机械工程测试技术课程设计
机械工程测试技术 教案
机械工程测试技术教案教案标题：机械工程测试技术教学目标：1. 了解机械工程测试技术的基本概念和原理。
2. 掌握机械工程测试技术的常用方法和技巧。
3. 培养学生的实践操作和问题解决能力。
教学内容：1. 机械工程测试技术的定义和分类。
2. 机械工程测试技术的基本原理和流程。
3. 常用的机械工程测试方法和仪器设备。
4. 机械工程测试技术的应用案例和实践操作。
教学步骤：第一课时：1. 导入：通过实例引导学生思考机械工程测试技术的重要性和应用领域。
2. 概念讲解：介绍机械工程测试技术的定义和分类。
3. 原理讲解：解释机械工程测试技术的基本原理和流程。
4. 案例分析：通过实际案例分析，展示机械工程测试技术的应用场景和效果。
第二课时：1. 复习：回顾上节课的内容，检查学生的理解情况。
2. 方法介绍：详细讲解机械工程测试技术常用的方法和技巧。
3. 仪器设备：介绍机械工程测试中常用的仪器设备及其使用方法。
4. 操作演示：进行机械工程测试技术的实际操作演示，引导学生掌握实践技能。
第三课时：1. 复习：回顾前两节课的内容，巩固学生的理解和掌握程度。
2. 应用案例：展示机械工程测试技术在实际工程中的应用案例。
3. 实践操作：组织学生进行机械工程测试技术的实践操作，解决实际问题。
4. 总结和评价：总结本次教学内容，评价学生的学习情况，并提供反馈和建议。
教学资源：1. 课件：包括概念讲解、原理讲解、方法介绍、案例分析等内容。
2. 实验室设备：提供机械工程测试技术的实验室设备和仪器。
3. 实际案例：收集和准备机械工程测试技术的实际案例，用于分析和讨论。
评估方法：1. 课堂互动：通过提问、讨论等方式，检查学生对机械工程测试技术的理解和掌握情况。
2. 实践操作评估：评估学生在实际操作中的技能和问题解决能力。
3. 作业：布置相关的作业，考察学生对机械工程测试技术的应用和分析能力。
教学策略：1. 案例教学：通过实际案例分析，引导学生理解机械工程测试技术的应用场景和方法。
测试技术课程设计
《机械工程测试技术》课程设计对无缝钢管超声测厚仪的探讨姓名：学院：专业：班级：学号：完成日期：目录1 绪论2 信号仿真、采集与分析处理2.1 题目2.2 Matlab处理分析2.3讨论2.4结论3 基于计算机的声信号采集与分析3.1题目3.2 Matlab处理分析3.3讨论3.4结论4 机械运行数据分析与处理4.1题目4.2第一份数据分析4.2.1 Matlab处理4.2.2结论4.3第二份数据分析4.3.1 Matlab处理4.3.2结论5 总结参考文献动态测试信号采集仿真与实例分析摘要：测试技术的项目设计——动态测试信号采集仿真与实例分析，围绕课程讲授的动态信号的采集、分析与处理的基本原理与方法进行，同时运用Matlab 等工具，进行数学处理，做出信号的频谱，并能够分析信号的频谱。
项目设计包括三个部分：信号仿真、采集与分析处理，基于计算机的声信号采集与分析，机械运行数据分析与处理。
通过项目设计，能熟练运用傅里叶变换处理和分析信号，对信号的频谱能够有一个更深的了解。
关键词：matlab；信号采样；频谱分析；fft1.1 信号仿真、采集与分析处理信号采集过程中一般需要考虑以下几个参数：信号频率、采样频率、采样长度等，不同参数的数值设定对于信号采集的效果会产生直接影响，为了掌握信号采集过程中这些参数对采集过程及其效果产生的影响，可以通过Matlab 或C 语言对信号采集与分析处理的过程进行仿真分析，具体要求如下：利用Matlab 或C 语言产生信号x (t )，)()2sin()2sin()2sin()(333222111t n t f a t f a t f a t x ++++++=ϕπϕπϕπ其中：f 1=50Hz 、 f 2=200Hz 、f 3=1000Hz ； n (t ) 为白噪声，均值为零，方差为0,7； 幅值、相位任意设定； 对信号x (t )进行DFFT 处理下: 取1a =4，2a =,5, 3a =6, 1ϕ=2ϕ=3ϕ=0;噪声方差0.7Fs=3000HZ:N=1024 程序：Fs=3000; %采样频率 L=1024; %信号长度 NFFT= 1024; %采样点数 T=1/Fs; t=(1:L)*T;n=(rand(1,L)-0.5)*sqrt(12*0.7); %均值为零，方差为0.7的白噪声 x=4*sin(2*pi*50*t)+5*sin(2*pi*200*t)+6*sin(2*pi*1000*t)+n; %信号 