机械工程测试技术基础培训课件(PPT 31页)
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因此，测试工作是人们认识客观事物、掌握其内在规律，从而利用并改 造世界的重要手段。
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一、 测试的重要作用和意义
1、产品检验和质量控制的重要手段
被动检测 主动检测（在线检测） 质量控制领域
2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用
故障监测系统 动态监测
保证设备和人员安全
提高经济效益
3、自动化系统中不可缺少的组成部分
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五、测试系统的组成
2、测试过程和测试系统的组成 根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中传感器、
中间变换装置和显示记录装置等每个环节又可由多个模 块组成。例如，下图所示的机床轴承故障监测系统中的 中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换和计算机中的 FFT分析软件三部分组成。
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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。
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课程内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
绪论 信号及其描述 测试装置的基本特性 常用传感器与敏感元件 信号的调理与记录 信号处理初步 测试技术的工程应用
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第一章 绪论
l 在某种意义上来说，“没有测试，就没有科学。” 因为人类的各种 活动领域中都离不开测试。 l测试包含着测量和试验两大内容。 l测量就是把被测系统中的某种信息提出，并加以度量，为确定量值而进行 的试验过程； l试验就是通过某种人为的方法，把被测系统所在的许多信息中的某种信息， 用专门的装置人为地把它激发出来，加以测量。它是对未知事物探索性的 认识过程。
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五、测试系统的组成
2、信号变换部分
检出信号 适合于分析和处理的信号 信号调理电路
阻抗变换 ---- 输出阻抗很高时； 信号放大 ---- 输出信号微弱时； 噪声抑制 ---- 信号淹没在噪声中； 电压/电流（V/A）转换 ---- 需要电流输出时； 模拟/数字（A/D）转换 ---- 需要输出数字信号时
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六、测试、信息处理的发展状况
测试技术 重要手段 科学研究
相关学科：物理、化学、数学、生物学、材料科学等等 形成 推动实验研究和发展
新的检测理论、方法和技术手段
片
火星土壤的显微照片 检测手段水平决定科学研究的深度和广度
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一、 测试的重要作用和意义
生物医学图像分析
医学临床诊断 ： X射线、B超、CT、核磁共振（MRI）
CT图像
医学影像融合分析
自动检测：染色体切片、癌细胞切片、超声波图象
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二、测试的基本概念
测试：具有试验性的测量 试验：对未知事物探索性的认识过程 测量：为确定量值而进行的试验过程
计量：实现单位统一和量值准确可靠为目的。
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三、信息和信号
1.信息 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
2.信号 信息的载体。信息蕴含于信号之中。 信号是物质具有能量。
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四、测试技术的内容
1.测试技术的内容 测量原理：实现测量所依据的物理、化
本章要点：
了解测试的基本概念 掌握信号和信息的关系 理解测试的基本内容与任务 理解测试系统的组成及各环节功能 掌握信号的分析方法 了解测试信息处理技术的发展方向
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一、 测试的重要作用和意义
随着科技的发展，测试技术已经形成了一门专门的技术科学。人 们通过测试获得客观事物的定量概念，以掌握其运动规律。
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五、测试系统的组成
3、分析处理部分
不断注入新内容 ---- 检测系统的研究中心 计算机系统 ---- 强大问题分析能力、复杂系统的实时控制 自动化、智能化
4、通信接口与总线部分
功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换 接口 --- 分系统和上位机之间/分系统之间交换信息
教教材材、、参参考考书书与与课课时时安安排排
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
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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
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五、测试系统的组成
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五、测试系统的组成
1、信号检出部分
传感器（Sensor）---- 执行检出功能的器件 信号提取（被测量）、传输（信号变换部分）
选择：测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件 以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制
检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分
五、测试系统的组成
环节
装置
作用
激励环节 激励装置
使被测对象处于测试状态
输Leabharlann Baidu环节 传感器
检测并转换被测信号
处理环节 中间变换器 分析、处理、变换信号
输出环节 显示记录装置 显示、记录并输出结果
注意：测试系统各个环节的输出量与输入量之间应保持一一
对应和尽量不失真的关系（线性关系），并尽可能地减少
或消除各种干扰。
生产过程：
管理 “物流”
“信息流”
控制
数量 状态 趋向
检测
获取信息
分析判断
自动控制
自动化：信息获取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行
4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
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一、 测试的重要作用和意义
