工程测试技术基础(绪论)
绪论
同学们好,从今天开始我就要为大家介绍一门新的课程,名字叫测试技术基础。
测是机械工程相关专业一门非常重要的学科基础课。
我们正处于一个信息技术飞速发展的时代,而测试技术的出现正是这个时代的产物之一。
所谓它山之石,可以攻玉,微电子技术,特别是微计算机技术的迅速发展,给机械工程、机械工业带来了极其深刻的变化。
机械产品由以往取代、延伸与放大人的体力的作用,跃变到还能取代、延伸、与加强人的部分脑力的作用,比如机电一体化产品的蓬勃兴起于发展正是这一跃变的体现。
机械产品的制造过程也发生了飞跃,制造过程不仅包括物质流与能量流,而且还包含了信息流,制造过程正在走向柔性化、集成化、智能化,FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)的出现与发展正是这一趋势的体现。
这一切技术的关键问题,都在于信息的获取、传输、储存、处理与分析、信息的利用。
而这些正是测试技术、信息理论在机械工程这一传统学科领域的新应用。
1988年4月28日,阿罗哈航空(243号班机为)一架波音737型客机,从希洛前往檀香山途中,因金属疲劳导至驾驶室后方一直到机翼附近的一大块机舱天花板撕裂飞脱,一名空服员(卡拉芭尼·兰辛(Clarabelle Lansing))不幸被吸出机舱外,至今仍失踪,65人受伤。
这个灾难性的断裂事件震惊了整个世界,更加震惊了美国。
所以美国国会当时形成一个议案,要求3年内拿出一个SMART飞机的概念设计,SMART的含义就是具有自诊断和预警系统。
正是这一事件推动了世界各国对智能材料的研究,也推动了各个领域里的监测、诊断、自控制、自适应的研究工作的蓬勃兴起和发展。
另外,这次事件也告诫人们,对一些重要的设备、重要的设施、关键的零部件,对其进行有效的诊断和监控是非常重要的。
比如在我国的三峡大坝里,我们填入了光纤传感器,在长江大桥的悬索大桥的悬索里嵌入了光纤传感器,以自动监测和控制大坝和桥梁的受载情况,以免由于材料的疲劳强度和过载发生灾难性的损害事故。
测试技术基础(李孟源)第1章
第1章 绪 论 以商业用电子秤为例来说明测试技术与测试系统的概念. 待秤物品置于秤盘上,与秤盘接触的荷重传感器感受被测重 量的信息并将其转换为电参量的变化,经信号调理电路(如 电桥)转换为便于传输,处理的电信号,再经模/数转换和运 算处理单元对电信号进行处理,最后显示或记录出被秤物的 重量及相关信息.此例表明,典型的测试系统组成通常如图 1.1所示.
第1章 绪 论
Hale Waihona Puke 第1章 绪 论课程内容 1.1 课程内容 1.2 本课程的特点及任务要求
第1章 绪 论
1.1 课程内容
测试是具有试验性质的测量; 试验是对未知事物探索认识 的过程; 测量则是为确定被测对象量值而进行的实验过程. 测试技术有时也称检测技术,又称广义测量,即将被测量 (信号)转换为可检测, 传输,处理,显示或记录的量,再与 标准量比较的过程. 测量过程中各环节由专门的设备来完成, 这些设备组成的系统通常称为测试系统.
第1章 绪 论
图1.1 测试系统的组成框图
第1章 绪 论
1.2 本课程的特点及任务要求
通过本课程的学习, 学生应做到: (1) 掌握测试技术的基本理论; (2) 熟练掌握测试系统静, 动态特性的评价方法和实 现不失真测试的条件; (3) 掌握常用传感器及其调理电路的工作原理, 性能 并能合理地选用; (4) 具有设计测试方案, 分析和处理测试信号的能力.
