0.测试技术绪论37p2h
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(4)状态检测、故障诊断 状态检测、 状态检测 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说， 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说，最关心 的问题是所属机械装备系统性能状态如何， 的问题是所属机械装备系统性能状态如何，是否存在 故障，是什么故障，发生在那个部位， 故障，是什么故障，发生在那个部位，故障程度如何 等。要解决这些问题的唯一途径就是对机械装备系统 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 机械装备也是有一定寿命的， 机械装备也是有一定寿命的，判断系统是否达到报废 标准，也必须以测试数据位依据。 标准，也必须以测试数据位依据。
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
NASA的ATRV智能车辆
美国海军研究室 ATRV智能车辆 智能车辆
22
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、 航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、轨道控制
航天
23
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
25
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用) 流程工业设备运行状态监控
石化企业输 油管道、 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。 和泄露检测。
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0 绪论
0.3 测试技术的内容与测试系统的组成
测量原理: 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量原理 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量方法:直接 间接、 直接/间接 非电、 数字等； 测量方法 直接 间接、电/非电、模拟 数字等； 非电 模拟/数字等 测量系统:设计或选用测试装置 组成测量系统； 设计或选用测试装置， 测量系统 设计或选用测试装置，组成测量系统； 数据处理:进行科学的数据处理 获得正确结果。 进行科学的数据处理， 数据处理:进行科学的数据处理，获得正确结果。 任何工程测试问题都可归结为输入、 任何工程测试问题都可归结为输入、输出和系统 传输特性三者之间的关系问题。 传输特性三者之间的关系问题。
2
使用教材及推荐参考书
教材: 潘宏侠、黄晋英主编， 教材: “机械工程测试技术 ”,潘宏侠、黄晋英主编，国防工
业出版社，2009年 业出版社，2009年3月第一版 推荐参考书: 推荐参考书: 熊诗波、黄长艺主编， 机械工程测试技术基础》 1. 熊诗波、黄长艺主编，《机械工程测试技术基础》，机械工 业出版社，2007年第三版 年第三版； 业出版社，2007年第三版； 封士彩主编， 2. 封士彩主编，《测试技术学习指导及习题详解 》，北京大学 出版社， 2009年 月第一版； 出版社， 2009年3月第一版； 郑君里、杨为理、应启珩主编， 信号与系统》 3. 郑君里、杨为理、应启珩主编，《信号与系统》，人民教育 出版社，1981； 出版社，1981； 杨叔子主编. 机械工程控制基础》 第五版） 4. 杨叔子主编.《机械工程控制基础》（第五版）.华中科技大 学出版社， 学出版社，2004
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
• 测试技术广泛应用于包括机械工业在内的众 多工程技术领域中。 多工程技术领域中。 • 数控机床、工业机器人、家用电器等。 控机床、工业机器人、家用电器等。 • 工农业生产、国内外贸易、国防建设、交通 工农业生产、国内外贸易、国防建设、 运输、医疗卫生、环境保护工程研究、 运输、医疗卫生、环境保护工程研究、产品 开发、生产监督、质量控制、性能试验、 开发、生产监督、质量控制、性能试验、科 革新生产技术、 学探索研究 革新生产技术、改善经营管 提高产品质量、提高经济效益等。 理、提高产品质量、提高经济效益等。
机床加工精度测量
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
AGV小车 小车
轨迹跟踪
仓储模型
机械手
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
密歇根大学的机械手装配模型
广州中鸣数码的机器狗
香港理工AGV模型 模型 香港理工
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
12
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
图0.1 我军武器装备开发研制与试验程序
13