subplot(2,1,1);plot(Fs*t(1:1000),x(1:1000)); %信号的时域图X=fft(x,NFFT)/L; %对信号快速傅里叶变换f=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);subplot(2,1,2);plot(f,2*abs(X(1:NFFT/2+1))); %信号的单边谱Fs=4000HZ:N=1024Fs=5000HZ;N=1024FS=5000HZ:N=20481a =4，2a =,5, 3a =6, 1ϕ=2ϕ=3ϕ=0;噪声方差1Fs=5000;N=1024讨论：1）通过设置不同的采样频率，画出时域波形和傅里叶变换后的频谱图，讨论在采样点数一定的情况下，如1024 点，采样频率对信号时域复现、频域分析的影响；见图1和图2，采样点数均为1024，采样频率分别为5000Hz和2500Hz，2500Hz时，各个谱线的值已经达不到信号各个谐波分量的幅值，即已经小于3,4,5了，只有3,4,4；而5000 Hz时，各个谱线的值非常接近3,4,5，频率较高时，频谱显示的比较准确，谱线能量泄露小，频率分辨率越高。
华东交通大学机械工程测试技术课程设计
测试技术课程设计课题：基于arduino的超重警报装置学院：机电与车辆工程学院专业班级：车辆工程姓名：学号：目录一、设计目的 (3)二、设计要求 (3)三、设计任务 (3)四、电路的总体结构 (4)五、课程设计进度 (8)六、标定 (8)七、学习心得 (9)附录一： (10)一、设计目的1.学会应用Arduino设计一个在超重时会有警报音和信息显示的装置。
2.能够通过设计掌握独立分析和解决实际问题的能力。
3.通过设计掌握Arduino的使用，并了解压力传感器的工作原理。
4.学会使用和查找设计有关的书籍和资料。
5.学会撰写课程设计总结报告，培养阐述，写作与表达能力。
二、设计要求1.测试技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为电路设计和编程，电路设计是指将Arduino与压力传感器连接起来，并连接其他模块设计出超重警报器的装置；编程指通过Arduino软件对系统发出指令实现物体超重时发出警报声和液晶屏显示的双提醒的功能。
2.使用Arduino，并了解压力传感器的原理。
3.学会使用液晶屏和分辨率的调整以及对整个测试系统的调试。
三、设计任务设计一个测试物体重量的电路，测定物体重量并判断该物体是否超重，通过放大电路对信号进行放大，并通过结论对其进行相应的处理，未超重则显示测得重量；超重则液晶屏显示超重蜂鸣器响。
四、电路的总体结构1.电路的总体功能框图，如图1所示。
图1 功能框图2.图中所使用的AD转换模块是个24bit的AD模块，24bit的AD读出来的值为0-16777216（2的24次方），如果用5v是基准电压，则其中AD值的1表示5/16777216=0.000298mV，所以24bit的AD去读取mv左右的变化完全可以。
其内部自带放大，可以把输入信号放大128倍，然后再做处理。
3、LCD1602 液晶显示屏，能够同时显示16x2 即32 个字符（16 列2 行）。
1602液晶显示屏也叫1602 字符型液晶显示屏，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
机械工程测试技术基础教学设计
机械工程测试技术基础教学设计背景机械工程是一门基础、广泛应用的学科，许多行业都离不开机械工程的应用。
而机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分，其涉及到材料力学、流体力学、热力学、动力学等多个学科和领域，其基础技术和实验技术的学习对于机械工程专业的学生至关重要。
目标本次教学设计旨在引导学生了解机械工程测试技术中的基础知识和实验技能，培养学生对于测试技术的理解和使用能力。
教学内容基础知识一、机械工程测试技术基础1.机械工程测试技术基本概念2.测试技术的发展历史和现状3.机械工程测试技术的分类和应用二、测试技术与实验技能1.测试设备操作技能2.实验安全与操作规范3.实验结果的数据处理与统计分析教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法，开设课堂讲授、实验操作、讨论交流等不同形式的教学活动。
一、课堂讲授课堂讲授主要介绍机械工程测试技术的基础概念、分类和应用，以及实验方法、实验安全和数据处理等内容。
教师可以通过PPT或黑板演示等形式，讲解相应的知识点，引导学生掌握相关知识。
二、实验操作实验操作是本次课程的重点。
学生需要通过实验操作，学习相关测试技术和实验技能。
教师可以组织学生进行实验操作，让学生亲身体验实验过程，加深对于测试技术的理解和使用能力。
三、讨论交流讨论交流是课程教学的重要环节。
通过讨论交流，学生可以分享实验经验，互相学习和总结经验。