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机械工程测试技术基础知识点
第一章绪论1、测试的概念目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和试验的综合。
测试技术是测量和试验技术的统称。
2、静态测量及动态测量静态测量:是指不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:是指随时间变化的物理量的测量。
3、课程的主要研究对象研究机械工程中动态参数的测量4、测试系统的组成5、量纲及量值的传递6、测量误差系统误差、随机误差、粗大误差7、测量精度和不确定度8、测量结果的表达第二章信号分析及处理一、信号的分类及其描述1、分类2、描述时域描述:幅值随时间的变化频域描述:频率组成及幅值、相位大小二、求信号频谱的方法及频谱的特点1、周期信号数学工具:傅里叶级数方法:求信号傅里叶级数的系数频谱特点:离散性谐波性收敛性(见表1-2)周期的确定:各谐波周期的最小公倍数基频的确定:各谐波频率的最大公约数2、瞬变信号(不含准周期信号)数学工具:傅里叶变换方法:求信号傅里叶变换频谱特点:连续性、收敛性3、随机信号数学工具:傅里叶变换方法:求信号自相关函数的傅里叶变换频谱特点:连续性三、典型信号的频谱1、δ(t)函数的频谱及性质△(f)=1 频率无限,强度相等,称为“均匀谱”采样性质:积分特性:卷积特性:2、正、余弦信号的频谱(双边谱)欧拉公式把正、余弦实变量转变成复指数形式,即一对反向旋转失量的合成。
解决了周期信号的傅里叶变换问题,得到了周期信号的双边谱,使信号的频谱分析得到了统一。
3、截断后信号的频谱频谱连续、频带变宽(无限)四、信号的特征参数1、均值:静态分量(常值分量)正弦、余弦信号的均值?2、均方值:强度(平均功率)均方根值:有效值3、方差:波动分量4、概率密度函数:在幅值域描述信号幅值分布规律五、自相关函数的定义及其特点1、定义:2、特点3、自相关图六、互相关函数的定义及其特点1、定义2、特点3、互相关图七、相关分析的应用八、相关系数及相干函数相关系数、相关函数在时域描述两变量之间的相关关系;相干函数在频域描述两变量之间的相关关系。
机械工程测试技术基础教学PPT
#2022
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测量的基础知识
基本量和导出量 基本量: 长度、质量、时间、温度、电流、发 光强度、物质的量 导出量:由基本量按一定函数关系来定义的
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测量的基础知识
3、基准与标准
基准:用来保存、复现计量单位的计量器具,是最高准确度的计量器具。 国家基准、副基准和工作基准 计量标准:用于检定工作计量器具的计量器具 工作计量器具是指用于现场测量而不用检定工作的计量器具。
物质所固有,客观存在或运动状态的特征 非物质,不具有能量,传输依靠物质和能量
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四、测试技术的内容
测试技术的内容 测量原理:实现测量所依据的物理、化 学、生物等现象及有关定律。 测量方法:分为直接或间接测量、接触 或非接触测量、破坏或非破坏测量 测量系统 数据处理
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测试过程:首先利用酒精(敏感元件)检测出被测对象温度变化并将其转换成自身体积的变化(热胀冷缩),然后经过等截面的中空玻璃管(中间变换器)再转换成高度的变化(分析处理),最后由外面的刻度线显示出测试结果(显示、记录)并提供给观察者或输入后续的控制系统。
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教材、参考书与课时安排 教材 机械工程测试技术基础(第3版) 熊诗波 黄长艺编著 机械工业出版社 测试技术与信号处理 郭迎福,焦锋,李曼主编 中国矿业大学出版社 课时安排 授课 :36学时 实验 :4学时
教材、参考书与课时安排
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教学目的和要求 测试技术是工科院校机械类各专业本科生一门重要的技术基础课,内容包括传感器、测量电路、测试系统的特性,信号分析与数据处理 。 通过本课程的学习: 掌握传感器的原理、特点及应用,常用测试系统和测量电路以及信号分析的基本原理和分析方法。为后续课程打好基础。
领域:工业、农业、航天、军事等
(完整word)工程测试技术教学大纲
课程教学大纲课程的性质、目的和任务工程测试技术基础是机械大类专业的平台课程.通过本课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识,并掌握温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法。
基本要求本课程分为概论、信号分析基础、传感器测量原理、测试系统基本特性、计算机化测试系统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)了解计算机测试系统的构成,知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题. 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情况和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。
