常用机械量测试方法与系统组成汇总
机械工程中的测试与测量技术
机械工程中的测试与测量技术在机械工程领域中，测试与测量技术扮演着至关重要的角色。
它是确保机械设备和系统高效运行的关键一环，也是保证产品质量和安全的必要手段。
本文将介绍机械工程中常用的测试与测量技术，以及其在不同领域的应用。
一、标准测试方法标准测试方法是机械工程中最常用的一种测量技术。
它通过明确的步骤和参数，对机械设备或系统进行定量评估。
标准测试方法通常包括测量仪器的选择、测量环境的控制以及数据的采集和分析等步骤。
例如，对于机械设备的功率输出测试，可以通过安装负载并测量电流和电压的方法来确定设备的功率输出情况。
二、非接触式测量技术随着科技的发展，非接触式测量技术在机械工程中得到了广泛应用。
非接触式测量技术主要包括光学、声学和电磁等方法。
它们不需要与被测物理接触，避免了测量误差和对被测物的损伤。
例如，通过激光测距仪对物体距离进行测量，或利用红外热像仪观察温度分布情况，这些都是非接触式测量技术的典型应用。
三、材料测试技术材料测试技术广泛用于机械工程中的材料研究和产品质量控制。
它包括材料强度、硬度、韧性、断裂和疲劳等方面的测量。
常见的材料测试方法包括拉伸试验、硬度测试和冲击试验等。
通过这些测试技术，可以评估材料的性能和可靠性，为机械设计提供重要的依据。
四、振动与噪声测试技术振动与噪声是机械系统中常见的问题，会对设备的性能和寿命产生负面影响。
因此，振动与噪声的测试与控制是机械工程中的重要环节。
振动测试可以通过安装加速度计等传感器，对机械设备的振动进行定量测量，并分析振动的频率和幅值。
噪声测试则通过声级计等仪器，对噪声水平进行评估。
这两种测试技术可以有效预防振动与噪声对机械系统的损害。
五、流体力学测试技术流体力学是机械工程中广泛应用的一个领域，涉及到气体、液体的流动和压力等问题。
流体力学测试技术可以对流体的速度、压力、温度等进行测量。
例如，对于风洞测试来说，可以通过安装压力传感器和流速计等设备，对风洞模型所受到的压力和速度进行检测。
常用机械量测试方法与系统组成2
2．应变片的粘贴 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应变片粘贴过程动画演示
步骤： 步骤： ①应变片的检查与选择 ②试件的表面处理 ③底层处理 ④贴片 ⑤固化 ⑥粘贴质量检查 ⑦引线焊接与组桥连线
应变片的粘贴位置
组合式压力传感器压力测量动画演示
应变、应力的测量
表中符号说明：Sg-应变片的灵敏度；u0-供桥电压；ν-被测件的泊桑比； εi -应 交仪测读的应变值，即指示应变； ε-所要测量的机械应变值。
转速检测
1、离心力检测法
一个经典的自动控制模型
瓦特的飞球调节器控制蒸汽机转速
转速检测
2、光电码盘转速检测
绝对光电码盘和增量光电码盘
绝对光电码盘是把旋转轴的旋转角度用二进制编码输 出，它可以检测绝对角度，而且有外部干扰或电源断 电事故发生后恢复正常时，可以立即准确检测位置信 息，但缺点是结构复杂，成本高，并需要用阵列光电 元件检测来自各位的脉冲信号。 增量光电码盘是随旋转轴的旋转角度输出一列连续脉 冲波的码盘，通过累计脉冲个数测量旋转角，一般使 用一个透射型光电藕合器只检测转速，而不能检测转 轴的绝对转角和转向。 增量光电码盘在工业应用的数量上远比绝对码盘多。
应变、应力的测量
三、在平面应力状态下主应力的测定
在实际工作中，常常需要测量一般平面应力场内的主应力， 在实际工作中，常常需要测量一般平面应力场内的主应力，其主应力方向可能是已知 的或未知的。 的或未知的。 （一）已知主应力方向
σ1 =
E (ε1 + νε 2 ) 2 1 −ν
σ2 =
E (ε 2 + νε1 ) 2 1 −ν
转速检测
转速检测
转速检测
一、增量式光电编码器 LED 光栏板及辨向用的A、 狭缝 光栏板及辨向用的 、B狭缝 转轴
常用机械式量测仪表的构造与使用.
