测试技术(第一章 绪论)

1、机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University唐贵基唐贵基机械工程测试技术基础机械工程测试技术基础（简称：测试技术）（简称：测试技术）机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University1.1 概述概述一、学习一、学习测试技术测试技术的目标的目标第章绪论第章绪论进行动态机械量和机械结

2、构动特性的测试进行动态机械量和机械结构动特性的测试总目标： 测试系统的组成及测试方法测试系统的组成及测试方法 信号分析与处理的方法信号分析与处理的方法分项目标：振动的测试与结构动特性的测试振动的测试与结构动特性的测试测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University1.1 概述概述一、学习一、学习测试技术测试技术的目标的目标第一章绪论第一章绪论机械量机械量动态量动态量动态测试技术动态测试技术测试技术测试技术机械结构动特性机械结构动特性测试技术测试技术机械工程学

3、院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University1、 课程设置与发展历史课程设置与发展历史1984年在我校召开第一届全国学术年会年在我校召开第一届全国学术年会1981年成立全国高校机械工程测试技术研究会年成立全国高校机械工程测试技术研究会1982年出第一本全国通用教材：机械制造中测试技术年出第一本全国通用教材：机械制造中测试技术1985年年第一版全国通用教材：机械工程测试技术基础第一版全国通用教材：机械工程测试技术基础1988年在烟台大学召开第二届全国学术年会年在烟台大学召开第二届全

4、国学术年会1988年出年出第二版全国通用教材：机械工程测试技术基础第二版全国通用教材：机械工程测试技术基础1988成立中国振动工程学会成立中国振动工程学会1988成立中国振动工程学会下设个专委会成立中国振动工程学会下设个专委会二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义中中 国国 振振 动动 工工 程程 学学 会会转子动力学专委会动态测试专

5、委会信号处理专委会故障诊断专委会非线性振动专委会振动与噪声控制专委会振动利用专委会动 态 测 试 专 委 会全国高校机械工程测试技术研究会振动、测试与诊断（核心期刊杂志）振动工程学报（一级学报）振动、冲击与噪声（核心）振动、噪声与控制（核心）测试技术测试技术81年成立年成立第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义地位地位河北省振动工程学会河北省振动工程学会动 态 测 试 专 委 会全

6、国高校机械工程测试技术研究会华北分会华北分会挂靠单位挂靠单位常务副理事长单位常务副理事长单位理事长单位理事长单位作为副主编已出版教材一部作为副主编已出版教材一部作为主编准备再出版教材一部作为主编准备再出版教材一部大学精品课大学精品课团队：胡爱军、向玲、张超、何玉灵等团队：胡爱军、向玲、张超、何玉灵等第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义 在电力、冶金、石化、化工

7、等流程工业中，生产线上设备运行在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统小时在线监测系统。 第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringN

8、orth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义鼠标鼠标:光电位移传感器光电位移传感器摄象头摄象头:CCD传感器传感器声位笔声位笔:超声波传感器超声波传感器麦克风麦克风: 电容传声器电容传声器声卡声卡:A/D卡卡 + D/A卡卡软驱软

9、驱: 速度速度,位置伺服位置伺服第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义机械手、机器人中的传感器机械手、机器人中的传感器 转动转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接移动位置传感器、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。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密

10、歇根大学的机械手装配模型广州中鸣数码的机器狗广州中鸣数码的机器狗第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义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。来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：衣物全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温重

11、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，水质传感器，透光率光传感器传感器(洗净度洗净度) 液位传感器，电液位传感器，电阻传感器阻传感器(衣物烘干检测衣物烘干检测)。指纹传感器指纹传感器透光率传感器透光率传感器温湿度传感器温湿度传感器温度传感器温度传感器第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University人耳人耳二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义人体中的测试技术人体中的测试技术第一章绪论第

12、一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义应用与意义应用与意义人体中的测试技术人体中的测试技术第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、课程设置、地位与意义二、课程设置、地位与意义我校其他专业我校其他专业自动化自动化环境科学环境科学