第三部分传感器测量原理(8)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。
第四部分测试系统特性(4)介绍测试系统基本组成,测试系统的静态、动态特性,不失真测量的条件.测试系统特性的评定方法. 第五部分计算机化测试系统(10)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。
实验 8学时1.波形合成与分解,波形图、谱图的识图2.输送线模型多传感器综合应用(红外、光电、铁磁等)3.环境监测(烟雾、酒精、温度、湿度、亮度、噪声等)4.转子实验台模型转速和振动测量、现场动平衡合计 32+8学时。
工程测试技术第一章绪论PPT课件
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烟雾传感器 亮度传感器 红外人体探测器
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0 绪论
9)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。
全自动洗衣机中的传感器:
衣物重量传感器,衣质传
感器,水温传感器,水质
传感器,透光率光传感器 (洗净度) 液位传感器,电 阻传感器(衣物烘干检测)。
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0.4 测试工作的内容、地位、作用和任务
1)内容: 测量原理
如压电效应、磁电效应、热电效应等。 测量方法
如直接测量或间接测量、电测法或非电测法、模拟量测量或 数字量测量等。 测量系统 数据处理
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具体来说,测试技术的研究内容包括:
(动态设计) 2)老产品的技术改造 例如:武器系统的减重设计
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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。
汽车扭距测量
图示为汽车出厂检验原理框图,测量参数 包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力 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。
0 绪论
测试: 测量 试验
[Mendelyeev,Dmitry Ivanovich]
具有试验性质的测量。
什么是工程测试技术?
0 绪论
工程测试技术是信息技术的重要组成部分,它所研究的内容 是信息的提取与处理的理论、方法和技术。
具体讲:就是利用现代测试手段对工程中的各种物理信 号,特别是随时间变化的动态物理信号进行检测、试验、分 析,并从中提取有用信息的一门新兴技术。
《机械工程测试技术基础(第4版)》基本课件 第1章 绪论
1.1 测试技术概况
工程测量可分为静态测量和动态测量。 静态测量是指不随时间变化的物理量的测量, 例如机械制造中通过被加工零件的尺寸测量, 试图得到制成品的尺寸和形位误差。动态测 量是指随时间变化的物理量的测量。
图1-2中被测物理量(或信号)作为测 量系统的输入,它经传感器变成可做进一步 处理的电量,经信号调理(放大、滤波、调 制解调等)后,可以通过模数转换变成数字 信号,从而得到数字化的测量值,将其送入 计算机(或仪器控制系统)进行分析与存储, 用于各种用途。
1.1 测试技术概况
1.1.2测试技术发展概况
现代生产的发展和工程科学研究对测试及其相关技术的需求极大地推动 了测试技术的发展,而现代物理学、信息科学、计算机科学、电子与微机械 电子科学与技术的迅速发展又为测试技术的发展提供了知识和技术支持,从 而促使测试技术在近30年来得到极大的发展和广泛应用。例如工程创新设 计,特别是动态设计对振动分析的需求促使振动测量方法、传感器和动态分 析技术与软件的迅速发展;对汽车性能和安全性要求的不断提高,使得“汽 车电子”技术得到迅速发展,这种发展是以基于总线技术的传感器网络的发 展为基础的。现代工程测试技术与仪器的发展主要表现在以下方面:
图1-1
1.1 测试技术概况
在产品开发或其他目的的试验中,一般要在被测对象运行过程中或试验激励 下,测量或记录各种随时间变化的物理量,通过随后的进一步处理或分析,得到 所要求的定量的试验结果。在运行监测或控制系统中,实时测量的各种时间变量 则用于过程参数监视、故障诊断或者作为控制系统的控制、反馈变量。不同的用 途对测量过程和结果的要求也不同,例如在反馈控制系统中,可能要求测量系统 的输出以很小的滞后(理想的情况是没有滞后)不失真地跟踪以一定速率变化的 被测物理量。如果只要求不失真地测量和显示物理量的变化过程,则对滞后就没 有要求。因此,用途和要求不同,测量系统的组成环节及其构成方式也不同。
机械工程测试技术基础复习指导
x(
f
)
1(
2
f
)
j
2f
函数: 是一个理想函数,是物理不可实现信号。
(t
)
, t 0 0, t 0
(1)乘积性
f (t) (t) f (0) (t), f (t) (t t0 ) f (t0 ) (t t0 )
(2)积分性
f (t) (t) f (0), f (t) (t t0 ) f (t0 )
q=DF
6、其它传感器
6-1、压磁式传感器(电感式)
铁磁材料在外力作用下,内部发生变形,各磁畴之间的界限发生移动,使 磁畴磁化强度矢量转动,从而使材料的磁化强度发生相应变化。材料受 到压力时,在作用力方向磁导率减少,而在垂直方向略有增大,作用力 取消后,磁导率复原