常用机械式量测仪表的构造与使用 2、手持式应变仪
掌握其读数方法及换算关系
千分表
常用机械式量测仪表的构造与使用
L=250mm
ε=ΔL/L
常用机械式量测仪表的构造与使用
3、读数显微镜 掌握其操作和读数方法；
常用机械式量测仪表的构造与使用
测读方法
01 23 4 5 6
测读1：3.28 mm 测读2：3.62 mm 裂缝宽度：3.62-3.28 =0.34mm
5、等强度梁挠度试验
仪表及器材 ①等强度梁及附加装置； ②钢尺； ③百分表； ④磁性表座。
等强度梁及附加装置
常Байду номын сангаас机械式量测仪表的构造与使用
等强度梁挠度试验步骤
①测量等强度的厚度h(mm)； ②在梁上安装带有磁性表座的百分表； ③测量支座至百分表的距离x(mm); ④记录百分表的初始读数； ⑤分级加载：5N,10N,20N，每次加载后测读百分表读数，并记入表格; ⑥分级卸载：20N,10N,5N，每次卸载后测读百分表读数，并记入表格; ⑦重复加载、卸载三次。
常用机械式量测仪表的构造与使用
回弹仪操作方法 使仪器继续顶住混凝土检测面，进行读数并记录回
弹值，如条件不利于读数，可按下按扭，锁住机 芯，将回弹仪移至他处读数。 逐渐对回弹仪减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下 一次使用。 每次检测时，均应按上述要求，重复操作。
常用机械式量测仪表的构造与使用
分辩率：0.01mm。 量程：5，10，20，30，50mm等。
常用机械式量测仪表的构造与使用
工作原理：利用齿轮传动结构将检测装置的位移值放 大，并将检测的直线往复转动转化成指针的回旋转动， 以指示其位移数值。
机械工程测试技术基础知识点整合
机械工程测试技术基础知识点整合第一章：测试概述测试是一种获取被测对象有用信息的方法，是测量和试验技术的综合。
测试可以分为静态测量和动态测量两种类型。
本课程主要研究机械工程中动态参数的测量，测试系统的组成包括量纲及量值的传递，测量误差，测量精度和不确定度，以及测量结果的表达。
第二章：信号分析与处理信号可以根据其描述方式分为时域描述和频域描述。
时域描述是指幅值随时间的变化，而频域描述则是指频率组成及幅值、相位大小。
对于周期信号，可以使用XXX级数来求其频谱，其特点为离散性、谐波性和收敛性。
瞬变信号可以使用傅里叶变换求其频谱，其特点为连续性和收敛性。
随机信号也可以使用傅里叶变换求其频谱，其特点为连续性。
信号的特征参数包括均值、均方值、方差和概率密度函数等。
自相关函数和互相关函数可以用来描述两个信号之间的相关性。
相关系数和相干函数在时域和频域描述两个变量之间的相关关系。
自功率谱密度函数和互功率谱密度函数可以用来反映信号的频域结构。
数字信号处理是对信号进行数字化处理的一种方法。
时域采样定理规定了采样频率必须大于信号最高频率的两倍，即fs。
2fh。
而混叠是因为采样频率过低（即Ts过大）或信号频率过宽，导致信号在fs/2处折叠。
为了避免混叠，需要进行抗混叠滤波或提高采样频率。
量化误差是由于量化步长造成的，减小量化步长可以降低误差。
泄漏是由于加窗截断处理引起的，合理选择窗函数可以减小泄漏。
对于周期信号，可以进行整周期截断处理。
频域采样会出现栅栏效应，需要进行插值处理。
测量装置的基本特征包括静态特性和动态特性。
静态特性包括线性度、灵敏度、回程误差和分辨力等参数。
线性系统具有叠加性、比例性、微分性、积分性和频率保持性等特性。
频率响应函数描述了系统在简谐信号激励下，稳态输出对输入的幅值比、相位差随激励频率变化的特性。
求取频率响应函数的方法包括微分方程、拉普拉斯变换、傅里叶变换和实验法等。
系统不失真的条件包括时域不失真和频域不失真条件。
常用机械量的测量原理和测量方法
常用机械量的测量原理和测量方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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简述常见的机械量检测方法
简述常见的机械量检测方法
常见的机械量检测方法有：
1、游标卡尺测量法。
通过游标卡尺的测量，可以确定零件的几何尺寸和形状，以及确定孔径、孔距、圆弧半径等位置参数。
