機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)章緒論

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)（檢測(cè)傳感技術(shù)）機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院張蓬中油大廈南樓623室89733762參考教材熊詩(shī)波

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》√李瑋華

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)、典型題解析與習(xí)題解答√

賈民平《測(cè)試技術(shù)》√

許同樂(lè)《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》√

李世義

《動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》

其它

《非電量電測(cè)》、《信號(hào)與系統(tǒng)》等

先修課程

《大學(xué)物理》、《工程數(shù)學(xué)》、

《電工電子學(xué)》、《微機(jī)原理》等本課程在機(jī)械專業(yè)課程體系中所處的地位中國(guó)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2016年9月27日下載）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)包含：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)、微機(jī)原理、工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)等相關(guān)科目。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)包含：機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法，機(jī)械制造工程原理與技術(shù)，機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)與控制，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等知識(shí)領(lǐng)域。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）（中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)2015年3月修訂）1.3專業(yè)基礎(chǔ)類課程1.3專業(yè)基礎(chǔ)類課程課程結(jié)構(gòu)檢測(cè)與傳感技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)性質(zhì)傳感器技術(shù)信號(hào)分析與處理技術(shù)測(cè)試技術(shù)應(yīng)用實(shí)例本課程共48學(xué)時(shí)，分配如下：講授：32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：14學(xué)時(shí)（上機(jī)4學(xué)時(shí)）考試：2學(xué)時(shí)。（第8周周5隨堂考試)

課時(shí)安排上課要求及考試方式總成績(jī)=（平時(shí)成績(jī)

20%+期末成績(jī)

80%）70%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)30%：注意：1、曠課占總學(xué)時(shí)的1/4及以上不能參加期末考試。2、實(shí)驗(yàn)課不能曠課，有1次曠課即不能參加期末考試實(shí)驗(yàn)占總成績(jī)：30分。期末考試(閉卷)

。注意課堂紀(jì)律-不要玩手機(jī)第0章緒論

Introduction0.1測(cè)量和測(cè)量系統(tǒng)（Measurementandmeasurementsystems）0.2測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)（MeasurementBasicConcept）0.3測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用（Measurementprojectandapplication）0.4課程的學(xué)習(xí)要求（DemandofCourse）本章學(xué)習(xí)要求：1、了解測(cè)試技術(shù)的地位和作用2、掌握測(cè)試技術(shù)的基本概念3、掌握測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成4、掌握測(cè)試的基本方法及分類5、了解現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)0.1測(cè)試技術(shù)概況（MeasurementContentandTask）一、測(cè)試和測(cè)量測(cè)試的基本任務(wù)是獲取有用的信息。

測(cè)試技術(shù)屬于信息科學(xué)范疇，是信息技術(shù)三大支柱(測(cè)試控制技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和通信技術(shù))之一。

測(cè)量、測(cè)試和計(jì)量測(cè)量(Measurement)是指以確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。測(cè)試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量，測(cè)試技術(shù)是測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)的統(tǒng)稱（測(cè)量+試驗(yàn)）。計(jì)量：如果測(cè)量涉及實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠則被稱為計(jì)量。因此研究測(cè)量、保證測(cè)量統(tǒng)一和準(zhǔn)確的科學(xué)被稱為計(jì)量學(xué)(Metrology)。本教材的主要內(nèi)容是測(cè)量技術(shù)和儀器，試驗(yàn)技術(shù)不作討論。測(cè)量系統(tǒng)的一般構(gòu)成：檢測(cè)信號(hào)---處理-----結(jié)果----給觀測(cè)者或其他信息處理裝置、控制系統(tǒng)

組成傳感器處理觀測(cè)⑴信息的提取

⑵信息轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)與傳輸

⑶信息的顯示和記錄

⑷信號(hào)的處理與分析二、測(cè)量的過(guò)程激勵(lì)