6-2、霍尔式传感器(磁电式)
金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流通过时,在垂直于电流和磁场方 向上将产生电动势。
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型
涡流式
3-1、自感型--可变磁阻式
L N 20 A0 2
3-2、涡流式
原线圈的等效阻抗Z变化: Z Z ( , , ,)
3-3、变压器式--差动变压器 工作原理:互感现象
4、磁电式传感器
e12
M
di1 dt
磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感应电动势一种转换器。
U
N
d
dt
,
BS
cos ,
d
dt
(B, Rm ,)
4-1、动圈式传感器 e NBlvsin Z Z( , , ,)
机械工程测试技术试题库
机械工程测试技术试题库机械工程测试技术试题库绪论第一章一、选择题 1.描述周期信号的数学工具是( B )。
A.相关函数 B.傅氏级数 C.傅氏变换 D.拉氏变换 2.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的( C )。
A.相位 B.周期 C.振幅 D.频率 3.复杂的信号的周期频谱是( A )。
A.离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc函数 4.如果一个信号的频谱是离散的。
则该信号的频率成分是( C )。
A.有限的 B.无限的 C.可能是有限的,也可能是无限的 D.不能确定 5.下列函数表达式中,( B )是周期信号。
A.B., C., D., 6.多种信号之和的频谱是( C )。
A.离散的 B.连续的C.随机性的 D.周期性的 7.描述非周期信号的数学工具是( C )。
A.三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏变换 D.傅氏级数 8.下列信号中,( C )信号的频谱是连续的。
A.B.C.D.9.连续非周期信号的频谱是( C )。
A.离散、周期的 B.离散、非周期的 C.连续非周期的 D.连续周期的 10.时域信号,当持续时间延长时,则频域中的高频成分( C )。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定 11.将时域信号进行时移,则频域信号将会( D )。
A.扩展 B.压缩C.不变 D.仅有移项 12.已知,为单位脉冲函数,则积分的函数值为( C )。
A.6 B.0 C.12 D.任意值 13.如果信号分析^p 设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄,将磁带记录仪的重放速度( A ),则也可以满足分析^p 要求。
A.放快 B.放慢 C.反复多放几次 D.不能 14.如果,根据傅氏变换的( A )性质,则有。
A.时移 B.频移 C.相似 D.对称 15.瞬变信号_(t),其频谱_(f),则|_(f)|2表示( B )。
A.信号的一个频率分量的能量 B.信号沿频率轴的能量分布密度 C.信号的瞬变功率 D.信号的功率 16.不能用确定函数关系描述的信号是( C )。
工程测试技术基础大纲
工程测试技术基础教学大纲适用专业:机械设计制造及自动化课程学时:40(理论学时:34,实验学时:6 )一、课程性质、目的与任务机械工程测试技术是机械工程类本科生的一门重要专业基础课。
本课程主要教学内容有:机械工程测试中常用的传感器和相应的调理电路的工作原理;测量装置(仪器及系统)静态、动态特性的评价方法;动态信号的描述、分析处理;常见机械制造工程领域中各类静态、动态物理信号的测试分析方法。
通过本课程的学习,使学生了解信号的特征;能较正确地选用传感器等测试元件构成测试仪器及系统;掌握测试的基本理论、基本方法及基本试验技能,为进一步学习和研究测试领域的实际问题打下基础,为机械制造自动化工程服务。
二、课程教学内容(有☆号者为选讲)(一)理论教学第一部分绪论(2学时)介绍测试技术在工业自动化、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情况和测试技术的发展趋势。
第二部分信号分析基础(4学时)介绍信号的分类,信号时域分析、幅值域分析、频谱分析、相关分析原理及应用。
包括:1. 基本概念:信号的分类、信号的描述方法、信号分析的内容2. 周期信号与离散频谱:正弦信号表示法、复杂周期信号的分解、周期信号的强度分析、周期信号的频谱分析3. 非周期信号与连续频谱:傅里叶变换简述、非周期信号的频谱分析、几种典型非周期信号的频谱4. 相关分析第三部分传感器及应用原理(8学时)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、热电式传感器、半导体传感器等常用传感器的工作原理、测量电路和传感器的特性以及在制造业中的应用。
1.概述:传感器的作用及组成、传感器的分类、对传感器性能的要求简介2.电阻式传感器:电位器式电阻传感器、电阻应变式电阻传感器。
3.电感式传感器:自感型电感传感器、变压器式电感传感器、涡流式传感器4.电容式传感器:电容式传感器的类型及变换原理、实际测量电路5.压电式传感器:压电效应、压电式传感器及其等效电路、测量电路6.磁电式传感器:动圈式磁电传感器、磁阻式磁电传感器7.热电式传感器:热电偶、热电阻传感器8.半导体传感器:磁电转换元件、光电转换元件☆9.其它新型传感器简介第四部分测试系统特性(4学时)介绍测试系统基本组成,测试系统的静态、动态特性,不失真测量条件,滤波器及应用,测试系统特性的评定方法。
