测试技术绪论PPT课件

1、1.2 测试技术的内容测试技术的内容 测量原理 实现测量所依据的物理、化学、生物等现象及有关定律的总体。例如，应变效应，压电效应，电磁效应，热电效应等等。 测量方法 直接测量法或间接测量法、电测法或非电测法、模拟量测量法或数字量测量法。 测量系统 静态特性、动态特性，测试系统的设计或选用。 数据处理 从实测试数据提取状态信息。第1页/共20页2 测试系统的组成测试系统的组成测试系统的组成非电量电测法测试的基本方法是电测法。被测非电量被转换成电量，特指为信号。测试系统由转换环节组成。第2页/共20页(1) 传感器传感器 传感器是将被测量转换成某种电信号的装置，包括敏感器和转换器。 敏感器把温度、

2、压力、位移、振动、噪声和流量等被测量转换成容易变换成电量的物理量。 转换器把这些物理量转换成某种容易检测的电量，例如电阻、电容、电感的变化。 变送器，包括变换电路，可输出标准范围的电压或电流信号（例如420mA）。(2) 信号调理 把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。 这种信号转换多数是电信号之间的转换，例阻抗变化转换成电压变化，滤波、幅值放大幅值变化转换成频率变化等。第3页/共20页 将信号处理环节的输出即测试的结果以易于观察的形式显示或存贮。(3) 信号处理对信号调理环节的输出，进行各种运算和分析。(4) 信号的显示、记录(5) 反馈、控制主要用于闭环控制系统中的测试系统

3、，或者有目的地控制其它受控设备。(6) 模数(A/D)转换和数模(D/A)转换采用计算机、PLC等测试、控制系统时进行模拟信号与数字信号相互转换的环节。第4页/共20页(7) 输入、输出、传输特性输入、输出、传输特性任何测量结果都存在误差，必须把误差限制在允许范围内。测试系统中每个环节的输出量与输入量之间必须具有对应关系，要求输出的变化在给定的误差范围内反映其输入的变化，即实现不失真的测试。系统的传输特性确定了输出与输入之间的关系，工程测试问题都可以归结为输入、输出和系统传输特性之间的关系问题。第5页/共20页3 测试技术的发展动向测试技术的发展动向3.1 测试系统的发展动向测试系统的发展动向

4、 传感器新型、微型、智能化； 测试仪器高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格； 参数测量与数据处理以计算机为核心，测量、分析、处理、打印、绘图、状态显示及故障预报自动化。第6页/共20页3.2 机械量测试技术的发展动向机械量测试技术的发展动向 多传感器融合技术在制造现场中应用 由于多传感器是以不同的方法或从不同的角度获取信息的，因此可以通过信息融合去伪存真，提高测量信息的准确性和测量精度。 柔性测试系统 采用积木式、组合式测量方法，实现不同层次不同目标测试的目的。 虚拟仪器技术 将多种数字化的测试仪器虚拟成一台以计算机为硬件支撑的数字式的智能化测试仪器；研究虚拟制造中的虚拟测量，

5、如虚拟量块、虚拟坐标测量机等。第7页/共20页 智能结构 用于结构检测与故障诊断，融合智能技术、传感技术、信息技术、仿生技术、材料科学等的交叉学科，使监测的概念过渡到在线、动态、主动的实时监测与控制。 视觉测试技术 建立在计算机视觉研究基础上。重点研究物体的几何尺寸及位置测量，例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。广泛应用于在线测量、逆向工程等主动、实时测量过程。第8页/共20页 大型设备的测试 大尺寸测量，例如飞机外形、大型设备关键部件、高层建筑电梯导轨的校准、油罐车的现场校准。为此开发便携式测量仪器，例如便携式光纤干涉测量仪、便携式大量程三维测量系统等。 微观系统的测试

6、 另一个极端是对微机械的测试。微电子技术、生物技术的快速发展对探索物质微观世界提出了迫切的要求，为了提高测量精度，要求进行微米、纳米级的测试。第9页/共20页4 课程的学习要求课程的学习要求 掌握测试技术的基本理论，包括信号的时域和频域的描述方法、频谱分析和相关分析的原理和方法、信号调理和信号处理的基本概念和方法； 熟练掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围； 具有测试系统的机、电、计算机方面的总体设计能力； 具有实验数据处理和误差分析能力。第10页/共20页2021-11-16测试技术的应用 测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。 在工程技术领域，工程

7、研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实验等，都离不开测试技术。特别是近代自动控制技术已越来越多地运用测试技术，测试装置已成为控制系统的重要组成部分。 在日常生活中，随处可见测试技术的应用例子。例如，空调、电冰箱中的温度测量和压缩机起/停控制装置，洗衣机中的液位测量和洗衣电机起/停控制装置。第11页/共20页2021-11-161、工业自动化中的应用 在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。 a)机械手、机器人中的传感器 转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。 密歇根大学的机械手装配模型广州中鸣

8、数码的机器狗第12页/共20页2021-11-16b) AGV自动送货车 超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传感器、运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。第13页/共20页2021-11-16c) 生产加工过程监测 切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。第14页/共20页2021-11-162、产品质量测量 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。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、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。汽

9、车扭距测量机床加工精度测量第15页/共20页2021-11-163、楼宇控制与安全防护 为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器第16页/共20页2021-11-164、家庭与办公自动化 在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。指纹传感器透光率传感器温湿度传感器温度传感器第17页/共20页2021-11-