2、千分尺测量法。
千分尺是一种常用的长度测量工具，其测量精度高，可以达到0.01mm。
3、百分表测量法。
百分表是一种比较测量工具，可以测量长度、深度、高度和圆弧半径等参数。
4、角度尺测量法。
角度尺是一种用于测量角度的测量工具，可以测量平面角、锥角等参数。
此外还有影像仪测量法、三坐标测量机测量法等。
机械工程测试技术基础讲稿(第七周)
扭矩测试
扭矩测试用于测量物体受到的扭矩的大小 和方向。
压电式传感器
利用压电效应，将力或扭矩转换为电信号 进行测量。
温度测试
01
02
03
热电偶
热电偶是一种常用的温度 测试设备，通过测量两种 不同导体之间的热电效应 来计算温度。
红外测温仪
利用红外辐射原理，通过 测量物体发射的红外辐射 能量来计算温度。
07 总结与展望
本讲内容回顾
• 传感器原理及应用：本周我们深入探讨了不同类型的传感器，如电阻式、电容 式、电感式等的工作原理及其在机械工程中的应用。通过实例演示，我们理解 了传感器如何将物理量转化为可测电信号，为后续的测试与控制技术提供了基 础。
• 信号调理与采集：信号调理是测试系统中的重要环节，本周我们学习了如何对 来自传感器的原始信号进行放大、滤波、隔离等处理，确保信号质量。同时， 我们了解了数据采集系统的组成和原理，为实际应用中信号的准确获取打下基 础。
激光衍射测量
利用激光衍射原理，测量微小物体的 尺寸和形状，广泛应用于微纳测量领 域。
激光雷达技术
利用激光雷达原理，实现距离、速度、 角度等参数的测量，具有非接触、高 精度和高分辨率的优点。
超声波测试技术
超声波测试技术
利用超声波在介质中的传播特性，实现对各 种材料和结构的无损检测和评估。
超声波测厚
利用超声波在介质中传播速度恒定的原理， 测量材料的厚度。
课程目标
通过本课程的学习，学生将掌握测试 技术的基本原理和实际应用，培养解 决实际工程问题的能力，为后续专业 课程的学习和实际工作打下基础。
课程目标
掌握测试技术的基本原理
学生将深入理解测试技术的基本概念、原理和方法，包括传感器、 信号处理和测量误差等方面的知识。
机械测试技术重点知识点总结
测试技术绪 论 1. 测试：测试是具有实验性质的测量，或者可以理解为测量和实验的综合。
2. 测试技术研究的主要内容为被测量的测量原理、测量方法、测量系统及数据处理四个方面。
3. 测试技术的组成及作用：1.传感器是将被测信息转换成 电信号的器件，包括敏感器和转换器两部分。
2.信号的调理环节是把来自传感器的信号转换成更适合进一步的传出和处理的形式。
3.信号处理环节是对来自信号调理环节的信号进行各种运算滤波和分析。
4.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储测试的结果。
5.反馈、控制环节主要用于闭环控制系统中的测试系统。
第1章 信号及其描述 1． 信号的分类 ⎧⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎩⎩⎪⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎩⎩简谐信号周期信号复合周期信号确定性信号准周期信号非周期信号瞬变信号信号各态历经信号平稳随机信号随机信号非各态历经信号非平稳随机信号确定性信号：能用明确的数学关系式 或图像表达的信号。
2. 工程测试 就是信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。
平稳随机过程：统计特征量不随时间 变化 各态历经随机过程：样本特征量代替总体特征量 3. 信号的描述：时域描述（表达式、波形）和频域描述（频谱：相频谱、幅频谱） 周期信号的描述、非周期信号的描述、随机信号的描述：（1）周期信号与离散频谱 周期信号的频谱特点和求取方法1）周期信号的频谱特点是离散的，每条频谱线表示一个谐波分量。
2）每条频谱线只出现在基频整数倍的频率上。
3)各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小。
求取方法:用三角函数展开式或是用负指数函数展开式求得。