机械工程测试技术基础熊诗波课后习题答案
机械工程测试技术基础》-第三版 -熊诗波等著绪论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
解答:教材P4~5,二、法定计量单位。
0-2 如何保证量值的准确和一致?解答:(参考教材P4~6,二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定)1、对计量单位做出严格的定义;2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备;3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。
3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。
0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的?解答:(教材P8~10,八、测量误差)0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。
①土卩V②土g2③土g/cm解答:-6 6①7.8 10-6/1.0182544 7.6601682/10 6②0.00003/25.04894 1.197655/106③0.026/5.482 4.74%0-5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980) 》的要点是什么?解答:(1) 测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计,亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。
(2) 要点:见教材P11。
0-6 为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V的级电压表和量程为30V的级电压表分别测量25V电压,请问哪一个测量准确度高?解答:(1) 因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为级的电表,其引用误差为%),而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。
量程越大,引起的绝对误差越大,所以在选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程。
测试技术课后答案全集—第三版
《绪论》0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。
答:我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1.基本单位根据国际单位制(SI),七个基本量的单位分别是:长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。
它们的单位代号分别为:米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI)的基本单位的定义为:米(m)是光在真空中,在1/299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg)是质量单位,等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中,两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N,则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K)是热力学温度单位,等于水的三相点热力学温度的1/273.16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时,基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr。
2.辅助单位在国际单位制中,平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位,而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用,又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下:弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时,它们所夹的平面角的大小。
机械工程测试技术基础习题汇总考试重点
5、频率保持特性指的是任何测试装置输出信号的频率总等 于输入信号的频率。( )
6、一阶系统时间常数τ越小越好。( )
7、二阶系统阻尼比 越小越好。( )
8、测试装置进行不失真测试的条件是其幅频特性为常数, 相频特性为零( )
三、单项选择题
1、传感器的静态特性中,单位输出所需要的输入量,称为( )C
412 (Hz)
例题4:
设某力传感器可作为二阶系统处理。已知传感器的固有 频率为800Hz,阻尼比为0.14,问使用该传感器测频率 为400Hz正弦力时,其幅值比和相位差各是多少?若将 阻尼比改为0.7,则幅值比和相位差作何变化?