裝置被測(cè)對(duì)象非電量電量A/D轉(zhuǎn)換（ComponentofMeasurementSystem）放大、濾波、調(diào)制解調(diào)等力位移速度加速度壓力流量溫度電阻式電容式電感式壓電式熱電式光電式磁電式電橋放大器濾波器調(diào)制器解調(diào)器運(yùn)算器阻抗變換器筆式記錄儀光線示波器磁帶記錄儀電子示波器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器顯示器磁卡數(shù)據(jù)處理器頻譜分析儀FFT實(shí)時(shí)信號(hào)分析儀電子計(jì)算機(jī)被測(cè)對(duì)象傳感器中間變換測(cè)量裝置顯示及記錄裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理裝置激發(fā)裝置測(cè)量系統(tǒng)每個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)：

舉例，軸承測(cè)試系統(tǒng)，由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。傳感器：測(cè)量軸承的振動(dòng)，并轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)；中間變換裝置：對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析；顯示記錄裝置：將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。

信息轉(zhuǎn)換信息提取測(cè)試的任務(wù)就是獲取研究對(duì)象的有用信息，（非全部信息）即研究被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)、變化和特征等。在機(jī)械工程測(cè)試中，常見(jiàn)的被測(cè)量有：力、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、加速度、角度、溫度、時(shí)間等。測(cè)試的基本任務(wù)：三、測(cè)試的基本方法與分類（1）按被測(cè)量不同：直接測(cè)量（絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量）、間接測(cè)量

直接測(cè)量：直接將被測(cè)量與同類標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較得到被測(cè)量

線紋尺——物體尺寸，天平——物體質(zhì)量測(cè)量結(jié)果：20.1mm特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、明了；測(cè)量精度不高標(biāo)準(zhǔn)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位（如米尺、光柵尺、激光、……）

——絕對(duì)測(cè)量定值標(biāo)準(zhǔn)量（如某一固定尺寸）——相對(duì)測(cè)量舉例：或：將被測(cè)量直接與基準(zhǔn)量比較，得到偏差值基準(zhǔn)量：20.00mm測(cè)量值：+0.08mm結(jié)果：20.08mm特點(diǎn)：精度高；復(fù)雜、成本高、要求高

間接測(cè)量：被測(cè)量無(wú)法或不易進(jìn)行直接測(cè)量，被測(cè)量是與實(shí)測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的參量，被測(cè)量由實(shí)測(cè)量計(jì)算獲得再如測(cè)導(dǎo)線的導(dǎo)電率ρ：

自變量目標(biāo)變量負(fù)載電阻功率

=電壓

電流（關(guān)系）（直接測(cè)量）3）差分法——對(duì)稱結(jié)構(gòu)的兩個(gè)傳感器，被測(cè)量反對(duì)稱作用在兩個(gè)傳感器上（常見(jiàn)檢測(cè)結(jié)構(gòu)形式-運(yùn)算放大器）1）偏移法——完全從被測(cè)量中獲得信號(hào)轉(zhuǎn)換所需能量，利用測(cè)量?jī)x表的指針相對(duì)于刻度的偏差位移直接表示測(cè)量的數(shù)值。（彈簧秤）2）零位法——不從信號(hào)源獲得能量，利用指零機(jī)構(gòu)的作用，使用被測(cè)量和已知標(biāo)準(zhǔn)量?jī)烧哌_(dá)到平衡，根據(jù)指零機(jī)構(gòu)示值為零來(lái)確定被測(cè)量等于標(biāo)準(zhǔn)量值。（天平秤）作用：消除干擾的影響測(cè)量原理線性化、提高靈敏度（2）按測(cè)量值的獲得方式：偏移法測(cè)量、零位法測(cè)量、差分式測(cè)量特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、明了；測(cè)量精度不高特點(diǎn)：復(fù)雜、成本高、要求高；精度高反饋測(cè)量：傳感器輸入量x輸出量y放大反饋傳感器開環(huán)測(cè)量：傳感器輸入量x輸出量y（3）按測(cè)量值是否反饋：開環(huán)式測(cè)量、閉環(huán)式測(cè)量——智能化檢測(cè)的標(biāo)志之一主動(dòng)探索與信息反饋?zhàn)赃m應(yīng)能力——改變傳感器的工作溫度——傳感器的靈敏度被測(cè)對(duì)象傳感器信息處理檢測(cè)結(jié)果自學(xué)習(xí)能力——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬某種非線性映射——信號(hào)特征辨析通過(guò)學(xué)習(xí)不斷提取信號(hào)強(qiáng)度——問(wèn)題最優(yōu)解——調(diào)整對(duì)象的位置、姿態(tài)使檢測(cè)結(jié)果具有確定性現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)：（6）按測(cè)量?jī)x器的性質(zhì)：機(jī)械法測(cè)試：方便、簡(jiǎn)單、精度較低（7）光學(xué)測(cè)試法：精度高、響應(yīng)快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境適應(yīng)力差（8）電測(cè)試法：應(yīng)用最廣、信號(hào)處理容易、系統(tǒng)不太復(fù)雜、本課主要講授內(nèi)容