教师可以组织小组讨论或集体讨论等形式，加强学生之间的交流和互动。
实验项目一、材料拉伸实验材料拉伸实验是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要根据实验要求，通过拉伸测试机进行拉伸试验，获取实验数据并进行统计和分析。
二、冲击实验冲击实验也是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要通过冲击试验机进行实验操作，获取实验数据，并进行统计和分析。
教师也可以组织学生进行小组讨论，探究不同材料在冲击试验中的表现。
评价方法本次课程的评价方法分为两部分：一、实验实绩学生的实验操作能力和实验数据处理能力将是评价的重点。
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。
机械工程测试技术教案
机械工程测试技术教案1. 引言本教案旨在为机械工程专业的学生提供机械工程测试技术的相关知识和实践技巧。
通过本课程的学习，学生将能够掌握机械工程测试的基本原理和方法，并能够独立进行机械工程测试项目的规划、实施和分析。
2. 教学目标本课程的教学目标如下：•理解机械工程测试的基本原理和方法；•掌握常见机械工程测试仪器的操作和使用技巧；•能够独立规划机械工程测试项目，并进行实施和结果分析；•培养学生的实验设计和数据处理能力；•提高学生的团队协作和沟通能力。
3. 教学内容3.1 机械工程测试的基本原理•概述机械工程测试的定义、分类和应用领域；•熟悉机械工程测试的基本原理和方法；•了解机械工程测试中常见的测量误差来源及其对测试结果的影响。
3.2 常见机械工程测试方法•学习力学测试方法，包括静力学测试和动力学测试；•掌握热力学测试方法，包括温度、压力和流量的测量；•熟悉振动测试方法，包括振动信号的采集与分析。
3.3 机械工程测试仪器的操作和使用技巧•了解各类常见机械工程测试仪器的基本原理和使用方法；•学习如何正确操作机械工程测试仪器，进行测试数据的采集和处理。
3.4 机械工程测试项目的规划和实施•学习机械工程测试项目的规划和设计方法；•掌握实验的基本流程，包括实验前准备、实验方案设计、实验设备选择和实验数据采集；•学习实验结果的分析和报告撰写。
4. 教学方法本课程将采用以下教学方法：•授课：通过理论讲解，向学生传授机械工程测试的相关知识；•实验：通过实际操作，让学生掌握机械工程测试仪器的使用技巧，并进行实验项目的实施；•小组讨论：组织学生进行小组讨论，提高学生的团队协作和沟通能力；•课堂练习：通过课堂练习，帮助学生巩固所学内容。
5. 教学评价方法为了评价学生对本课程的学习情况，我们将采用以下评价方法：•平时成绩：根据学生的课堂参与情况、课堂作业和小组讨论表现评定；•实验报告：根据学生的实验设计、实验结果分析和报告撰写情况评定；•期末考试：通过笔试形式考察学生对机械工程测试知识的掌握情况。
《机械工程测试技术》教学讲义教案
《机械工程测试技术》教学讲义教案一、教学目标通过本课程的学习，学生应能够：1.了解机械工程测试技术的基本概念和原理；2.掌握机械工程测试技术的常用方法和工具；3.了解机械产品测试的流程和要点；4.培养学生的实践操作能力和解决问题的能力。
二、教学内容1.机械工程测试技术的概述1.1机械工程测试技术的概念和作用1.2机械工程测试技术的发展历程1.3机械工程测试技术的分类和应用领域2.机械工程测试技术的基本原理2.1测试的基本概念和原理2.2测试的基本要素和方法2.3测试的误差与准确度分析3.机械工程测试技术的常用方法和工具3.1机械参数测试方法和工具3.2机械性能测试方法和工具3.3机械可靠性测试方法和工具4.机械产品测试的流程和要点4.1测试计划的编制和执行4.2测试样品的准备和标定4.3测试数据的采集和处理4.4测试结果的分析和评价5.机械工程测试技术的应用案例5.1机械工程测试技术在制造业中的应用5.2机械工程测试技术在科研和开发中的应用5.3机械工程测试技术在质量控制中的应用三、教学方法1.理论讲授与实践结合的教学方法，通过课堂讲解、案例分析和实验操作，使学生能够深入理解机械工程测试技术的基本原理和方法，提高学生的实践操作能力；2.讨论与交流的教学方法，通过学生的互动参与，提高学生的问题解决能力，培养学生的团队合作意识和创新思维。
四、教学过程1.引入（5分钟）通过引述一个机械产品测试中的实际案例，激发学生对机械工程测试技术的兴趣，并介绍本课程的教学目标和内容。
2.讲解机械工程测试技术的概述（20分钟）讲解机械工程测试技术的定义、作用和分类，并介绍机械工程测试技术的发展历程和应用领域。
3.介绍机械工程测试技术的基本原理（30分钟）讲解测试的基本概念和原理，介绍测试的基本要素和方法，并分析测试的误差与准确度。