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(3)检查质量、验收产品 检查质量、 检查质量 检查质量、 检查质量、验收产品对于使用和承制单位而言都 是至关重要的。检验就是规范化的测试与判断。 是至关重要的。检验就是规范化的测试与判断。在制 造阶段，要经过检验， 造阶段，要经过检验，才能知道每道加工工序是否合 检验人员通过测试数据进行质量控制和产品验收。 格。检验人员通过测试数据进行质量控制和产品验收。 随着制造技术的现代化， 随着制造技术的现代化，国内外先进制造业已将大量 先进的测试技术应用到产品检验中， 先进的测试技术应用到产品检验中，把大批先进的测 试设备配备到现代化生产线上， 试设备配备到现代化生产线上，甚至投资研制专用的 产品检测试验设备，形成实时、在线的检测系统， 产品检测试验设备，形成实时、在线的检测系统，既 保证了产品质量，又促进了工艺技术的进步。 保证了产品质量，又促进了工艺技术的进步。
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(2)、验证设计、鉴定性能 、验证设计、 先进的机械装备系统必定具备先进的技术指标， 先进的机械装备系统必定具备先进的技术指标， 然而所研制的样机是否达到该系统的研制总要求或合 同要求，是装备使用部门和研制单位所共同关心的。 同要求，是装备使用部门和研制单位所共同关心的。 要客观、准确地验证和鉴定装备系统性能， 要客观、准确地验证和鉴定装备系统性能，只有对该 装备系统进行全面的测试， 装备系统进行全面的测试，用测试数据证明其是否达 到要求或对其达到要求的程度进行评价。 到要求或对其达到要求的程度进行评价。
潘宏侠、黄晋英、马维金、 潘宏侠、黄晋英、马维金、陈会军编著
机械工程测试技术
中北大学机械工程与自动化学院 马维金 主讲
20010年 20010年3月
1
课程教学内容
0. 绪论 第1章 信号分析基础 第2章 测试系统的基本特性 第3章 传感器原理 第4章 测试信号的转换与调理 第5章 测试与传感技术的工程应用
9
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
测试技术已经成为国民经济发展和社会进步的一项必 测试技术已经成为国民经济发展和社会进步的一项必 不可少的重要基础技术； 不可少的重要基础技术；使用先进的测试技术成为经 济高度发展和科技现代化的重要标志之一。 济高度发展和科技现代化的重要标志之一。 测试的基本任务是获取有用信息 是获取有用信息。 测试的基本任务是获取有用信息。 获取信号：检测出被测对象的有关信息； ①获取信号：检测出被测对象的有关信息； ②信号处理：变换信号形式，适合人的观测和利用； 信号处理：变换信号形式， 观测和利用； 分析结果：供观察者利用， ③分析结果：供观察者利用，或用于控制系统以及其 他信息处理装置；
生产加工过 程监测
切削力传感器， 切削力传感器，加 工噪声传感器， 工噪声传感器，超 声波测距传感器、 声波测距传感器、 红外接近开关传感 器等。 器等。 密歇根大学 数字化工厂
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用) 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， 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稳定运行。 产线上设备运行状态关系到整个生产线稳定运行。 通常建立24小时在线监测系统。 小时在线监测系统 通常建立 小时在线监测系统。
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(1)探索规律、发展理论 探索规律、 在机械装备研究开发之前， 在机械装备研究开发之前，针对一些重要理论 或技术，需要开展预先研究或基础研究。 或技术，需要开展预先研究或基础研究。在研制的 方案阶段， 方案阶段，也需要对某些重要的新部件或分系统进 行技术攻关。在这些重要探索性理论与技术研究中， 行技术攻关。在这些重要探索性理论与技术研究中， 所提出的理论、假设是否符合实际， 所提出的理论、假设是否符合实际，所采用的技术 措施是否有效，要靠测试工作予以验证。 措施是否有效，要靠测试工作予以验证。如果测试 结果与期望规律符合的好， 结果与期望规律符合的好，说明所提出的理论假设 和技术措施是正确有效的；如果符合的不好， 和技术措施是正确有效的；如果符合的不好，说明 存在问题，应对其进行修正，从而完善、 存在问题，应对其进行修正，从而完善、发展产品 的设计理论与技术。 的设计理论与技术。 11
5
机械工程测试技术
0 绪论
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 测试技术的内涵 测试技术的作用和地位 测试技术的内容 测试技术的发展状况 本课程的特点和教学要求
6
0 绪论
0.1 测试技术的内涵
科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的 －门捷列夫
[Mendelyeev,Dmitry Ivanovich]
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时， 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。 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， 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、 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， 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。 工程师可以了解产品质量。
3
机械工程测试技术
课程介绍