三、測(cè)試的基本方法與分類（1）按被測(cè)量不同：直接測(cè)量（絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量）、間接測(cè)量（2）按測(cè)量值的獲得方式：偏移法測(cè)量、零位法測(cè)量、差分式測(cè)量（4）按傳感器與被測(cè)對(duì)象是否直接接觸：接觸式測(cè)量、非接觸式測(cè)量（5）按被測(cè)對(duì)象變化的特點(diǎn)：靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)試：被測(cè)參數(shù)不隨時(shí)間變化或變化緩慢（特例）動(dòng)態(tài)測(cè)試：被測(cè)參數(shù)隨時(shí)間變化（大多數(shù)情況）（3）按測(cè)量值是否反饋：開環(huán)式測(cè)量、閉環(huán)式測(cè)量0.2測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)（MeasurementBasicConcept）1、量值一、量與量綱量值是用數(shù)值和計(jì)量單位的乘積來(lái)表示的。量值的數(shù)值就是被測(cè)量與計(jì)量單位之比值。2、基本量和導(dǎo)出量基本量是相互獨(dú)立的量，而導(dǎo)出量是由基本量按一定函數(shù)關(guān)系來(lái)定義的。在國(guó)際單位（SI）制中，基本量約定為：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度、電流、發(fā)光強(qiáng)度和物質(zhì)的量等七個(gè)量。他們的量綱分別為：L、M、T、θ、I、N和J表示。3、量綱和量的單位量綱代表一個(gè)實(shí)體的確定特征。量綱單位是該實(shí)體的量化基礎(chǔ)。1、基本單位二、法定計(jì)量單位根據(jù)國(guó)際單位制（SI），七個(gè)基本量的單位分別是：長(zhǎng)度——米（Metre）、質(zhì)量——千克（Kilogram）、時(shí)間——秒（Second）、溫度——開爾溫（Kelvn）、電流——安培（Ampere）、發(fā)光強(qiáng)度——坎德拉（Candela）、物質(zhì)的量——摩爾（Mol）。2、輔助單位3、導(dǎo)出單位在國(guó)際單位制中，平面角的單位——弧度和立體角的單位——球面度未歸入基本單位或?qū)С鰡挝?，而稱之為輔助單位。在選定了基本單位和輔助單位之后，按物理量之間的關(guān)系，由基本單位和輔助單位以相乘或者相除所構(gòu)成的單位稱為導(dǎo)出單位。三、基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)是用來(lái)保存、復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位的計(jì)量器具。

