工程测试技术第一章.ppt
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1、工程测试技术,主讲教师:来五星博士、副教授李锡文博士、教授实验教师:黄弢高级工程师办公电话:87557415 87559004移动电话:电子邮件:办公地址:新大楼东楼B305 新大楼东楼C306,工程测试技术,课件资料下载:邮箱地址:“机械工程测试”每个字拼音的第一个字母 密码:111111注意下载时不要删除原始文件,课程内容,本课程主要介绍工业自动化、环境监测、楼宇控制、交通等领域中常见物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等)的传感器测量原理、测量电路原理、信号分析及处理方法。,学习方法,本课程是一门培养学生解决实际工程测量问题的能力的专业技术基础课,课程具有很强的实践性。学习时应充分利用
2、课程所开设实验和提供的仿真课件。只有通过足够的实验和仿真实验操作,才能得到应有的能力培养,才能更好的掌握书本知识和具备解决实际测量问题的能力。,理论学习、实践学习和研究学习三元并重。,课程网络学习资源,1.机械工程测试技术网络课件,2.工程测试网上虚拟实验室,3.DRVI可重构虚拟仪器实验开发平台,考试,实验单独计分:实验不及格不能参加期终考试,成绩为0分;平时作业和考勤:30分。平时作业考勤期终考试占:70分。,第一章绪论,本章学习要点:,1.1 掌握测试技术的概念及研究内容1.2 了解测试技术的应用情况 1.3 了解测试技术的发展动态 1.4 了解主要测试仪器生产厂商,1.1 测试技术的基
3、本概念,测试技术是实验科学的一部分,主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。,测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段,起着人的感官的作用。,简单的测试系统可以只有一个模块,如玻璃管温度计。它直接将被测对象温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析处理电路,很简单,但测量精度底,无法实现测量自动化。,为提高测量精度和自动化程度,以便于和其它环节一起构成自动化装置,通常先将被测物理量转换为电量,再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。,例1:热轧设备诊断,例1热轧设备诊断,问题及解决方法:(1)怎样测量压力、振动位移、电气信号以及控制信号开关量?(2)信号如何
4、传输?(3)多传感器信息融 合处理(fusion)?(4)设备的管理、调度 和控制,传感器技术,信息处理技术,计算机等技术,例2汽车防抱死制动系统ABS,如果刹车片抱死车轮汽车的制动力来自轮胎与地面的摩擦力,而地面与车轮间的静摩擦系数大于滑动摩擦系数,则刹车距将增长。前轮若抱死,前轮转向附着力达极限,即使转动方向盘,汽车仍会沿原方向滑行。后轮若抱死,后轮无法转动,如有侧向力,极易发生甩尾现象。ABS的任务保持刹车时的方向稳定性保持转向控制能力提供最大制动力并缩短制动距离减少轮胎磨损,ABS=Antilock Braking System,例2汽车防抱死制动系统ABS,组成和工作原理:ABS是普
5、通制动系统基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成。工作过程分为常规制动,制动压力保持、制动压力减小和制动压力增大等阶段。制动中,ABS电控单元判断车轮速度信号,加以处理,分析是否有车轮即将抱死拖滑。ABS增压阶段:如果没有车轮即将抱死拖滑,制动压力调节装置不参与工作,制动主缸和各制动轮缸相通,制动轮缸中的压力继续增大。ABS保压阶段:如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑,它即向制动压力调节装置发出命令,关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道,使左前制动轮缸压力不再增大。,ABS减压阶段:若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态,它即向制动压力
6、调节装置发出命令,打开左前制动轮缸与储液室或储能器的通道,使左前制动轮缸中的油压降低。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%90%、30%10%、15%20%。,ABS工作原理:轮速传感器+电子控制模块+执行器,图,电子控制模块,轮速传感器,制动踏板,黄色-速度传感器通道蓝色-液压管路ECU,制动压力调节器,例3电机故障诊断,图 电动机在线识别,在某电动机生产线上,利用频谱诊断技术实现电动机在线自动识别、分类的过程。,例:电机故障诊断实验步骤,具体检测步骤如下:(1)将装有微型加速度计的测头接触传送带上运送的电动机;(2)检测电动机的振动信号,经放大器后输入FFT分
7、析仪;(3)将检测得的振动频谱与预先在分析仪中设定的判别谱进行比较;(4)进行合格与否判断,输出判断信号。,例:电机故障诊断实验结果,上图分别为典型合格品与废品的振动频谱。图中可看出,废品的频谱图中往往在某一频率有较大的幅值。,三个实际问题的启示,机、电、液、气技术相结合;传感器、信息处理、计算机技术的综合运用;相关学科的整体发展才可能有某一项技术的提高。测试技术是解决这类问题的第一步。,本课程的研究对象(机械)工程 中的 动态 物理量 广义的 随时间而变化的 静态 物理量 不随时间而变化的 g的测量、电子半径(1964 MIT和Harvard 1966丁肇中)1*10e-17m 1*10e-
8、24m G目前测量最高精度是13个ppm,角加速度法测量,测试技术定义,测试技术涵义是研究客观事物变化规律的方法(手段),是从客观事物中摄取有关信息的认识过程。运用专门的设备,通过合适的实验方法和必要的数据处理,求得所研究的有关信息的量值。测试定义:是具有 试验 性质的 测量。,为确定被测对象量值(Value)而进行的实验过程,对未知事物的探索性认识过程(Process),是一个动态过程而非静止,Measurement&Test,测试的意义测试是人类认识自然、掌握自然规律的实践途径之一,是科学研究中获得感性材料、接受自然信息的途径,是形成、发展和检验科学理论的实践基础。测试属于信息科学范畴,因
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