机械工程测试技术整理
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X(ω)
系统
h(t) H(s) H(ω)
y(t)
Y(s) Y(ω)
输出 (响应)
信息 信号
• 信息的定义:事物运动的状态和方式 • 信息的基本性质 1.可识别 通过各种探测与检测手段识别 2.可以转换 可从一种形态转换成另一种形态
如:语言、文字、图象、图表,电信号,电压电流 3.可以存贮
如:计算机,内外存贮器,磁盘,光盘,录音带 4.可以传输
测量误差=测量值 - 真值
二、测量误差产生的原因
1.测量方法引起的误差 基准误差(基准不统一)方法误差,物理量转换 为电量转换误差,安装操作误差。
2.设备引起的误差 测量器件的误差,如标准法码,量规,刻度尺, 电器电阻误差等。 如设计误差,零件误差,安装误差,系统老化等
3.环境条件引起的误差 如:温度、湿度、气压、光照、电磁场,振动等。
2.准确度:表示示值均值的准确程度,表现为均值与真 值的相差程度,反映了系统误差的大小和程度。准确度愈低 则系统误差愈大。
3.精确度(精度):表示精密度和准确度的综合程度。 反映了随机误差和系统误差合成的大小和程度。
..........
a)精密度
........ ......
b)正确度
...............
课程的学习要求
掌握信号的分类及其在时域和频域内的描述方法, 建立明确的信号频谱的概念。 掌握测试装置的静、动态特性。
掌握常用传感器的工作原理、基本特性、使用 范围和传感器的选用原则。
了解机电工程中常见参量的测试方法。
第二节 测量的基础知识
一、测量误差的基本概念 1.真值:客观存在的量值。
测量的目的得到真值 2.测量误差:
3、 测试系统的组成
• 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。
测试系统框图
• 传感器:直接用于被测量,并能按一定规律将被测 量转换成同种或别种量值输出。这种输出通常是电 信号。
• 信号调理:把来自传感器的信号转换成更适合于传 输和处理的形式。如幅值放大、阻抗的变化转换成 电压的变化、或阻抗的变化转换成频率的变化。
2 视觉测试技术
视觉测试技术是建立在计算机视觉研究 基础上的一门新兴测试技术。与计算机视 觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容 不同,视觉测试技术重点研究物体的几何 尺寸及物体的位置测量,如三维面形的快 速测量、大型工件同轴度测量、共面性测 量等。它可以广泛应用于在线测量、逆向 工程等主动、实时测量过程。
3 两个极端发展
• 两个极端就是指相对于现在测量尺寸的大尺寸和小尺寸。 通常尺寸的测量已被广为注意,也开发了多种多样的测试 方法。近年来,由于国民经济的快速发展和迫切需要,使 得很多方面的生产和工程中测试的要求超过了我们所能测 试的范围,如飞机外形的测量、大型机械关键部件测量、 高层建筑电梯导轨的准直测量、油罐车的现场校准等都要 求能进行大尺寸测量;微电子技术、生物技术的快速发展, 探索物质微观世界的需求,测量精度的不断提高,又要求 进行微米、纳米测试。纳米测量也多种多样,有光干涉测 量仪、量子干涉仪、电容测微仪、X射线干涉仪、频率跟 踪式法珀标准量具、扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道显 微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、分子测量机 M3(molecular measuring machine)等。
第一节 信号的分类与描述
一 信号的分类 1 确定性信号和非确定性信号 (随机信号) 确定性信号 能用明确的数学关系式或图象表
达的信号称为确定性信号。