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是指用于檢定工作計(jì)量器具的計(jì)量器具。四、量值的傳遞和計(jì)量器具檢定量值的傳遞：通過(guò)對(duì)計(jì)量器具實(shí)施檢定或校準(zhǔn)，將國(guó)際基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量值經(jīng)過(guò)各級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作計(jì)量器具，以保證被測(cè)對(duì)象量值的準(zhǔn)確和一致。計(jì)量器具檢定：計(jì)量器具檢定是指為評(píng)定計(jì)量器具的計(jì)量特性，確定其是否符合法定要求所進(jìn)行的全部工作。五、測(cè)量裝置名詞它是直接作用于被測(cè)量，并能按一定規(guī)律將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成同種或別種量值輸出的器件。1、傳感器2、測(cè)量變換器3、檢測(cè)器提供與輸入量有給定關(guān)系的輸出量的測(cè)量器件。用以指示某種特定量的存在而不必提供量值的器件或物質(zhì)。4、測(cè)量器具的示值由測(cè)量器具所指示的被測(cè)量值。5、準(zhǔn)確度等級(jí)用來(lái)表示測(cè)量器具的等級(jí)或級(jí)別。標(biāo)稱范圍也稱為示值范圍。測(cè)量器具標(biāo)尺范圍所對(duì)應(yīng)的被測(cè)量示值范圍。6、標(biāo)稱范圍7、量程8、測(cè)量范圍標(biāo)稱范圍的上下限之差的模。在測(cè)量器具的誤差處于允許極限內(nèi)的情況下，測(cè)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的范圍。9、漂移測(cè)量器具的計(jì)量特性隨時(shí)間的慢變化。六、測(cè)量誤差測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之差稱為測(cè)量誤差。即：測(cè)量誤差=測(cè)量結(jié)果－真值1、測(cè)量誤差定義真值：指在某一時(shí)刻和某一位置的某個(gè)物理量客觀存在的真實(shí)值。真值x0是一個(gè)理想的概念，不能確切獲知。在特定條件下用某種儀器和方法可以測(cè)得一系列測(cè)量值（≠真值）。真值通常無(wú)法測(cè)得，只能測(cè)得真值的近似值。1m=1650763.73

①約定真值：世界各國(guó)公認(rèn)的幾何量和物理量的最高基準(zhǔn)的量值如：米-

米制長(zhǎng)度基準(zhǔn)

-

氪-86的2p10-5d5能級(jí)間躍遷在真空中的輻射波長(zhǎng)。-光在真空中1s時(shí)間內(nèi)傳播距離的1/299792485。②理論真值：設(shè)計(jì)時(shí)給定或用數(shù)學(xué)、物理公式計(jì)算出的給定值.③相對(duì)真值：標(biāo)準(zhǔn)儀器的測(cè)得值或用來(lái)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)器的值。262、誤差的分類（1）

系統(tǒng)誤差（systemerror）由特定原因引起、具有一定因果關(guān)系并按確定規(guī)律產(chǎn)生。

-

有規(guī)律可循：在對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量過(guò)程中，出現(xiàn)某種保持恒定或按確定的方向變化著的誤差儀器、環(huán)境、動(dòng)力源變化、人為因素再現(xiàn)性-

偏差（deviation）理論分析/實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證－>原因和規(guī)律－>減少/消除（2）

隨機(jī)誤差（randomerror）因許多不確定性因素而隨機(jī)發(fā)生。偶然性（不明確、無(wú)規(guī)律）。概率和統(tǒng)計(jì)性處理（無(wú)法消除/修正）。（3）粗大誤差（abnormal

error）檢測(cè)系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)發(fā)生異常和故障等引起。異常誤差－>混為系統(tǒng)誤差和偶然誤差－>測(cè)量結(jié)果失去意義分離－>防止3、誤差表示：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差=測(cè)量值-真值客觀真實(shí)值（未知）（1）

絕對(duì)誤差：

x=x–x0（2）相對(duì)誤差：測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比。定義：相對(duì)誤差=100%絕對(duì)誤差真值

