦距较长的目镜来完成。

为了减少像差,显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成的复杂的光学系统,其中物镜的构造尤其复杂。

为了便于说明,图中的物镜和目镜都简化为单透镜。

物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上,经过物镜形成一个倒立放大的实像A'B',这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上,作为目镜的物体。

目镜将物镜放大的实像再放大成虚像A''B'',位于观察者的明视距离(距人眼250mm)处,供眼睛观察。

在视网膜上形成的是实像A'''B'''。

图1—1显微镜的成像原理图2. 显微镜的照明系统金相显微镜的光源通常采用钨丝灯、卤素灯、碳弧灯及氙灯等。

2.1 钨丝灯一般中小型显微镜照明部分采用6—8伏钨丝灯泡做光源。

其原理是光线通过物镜射至试样表面,然后靠金属本身反射能力,由试样表面反射,再通过物镜进行放大,这种灯适合于金相显微组织的观察。

2.2 氙灯其特点是光强高,输出稳定,寿命较长,此外,它具有类似日光性质的连续光谱,可用于彩色照相。

是金相显微组织观察的最新光源之一。

氙灯容易爆炸,因此,在使用时要特别注意安全。

使用时间最多不得超过规定时间的125%,尽量减少启动次数可以显著延长氙灯的使用寿命。

拍振实验

拍振实验
《机械工程测试技术实验》配套CAI课件
机械学院测试实验室 龙建勋 二○一三年三月
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拍振实验
二○一三年三月 机械学院测试实验室
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一、实验目的
1、观察拍振现象,建立拍振的概念。 2、了解如何消除或减弱拍振现象。
-3-
二、实验原理
当结构振动时,有时会产生所谓拍的现象。 什么叫拍?如果对设备系统施加两个频率接近、振幅不等的激 扰力,使系统产生振动,用测振仪测得系统的振动信号,其振幅具 有时强时弱、呈周期性变化的特征,这种现象就叫做拍,如下图所 示。总之,两个频率接近、振幅不等 的振动迭加就能形成拍。
在交变外力的反 复作用下,设备 很容易出现疲劳 损坏。
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二、实验原理
拍振方程:设两个频率接近、振幅不等的振动方程为:
y1 A1 sin( 1t )
y2 A2 sin( 2 t )
则合振动为:
y y1 y2 A1 sin( 1t ) A2 sin( 2 t )
y A sin(
1 2
2
t )
式中: A-- 合振动振幅 A A12 A22 2 A1 A2 cos( 2 1 )t φ -- 初相角 tg 1 ( A1 A2 tg 2 1 t )
A1 A2 2
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二、实验原理
合振动的频率及周期为:
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四、实验步骤
4、获得“分振动2”的振幅 A2和频率 f 2 : a)选择“谱跟踪”; b)接通激振信号源的电源(注意:此时调压器处于关闭状态,用激振器对简支梁 施加另一频率为 f 2的激振力,使梁产生振幅为A2的振动)。调整信号源的激振频率和 电流,使其满足 f 2 > f1 、 A2 < A1 ,然后将幅值谱中ID为“01”的频率( f 2 )和谱 值( A2 )记录在实验报告中。 A b)依次选择“暂停”→“位图”, 将该图形保存到文件中, 命名为“3-2.bmp”。

机械工程测试技术基础教学大纲

机械工程测试技术基础教学大纲

《机械工程测试技术基础》课程教学大纲课程代码:课程英文名称:Foundation of Mechanical Measure Engineering课程总学时:40 讲课:32 实验:8 上机:0适用专业:机械设计制造及其自动化,机械电子工程大纲编写(修订)时间:2016一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标1.《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科(四年学制),是学生的专业基础必修课。

在机械制造领域,无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中,工程测试技术应用及其普遍,所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础,对做好机械制造专业的工作尤为重要。

2.课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法,着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。

因此,本门课程的教学目标是:掌握非电量电测法的基本原理和测试技术;常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法;测试信号的分析、处理方法。

培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置,使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能;掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法;掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识;并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向,为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。

(二)知识、能力及技能方面的基本要求1.要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。

2.要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。

3.掌握测试技术基本知识、基本技能,具备检测技术工程师的基本素质与能力,能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题,初步形成解决科研、生产实际问题的能力。