非确定性信号(随机信号)是无法用明确的数学 关系式表达的信号。
分类图
• 周期信号是按一定时间间隔周而复始出现,无始
无终的信号。
x(t)=x(t+nT)式中,n任意整数(n=1.2……) T——周期
理解为测量和试验的综合。
2、 测试技术的内容和任务
• 测试技术研究的主要内容为:被测量的测 量原理、测量方法、 测量系统以及数据处 理 四个方面。
• 测试技术的基本任务 (1)设计时为产品质量和性能提供评价 (2)设备改造时为提高质量和产量提供依据 (3)振动和噪声测量 (4)故障诊断 (5)设备监控、质量控制
4.测量人员引起的误差
三、测量误差的分类
系统误差 测量系统本身所有的误差 随机误差 不可预知变化的误差 粗大误差 由读数,操作,记录,计算机失
误引起,或设备突然故障,粗大误处理方 法易除。
精度、精密度、及准确度
1.精密度:表示示值的分散程度,表现为示值在平均值 左右波动,反应了随机误差的大小和程度,精密度高则随机 误差小。
绪论
• 了解测试的基本概念 • 理解测试的基本内容与任务 • 掌握信号和信息的关系 • 理解测试系统的组成及各环节功能 • 了解测试信息处理技术的发展方向
第一节 测试技术概况
1 测试的基本概念
• 测量: 是指确定被测对象属性量值为目的 的全部操作。
• 试验: 对未知事物探索性的认识过程 • 测试: 是具有试验性质的测量,或者可以
如:电视,电话,手机
信号:传输信息的载体 信息蕴含于信号之中
4 测试技术的发展动向
• 1)测量方式的多样化 • 2)视觉测试技术 • 3)尺寸继续向两个极端发展
智能化 集成化
1.测量方式多样化
1.测量方式多样化
包括: (1)动态测量
(2)虚拟仪器 (3)便携式测量仪器 (4)组合式测量方 (5)多传感器融合技术在制造过程中的 应用
• 信号处理:接受来自条理的信号,并进行各种运算、 滤波、分析,将结果输至显示记录或控制系统。
• 信号显示、记录:以观察者易于识别的形式来显示 测量的结果,或将结果进行存储,供必要时使用。
工程测试问题总是处理输入量x(t)、 装置(系统)的传输特性h(t)和输 出量y(t)三者之间的关系。如图:
x(ห้องสมุดไป่ตู้) 输入 (激励) X(s)
c)准确度
不确定度 :意味着对测量结果可信性、有效 性的怀疑程度或不肯定程度,是定量说明测 量结果的质量的一个参数。
测量不确定度就是说明被测量之值分散性 的参数,它不说明测量结果是否接近真值。
测量不确定度用标准〔偏〕差表示,这时称其 为标准不确定度。
第一章 信号及其描述
• 了解信号的分类 • 掌握对周期性信号及非周期信号的描述 • 了解随机信号
系统
h(t) H(s) H(ω)
y(t)
Y(s) Y(ω)
输出 (响应)
信息 信号
• 信息的定义:事物运动的状态和方式 • 信息的基本性质 1.可识别 通过各种探测与检测手段识别 2.可以转换 可从一种形态转换成另一种形态
如:语言、文字、图象、图表,电信号,电压电流 3.可以存贮
如:计算机,内外存贮器,磁盘,光盘,录音带 4.可以传输
测量误差=测量值 - 真值
二、测量误差产生的原因
1.测量方法引起的误差 基准误差(基准不统一)方法误差,物理量转换 为电量转换误差,安装操作误差。
2.设备引起的误差 测量器件的误差,如标准法码,量规,刻度尺, 电器电阻误差等。 如设计误差,零件误差,安装误差,系统老化等
3.环境条件引起的误差 如:温度、湿度、气压、光照、电磁场,振动等。
2.准确度:表示示值均值的准确程度,表现为均值与真 值的相差程度,反映了系统误差的大小和程度。准确度愈低 则系统误差愈大。
3.精确度(精度):表示精密度和准确度的综合程度。 反映了随机误差和系统误差合成的大小和程度。
..........
a)精密度
........ ......
b)正确度
...............