4.介绍机械工程测试技术的常用方法和工具（40分钟）详细介绍机械参数测试的方法和常用工具，机械性能测试的方法和常用工具，以及机械可靠性测试的方法和常用工具。
《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。
机械工程检测技术课程设计
机械工程检测技术课程设计背景介绍机械工程是一个为社会提供必需品和服务的领域。
然而，任何机械设备在使用过程中都会受到各种因素的影响导致磨损和故障。
因此，在机械工程中，质量控制和检测是至关重要的。
为此，机械工程检测技术应运而生。
机械工程检测技术是一种通过非破坏性或半破坏性手段，对机械设备的状态进行检测、分析和评估的技术。
目的是准确判断机械设备的运行状态，保证其安全、高效、可靠地运行。
课程设计目标本课程旨在通过实践教学，使学生掌握机械工程检测技术的基本原理和实际应用技能，培养学生的创新思维和动手能力，提高学生的实际应用能力和工程素质。
课程内容一、机械工程检测技术概述介绍机械工程检测技术的概念、历史和发展现状，让学生了解机械工程检测技术的基本概念和适用范围。
二、机械工程检测方法和设备学习机械工程检测方法和设备，包括声波检测、热红外检测、声发射检测、振动分析检测、液晶显示器检测等常见检测方法和设备的原理、特点和应用。
三、机械工程检测实验在本部分中，将介绍机械工程检测实验的设计和实施。
学生将亲手操作各种机械工程检测设备，分析实验结果，从而更加深入地了解机械工程检测原理、技术和方法。
四、机械工程检测案例分析在这一部分中，学生将学习实际的机械工程检测案例，并结合所学知识进行分析。
这将有助于加深学生对机械工程检测技术的认识，从而提高学生的工程素质。
课程设计要求一、课堂教学1.讲授机械工程检测技术相关原理和知识；2.解释和演示机械工程检测设备的原理和用途；3.设计和组织机械工程检测实验，让学生动手入门；4.根据实际案例，进行机械工程检测的案例分析；5.激发学生的兴趣，激发学生的创新思维。
二、课程设计要求1.合理组织课程内容，培养学生的实践实力和动手能力；2.突出实践和案例分析，让学生更加深入地了解机械工程检测技术；3.利用现代电教技术，培养学生的计算机应用和信息素养；4.强调知识的互动和交流，在营造良好学术氛围的同时，增强学生的自我学习能力。
机械工程测试技术课程设计
机械工程测试技术课程设计题目：基于51单片机的数字信号测量存储系统设计(光电码盘测速等）2015 年 1月直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标，在各个应用场合都有重要的研究价值，是其他大部分技术参数的计算来源，因此，准确测量直流电动机的转速具有重要的研究意义和理论价值。
目前，在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合。
对于工业测试，水利，机械等方面，转速是重要的控制参数之一。
尤机在工业测试系统中，大部分旋转仪器需要测定目前的转速，对机械设备进行故障预防。
因此，如何利用先进的数字技术和计算机技术改造传统的工业技术，提高监控系统的准确性，安全性，方便性是当前工业测控系统必须解决的一个问题。
转速测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。
随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。
在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
模拟检测：即利用测速电机作为发电机，通过检测反电势E的大小和极性可得到转速N和电机转向，采用这种方法直接可以得到转速N和输出电压的特性曲线，直观，但也有很多不足，比如在高速和低速情况下实际输出偏离理想特性。
数字检测技术：即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机转速。
如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆，最外环和次外环分别用等距的黑白条纹分开，且最外环和次外环的缝隙位置相位差为90度，用于判断电机的转速，最内环只有一个黑条纹，用作定位脉冲或者是复位脉冲，利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速，具体的又可分为M法，T法和M\T法。
