河北农业大学机电学院

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。

内容如下

课程网络学习资源: 1.工程测试技术网络课件

华中科技大学东北大学、

东南大学

2.工程测试网上虚拟实验室

网上相关学习资源

第一章、绪论本章学习要求：

仁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

・测试工作的任务：

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:

-测试技术是实验科学的_ 部

分•主要研究各种物理量和测

号M 法。

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简单的测试系统可

以只有一个模块, 如

玻璃管温度计。

它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路,很简单, 但精度底,无法实

现测量自动化。为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一也构成自动化装置, 通常先将被测物理量转换为电量,再对电信号进行处理和输岀。如图所示的声级计。

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。

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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。

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

传感器

变磁通感应式传感器是将被测

信息按一定规律转换

成同种或别种量值输

出的装直。这种输出

量通常是电信号。

1.2测试系统的组成河北农业大学机电学院

调理环节

•信号的调理环节是把来自传感器的

Ri

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，

基本放大器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。

信号的调制与解调

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

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。

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。

机床轴承故障监测系统

4

■

振动信号带通滤波A/D变换FFT变换

信号频谱

轴承

报警信息如y

1 • 3测试技术的工程应用

工程技术领域

1v工业自动化中的应用

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。

a）机械手、机器人中的传感器

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、

觉传感器。

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b) AGV自动送货车

香港理工AGV模型

Automated Guided Vehicles

判断建筑物内人和物所在位置;

超声波测距传感器:

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。

C）生产加工过程监测

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

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。

石化企业输—油管

道、储G油罐等压

力

容器的破损

和泄露检

测。

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。

图示为汽车出厂检验原理框图，测量

711汽车扭距测量

参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油

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压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测

试，工程师可以了解产品质量。

机床加工精度测量

风机性能自动测试系统

步进电,1减速器

压力则

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压差魏縊

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风筒

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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 了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。

1、全自动洗衣机中应检测那些物理量?

2、举出一些生活中常见的家电几办公自动化产品应用 传感器

的例子

指纹传感器

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