课程的学习要求
掌握信号的分类及其在时域和频域内的描述方法, 建立明确的信号频谱的概念。 掌握测试装置的静、动态特性。
掌握常用传感器的工作原理、基本特性、使用 范围和传感器的选用原则。
了解机电工程中常见参量的测试方法。
第二节 测量的基础知识
一、测量误差的基本概念 1.真值:客观存在的量值。
测量的目的得到真值 2.测量误差:
3、 测试系统的组成
• 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。
测试系统框图
• 传感器:直接用于被测量,并能按一定规律将被测 量转换成同种或别种量值输出。这种输出通常是电 信号。
• 信号调理:把来自传感器的信号转换成更适合于传 输和处理的形式。如幅值放大、阻抗的变化转换成 电压的变化、或阻抗的变化转换成频率的变化。
2 视觉测试技术
视觉测试技术是建立在计算机视觉研究 基础上的一门新兴测试技术。与计算机视 觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容 不同,视觉测试技术重点研究物体的几何 尺寸及物体的位置测量,如三维面形的快 速测量、大型工件同轴度测量、共面性测 量等。它可以广泛应用于在线测量、逆向 工程等主动、实时测量过程。
3 两个极端发展
• 两个极端就是指相对于现在测量尺寸的大尺寸和小尺寸。 通常尺寸的测量已被广为注意,也开发了多种多样的测试 方法。近年来,由于国民经济的快速发展和迫切需要,使 得很多方面的生产和工程中测试的要求超过了我们所能测 试的范围,如飞机外形的测量、大型机械关键部件测量、 高层建筑电梯导轨的准直测量、油罐车的现场校准等都要 求能进行大尺寸测量;微电子技术、生物技术的快速发展, 探索物质微观世界的需求,测量精度的不断提高,又要求 进行微米、纳米测试。纳米测量也多种多样,有光干涉测 量仪、量子干涉仪、电容测微仪、X射线干涉仪、频率跟 踪式法珀标准量具、扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道显 微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、分子测量机 M3(molecular measuring machine)等。
第一节 信号的分类与描述
一 信号的分类 1 确定性信号和非确定性信号 (随机信号) 确定性信号 能用明确的数学关系式或图象表
达的信号称为确定性信号。
非确定性信号(随机信号)是无法用明确的数学 关系式表达的信号。
分类图
• 周期信号是按一定时间间隔周而复始出现,无始
无终的信号。
x(t)=x(t+nT)式中,n任意整数(n=1.2……) T——周期
理解为测量和试验的综合。
2、 测试技术的内容和任务
• 测试技术研究的主要内容为:被测量的测 量原理、测量方法、 测量系统以及数据处 理 四个方面。
• 测试技术的基本任务 (1)设计时为产品质量和性能提供评价 (2)设备改造时为提高质量和产量提供依据 (3)振动和噪声测量 (4)故障诊断 (5)设备监控、质量控制
4.测量人员引起的误差
三、测量误差的分类
系统误差 测量系统本身所有的误差 随机误差 不可预知变化的误差 粗大误差 由读数,操作,记录,计算机失
误引起,或设备突然故障,粗大误处理方 法易除。
精度、精密度、及准确度
1.精密度:表示示值的分散程度,表现为示值在平均值 左右波动,反应了随机误差的大小和程度,精密度高则随机 误差小。
绪论
• 了解测试的基本概念 • 理解测试的基本内容与任务 • 掌握信号和信息的关系 • 理解测试系统的组成及各环节功能 • 了解测试信息处理技术的发展方向
第一节 测试技术概况
1 测试的基本概念
• 测量: 是指确定被测对象属性量值为目的 的全部操作。
• 试验: 对未知事物探索性的认识过程 • 测试: 是具有试验性质的测量,或者可以
如:电视,电话,手机
信号:传输信息的载体 信息蕴含于信号之中
4 测试技术的发展动向
• 1)测量方式的多样化 • 2)视觉测试技术 • 3)尺寸继续向两个极端发展
智能化 集成化
1.测量方式多样化
1.测量方式多样化
包括: (1)动态测量
(2)虚拟仪器 (3)便携式测量仪器 (4)组合式测量方 (5)多传感器融合技术在制造过程中的 应用
• 信号处理:接受来自条理的信号,并进行各种运算、 滤波、分析,将结果输至显示记录或控制系统。
• 信号显示、记录:以观察者易于识别的形式来显示 测量的结果,或将结果进行存储,供必要时使用。
工程测试问题总是处理输入量x(t)、 装置(系统)的传输特性h(t)和输 出量y(t)三者之间的关系。如图:
x(ห้องสมุดไป่ตู้) 输入 (激励) X(s)
c)准确度
不确定度 :意味着对测量结果可信性、有效 性的怀疑程度或不肯定程度,是定量说明测 量结果的质量的一个参数。
测量不确定度就是说明被测量之值分散性 的参数,它不说明测量结果是否接近真值。
测量不确定度用标准〔偏〕差表示,这时称其 为标准不确定度。
第一章 信号及其描述
• 了解信号的分类 • 掌握对周期性信号及非周期信号的描述 • 了解随机信号