关键词：51单片机光电码盘摘要 (1)一、设计题目与要求 (3)二、方案选定 (3)（一）、选择实现转速测量的方法 (3)1.根据测量方法分类 (3)2.根据工作原理分类 (5)3.几种具体的测量方法 (6)4.光电开关具体的类型 (7)（二）、测量系统的构成 (8)1.信号拾取 (8)2.整形倍频 (10)3.单片机模块 (10)三、硬件电路设计 (13)（一）、原理分析 (13)（二）、显示部分 (13)（三）、复位电路 (13)（四）、信号 (14)（五）、单片机时钟 (15)四、系统程序设置与调试 (16)（一）、单片机控制部分硬件调试： (17)（二）、数码管LED电路调试： (17)（三）、发送部分硬件电路调试： (17)（四）、系统流程 (22)五、程序调试及仿真 (22)实验总结 (28)原理图 (29)参考文献： (30)一、设计题目与要求电动机转速测量1、实现对电动机转速的测量。
机械工程测试技术教学大纲
《机械工程测试技术》教学大纲适用专业：机械设计制造及其自动化（本科）专业学时：32学时一、课程性质和任务本课程是面向机械设计制造及其自动化本科专业开设的一门专业基础课，重点讲授基本测试理论及常用测试装置的特性和应用。
本课程的主要目的是使学生掌握研究动态测试的基本理论和基本方法，为今后从事测试工作打下坚实的理论基础。
二、课程教学目标本课程的教学目标是：使学生具备高素质劳动者和高等职业专门人才所必需的机械工程测试技术的基本知识和基本技能，初步形成解决实际问题的能力，为学习专业知识和职业技能打下基础，并注意渗透思想教育，逐步培养学生的辩证思维，加强学生的职业道德观念。
通过本课程的学习，使学生达到以下要求：懂理论和原理；会选择和使用；能维护和修理。
（一）基本知识教学目标1、掌握测试系统的组成及各部分的工作原理和功能。
2、掌握动态测试的基本理论及实际测试系统的环节和组成。
3、掌握信号的时域和频域的描述方法，掌握频谱分析、相关分析及功率谱分析的基本原理和应用，了解数字信号分析的基本概念、方法。
4、掌握测试装置的动、静态特性的评价方法和实现不失真测试的条件，并能正确选择和分析测试装置。
5、掌握中间变换电路及记录仪器的工作原理和基本特性，并能正确地选用。
（二）能力教学目标：1、能正确使用常用的测试工具、仪表。
2、具有借助手册等工具书和设备铭牌、产品说明书、产品目录等资料，查阅测试仪器的有关数据、功能、使用方法的能力。
3、会选择和使用传感器，能维护和修理。
应用电路的能力。
4、具备对测量系统进行初步分析和设计能力。
5、具有一定的解决工程实际问题的能力。
（三）思想教育目标1、初步具备辩证思维的能力。
2、具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。
3、加强职业道德意识。
三、教学内容和要求（一）基础模块第一章绪论内容：测试技术的含义及作用；测试技术的发展概况；测试系统的组成及各环节的作用；动态测试的含义；本课程的特点和学习要求。
机械工程测试技术课程设计
课程设计说明书题目：院〔系〕专业课程班级姓名学号导师年月日工程测试技术课程设计任务书〔2021—2021学年第 2 学期〕指导教师2021 年 6 月15 日课程设计任务书一设计目的1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用；2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。
二设计要求和技术指标1、技术指标：要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下：〔1〕测温范围：室温～50℃；〔2〕被测温度到达50℃时，指示灯亮〔或蜂鸣器工作〕；2、设计要求〔1〕设计一个能满足要求的温度测量及报警电路；〔2〕要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图〔选做〕；〔3〕根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；〔4〕在万能板、PCB板上或面包板上安装好电路并调试；〔5〕拟定测试方案和设计步骤；〔6〕撰写设计报告、调试总结及使用说明书。
3、设计扩展要求〔1〕能显示输出温度；目录第1章绪论 (1)1.1电子技术的开展趋势 (1)1.2 本人的主要工作 (2)第2章温度测量仪的电路设计 (3)2.1 温度测量仪总体框图 (3)2.2 AD590集成温度传感器 (3)2.3 K—℃变换器 (4)2.4 放大器 (5)2.5 比拟器 (5)2.6 报警设备 (6)2.7 电路原理图 (7)第3章仿真与制作 (8)3.1 电路的仿真 (8)3.2 仿真结果及其分析 (12)3.3 温度测量仪的调试 (12)第4章总结报告 (13)附录A元件清单 (14)附录B实物图 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1电子技术的开展趋势电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始开展起来的新兴技术，二十世纪开展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术开展的一个重要标志。