4..欧拉公式： ：)e (e 2/sin )e (e 2/1cos jsin cos e 00jn t jn t jn t jn tjn t j t n t n tn t n ωωωωωωωωω-=+=±=0000-0-00±5.傅里叶变换的主要性质1）奇偶虚实性。
机械测试测量的基础知识
机械测试测量的基础知识引言机械测试测量是一种用于评估和验证机械性能和工作状态的技术。
它在机械工程和相关领域中具有广泛的应用，包括产品设计、制造、维护和质量控制等方面。
本文将介绍机械测试测量的基础知识，包括测试方法、测量仪器和测量技术等内容。
测试方法机械测试可以采用多种不同的方法，根据具体的测试需求和目的选择合适的测试方法是非常重要的。
以下是一些常见的机械测试方法：1.静态测试：在静态条件下测量机械件的力学性能，如强度、刚度和变形等。
常用的测试方法包括拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等。
2.动态测试：在动态条件下测量机械件的响应和振动性能。
动态测试可以用来评估机械件的动态刚度、频率响应和振动衰减等性能。
3.疲劳测试：通过施加循环加载或应力，来评估机械件在实际使用条件下的耐久性能。
常见的疲劳测试方法包括拉伸疲劳测试和弯曲疲劳测试等。
4.耐久性测试：评估机械件在长时间使用和重复使用的条件下的性能表现。
耐久性测试可以通过模拟实际使用环境和条件，来预测机械件的使用寿命和可靠性。
测量仪器在机械测试中，使用合适的测量仪器和设备对机械性能进行准确的测量是非常重要的。
以下是一些常用的机械测试测量仪器：1.应力-应变测量设备：用于测量机械件在受力过程中的应变和应力变化。
常见的应力-应变测量设备包括应变计、力传感器和应变片等。
2.声振频谱分析仪：用于分析和评估机械件的振动性能和声响特性。
声振频谱分析仪可以提供机械件的频谱图和频率响应曲线等信息。
3.温度传感器：用于测量机械件在测试过程中的温度变化。
温度传感器可以帮助我们了解机械件在不同温度环境下的性能差异。
4.显微镜和摄像机：用于对机械件的细微结构和表面缺陷等进行观察和记录。
显微镜和摄像机可以提供高分辨率的图像和视频，以便分析和评估机械件的质量和性能。
测量技术机械测试测量中使用的测量技术多种多样，以下是一些常见的测量技术：1.数据采集和分析：使用传感器和数据采集系统对机械件的力学性能进行实时监测和采集数据。
机械测试系统原理与应用
机械测试系统原理与应用
机械测试系统是一种用于测试和评估机械性能的工具。
它主要包括测试设备和测试方法两个方面。
测试设备是机械测试系统的重要组成部分，通常包括试验机、负荷传感器、位移传感器和控制系统等。
试验机是一种能够施加静态或动态负荷的设备，常用来测试材料的力学性能。
负荷传感器用于测量试验机施加的负荷大小，而位移传感器则用于测量试件的变形情况。
控制系统则用于控制试验机的操作和记录测试数据。
测试方法是机械测试系统的核心内容，不同的测试方法适用于不同的机械性能评估。
常见的机械测试方法包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验和疲劳试验等。
拉伸试验用于评估材料的抗拉强度和延伸性能，压缩试验用于评估材料的抗压强度，弯曲试验用于评估材料的弯曲刚度和强度，疲劳试验用于评估材料的疲劳寿命。
机械测试系统广泛应用于各个领域，例如材料科学、工程力学和产品质量控制等。
在材料科学领域，机械测试系统可以用于研究不同材料的力学性能和变形行为，为材料设计和选择提供依据。
在工程力学领域，机械测试系统可以用于评估结构件的力学性能，检测结构的安全性和可靠性。
在产品质量控制领域，机械测试系统可以用于检测和评估产品的性能，确保产品符合质量标准。
总之，机械测试系统以其精确、可靠的测试性能和广泛的应用
范围，为机械性能评估提供了有效的工具和方法。
通过机械测试系统的使用，可以提高材料和产品的设计质量，提高结构的安全性和可靠性，促进科学研究和工程实践的发展。
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机械量检测
31 位移检测 2 转速检测 3 力的检测 4 加速度与振动检测
机械量介绍
机械量包括长度、位移、速度、转角、转 速、力、力矩、振动等参数。