专业基础课； 学分 学分。 专业基础课； 2学分。 总教学时数32学时； 总教学时数 学时； 学时 其中： 学时； 学时； 其中：讲课时数 :28学时；实验时数 :4学时； 学时 学时 考试形式：闭卷。 考试形式：闭卷。
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机械工程测试技术
相关课程
先修课程: 高等数学、大学物理、工程数学、 先修课程 高等数学、大学物理、工程数学、电工 技术、数字电路、模拟电路、积分变换、 技术、数字电路、模拟电路、积分变换、机械 控制工程基础、信号与系统等 控制工程基础、信号与系统等。 后续课程:机床数控技术 金属切削原理， 机床数控技术， 后续课程 机床数控技术，金属切削原理，机床电 器控制、机械振动力学、实验模态分析等。 器控制、机械振动力学、实验模态分析等。
测量是定量研究的基础，测试是测量和试验的综合。 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的分析处理方法。
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0 绪论
0.1 测试技术的内涵
测试是人类认识客观世界的手段， 测试是人类认识客观世界的手段，是科学研究的基 本方法。 本方法。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，起着人的感官作用。 过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官作用。 测试技术属于信息科学范畴， 测试技术属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱 之一。 之一。 测试控制技术、计算机技术、通讯技术， 测试控制技术、计算机技术、通讯技术，以及传感 器与检测技术是自动控制系统的的重要组成部分。 器与检测技术是自动控制系统的的重要组成部分。
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0 绪论
0.1 测试技术的内涵
什么是工程测试技术？ 什么是工程测试技术？ 研究信息提取与处理的理论、方法和技术。 研究信息提取与处理的理论、方法和技术。 具体讲： 具体讲：就是利用现代测试手段对工程中的各种物 理信号， 理信号，特别是随时间变化的动态物理信号进行检 试验、分析， 测、试验、分析，并从中提取有用信息的一门新兴 技术。 技术。
iRobot Packbot机器人 机器人
DEMO Ⅲ 无人侦察平台
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
计划提供装备的iRobot公司 为FCS计划提供装备的 计划提供装备的 公司 研制的军用智能车辆概念验证样车
美国陆军实验室的以ATRV 美国陆军实验室的以 为平台的军用智能车辆
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(4)状态检测、故障诊断 状态检测、 状态检测 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说， 对于装备的使用、维护保障与管理人员来说，最关心 的问题是所属机械装备系统性能状态如何， 的问题是所属机械装备系统性能状态如何，是否存在 故障，是什么故障，发生在那个部位， 故障，是什么故障，发生在那个部位，故障程度如何 等。要解决这些问题的唯一途径就是对机械装备系统 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 进行测试，根据测试数据判断系统性能状态是否正常。 机械装备也是有一定寿命的， 机械装备也是有一定寿命的，判断系统是否达到报废 标准，也必须以测试数据位依据。 标准，也必须以测试数据位依据。
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
NASA的ATRV智能车辆
美国海军研究室 ATRV智能车辆 智能车辆
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、 航天飞机、卫星发射、轨道跟踪、轨道控制
航天
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用) 流程工业设备运行状态监控
石化企业输 油管道、 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。 和泄露检测。
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0 绪论
0.3 测试技术的内容与测试系统的组成
测量原理: 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量原理 压电、电磁、热电、光电效应等； 测量方法:直接 间接、 直接/间接 非电、 数字等； 测量方法 直接 间接、电/非电、模拟 数字等； 非电 模拟/数字等 测量系统:设计或选用测试装置 组成测量系统； 设计或选用测试装置， 测量系统 设计或选用测试装置，组成测量系统； 数据处理:进行科学的数据处理 获得正确结果。 进行科学的数据处理， 数据处理:进行科学的数据处理，获得正确结果。 任何工程测试问题都可归结为输入、 任何工程测试问题都可归结为输入、输出和系统 传输特性三者之间的关系问题。 传输特性三者之间的关系问题。
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使用教材及推荐参考书