=100%

xx0絕對(duì)誤差很小表示：百分?jǐn)?shù)（%）-

分子分母量綱相同相對(duì)誤差=100%絕對(duì)誤差測(cè)量值

=100%

xx確切反映測(cè)量效果：被測(cè)量的大小不同-

允許的測(cè)量誤差不同被測(cè)量的量值小-允許的測(cè)量絕對(duì)誤差也越小。測(cè)量?jī)x表的精度等級(jí)分為7級(jí)：0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0。某儀表為0.5級(jí)表示該儀表的最大相對(duì)誤差不大于0.5%。用量程為150V的0.5級(jí)電壓表和量程為30V1.5級(jí)電壓表測(cè)量25V電壓，問(wèn)哪一個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確度高？（3）引用誤差：計(jì)量器具的絕對(duì)誤差與引用值之比。引用值：計(jì)量器具的標(biāo)稱范圍的最高值或量程P書9頁(yè)實(shí)例

（4）分貝誤差：一種特殊形式的相對(duì)誤差。在數(shù)值上與相對(duì)誤差有著一定的關(guān)系。分貝誤差=20×lg（測(cè)量值÷真值）分貝的誤差單位為dB，分貝誤差本質(zhì)上無(wú)量綱，是一種相對(duì)誤差。在數(shù)值上分貝誤差和相對(duì)誤差有一定的聯(lián)系。圖0-3測(cè)量誤差和其分布特征量的關(guān)系圖0-3（5）誤差和誤差的特征量如圖0-3所示x0：被測(cè)量真值xi：第i次的測(cè)量值μ：測(cè)量值概率分布的期望（平均值）σ：測(cè)量值概率分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差δi：第i次測(cè)量的誤差值δrl：第i次測(cè)量的隨機(jī)誤差值δs：系統(tǒng)誤差七、測(cè)量結(jié)果的評(píng)價(jià)檢測(cè)系統(tǒng)的基本內(nèi)容不同場(chǎng)合-

檢測(cè)精度要求不同。例：服裝裁剪（身長(zhǎng)/胸圍）-

半厘米；發(fā)動(dòng)機(jī)活塞直徑-

微米級(jí)精度高-

系統(tǒng)復(fù)雜-

造價(jià)高系統(tǒng)誤差大小的反映按誤差原因：①正確度：表征測(cè)量結(jié)果接近真值的程度。②精密度：反映測(cè)量結(jié)果的分散程度（針對(duì)重復(fù)測(cè)量而言）。表示隨機(jī)誤差的大?、蹨?zhǔn)確度：表征測(cè)量結(jié)果與真值之間的一致程度。系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合反映表示對(duì)被測(cè)量真值不能肯定的誤差范圍的評(píng)定。-是誤差量值分散性指標(biāo)④測(cè)量不確定度八、測(cè)量器具的誤差

它是指測(cè)量器具的示值與被測(cè)量真值之差。1、測(cè)量?jī)x器的示值誤差2、基本誤差3、允許誤差

指測(cè)量?jī)x器在標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差，也稱為固有誤差。

指技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程等對(duì)測(cè)量?jī)x器所規(guī)定的允許的誤差極限值。表示對(duì)被測(cè)量真值所處量值范圍的評(píng)定。4、測(cè)量不確定度測(cè)量器具的重復(fù)性是指在規(guī)定的使用條件下，測(cè)量器具重復(fù)接受相同的輸入，并給出非常相似輸出的能力。測(cè)量器具的重復(fù)性誤差就是測(cè)量器具造成的隨機(jī)誤差分量。5、測(cè)量器具的重復(fù)性和重復(fù)性誤差6、回程誤差7、誤差曲線回程誤差也稱為滯后誤差，是指在相同條件下，被測(cè)量值不變。測(cè)量器具形成方向不同時(shí)，其示值之差的絕對(duì)值。表示測(cè)量器具誤差與被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系的曲線。表示被測(cè)量的實(shí)際值與測(cè)量器具示值之間函數(shù)關(guān)系的曲線。8、校準(zhǔn)曲線一、產(chǎn)品開發(fā)與性能實(shí)驗(yàn)●新產(chǎn)品開發(fā)必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、市場(chǎng)檢驗(yàn)、批量生產(chǎn)等過(guò)程?！癞a(chǎn)品零部件、整機(jī)的性能試驗(yàn)，是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)正確與否的唯一依據(jù)。●許多產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)“設(shè)計(jì)--建立--測(cè)試”循環(huán)，即使已定型的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中也需要對(duì)每一產(chǎn)品或其部份抽樣作性能試驗(yàn)，以便控制產(chǎn)品質(zhì)量?！癞a(chǎn)品的性能試驗(yàn)結(jié)果是用戶驗(yàn)收產(chǎn)品的主要依據(jù)。0.3測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用（Measurementprojectandapplication）二、機(jī)械故障診斷1、機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力、石油化工、冶金等行業(yè)的大型、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