按题意,当=400 2,n 800 2时,
=0.14, n 0.5,有:
3、电涡流效应中,线圈阻抗的变化与( A)有关
A.线圈和金属板间的距离 B.被测物体的材料 C.涡流的大小 D.线圈所通电流的大小
4、光电池能把太阳能直接转换为电能,是基于( D)
A.霍尔效应 B.压电效应 C.内光电效应 D.光生伏特效应
二、选择题
5、下列传感器中 B 是基于压阻效应的。
A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻 D.变阻器式传感器 6、金属丝应变片在测量构件的应变时,电阻的相对变化主要由
第一节 常用传感器分类 第二节 机械式传感器及仪器 第三节 电阻、电容与电感式传感器 第四节 磁电、压电与热电式传感器 第五节 光电传感器 第六节 光纤传感器 第七节 半导体传感器 第八节 红外测试系统 第九节 激光测试传感器 第十节 传感器的选用原则
第3章 习 题
一、填空题
1、传感器的工作原理中,金属电阻应变片是基于 应变效。应 半导体应变片的是基于 压阻效。应 电感式传感器是基于 电磁感。应原理 磁电式传感器是基于 电磁感应。原理
机械工程测试技术基础知识点
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成,叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的,而非周期信号的频谱是连续的。
1.信号的时域描述,以时间为独立变量。
4.两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息,有多个与其对应的信号;一个信号,包含许多信息。
7从信号描述上:确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量:能量信号与功率信号。
9从分析域:时域信号与频域信号。
10从连续性:连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性:物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成,叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成,但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号(瞬变非周期信号):在一定时间区间内存在,或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号:不能用数学式描述,其幅值、相位变化不可预知,所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号(可以理解成能量衰减的过程)。
绪论
机械工程测试技术基础 主编:熊诗波 黄长艺 机械工业出版社
测试技术概述
一.测试和测量系统
二.测试技术的发展状况
三.课程的主要内容
四.考试形式
一、测试和测量系统
0.1 测试及合理测试的重要性
0.2 测试技术的相关概念
0.3 测量系统的应用 0.4 测量系统的一般构成
一、测试和测量系统
分类
①
系统误差:在重复测量中出现固定不变的或规律变化的 误差。通常是由仪器、测量方法、环境和人为因素等造 成这种误差是由办法降低以至消除,而在试验中必须想 办法消除系统误差。 随机误差:在相同条件下,多次重复测量一个量值时, 所得到的数值和偏离真值的方向不可预测,且没有规律 性,它的出现具有随机性。 粗大误差:超出规定条件下预期误差范围的误差,由不 正常原因造成,应当剔除。
1. 真值:是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。从测 量的角度看,真值是不能确切获知的。一般所说的真值是指 理论真值、规定真值和相对真值。 理论真值:也称绝对真值,如设计时图纸中所标数值,再 如三角形内角和为180o 规定真值:国际上公认的某些基准量值。也称约定真值。 相对真值:是指计量仪器安精度不同分为若干等级,上一 等级的指示值,即为下一等级的真值。 2. 测量结果:由测量所得的被测量值
一、测试和测量系统
0.1 测试及合理测试的重要性 0.2 测试技术的相关概念 0.3 测量系统的应用 0.4 测量系统的一般构成
认识客观世界 检验科学理论和规律的正确性 广泛应用于工、农、医、国防、交通、环保、生活安全等 a) 产品开发与工程试验过程 b) 过程与系统控制 c) 监测与诊断
一、测试和测量系统
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第一章、绪论
重庆交通大学航海学院
1.2 测试技术的工程应用
在工程领域,科学实验、产品开发、生产监 督、质量控制等,都离不开测试技术。测试技术 应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输 等每一个工程领域。
1.2 测试技术的工程应用
重庆交通大学航海学院
1、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。
图示为某公司楼宇自动化系 统。该系统分为:电源管理、 安全监测、照明控制、空调 控制、停车管理、水/废水管 理和电梯监控。
烟雾传感器 亮度传感器 红外人体探测器
1.2 测试技术的工程应用
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5、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。
图示为汽车出厂检验原理框图,测量参数 包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力 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。
汽车扭距测量 机床加工精度测量
1.2 测试技术的工程应用
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4、楼宇控制与安全防护