其中直线位移是机械量中最基本的参数； 速度是位移的时间微分； 力或力矩可以使弹性体变形而产生位移； 由牛顿定律可知加速度与作用力有关。
11
电涡流传感器
电涡流效应演示
当电涡流线
圈与金属板的距
离x 减小时，电 涡流线圈的等效
电感L 减小，等 效电阻R 增大。 感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多，流过电涡流
线圈的电流 i1 增 大。
电涡流效应动画演示
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理图
电涡流传感器
电涡流传感器Leabharlann 12(a)探头结构
空气
液体
(b) )检测原理
31
电位计式传感器
优点： 结构简单、尺寸小、重量轻、精度高(0.1%0.05%)、
性能稳定、受环境因素影响小，可实现输出-输入任意函数 关系，输出信号较大，一般不用放大。 缺点：
存在滑动触头与线圈等之间的摩擦，输入能量要求较 大，且磨损降低寿命和可靠性，也会降低测量精度。
电位计分类
线性电位计 按输出-输入特性 非线性电位计
按结构形式
线绕式—在传感器中应用较多 薄膜式—具有较高的精度和线性特性 光电式—无摩擦和磨损，分辨率高
线绕电位计的工作原理
根据欧姆定律： R l
A
以线位移型为例：
若变阻器式：
Rx
R
x L
SR
x
SR 电阻灵敏度：表示电刷单位位移能引起的 输出电阻的变化量
几种介质的相对介电常数
7
8
位移检测
2、电感式位移检测方法
位移检测
3、差动变压器位移检测方法
互感式位移传感器，变压器一次线圈和上下对称 的两个二次线圈之间的互感强度随铁心的位置而 发生变化。
L N 20S
l
可见，自感L是气隙截面积和长度的函数，即L＝f(S,lδ) 如果S保持不变，则L为lδ的单值函数，构成变隙式自感传 感器；若保持lδ不变，使S随位移变化，则构成变截面式 自感传感器。其特性曲线如图。
若分压器式：
Uc
U
x L
SV
x
SV 电压灵敏度：表示电刷单位位移能引起的输 出电压的变化量
SR、SV均是常数
变阻器式传感器产品
案例：重量的自动检测--配料设备
原材料
原理：弹簧->力->位移 ->电位器->电阻
比较
重量设定
案例：煤气包储量检测
钢丝
煤气包
原理：钢丝->收线圈数
->电位器
->电阻
案例：玩具机器人（广州中鸣数码 ）
电涡流传感器
4．电涡流表面探伤
手持式裂纹测量仪
油管探伤
用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹
电涡流传感器探伤检测动画演示
5．厚度测量
测量前，可先用电涡流测厚仪对标准厚度的镀 层和铜箔作出“厚度－输出”电压的标定曲线，以便 测量时对照。
电涡流涂层厚度仪
６．其它应用 电涡流传感器计数动画演示
电涡流传感器轴心轨迹测量动画演示
原理：电机->转角 ->电位器 ->电阻
（3）传感器外形 4~20mA电涡流位移传感器外形图
V系列电涡流位移传感器外形图
该测 厚仪与前 面镀层测 厚有何区 别？
电涡流传感器测量厚度动画演示
位移检测
4、光纤位移检测方法
（1）球面光纤液位传感器
光由光纤的一端导入,在球状 对折端部一部分光透射出去, 而另一部分光反射回来,由光 LED 纤的另一端导向探测器。反 射光强的大小取决于被测介 质的折射率。被测介质的折 PD 射率与光纤折射率越接近,反 射光强度越小。显然,传感器 处于空气中时比处于液体中 时的反射光强要大。因此,该 传感器可用于液位报警。若 以探头在空气中时的反射光 强度为基准，则当接触水时 反射光强变化–6dB～–7dB,接 触油时变化–25dB～–30dB。
机械量检测的主要任务：检测位移和力的 大小
按检测原理分类
位移检测
1、电容式位移检测方法
变极距法和变面积法
C
S d
d ≤ 1mm
变面积(S)型
位移检测
6
变介质介电常数型
变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的厚度 、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变 而改变来测量介质材料的温度、湿度等。在电容器两极板 间插入不同介质时，电容器的电容量也就不同。