2、機(jī)械系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)劃分為：

機(jī)械測(cè)量監(jiān)視與保護(hù)數(shù)據(jù)采集振動(dòng)狀態(tài)分析數(shù)據(jù)傳輸

3、機(jī)械故障診斷意義●機(jī)械發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)停頓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失?！裨谠O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)下，要了解、掌握其內(nèi)部狀況（如溫升、振動(dòng)、噪聲、應(yīng)力應(yīng)變、潤(rùn)滑油狀況、異味等）?！癖ＷC設(shè)備的安全運(yùn)行，預(yù)防和減少惡性事故的發(fā)生，消除故障隱患，保障人身和設(shè)備安全，提高生產(chǎn)率?！駲C(jī)械故障診斷能夠滿足機(jī)器設(shè)備及其零件的高可靠性和高利用率要求。三、產(chǎn)品質(zhì)量控制與生產(chǎn)檢測(cè)

在汽車、機(jī)床等設(shè)備，電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件出廠時(shí)，必須對(duì)其性能質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量和出廠檢驗(yàn)。

圖示為汽車制造廠發(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)原理框圖，測(cè)量參數(shù)包括潤(rùn)滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過(guò)對(duì)抽樣汽車的測(cè)試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。四、

測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用舉例

在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開測(cè)試技術(shù)。測(cè)試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€(gè)工程領(lǐng)域。

1、工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

a)機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器

轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)位置傳感器、力傳感器、視覺(jué)傳感器、聽覺(jué)傳感器、接近距離傳感器、觸覺(jué)傳感器、熱覺(jué)傳感器、嗅覺(jué)傳感器。

在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗b)AGV自動(dòng)送貨車

超聲波測(cè)距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運(yùn)動(dòng)軌跡和AGV小車位置識(shí)別；條形碼傳感器，貨品識(shí)別。香港理工AGV模型c)生產(chǎn)加工過(guò)程監(jiān)測(cè)切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測(cè)距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠2、流程工業(yè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。石化企業(yè)輸油管道、儲(chǔ)油罐等壓力容器的破損和泄露檢測(cè)。揚(yáng)子石化50MW熱電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)陽(yáng)邏電廠300MW汽輪機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)荊門電廠200MW機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)青山熱電廠生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)沙角電廠生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)寶鋼30KW以上風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)寶鋼精軋F(tuán)2軋機(jī)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)寶鋼冷軋帶鋼振動(dòng)紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)武鋼風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3、產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)量

在汽車、機(jī)床等設(shè)備，電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件出廠時(shí)，必須對(duì)其性能質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量和出廠檢驗(yàn)。

圖示為汽車出廠檢驗(yàn)原理框圖，測(cè)量參數(shù)包括潤(rùn)滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過(guò)對(duì)抽樣汽車的測(cè)試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測(cè)量機(jī)床加工精度測(cè)量測(cè)試技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用——確保產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測(cè)：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位….離線檢測(cè)：零件參數(shù)、尺寸與形位公差、品質(zhì)參數(shù)作用：現(xiàn)代工程裝備中，檢測(cè)環(huán)節(jié)的成本約占50%