进入21世纪，人们面临的是以微电子技术〔半导体和集成电路为代表〕电子计算机和因特网为标志的信息社会。
高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的开展。
机械工程测试技术课程设计
机械工程测试技术课程设计(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--机械工程测试技术课程设计工作台振动测量仪设计姓名：胡向东学号： 111指导教师：卢纪丽院系：机电工程专业：机械设计制造及其自动化设计日期：概述振动测试仪是一种能测量机械、物体等振动的测量仪器。
比如测振仪、动平衡仪、振动测试与模态分析仪都算是振动测试仪。
振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。
各种机器、仪器和设备运行时，不可避免地存在着诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起受力的变动、碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境下能量传递、存储和释放都会诱发或激励机械振动。
所以说，任何一台运行着的机器、仪器和设备都存在着振动现象。
在大多数情况下，机械振动是有害的。
振动往往会破坏机器的正常工作和原有性能，振动的动载荷使机器加速失效、缩短使用寿命甚至导致损坏造成事故。
机械振动还直接或间接地产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类的健康。
因此，要采取适当的措施使机器振动在限定范围之内，以避免危害人类和其他结构。
随着现代工业技术的发展，除了对各种机械设备提出了低振级和低噪声的要求外，还应随时对生产过程或设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制，这些都离不开振动测量。
为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计，找出其薄弱环节，改善其抗振性能。
另外，对于许多承受复杂载荷或本身性质复杂的机械结构的动力学模型及其动力学参数，如阻尼系数、固有频率和边界条件等，目前尚无法用理论公式正确计算，振动试验和测量便是唯一的求解方法。
因此，振动测试在工程技术中起着十分重要的作用。
微振动测试仪的设计主要组成部分压电式传感器，用于信息的采集；在本设计方案里选择压电陶瓷传感器做为压电式传感器。
通过电路连接把所采集的信息传递给电荷放大器，对微弱的电荷信号进行放大，信号的放大通常有两种：电压放大和电荷放大。
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%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录一、设计目的与要求 (1)二、设计任务 (1)三、设计内容 (1)3.1 仪器简介 (1)3.2设计原理、设计步骤及数据分析 (3)利萨如图形法测量简谐振动频率 (3)振动测试 (9)四、简支梁振动系统综合性能测试 (13)振动系统固有频率测试的方法 (13)隔振 (17)单式动力吸振器吸振的实验分析 (18)复式动力吸振器吸振的实验分析 (19)五、设计心得 (22)六、参考文献 (23)七、指导老师评语 (24)简支梁动态特性综合测试方法一、设计目的与要求1. 学习测试系统的搭建以及相应仪器的使用2. 学习振动系统的频率阻尼计算、测试的各种方法3. 学习振动量（位移、速度、加速度）的测量及之间关系4. 学习振动系统特性的测试方法及频谱的分析方法5. 学习振动系统吸振、隔振的方法及分析其频率二、设计任务1.掌握仪器设备的使用方法以及测试系统的安装调试2.掌握多种简谐振动的频率方法，特别是使用“利萨如图形法”3.掌握位移、速度、加速度的测定方法以及它们之间的关系4.掌握频谱分析方法以及它们的应用条件，理解频谱图的含义5.掌握吸振、减振的方法，并会计算隔振频率三、设计内容3.1 仪器简介DHVTC振动测试与控制实验系统的组成：如图1所示，实验系统由“振动与控制实验台”、激振测振系统与动态分析仪组成。