教材: 潘宏侠、黄晋英主编， 教材: “机械工程测试技术 ”,潘宏侠、黄晋英主编，国防工
业出版社，2009年 业出版社，2009年3月第一版 推荐参考书: 推荐参考书: 熊诗波、黄长艺主编， 机械工程测试技术基础》 1. 熊诗波、黄长艺主编，《机械工程测试技术基础》，机械工 业出版社，2007年第三版 年第三版； 业出版社，2007年第三版； 封士彩主编， 2. 封士彩主编，《测试技术学习指导及习题详解 》，北京大学 出版社， 2009年 月第一版； 出版社， 2009年3月第一版； 郑君里、杨为理、应启珩主编， 信号与系统》 3. 郑君里、杨为理、应启珩主编，《信号与系统》，人民教育 出版社，1981； 出版社，1981； 杨叔子主编. 机械工程控制基础》 第五版） 4. 杨叔子主编.《机械工程控制基础》（第五版）.华中科技大 学出版社， 学出版社，2004
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
• 测试技术广泛应用于包括机械工业在内的众 多工程技术领域中。 多工程技术领域中。 • 数控机床、工业机器人、家用电器等。 控机床、工业机器人、家用电器等。 • 工农业生产、国内外贸易、国防建设、交通 工农业生产、国内外贸易、国防建设、 运输、医疗卫生、环境保护工程研究、 运输、医疗卫生、环境保护工程研究、产品 开发、生产监督、质量控制、性能试验、 开发、生产监督、质量控制、性能试验、科 革新生产技术、 学探索研究 革新生产技术、改善经营管 提高产品质量、提高经济效益等。 理、提高产品质量、提高经济效益等。
机床加工精度测量
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
AGV小车 小车
轨迹跟踪
仓储模型
机械手
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
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香港理工AGV模型 模型 香港理工
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0.2 测试技术的作用和地位
图0.1 我军武器装备开发研制与试验程序
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(3)检查质量、验收产品 检查质量、 检查质量 检查质量、 检查质量、验收产品对于使用和承制单位而言都 是至关重要的。检验就是规范化的测试与判断。 是至关重要的。检验就是规范化的测试与判断。在制 造阶段，要经过检验， 造阶段，要经过检验，才能知道每道加工工序是否合 检验人员通过测试数据进行质量控制和产品验收。 格。检验人员通过测试数据进行质量控制和产品验收。 随着制造技术的现代化， 随着制造技术的现代化，国内外先进制造业已将大量 先进的测试技术应用到产品检验中， 先进的测试技术应用到产品检验中，把大批先进的测 试设备配备到现代化生产线上， 试设备配备到现代化生产线上，甚至投资研制专用的 产品检测试验设备，形成实时、在线的检测系统， 产品检测试验设备，形成实时、在线的检测系统，既 保证了产品质量，又促进了工艺技术的进步。 保证了产品质量，又促进了工艺技术的进步。
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0.2 测试技术的作用和地位
(2)、验证设计、鉴定性能 、验证设计、 先进的机械装备系统必定具备先进的技术指标， 先进的机械装备系统必定具备先进的技术指标， 然而所研制的样机是否达到该系统的研制总要求或合 同要求，是装备使用部门和研制单位所共同关心的。 同要求，是装备使用部门和研制单位所共同关心的。 要客观、准确地验证和鉴定装备系统性能， 要客观、准确地验证和鉴定装备系统性能，只有对该 装备系统进行全面的测试， 装备系统进行全面的测试，用测试数据证明其是否达 到要求或对其达到要求的程度进行评价。 到要求或对其达到要求的程度进行评价。
潘宏侠、黄晋英、马维金、 潘宏侠、黄晋英、马维金、陈会军编著
机械工程测试技术
中北大学机械工程与自动化学院 马维金 主讲
20010年 20010年3月
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课程教学内容
0. 绪论 第1章 信号分析基础 第2章 测试系统的基本特性 第3章 传感器原理 第4章 测试信号的转换与调理 第5章 测试与传感技术的工程应用
9
0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
测试技术已经成为国民经济发展和社会进步的一项必 测试技术已经成为国民经济发展和社会进步的一项必 不可少的重要基础技术； 不可少的重要基础技术；使用先进的测试技术成为经 济高度发展和科技现代化的重要标志之一。 济高度发展和科技现代化的重要标志之一。 测试的基本任务是获取有用信息 是获取有用信息。 测试的基本任务是获取有用信息。 获取信号：检测出被测对象的有关信息； ①获取信号：检测出被测对象的有关信息； ②信号处理：变换信号形式，适合人的观测和利用； 信号处理：变换信号形式， 观测和利用； 分析结果：供观察者利用， ③分析结果：供观察者利用，或用于控制系统以及其 他信息处理装置；
生产加工过 程监测
切削力传感器， 切削力传感器，加 工噪声传感器， 工噪声传感器，超 声波测距传感器、 声波测距传感器、 红外接近开关传感 器等。 器等。 密歇根大学 数字化工厂