13、电气工程电气工程仪器仪表、热仪器仪表、热工参数测量等工参数测量等噪声等参量测噪声等参量测试技术试技术电气参数测试电气参数测试技术及故障诊技术及故障诊断等断等第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University一、信号分析与处理一、信号分析与处理信号及分类信号及分类非平稳随机信号号非各态历经平稳随机信各态历经平稳随机信号平稳随机信号非确定性信号瞬态信号准周期信号非周期信号多谐周期复合信号正余弦信号周期信号确定性信号信号 信号的分类示意图 按照变

14、化规律分按照变化规律分1.2 基本概念基本概念第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University频域频域时域时域一、信号分析与处理一、信号分析与处理信号的描述方法信号的描述方法时域时域 txt0)2sin()(00tfAtx第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念)( fXf)()(2)(000ffffAjfX00f0f频域频域机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical Engineerin

15、gNorth China Electric Power University时域时域)2sin()(00tfAtx时差域时差域cos2)(2AR)(R一、信号分析与处理一、信号分析与处理信号的描述方法信号的描述方法第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术幅值域幅值域221)(xAxp1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University一、信号分析与处理一、信号分析与处理模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号 )(nx1, 3 , 2 , 1 , 0Nn)(nx

16、n)(tx)(nxt)(tx第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University一、信号分析与处理一、信号分析与处理信号分析方法信号分析方法时域分析时域分析平均分析平均分析 、最小二乘法等、最小二乘法等时差域分析时差域分析相关分析相关分析频域分析频域分析频谱分析、功率谱分析等频谱分析、功率谱分析等时频分析时频分析小波变换、黄变换等小波变换、黄变换等第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院

17、机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University一、信号分析与处理一、信号分析与处理信号处理方法信号处理方法模拟信号模拟信号数字信号数字信号数据处理方法数据处理方法采样、量化、截断采样、量化、截断数据的特征图形数据的特征图形第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University二、测试系统及特性二、测试系统及特性

18、测试系统测试系统)(th时域特性时域特性单位脉冲响应函数单位脉冲响应函数)( fH频域特性频域特性：频响函数频响函数输入信号输入信号输出信号输出信号)(tx)(fX)(ty)( fY输入、系统、输出输入、系统、输出第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University测试系统组成测试系统组成振动分析仪被测系统传感器前置器测试系统框图机械结构动态特性的测试系统框图激振锤传感器前置器功率放大器激振器被测系统信号发生器前置器阻

19、抗头振动分析仪前置器第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术二、测试系统及特性二、测试系统及特性1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University三、机械物理量测试三、机械物理量测试我们要测什么？振动（位移、速度、加速度）噪声（声强、声级）温度流量、压力等第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Pow

20、er University三、三、机械物理量测试机械物理量测试-机械振动机械振动按振动产生的原因可分为四类自由振动自由振动 受迫振动受迫振动 自激振动自激振动 参数振动参数振动2按振动的规律分为四类简谐振动简谐振动非简谐振动非简谐振动瞬态振动瞬态振动随机振动随机振动3按振动系统的自由度数分为三类 单由度系统振动单由度系统振动多自由度系统振动多自由度系统振动弹性体振动弹性体振动振动的分类振动的分类第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China

21、 Electric Power University振动的分类振动的分类4 按振动位移的特征分为两类直线振动直线振动 角振动角振动 扭转振动扭转振动 摆动摆动 纵向振动纵向振动 弯曲振动（横向振动）弯曲振动（横向振动） 三、三、机械物理量测试机械物理量测试-机械振动机械振动第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power Universitymkc单自由度系统力学模型简图单自由度系统力学模型简图机械系统物理参数机械系统物理参数质量：质量：m刚度：刚度：k阻尼：阻尼：cnn机械系统动态参数机械系统动态参数固有频率：固有频率：n阻阻 尼尼 比：比：n振振 型：型：U三、三、机械物理量测试机械物理量测试-机械振动机械振动第一章绪论第一章绪论测试技术测试技术1.2 基本概念基本概念机械工程学院机械工程学院Department of Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University振动响应振动响应振动测试内容：振动测试内容：机械系统振动特性机械系统振