工程测量技术-第1章绪论

工程测试技术MeasurementandTestforEngineering工程测试技术课程的地位、目的和任务学科基础课，通过本课程的学习使学生获得工程中测试技术的基本理论和方法，培养学生工程测试能力，特别是分析、选用测试系统和装置进行科学实（试）能力。工程测试技术相关课程：动力类专业学科基础课及专业课，如“电工学与电子技术，数据采集与处理，自动控制，航空发动机原理、结构强度、试验技术，内燃机原理、构造、试验技术”等课程，以及“专业课程设计，毕业设计”等教学环节。工程测试技术课程主要内容工程测试技术导论：工程测试的目的、任务、基本内容和方法测量系统的组成及基本特性测量误差理论及实验数据处理测量信号分析理论和方法典型工程参数的测量测量系统的组成及基本特性系统组成：传感器、信号调理及放大器、记录设备、信号处理与分析设备、计算机辅助测试系统、数据输出设备等环节的原理、工作特性和使用方法。基本特性：包括静态特性和动态特性静态特性：灵敏度、线性度、迟滞、精度等级等。动态特性：数学模型、频响特性、动态特性分析等。测量误差理论及实验数据处理误差的基本概念，表示方法，随机误差的估算，系统误差的发现与消除，粗大误差的剔除，函数误差与误差传递，不等精度测量，误差合成。实验数据处理方法，一元线性回归，图表表示与公式表示等。测量信号分析理论和方法信号处理与分析技术总论周期信号与非周期信号随机信号（描述方法，幅值域，时延域，频率域，相关函数，功率谱密度函数等。）工程参数的测量压力测量温度测量流量测量振动测量应力测量课程实验热电偶测温实验：综合型必做实验项目，侧重于静态参数测量。振动测量与信号分析实验综合型必做实验项目，侧重于动态参数测量。教材及主要参考书教材：1)《热工与气动参数测量》林其勋主编，西北工业大学出版社，1995年2)《航空发动机强度振动测试技术》李其汉，胡碧刚，徐志怀编著，北京航空航天大学出版社，1995年3)《测试技术》贾民平，张洪亭，周剑英，高等教育出版社，2006年主要参考书：3）《机械测试系统原理与应用》秦树人等编著，科学出版社，2005年4)《工程测试基础》胡均安，曾光奇主编，华中理工大学出版社，2000年5）《工程测试与信息处理》卢文祥，杜润生，华中理工大学出版社，1999年6)《工程测试技术手册》林宗虎编著，化学工业出版社，1997年7)《检测技术》北京航空学院编，航空专业教材编审组，1983年第一章:工程测试技术导论一.测量的定义

测量是对被测对象进行检出、变换、分析、处理、判断、控制、显示的综合过程。

测量是采用专门的技术工具通过实验和（或）计算，对被测对象收集信息(如被测量的大小和符号,变化曲线、图表等）的过程。测量的目的：在限定时间内正确地收集被测对象的未知信息，以便掌握该对象的特性、规律或者控制某个过程。测试技术在机械工程中的应用检定产品的质量。在实际工作中为老产品的合理改进和新产品的开发提供客观的依据。科研中为科学工作者验证老理论和发展新理论提供有力的手段。监视或控制生产过程的运行条件，保证设备的正常运行，是自动化生产、控制的基础。实例实例航天医学二.测量技术分类1.直接测量与间接测量直接测量：采用已标定好的测量仪表，直接对某个未知量进行测量，读取测量值。如采用磁电式仪表测电流、电压；用弹簧管压力表测量压力等。间接测量：首先确定被测量的函数关系式，然后采用已标定好的测量仪表测量函数关系式中的有关量，最后代入函数关系式进行计算，获得被测值。如测量电流，根据欧姆定律：先测电压U，再测电阻R，根据欧姆定律计算出电流I。间接测量间接测量2.电测量与非电测量根据被测量为电量/非电量，测量技术分为电测量：电流、电压、电功率、电阻、电容、电感、品质因数、功率因数、增益、频率及相位等。非电测量：电量以外的一切参量，如物理量：温度、压力、速度、加速度、位移、比重、湿度、流量、亮度等；几何量：长度、体积、形状等；化学量：物质成分、酸碱度等3.非电量电测法定义：将非电量通过传感器或测试系统转换为电量的测量，称为非电量电测法。优点：（5个方面）1).可以将不同的被测参数转换成相同的电量,因而可使用相同的仪器;2).输出的电信号可作远距离传输,利于远距离操作与自动控制;3).可以对参数进行动态测量,测量记录其瞬时值与变化过程;4).在检测微弱信号及瞬态过程方面有突出优点;5).由于可输出电量信号,易于和后续数据处理仪器或计算机连用,从而能对复杂的测量结果进行分析、运算及处理。因此，在现代测试技术中，非电量电测法应用很广。三.非电量电测系统的构成与发展基本构成被测信号传感器信号调节器记录显示仪器传感器：感受被测信号，并将它变换成电压（或电流）信号或电路参量（电阻、电容、电感等）信号输出。具有敏感功能及非电量变换到电量的功能。信号调节器：将传感器输出的电信号变换成记录显示仪器所需要的标准电压（或电流）信号，输送到记录及显示仪器，或送入伺服驱动机构进行记录、指示与控制。记录显示仪器：将表示被测量大小的电量进行记录与显示。测试信号数字化处理物理信号对象传感器电信号放大调制电信号A/D转换数字信号计算机显示D/A转换电信号控制物理信号四.现代测量仪器的主要技术特征一.测量仪器发展进程、趋势 1 十八世纪初：基于物理定律的模拟仪表；2 十九世纪初：基于电子管，采用电子技术和控制技术的电子仪表；3 五十年代：基于集成电路和电子技术的数字仪表4 七十年代：基于计算机的智能仪器5 九十年代及二十一世纪初：信息虚拟仪器二.现代测量仪器的主要技术特征1.现代测量仪器是信息处理机器。2.MACCCI（数学、人工智能、计算机、控制、通信和集成电路技术）是现代测量仪器设计的重要技术基础。3.计算机在测量仪器中的应用给仪器设计带来了革命性的变化，计算机的结构决定了测量仪器的核心结构。4.软件已成测量学科的关键性问题。5.模型化测量方法和测量结果的符号化表示是测量信息处理的前沿课题。6.现代测量仪器硬件变得越来越规范、标准和统一，软件变得越来越丰富、强大和灵活。模