70%4、樓宇控制與安全防護(hù)

為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)用了許多測(cè)試技術(shù)，如闖入監(jiān)測(cè)、空氣監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、電梯運(yùn)行狀況。

圖示為某公司樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測(cè)、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測(cè)器5、家庭與辦公自動(dòng)化

在家電產(chǎn)品和辦公自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測(cè)試技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測(cè))。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器測(cè)試技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增家用電器：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦——紅外測(cè)距傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)——光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測(cè)——熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換——駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測(cè)——光敏二極管、光敏三極管可視對(duì)講、可視電話：圖像獲取——面陣CCD辦公商務(wù)：掃描儀：文檔掃描——線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)——光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計(jì)：血壓檢測(cè)——壓力傳感器血糖測(cè)試儀、膽固醇檢測(cè)儀——離子傳感器6、

社會(huì)生活中的物化法官

檢查產(chǎn)品質(zhì)量

監(jiān)測(cè)環(huán)境污染

識(shí)別指紋假鈔

查服違禁藥物

偵破刑事案件……教學(xué)實(shí)驗(yàn)、氣象預(yù)報(bào)、大地測(cè)繪、災(zāi)情預(yù)報(bào)、交通指揮、……涵蓋吃穿用、農(nóng)輕重、陸?？?、其他應(yīng)用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服8、PC機(jī)中的測(cè)試技術(shù)應(yīng)用8、PC機(jī)中的測(cè)試技術(shù)應(yīng)用測(cè)控實(shí)驗(yàn)DIY1.鼠標(biāo)測(cè)位移實(shí)驗(yàn)2.麥克風(fēng)測(cè)聲音2.聲卡采樣頻率信號(hào)分析頻率合成與分解3.簡(jiǎn)易聲級(jí)計(jì)制作4.CCD圖象分析……..

個(gè)人測(cè)試實(shí)驗(yàn)室9、測(cè)試技術(shù)在汽車中的應(yīng)用日新月異發(fā)動(dòng)機(jī)：向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等汽車傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容

普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器，豪華轎車：傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。底盤：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫車身：提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車速、測(cè)距、圖象等美軍研制的未來(lái)單兵作戰(zhàn)武器——OICW

夜視瞄準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測(cè)距儀：可精確定位目標(biāo)。在發(fā)射20毫米高爆彈時(shí)，激光測(cè)距儀可將目標(biāo)的距離信息自動(dòng)傳輸至高爆彈的爆炸引信，以便精確設(shè)定引爆時(shí)間。10、武器裝備11、檢測(cè)技術(shù)在航天領(lǐng)域舉足輕重火箭測(cè)控——檢測(cè)火箭狀況、姿態(tài)、軌跡飛行器測(cè)控——檢測(cè)飛行器姿態(tài)、發(fā)電機(jī)工況，控制與操縱“阿波羅10”：火箭部分---2077個(gè)傳感器飛船部分---1218個(gè)傳感器神州飛船：185臺(tái)（套）儀器裝置檢測(cè)參數(shù)---加速度、溫度、壓力、振動(dòng)、流量、應(yīng)變、聲學(xué)參數(shù)等傳感器：新型、微型、智能型測(cè)試儀器：高精度、多功能、小型化、在線監(jiān)測(cè)、性能標(biāo)準(zhǔn)化和低價(jià)格參數(shù)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化五、

測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（MeasurementTrend）1、傳感器方面

a)利用新發(fā)現(xiàn)的材料和新發(fā)現(xiàn)的生物、物理、化學(xué)效應(yīng)開發(fā)出的新型傳感器光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量振動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計(jì)算機(jī)智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器智能化傳感器2、測(cè)量信號(hào)處理方面計(jì)算機(jī)虛擬儀器技術(shù)用PC機(jī)＋儀器板卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)