(三)实施说明本课程是一门技术基础课,研究对象为机械工程中常见动态机械参数,主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法;测试装置的工作原理、选择与使用。

华中科技大学工程测试技术实验PPT课件

华中科技大学工程测试技术实验PPT课件
输入范围是指ADC能够量化处理的最大、 最小输入电压值。如 5V, +/-5V,10V, +/-10V等 它与分辨率、增益等配合,以获得最佳 的测量精度。
• 增益表示输入信号被处理前放大或缩小的 倍数。给信号设置一个增益值,你就可以 实际减小信号的输入范围,使模数转换能 尽量地细分输入信号。例如,当使用一个3 位模数转换,输入信号范围为0到10伏,
• 工程测试实验主要内容是了解传感器,理解计算 机A/D采样,熟悉常用信号处理方法,(包括时域、 频域两方面)
测试信号数字化处理的基本步骤
对象
物理信号
传 感 器
电信号
放 大 调 制
电信号
A/D 转换
数字信号
物理信号
控制

电信号 D/A转



二、A/D转换
采样――利用采样脉冲序列,从信号中抽取一系列 离散值,使之成为采样信号x(nTs)的过程. 量化――把采样信号经过舍入变为只有有限个有效 数字的数,这一过程称为量化. 编码――将经过量化的值变为二进制数字的过程。
分辨率
• 分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高,输 入信号的细分程度就越高,能够识别的信号变化量就越小。
• 下图表示的是一个正弦波信号,以及用三位模/数转换所 获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或 者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。
• 显然,此时数字信号不能很好地表示原始 信号,因为分辩率不够高,许多变化在模/ 数转换过程中丢失了。然而,如果把分辩 率增加为16位,模/数转换的细分数值就可 以从8增加到216即65536,它就可以相当准 确地表示原始信号。
工程测试技术实验
主 讲 人:黄弢、王峻峰

机械工程测试技术拓展实训实验教案实验二应变传感器性能实验

机械工程测试技术拓展实训实验教案实验二应变传感器性能实验

实验二:应变传感器性能实验实验2.1 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解金属箔式应变片的应变效应,应变式传感器的工作原理;2、掌握单臂测量电路的工作原理。

二、实验内容1、记录所加重量与电桥电压输出数据;2、计算灵敏度、非线性误差δ。

三、实验原理、方法和手段电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:。

式中:为电阻丝电阻相对变化,K 为应变灵敏系数,为电阻丝长度相对变化。

金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化。

电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压。

四、实验条件主机箱(±4V 、±15V 、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、数显万用表。

五、实验步骤应变传感器实验模板说明:实验模板中的R 1、R 2、R 3、R 4为应变片,没有文字标记的5个电阻符号下面是空的,其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设,图中的粗黑曲线表示连接线。

εK R R =∆/R R /∆L L /∆=ε4/01εEK U =图 2-1应变式传感器单臂电桥实验安装、接线示意图1、根据图2-1安装、接线。

应变式传感器已装于应变传感器模板上。

传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的、、、和加热器上。

传感器左上角应变片为;右下角为;右上角为;左下角为。

当传感器托盘支点受压时,、阻值增加,、阻值减小,可用数显万用表进行测量判别。

常态时应变片阻值====,加热丝阻值为左右。

2、放大器输出调零:将图2-1实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开,再用导线将两输入端短接(V i =0),调节入放大器的增益电位器大约到中间位置(先逆时针旋到底,再顺时针旋转2圈),将主机箱电压表的量程切换开关到2V 档,合上主机箱电源开关;调节实验模板放大器的调零电位器,使主机箱电压表显示为零。