美国勇气号和机遇号火星探测移动机器人
“勇气”号火星 车发回的彩色照
“机遇”号火星车拍摄
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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五、测试系统的组成
输入
输出
信号
被测对象 敏感元件： 酒精
变换：V H玻璃管
显示结果： 观察者 刻度线
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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一、 测试的重要作用和意义
1、产品检验和质量控制的重要手段
被动检测 主动检测（在线检测） 质量控制领域
2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用
故障监测系统 动态监测
保证设备和人员安全
提高经济效益
3、自动化系统中不可缺少的组成部分
10:45:20
五、测试系统的组成
2、测试过程和测试系统的组成 根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中传感器、
中间变换装置和显示记录装置等每个环节又可由多个模 块组成。例如，下图所示的机床轴承故障监测系统中的 中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换和计算机中的 FFT分析软件三部分组成。
10:45:20
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。
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课程内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
绪论 信号及其描述 测试装置的基本特性 常用传感器与敏感元件 信号的调理与记录 信号处理初步 测试技术的工程应用
10:45:20
第一章 绪论
l 在某种意义上来说，“没有测试，就没有科学。” 因为人类的各种 活动领域中都离不开测试。 l测试包含着测量和试验两大内容。 l测量就是把被测系统中的某种信息提出，并加以度量，为确定量值而进行 的试验过程； l试验就是通过某种人为的方法，把被测系统所在的许多信息中的某种信息， 用专门的装置人为地把它激发出来，加以测量。它是对未知事物探索性的 认识过程。
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五、测试系统的组成
2、信号变换部分
检出信号 适合于分析和处理的信号 信号调理电路
阻抗变换 ---- 输出阻抗很高时； 信号放大 ---- 输出信号微弱时； 噪声抑制 ---- 信号淹没在噪声中； 电压/电流（V/A）转换 ---- 需要电流输出时； 模拟/数字（A/D）转换 ---- 需要输出数字信号时
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六、测试、信息处理的发展状况
测试技术 重要手段 科学研究
相关学科：物理、化学、数学、生物学、材料科学等等 形成 推动实验研究和发展
新的检测理论、方法和技术手段
片
火星土壤的显微照片 检测手段水平决定科学研究的深度和广度
10:45:20
一、 测试的重要作用和意义
生物医学图像分析
医学临床诊断 ： X射线、B超、CT、核磁共振（MRI）
CT图像
医学影像融合分析
自动检测：染色体切片、癌细胞切片、超声波图象
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二、测试的基本概念
测试：具有试验性的测量 试验：对未知事物探索性的认识过程 测量：为确定量值而进行的试验过程
计量：实现单位统一和量值准确可靠为目的。
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三、信息和信号
1.信息 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
2.信号 信息的载体。信息蕴含于信号之中。 信号是物质具有能量。
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四、测试技术的内容
1.测试技术的内容 测量原理：实现测量所依据的物理、化
本章要点：
了解测试的基本概念 掌握信号和信息的关系 理解测试的基本内容与任务 理解测试系统的组成及各环节功能 掌握信号的分析方法 了解测试信息处理技术的发展方向
10:45:20
一、 测试的重要作用和意义
随着科技的发展，测试技术已经形成了一门专门的技术科学。人 们通过测试获得客观事物的定量概念，以掌握其运动规律。
10:45:20
五、测试系统的组成
3、分析处理部分
不断注入新内容 ---- 检测系统的研究中心 计算机系统 ---- 强大问题分析能力、复杂系统的实时控制 自动化、智能化
4、通信接口与总线部分
功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换 接口 --- 分系统和上位机之间/分系统之间交换信息
教教材材、、参参考考书书与与课课时时安安排排
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
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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
10:45:20
五、测试系统的组成
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五、测试系统的组成
1、信号检出部分
传感器（Sensor）---- 执行检出功能的器件 信号提取（被测量）、传输（信号变换部分）
选择：测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件 以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制
检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分
五、测试系统的组成
环节
装置
作用
激励环节 激励装置
使被测对象处于测试状态
输Leabharlann Baidu环节 传感器
检测并转换被测信号
处理环节 中间变换器 分析、处理、变换信号
输出环节 显示记录装置 显示、记录并输出结果
注意：测试系统各个环节的输出量与输入量之间应保持一一
对应和尽量不失真的关系（线性关系），并尽可能地减少
或消除各种干扰。
生产过程：
管理 “物流”
“信息流”
控制
数量 状态 趋向
检测
获取信息
分析判断
自动控制
自动化：信息获取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行
4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
10:45:20
一、 测试的重要作用和意义
美国勇气号和机遇号火星探测移动机器人
“勇气”号火星 车发回的彩色照
“机遇”号火星车拍摄
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
10:45:20
五、测试系统的组成
输入
输出
信号
被测对象 敏感元件： 酒精
变换：V H玻璃管
显示结果： 观察者 刻度线
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。