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用) 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， 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稳定运行。 产线上设备运行状态关系到整个生产线稳定运行。 通常建立24小时在线监测系统。 小时在线监测系统 通常建立 小时在线监测系统。
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位
(1)探索规律、发展理论 探索规律、 在机械装备研究开发之前， 在机械装备研究开发之前，针对一些重要理论 或技术，需要开展预先研究或基础研究。 或技术，需要开展预先研究或基础研究。在研制的 方案阶段， 方案阶段，也需要对某些重要的新部件或分系统进 行技术攻关。在这些重要探索性理论与技术研究中， 行技术攻关。在这些重要探索性理论与技术研究中， 所提出的理论、假设是否符合实际， 所提出的理论、假设是否符合实际，所采用的技术 措施是否有效，要靠测试工作予以验证。 措施是否有效，要靠测试工作予以验证。如果测试 结果与期望规律符合的好， 结果与期望规律符合的好，说明所提出的理论假设 和技术措施是正确有效的；如果符合的不好， 和技术措施是正确有效的；如果符合的不好，说明 存在问题，应对其进行修正，从而完善、 存在问题，应对其进行修正，从而完善、发展产品 的设计理论与技术。 的设计理论与技术。 11
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机械工程测试技术
0 绪论
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 测试技术的内涵 测试技术的作用和地位 测试技术的内容 测试技术的发展状况 本课程的特点和教学要求
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0.1 测试技术的内涵
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0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时， 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。 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， 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、 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， 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。 工程师可以了解产品质量。
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机械工程测试技术
课程介绍
专业基础课； 学分 学分。 专业基础课； 2学分。 总教学时数32学时； 总教学时数 学时； 学时 其中： 学时； 学时； 其中：讲课时数 :28学时；实验时数 :4学时； 学时 学时 考试形式：闭卷。 考试形式：闭卷。
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机械工程测试技术
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测量是定量研究的基础，测试是测量和试验的综合。 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的分析处理方法。
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0 绪论
0.1 测试技术的内涵
测试是人类认识客观世界的手段， 测试是人类认识客观世界的手段，是科学研究的基 本方法。 本方法。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，起着人的感官作用。 过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官作用。 测试技术属于信息科学范畴， 测试技术属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱 之一。 之一。 测试控制技术、计算机技术、通讯技术， 测试控制技术、计算机技术、通讯技术，以及传感 器与检测技术是自动控制系统的的重要组成部分。 器与检测技术是自动控制系统的的重要组成部分。
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0.1 测试技术的内涵
什么是工程测试技术？ 什么是工程测试技术？ 研究信息提取与处理的理论、方法和技术。 研究信息提取与处理的理论、方法和技术。 具体讲： 具体讲：就是利用现代测试手段对工程中的各种物 理信号， 理信号，特别是随时间变化的动态物理信号进行检 试验、分析， 测、试验、分析，并从中提取有用信息的一门新兴 技术。 技术。
iRobot Packbot机器人 机器人
DEMO Ⅲ 无人侦察平台
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0 绪论
0.2 测试技术的作用和地位 (典型应用) 典型应用)
计划提供装备的iRobot公司 为FCS计划提供装备的 计划提供装备的 公司 研制的军用智能车辆概念验证样车
美国陆军实验室的以ATRV 美国陆军实验室的以 为平台的军用智能车辆