机械工程测试技术

机械工程测试技术

名词解释1.测量:以确定被测物属性量值为目的的全部操作;测试则是具有实验性质的测量,或者可理解为测量和实验的结合。

2.测试:是具有试验性质的测量,或者可理解为测量和试验的结合。

3.测试技术:是指测试过程中所涉及的测试理论、测试方法、测试设备等.4.测试方法:是指在实施测试中所涉及的理论运算方法和实际操作方法。

5.直接测量法:指被测量直接与测量单位进行比较,或者用预先标定好的测量仪器或测试设备进行测量,而不需要对所获取数值进行运算的测量方法。

6.间接测量法:指被测量的数值不能直接由测试设备来获取,而是通过所测量到的数值同被测量间的某种函数关系运算而获得的被测值的测量方法。

7.静态测量:被测值被认为恒定不随时间变化的测量称为静态测量.8.测量系统的静态特性:是指被测量不随时间变化或随时间变化很缓慢是测量系统的输入、输出及其关系的特性或技术指标.9.动态测量:被测量值随时间变化的这种测量称为动态测量。

10.测量系统的动态特性:是指测量系统的输出对于快速变化的输入信号的动态响应特性。

11.系统的动态测量误差:测量系统低于动态量的测量过程中,若测量系统的动态响应特性不够理想,则输出信号的波形与输入信号的波形相比就会产生畸变,这种畸变造成的测量误差称为测量系统的动态测量误差.12.确定性信号:能够用明确的数学关系式描述的信号,或者可以用实验的方法以足够的精度重复产生的信号。

13.非确定性信号:又称随机信号。

如果描述随机信号的各种统计特征(如平均值、均方根值、概率密度函数等)不随时间推移而变化,这种信号成为平稳随机信号;反之,如果在不同采样时间内测得的统计参数不能看作常数,则这种信号就称为非平稳随机信号. 14.传感器:是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

15.参数式传感器:将输入的工程参数变化转变为电参数变化的传感器。

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《机械工程测试技术》实验指导书山东大学机械工程学院实验中心2008年2月目录实验一信号分析实验——————2实验二传感器的标定实验——————8实验三测试装置特性实验——————————15实验四静态应力应变测试实验——————23实验五动态应力应变测试实验——————33实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42 实验七传感器应用---转速测量实验————48实验八扭转振动测量实验————————38实验九设计实验—————————————50实验一信号分析一、实验目的1.掌握信号时域参数的识别方法,学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。

2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义,熟悉典型信号的频谱特征,掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。

3.理解信号的合成原理,观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。

4. 初步了解虚拟仪器的概念。

二、实验原理1.信号时域分析信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析,它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。

信号的时域分析很简单,用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。

通过本实验熟悉时域参数的识别方法,能够从信号波形中观测和读取所需的信息,也就是具备读波形图的能力。

2信号频谱分析信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。

频谱是构成信号的各频率分量的集合,它完整地表示了信号的频率结构,即信号由哪些谐波组成,各谐波分量的幅值大小及初始相位,揭示了信号的频率信息。

信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小,能够提供比时域信号波形更直观,丰富的信息。

工程上习惯将计算结果用图形方式表示,以频率f为横坐标,X(f)的实部和虚部为纵坐标画图,称为时频-虚频谱图;以频率f为横坐标,X(f)的幅值。

和相位为纵坐标画图,则称为幅值-相位谱。

附:软件介绍机械工程测试实验程序是以LabVIEW为平台开发的虚拟仪器软件,程序包含了信号分析、信号合成、采样定理、窗函数、相关分析等子程序。

程序可以按照设定的信号类型、频率、相位等参数生成仿真信号,并可以对生成的信号进行频谱分析、信号合成、滤波等操作。

波形可以通过显示窗口中呈现出来(如图1-1所示)。

图1-1波形显示缩放的操作坊法在显示窗口中的工具栏,可以对窗口中的波形现实进行调整。

1 拖动工具:用来对波形进行拖动;2 缩放工具:来实现对波形的多种形式的缩放,此包括图1-2所示的选择项。

矩形区域缩放:实现对选定区域放大;X轴缩放:对选区域沿横坐标放大;Y轴缩放:对选区域沿纵坐标放大;图1-2自适应缩放:将波形在XY轴上自动缩放至窗口大小。

三.实验内容1. 分析典型信号的幅值谱特性;2. 分析合成信号的频谱特点;四. 实验仪器和设备1. 计算机2. 机械工程测试实验软件五、实验步骤:一、打开“机械工程测试实验”程序,选择进入“信号分析”子程序。