为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工 作环境,并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在 楼宇中应用了许多测试技术,如闯入监测、空气监测、温 度监测、电梯运行状况。
工程测试技术基础
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教学方法:
解决侧重课本教学存在的问题:
1.测试技术应用、发展部分空洞;
以案例和实验为主线2.:传感器部分没有实物对象、枯燥无味;
3.信号分析理论部分深奥、难懂。
煤气包高度测量 桥梁固频测量
机翼模态分析
索道检测
工程测试技术基础
第一章、绪论
本章学习要求:
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全自透光率光传感器 (洗净度) 液位传感器,电 阻传感器(衣物烘干检测)。
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 于和其它环节一起 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 和输出。如图所示 的声级计。
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.了解主要测试仪器生产厂商
第一章、绪论
重庆交通大学航海学院
1.1 测试技术的基本概念
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分析处理方法。
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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http://202.114.11.1/wellcourse/csjs/index.html
工程测试技术基础
Project Based Learning:
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AGV小车 轨迹跟踪
仓储模型
机械手
打算: 开设一门独 立于课程之 外的测控实 验课。
培养学生在实践中对知识融会贯通,独立学习 和解决问题的能力 。
线监测系统。
沙角电厂生产信息实时查询系统
宝钢30KW以上风机监测系统
宝钢精轧F2轧机网络化监测系统
宝钢冷轧带钢振动纹监测系统
武钢风机状态监测系统
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
1.2 测试技术的工程应用
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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。
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工程测试技术基础
工程测试技术基础
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课程内容:
本课程主要介绍工业自动化,环境监测,楼
宇控制,交通等领域中常见物理量(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
绪信传测模数虚工
论号感试拟字拟程
分器系信信仪应
析原统号号器用
基理特处处技
础
性 理理 术
工程测试技术基础
学习方法:
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工程测试技术基础是一门与材
料科学、微电子书技本术教、材信息技术密 切相关的快速发电展子的教学材科。为弥补 书本教材内容滞并后重于. 学科发展的问 题,在教学内容上我们采编了很多 多媒体素材和案例。
工程测试技术基础
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1.1 测试技术的基本概念
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一般说来,测试系统由传感器、中间变换装置 和显示记录装置三部分组成。
信息转换
信息提取
传感器将被测物理量(如噪声,温度) 检出并转换 为电量,中间变换装置对接收到的电信号用硬件电 路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分 析,显示记录装置则测量结果显示出来,提供给观 察者或其它自动控制装置。
本课程是培养学生解决实际工程测量问题能力的专业
基础课,具有很强实践性。学习时应充分利用课程所开设
实验和仿真实验。
理论学习、 实践学习、 研究学习 三元并重.
只有通过足 够的实验和 仿真实验操 作,才能得 到应有的实 际动手能力 培养和更好 的掌握书本 知识。
工程测试技术基础 课程网络学习资源:
1.工程测试技术电子教案 2.工程测试技术网络课件 3.工程测试网上虚拟实验室 4.DRVI个人测试实验室
a)机械手、机器人中的传感器
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。
密歇根大学的机械手装配模型
广州中鸣数码的机器狗
1.2 测试技术的工程应用
重庆交通大学航海学院
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。
香港理工AGV模型
1.2 测试技术的工程应用
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 器等。
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密歇根大学数字化工厂
1.2 测试技术的工程应用
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2、流程工业设备运行状态监扬子控石化50MW热电机组监测系统
在电力、冶金、石化、化工阳 荆等逻 门电 电流厂 厂程3200工00MM业W W中汽机,轮组生机监组测产监系线测统上系统 设备运行状态关系到整个生产线青流山热程电。厂通生常产建信息立实24时小查时询在系统