1、底座）2、支座）3、二（三）自由度系统）4、薄壁圆板）5、非接触式激振器）6、接触式激振器）7、力传感器）8、偏心电机）9、磁电式速度传感器）10、被动隔振系统）11、简支梁）12、主动隔振空气阻尼器）13、单/复式动力吸振器）14、压电式加速度传感器）15、电涡流位移传感器）16、磁力表座）图1 DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图振动与控制实验台振动测试与控制实验台由弹性体系统（包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单自由度系统、二自由度系统、多自由度系统模型）配以主动隔振、被动隔振及动力吸振用的空气阻尼减震器、单式动力吸振器、复式动力吸振器等组成。
是完成振动与振动控制等近30个实验的试验平台。
○1激振系统与测振系统（1）激振系统激振系统包括：DH1301正弦扫频信号源，JZ-1型接触式激振器，JZF-1型非接式触激振器，偏心电动机、调压器，力锤（包括测力传感器）。
（2）测振系统测振系统包括：动态采集分析仪，ZG-1型磁电式振动速度传感器，压电式加速度传感器、WD302电涡流位移传感器、测力传感器。
○2动态采集分析系统动态采集分析系统包括：信号调理器、数据采集仪、计算机系统（或笔记本电脑）、控制与基本分析软件、模态分析软件3.2设计原理、设计步骤及数据分析1 、利萨如图形法测量简谐振动频率图 2 利萨如图形法测量简谐振动频率的实验装置框图采集的速度信号、扫频信号源产生的信号分别接入通道。
信号合成时，扫频信号源产生信号为X（Y）轴，在简支梁上采集的速度信号为Y（X）轴。
合成用X-Y显示，注意的是采集的速度信号因存在干扰，所以回放时经过了数字滤波处理。
这时得到的信号就比较理想。
:f fX Y1: 12: 13: 1图3 利萨如图形实验方法及过程1、安装偏心电机偏心激振电机的电源线接到调压器的输出端，电源线接到调压器的输入端（黄线为地线），一定要小心防止接错，要注意调压器的输入和输出端，防止接反。
把调速电机安装在简支梁中部，对简支梁产生一个未知的激振力，电机转速（强迫振动频率）可用调压器来改变，把调压器放在“40”档左右，调好后在实验的过程中不要再改变电机转速。
2、将测试系统连接好将DH1301扫频信号源输出信号接到采集仪的第三通道。
将速度传感器布置在激振电机附近，速度传感器测得的信号接到数采仪的第二通道。
扫频信号源产生信号为X 轴，在简支梁上采集的速度信号为Y 轴。
采集的速度信号通过了数字滤波处理。
3、测试过程①当两信号频率相近时，即X Y f f ≈（X f 为扫频信号源产生信号，Y f 为速度传感器采集的信号）。
图4 采集的速度信号由图4采集的速度信号中双光标测量可知得周期，/5x T d =，则频率约为1/53.55Y f T Hz ==图5 扫频信号源产生的信号图由图5 扫频信号源产生的信号图中双光标测量可知得周期，/5x T d =，则频率约为1/54.01X f T Hz ==由扫频信号源产生信号为X 轴，在简支梁上采集的速度信号为Y 轴的合成图：图6 X-Y 合成图 即当:1:1X Y f f ≈时，利萨如图如上，与预期相符合。
②两信号频率满足:2:1X Y f f =，即（其中X f 为扫频信号源产生信号，Y f 为速度传感器采集的信号）。
图7 采集的速度信号图由图7中双光标测量可知得周期，/10x T d =，则频率：1/54.47Y f T Hz ==图8 扫频信号源产生的信号图由图8中双光标测量可知得周期，/10x T d =，则频率：1/108.47X f T Hz ==由扫频信号源产生信号为X 轴，在简支梁上采集的速度信号为Y 轴，X-Y 合成图（见图9）图9 X-Y 合成图即当:2:1X Y f f ≈时，利萨如图与预期相符合。
③同理信号频率满足f x = f y / 2时，利萨如图形如下图10所示，此图未滤波，故图像并不清晰。
图10 /2x y f f =时利萨如图综合测试结果如，表1表1 利萨图测试结果试验中，如果经过滤波，图像会更清晰。
在实验过程中存在的问题有很多，比如说人为误差、外来干扰、仪器灵敏度参数设置的不合适以及仪器本身存在的误差，都会导致实验结果存在误差。
2、振动测试在振动测量中，有时往往不需要测量振动信号的时间历程曲线，而只需要测量振动信号的幅值。
振动信号的幅值可根据位移、加速度、速度的关系，用位移传感器或速度传感器、加速度传感器来测量。
计算位移传感器、速度传感器或加速度传感器分别来测量振动信号的幅值。
通过积分、微分运算，将结果与传感器测量得来的数据与相比较。
位移、速度、加速度三者关系：设 振动位移、速度、加速度分别为x v a 、、，其幅值分别是X 、V 、A则：sin()x B t ωϕ=-,则cos()xtd v B t d ωωϕ==-，222sin()x t d a B t d ωωϕ==-- t v a d =⋅⎰，t x v d =⋅⎰。
