《测试技术概述》PPT课件.ppt
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1、测试技术与信号处理,主讲人:刘建慧博士 副教授先进制造技术研究所河南理工大学机械与动力工程学院,测试技术概述,二、测试系统的基本组成,三、简单的测试系统举例,五、测试技术的发展趋势,六、测试技术在工程技术领域中的应用,四、测试技术的常用方法概述,一、测试的重要作用和意义,随着科技的发展,测试技术已经形成了一门专门的技术科学。人们通过测试获得客观事物的定量概念,以掌握其运动规律。在某种意义上来说,“没有测试,就没有科学。”因为人类的各种活动领域中都离不开测试。测试包含着测量和试验两大内容。测量就是把被测系统中的某种信息,如运动物体的位移、速度、加速度检测出来,并加以度量;试验就是通过某种人为的方
2、法,把被测系统所在的许多信息中的某种信息,用专门的装置人为地把它激发出来,加以测量。因此,测试工作是人们认识客观事物、掌握其内在规律,从而利用并改造世界的重要手段。,1、产品检验和质量控制的重要手段,一、测试技术的作用与意义,被动检测,主动检测(在线检测),质量控制领域,2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用,故障监测系统,动态监测,保证设备和人员安全提高经济效益,3、自动化系统中不可缺少的组成部分,生产过程:,“物流”,“信息流”,检测,获取信息,分析判断,自动控制,自动化:,信息获取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行,4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步,检测手段水
3、平决定科学研究的深度和广度,理论研究成果离不开必要的检测手段,“机遇”号火星车拍摄火星土壤的显微照片,“勇气”号火星车发回的彩色照片,美国勇气号和机遇号火星探测移动机器人,生物医学图像分析,医学临床诊断:X射线、B超、CT、核磁共振(MRI),医学影像融合分析,细胞个数统计,CT图像,自动检测:染色体切片、癌细胞切片、超声波图象,二、测试系统基本组成,(信号检出部分),(信号变换部分),(分析处理部分、通信接口及总线),1、信号检出部分,传感器(Sensor)-执行检出功能的器件,信号提取(被测量)、传输(信号变换部分),特点:,1)输出量为电压、电流、频率,2)输出的电信号一般较微弱:,电压
4、-毫伏级、微伏级;电流-毫安级、纳安级,3)输出信号与噪声混杂在一起-传感器内部噪声 传感器的信噪比小、输出信号弱-信号淹没在噪声中,4)传感器的输出特性呈线性或非线性,选择:测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件 以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制,电阻、电容、电感,两种:数字量、模拟量,5)外界环境的变化会影响传感器的输出特性,检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分,2、信号变换部分,检出信号,适合于分析和处理的信号,信号调理电路,阻抗变换-输出阻抗很高时;,电压/电流(V/A)转换-需要电流输出时;,目的:,4)简化后续系统的组成,2)消除或抑制传感器输
5、出量中的无用信号,3)提高测量、分析的准确度,信号放大-输出信号微弱时;,噪声抑制-信号淹没在噪声中;,模拟/数字(A/D)转换-需要输出数字信号时,1)对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量,3、分析处理部分,功能:管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换,不断注入新内容-检测系统的研究中心,通用标准接口-不同的系统尤其是不同厂家的产品能够互联,4、通信接口与总线部分,计算机系统-强大问题分析能力、复杂系统的实时控制,自动化、智能化,USB、IEEE-488、RS-232(串行)、并行,总线:传送数字信号的公共通道-信号线的集合,RS-232C、VXI、Centronics(并行
6、),(硬件系统),(规范、结构形式),接口-分系统和上位机之间/分系统之间交换信息,当机床主轴径向跳动时,相当于两极板间的极距d发生变化,其电容也发生变化。只要测得此电容的变化,就能间接知道车床主轴的径向跳动的量值。电容式位移测量仪是将传感器测得的电容的变化转换为电压的变化,并进行滤波放大等处理。计算机则通过AD转换卡,将测得的电压转换为数字量,再经过分析处理后,将结果通过所需要的图形成文字显示出来也可以打印出来。,三、简单的测试系统举例,简单来说,测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成,传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量,中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路
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