1.设置一个周期信号的频率、幅值、相位等参数,调整信号显示缩放,分析典型信号的幅值和频率,记录数据并填写表1-1。

2.在非周期信号面板中选择不同的信号,设置相关参数,调整信号显示缩放,观察记录不同信号的频谱,记录数据并填写表1-2。

3.观察噪声的频域特点。

二、打开“信号合成”子程序,设置滤波器为off,设置白噪声幅值为01. 设置信号1和信号2为同频、不同相位的正弦波,观察验证合成信号的幅值和相位。

2. 两个频率接近、振幅不等的正弦信号迭加就会形成“拍振”。

设置信号1和信号2为频率相近的正弦波,观察合成信号的特点,并记录数据和波形填写表1-3。

3. 设置信号1和信号2为不同类型信号,观察合成信号频谱的特点,能够从频谱中看出合成信号的组成。

实验报告姓名班级时间同组者一、实验目的二、实验设备三、预习作业1 简述信号分类2写出信号:方波、三角波、锯齿波、Sin(ωt)×e(-at)的傅立叶级数展开式3推导下列公式(1)积化和差A×sin(ωt)×(3-sin(10πt))(2)和差化积A1×sin(ω1t+φ1)+ A2×sin(ω2t+φ2)四、实验结果表1-1典型周期信号频谱数据表1-2 非周期确定性信号的频谱数据表1-3 “拍振”数据及波形合成信号波形总结周期信号、非周期确定性信号、非周期确定性信号和白噪声的频谱特点?实验二传感器(电感式)性能测试实验一、实验目的:1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。

2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。

3、了解被测体的形状和尺寸对电涡流传感器位移特性的影响。

4、掌握电涡流传感器的标定方法。

二、实验仪器:CSY-2000传感器与检测技术实验台:涡流传感器,涡流变换器,直流电源,测微头,铁测片,铝测片,电压表。

三、实验原理:如图(1):涡流传感器测量原理图。

通过高频电流的线圈产生磁场,当有导电体接近时,因导电体涡流效应产生涡流损耗,而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关,因此可以进行位移测量。

涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关,因此不同的材料就会有不同的性能。

电涡流传感器在实际应用中,由于被测体的形状、大小不同,会导致被测体上涡流效应的不充分,会减弱甚至不产生涡流效应,因此影响电涡流传感器的静态特性,所以在实际测量中,往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。

四、实验步骤:1、观察涡流传感器的结构,根据图2-2所示,安装电涡流传感器和测微头。

2、在测微头端部装上铁质金属圆片,作为电涡流传感器的被测体。

图2-2 电涡流传感器安装示意图3、根据图2-3所示,将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中,作为振荡器的一个元件。

4、将实验模板输出端Vo与数显单元输入端V i相接。

数显表量程切换开关选择电压20V档。

5、用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有+15V的插孔中。

图2-3电涡流传感器位移实验接线图6、开启主控箱电源开关,调节测微头使铁测片与传感器线圈端部接触,此时电压表读数为0,记下数显表读数,然后每隔0.25mm读一个数,直到输出几乎不变为止(或线性严重破坏为止)。

将结果记入表2-1。

7、关断电源,将测微头复原,在测微头端部装上面积大铝测片,接通电源,调节传感器使之与铝测片接触,此时电压表读数为0。

旋转测微头,改变传感器与被测体的距离,每隔0.25mm读电压表读数,记入数据表格2-1,直到线性严重破坏为止。

8、关断电源,将测微头复原,在测微头端部装上面积小铝测片,接通电源,调节传感器使之与铝测片接触,此时电压表读数为0。

旋转测微头,改变传感器与被测体的距离,每隔0.25mm读电压表读数,记入数据表格2-1,直到线性严重破坏为止。

9、关闭电源,拆下连接导线、涡流传感器、测微头,将实验模块放入实验台内。

五、实验数据记录及处理:1、数据记录见下表:表2-12、数据处理:以位移为横坐标,V铁(V铝)为纵坐标,在同一坐标系上作出V铁-X曲线,V铝-X曲线,V铝小-X曲线。