式中，B 位移振幅 、 ω角频率 、 ϕ初相位。
则得，X=B ，V=B ω A= 2B ω=（2πf ）2B我们用的传感器有速度、位移、加速度传感器，把它们测得的信号就到数采仪的通道，设置仪器的各个参数。
调节扫频信号源的输出频率感和幅值，使梁产生明显的振动，记录结果如下。
表11 扫频信号为40Hz表12 扫频信号为45Hz表13 扫频信号为50Hz表14 扫频信号为55Hz测量结果及分析（X=B ，V=B ω A= 2B ω=（2πf ）2B ） 测得数据及分析计算如下表所示：表2 实际测得位移，速度，加速度表3 根据位移X计算速度，加速度表4 根据速度计算位移，加速度表5 根据加速度计算位移，速度通过比较可知，位移、速度、加速度的实际测量与理论计算值还是有一定的差别，这些都是我们在实验中的误差所致，导致误差产生的原因有很多，包括仪器本身的误差，人为的误差等多种因素，所以在实验中我们应该尽量避免误差的产生。
四、简支梁振动系统综合性能测试瞬态信号产生方式一是快速正弦扫频法。
将正弦信号发生器产生的正弦信号，在幅值保持不变的条件下，由低频很快地连续变化到高频。
从频谱上看，该情况下，信号的频谱已不具备单一正弦信号的特性，而是在一定的频率范围内接近随机信号。
二是脉冲激励。
用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。
信号的有效频率取决于脉冲持续时间τ，τ越小则频率范围越大。
三是阶跃激励。
在拟定的激振点处，用一根刚度大、重量轻的弦经过力传感器对待测结构施加张力，使其产生初始变形，然后突然切断张力弦，相当于给该结构施加一个负的阶跃激振力。
用脉冲锤进行脉冲激振是一种用得较多的瞬态激振方法，它所需要的设备较少，信号发生器、功率放大器、激振器等都可以不要，并且可以在更接近于实际工作的条件下来测定试件的机械阻抗。
4.1、振动系统固有频率测试的方法振动系统固有频率的测量主要有共振法（幅值和相位判别法）、锤击法（传函判别法）和自由衰减振动波形自谱分析法（自谱分析法）A 幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过示波器，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。
在激振频率不断增加的情况下，通过振动曲线可以观察到在某一频率下，曲线幅值会增到最大。
此时的频率极为系统的固有频率；实验步骤：把接触式激振器安装在支架上，将其信号输入端接到DH1301扫频信号源的输出接口上。
把加速度传感器粘贴在简支梁上，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道，设置各参数。
手动调节输出信号的频率，从0开始调节，当简支梁产生振动，且振动量最大时，保持该频率一段时间，记录下此时信号源显示的频率，即为简支梁振动的固有频率。
继续增大频率即可得到高阶振动频率。
B 相位判别法相位判别法是根据共振时特殊的相位值以及共振动前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。
在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。
实验步骤：将激励信号源信号接入采集仪的2通道，加速度传感器接采集仪的3通道。
加速度传感器放在距离梁端1/3的位置，选择信号的时间波形2和3，选择“X-Y记录仪方式”利用利萨如图，显示两通道的数据。
调节信号源频率，观察图像的变化情况，将加速度传感器换成速度传感器和位移传感器来分别测试，观察图像，根据共振时各物理量的判别法原理，来确定共振频率，调节DH1301的输出电压来调整激振器的激振力的大小，从而调整传感器的输出幅值的大小。
C传函判别法通常我们认为系统振动系统为线性系统，用一特定已知的激振力，以可控的方法来激励结构，同时测量输入和输出信号，通过传函分析，得到系统固有频率。
实验步骤：把力锤的力传感器输出线接到采集仪2通道，把速度传感器按在简支梁上，输出信号接到3通道，设置各项运行参数，选择频响分析模式。
用力锤击简支梁的中部，选择频响曲线的第一个峰就是系统的一阶固有频率。
后面的几个峰是系统的高阶频率，移动传感器或用力锤敲击简支梁的其他部位，在进行测试，记录下梁的各阶固有频率。
D 自谱分析法:当系统做自由衰减振动时包含了各阶频率成分，时域波形反映了各阶频率下自由衰减波形的线性叠加，通过对时域波形做FFT转换就可以得到其频谱图，从而我们可以从频谱图中峰值处得到系统的固有频率。