《测试技术》课件 绪轮.ppt

0 绪轮 一、信息、信号和噪声 二、测试工作的范围和含义 三、测试技术的地位和作用 四、现代检测技术发展趋势 五、课程研究的对象和性质 一、信息、信号和噪声 1、定义 维钠 控制论的创始人、美国科学家， 1948 控制论 动物和机器中的通讯问题 “信息就是信息，不是物质也不是能量 ” “ 信息就是人和外界互相作用过程中互相交换的内容的名称 ” 山农 信息论奠基人，美国科学家， 1948 通讯的数学理论 “熵的减少 ” 能够用来消除不定性的东西 熵 不定性的度量； 朗格 意大利学者， 1975 信息论：新趋势和未决问题 “信息是事物之间的差异，而不是事物本身 ” 纯客观的角度定义为 : 信息：事物运动的状态和方式，是客观事物性状的表征。 信号：用来表达信息、传递信息的物理量。 例： 烽火台 路口交通灯 教室铃声 噪声：信息中所含的我们不需要的、不感兴趣的信息。 有用信号 干扰信号 信噪比 例：齿轮振动 2、信息和信号的关系 （ 1）信号是信息的载体，信息是信号的 内容和含义； （ 2）相同的信息可用不同的信号加以传 递； （ 3）相同的信号可以传递不同的信息； （ 4）通常指电信号。 二、测试工作的范围和含义 1、范围 广义 凡需要考察事物运动的状态和方式，了解事物 某一方面的特征、性状等都离不开测试工作。 （ 1）丈量土地 （ 2）机床的振动 （ 3）桥梁、机器的刚度 狭义 选定激励方式、传感器、中间变换、 传输、加工、分析、处理、输出显示。 2、机械工程测试工作对象 机械量的动态测量 3、机械工程测试的基本框图 4、测试技术的含义 测量是以确定被测物属性量值为目的的 全都操作。测试是测量和试验的综合。 是根据一定的目的要求，选择合适的试 验原理、方法和装置，以获取表征事物性 状的某些信息的全过程。 测试任务： 在有外界干扰的情况下，有 效地提取和辩识出信号中所包含的有用信 息。 三、 测试技术的地位和作用 历史时代： 手工化 机械化 自动化 信息化 生产方式： 人与简单工具 动力机与机械 自动测量控制 智能机械装置 1. 信息化是科学技术发展的必然 人与机器的机能对应关系 ： 2. 信息流是客观世界的一个主流 物料流 能量流 信息流 客观世界 信息流组成 信息流 获取 传输 处理 控制 信息获取是信息流的一环 测试技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占 4%，拉动经济增长 66% 测试技术在工业生产领域的应用 离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数 作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占 5070% 测试技术在汽车中的应用日新月异 发动机： 向发动机的电子控制单元（ ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等 汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。 底 盘： 控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温 车 身： 提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等 测试技术在日常生活中的应用与日俱增 家用电器： 数码相机、数码摄像机：自动对焦 -红外测距传感器 数字体温计：接触式 -热敏电阻，非接触式 -红外传感器 自动感应灯：亮度检测 -光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测 -热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换 -驻极电容传感器 遥控接收：红外检测 -光敏二极管、光敏三极管 办公商务： 可视对讲、可视电话：图像获取 -面阵 CCD 扫描仪：文档扫描 -线阵 CCD 红外传输数据：红外检测 -光敏二极管、光敏三极管 医疗卫生： 电子血压计：血压检测 - 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 - 离子传感器 科学研究 诺贝尔奖获得者 R. R. Ernst说 “ 现代科学的 进步越来越依靠尖端仪器的发展 ” 俄国化学家门捷列夫指出 “ 科学是从测量开始 的 ” 近 80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达 38人 军事 掌握主动 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占 8% 2003年伊拉克战争 90% 1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战 美军研制的未来单兵作战武器 -OICW 夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标。在发射 20毫米高爆弹时，激光测距仪可 将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以便精确的设定引爆时 间。 教学实验、气象预报、大地测 绘、灾情预报、交通指挥、 社会的每一个角落 四、现代检测技术发展趋势 智能化 虚拟化 网络化 微型化 软测量技术 五、课程研究的对象和性质 1、课程内容 测试理论 常见机械量测试 计算机辅助测试 2、课程特点 技术基础课 培养学生合理选用测试装置并初步掌握 进行动态测试所需要的基础知识和技能，为进一步学习、 研究、处理机械工程技术问题打下基础。 先导课：电工学基础，高等数学，工程数学，控制工程 基础，材料力学。 3、教学特点 （ 1）内容广泛 （ A）掌握信号的时域、频域的描述方法，建立明确的信号 频谱结构的概念；掌握频谱的分析和相关分析的基本原理 和方法，掌握数字信号分析中的一些基本概念。 （ B）掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试的条 件，并能正确地运用于测试装置地分析和选择。掌握一阶、 二阶线性系统动态特性及其测定方法。 （ C）了解常用传感器、常用信号调理电路和记录、显示仪 器的工作原理和性能并能较合理选用。 （ D）对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念， 并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和产品的试验。 （ 2）理论联系实际 （ 3）参考书 波形的频谱分析与随机数据处理 应怀樵编 相关分析技术 信号与系统 清华大学出版社，郑君里 非电量测量 哈尔斌大学 郭振芹主编 机械工程测试 信息 信号分析 机械工业出版社出版 卢文祥、杜润生 主编 机械制造中的测试技术 机械工业出版社出版 黄长艺、卢文祥主编 课程教学要求 （ 1）掌握信号的时域、频域的描述方法，建立明确的 信号频谱结构的概念；掌握频谱的分析和相关分析的 基本原理和方法，掌握数字信号分析中的一些基本概 念。 （ 2）掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试 的条件，并能正确地运用于测试装置地分析和选择。 掌握一阶、二阶线性系统动态特性及其测定方法。 （ 3）了解常用传感器、常用信号调理电路和记录、显 示仪器的工作原理和性能并能较合理选用。 （ 4）对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概 念，并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和产 品的试验。