如图2-4:V铁(铝)0 1 2 3 4 5 X(mm)图2-4 V铁(铝)---X曲线(1)从曲线上找出涡流传感器的线性工作范围。

线性工作范围为:X铁 = 至 mm;X铝 = 至 mm;X铝小= 至 mm;(2)求线性范围的灵敏度S铁,S铝。

线性范围的灵敏度为:S铁 = V/mm ;S铝 = V/mmS铝小= V/mm(3)用端点法作出拟和曲线,求出线性度δL(仅限铁测片)。

线性度δL(铁) =(4)确定涡流传感器的最佳工作点(即用涡流传感器测振动时,涡流传感器离被测体的最佳距离为多少涡流传感器的最佳工作点为:δ铁0 = mmδ铝0 = mmδ铝小0 = mm3、分析讨论(1)被测体材料对涡流传感器工作特性有何影响?答:(2)被测体材面积对涡流传感器工作特性有何影响?答:(3)、电涡流传感器的量程与哪些因素有关,如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器?(4)、用电涡流传感器进行非接触位移测量时,如何根据量程使用选用传感器。

(5)、当被测体为非金属材料如何利用电涡流传感器进行测试?(6)、目前现有一个直径为10mm的电涡流传感器,需对一个轴直径为8mm的振动进行测量?试说明具体的测试方法与操作步骤。

实验三滤波器特性实验一、实验目的:1、掌握动态特性的含义及其测量方法。

2、以RC滤波器为例掌握滤波器特性的测试方法。

3、明确RC滤波器各有关参数的含义及确定方法。

二、实验仪器:EGC-3230型数字信号发生器额,YE3790型高、低通组合滤波器,TD1914C 交流毫伏表,导线若干。

三、实验原理:如图:图3-4、测试系统原理图图3-1、图3-2、图3-3分别为低通、高通、带通滤波器的原理图。

如图3-4,信号发生器的输出接到滤波器的输入端,滤波器的输出端接交流毫伏表,当直通/滤波开关接通时,用毫伏表测量滤波器的输入电压,当直通/滤波开关断开时,用毫伏表测量滤波器的输出电压;确定输出电压和输入电压的比值与输入信号频率的函数关系,即为滤波器的频率特性,从频率特性曲线上可以确定滤波器的各个参数。

四、实验步骤:1、选择低通滤波器,将理论截至频率旋钮转到合适位置,并记下截至频率值。

2、将毫伏表量程选择开关打在1V档。

4、将信号发生器的频率调到20Hz,输出电压调到0V,信号发生器的输出端接到低通滤波器的输入端,低通滤波器的输出端接到毫伏表上。

5、接通电源,调节信号发生器的输出电压,用毫伏表测滤波器的输入电压,使毫伏表的读数为0.8V左右。

6、逐级改变信号发生器的频率,在毫伏表上逐次读取各频率下滤波器的输入和输出电压。

将数据填入表格3-1。

7、将信号发生器的频率调回20HZ,输出电压调到0V,关闭电源。

8、选择高通滤波器,将理论截至频率旋钮转到合适位置,并记下截至频率值。

信号发生器的输出端接到高通滤波器的输入端,高通滤波器的输出端接到毫伏表上。

9、重复步骤4、5、6。

将数据填入表格3-2。

10、将低通滤波器的输出接至高通滤波器的输入端,保持原低通滤波器、高通滤波器的截至频率不变,并记下截至频率值。

信号发生器的输出端接到低通滤波器的输入端,高通滤波器的输出端接到毫伏表上。

11、重复步骤4、5、6。

将数据填入表格3-3。

五、实验数据记录及处理:1、数据记录见表格3-1、3-2、3-3:2、数据处理:以输入频率为横坐标,以输出/输入幅值比为纵坐标,分别作出三种滤波器的幅频特性曲线。

见下图3-5、3-6、3-7:3、分析讨论:(1)从低、高通滤波器特性曲线上找出其相应的截止频率(在曲线上标出),并与理论值比较。

低通滤波器的上截止频率:测试值fc2=理论值fc’2=误差δ2=高通滤波器的上截止频率:测试值fc1 =理论值fc’1 =误差δ1 =(2)带通滤波器特性曲线上找出带通滤波器的上、下截止频率(在曲线上标出),确定带通滤波器的带宽、中心频率及倍频程选择性。

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