在工程领域，科学实验、产品开发、生产监 督、质量控制等，都离不开测试技术。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。
1、产品质量测量
பைடு நூலகம்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。
b) AGV自动送货车
香港理工AGV模型
超声波测距传感器、红外线色彩传感器、条形码传感器。
c) 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。
密歇根大学数字化工厂
3、流程工业设备运行状态监控
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24小时在 线监测系统。
点
第二节 测量的基础知识
3、测量误差 误 差 （ Error ） ：
误差是针对真值而言 的，真值一般都是指 约定真值。
误差 ＝ 测得值 － 真值
真值（True Value）： 观测一个量时，该量本 身所具有的真实大小。
分类：
三角形内角之 和恒为180º
一个整圆周角 为360º
理论值 约定真值
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
4、其他
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)。
Mechanical Engineering Testing Technique
门捷列夫 (1834-1907)
科学始于测量,没有测 量，便没有精密的科 学。
门捷列夫
开尔文（1824-1907）
当你能够测量你所关注的事物， 而且能够用数量来描述他的时候， 你就对其有所认识；当你不能测 量他，也不能将其量化的时候， 你对他的了解就是贫乏和不深入 的。
论 号 试 感 号 号程 拟
分 系 器 的 的应 仪
析 统 原 调 处用 器
基特 理 理 理
技
础性
术
绪论
本章学习要求： 1.掌握测试技术的概念及研究内容 2.了解测试技术的应用情况 3.了解测试技术的发展动态 4.掌握测量的基础知识以及测量数据处理 的基本方法
第一节 测试技术概况
一.测试和测量系统
前者的相对误差为 r1 / l 0.6106 / 0.01 0.6104 后者的相对误差为 r2 / l 10.5106 /1 1.1105 用绝对误差不便于比较不同量值、不同单位、 不同物理量等的准确度。
1.测试技术的基本概念 测试技术是具有试验性质的测量，即测量和试
验技术的统称。
简单的测试系统可 以只有一个模块， 如玻璃管温度计。 它直接将被温度变 化转化液面示值。 没有电量转换和分 析电路，很简单， 但精度底，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。
开尔文
钱学森(1911- )
信息技术包括测量 技术、计算机技术 和通信技术，测量 技术是信息技术的 关键和基础。
钱学森
机械工程测试技术基础
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(位移、振动、力、 流量等）的传感器测量原理、测量电路原理和信 号分析方法。
绪 信 测 传 信 信工 虚
一般说来，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。
信息转换
信息提取
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 路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分 析；显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观 察者或其它自动控制装置。
二. 测试技术的工程应用
国际千克基准
1Kg
表示形式
误差
性质特点
绝对 误差
相对 误差
系统 误差
随机 粗大 误差 误差
绝对误差（Absolute Error）
绝对误差 ＝ 测得值 － 真值
L＝L－L0
绝对误差 测得值
被测量的真值，常 用约定真值代替
特点： 1) 绝对误差是一个具有确定的大小、符号
及单位的量。
2) 给出了被测量的量纲，其单位与测得值 相同。
汽车扭距测量 机床加工精度测量
2、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
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
广州中鸣数码的机器狗
指纹传感器
透光率传感器
温湿度传感器
温度传感器
鼠标:光电位移传感器 摄象头:CCD传感器 声位笔:超声波传感器
麦克风:电容传感器
声卡:A/D卡 + D/A卡 软驱:速度,位置伺服
航天 交通
农业 医学
三. 测试技术的发展趋势
1、传感器方面
a)利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效 应开发出的新型传感器
L0
绝对误差
被测量的真值，常用约定 真值代替，也可以近似用
测量值 L 来代替 L0
相对误差
特点： 1） 相对误差有大小和符号。
2） 无量纲，一般用百分数来表示。
绝对误差和相对误差的比较
用1μm测长仪测量长度： 测量0.01m长的工件，其绝对误差为0. 6μm；用来 测量1m长的工件，其绝对误差为10.5μm。
生物酶血样分析传感器
热/光
电量
光纤流速传感器
荧光材 料制作 的电子 鼻传感 器
b)传感器+嵌入式计算机 智能传感器
振动网络传感器 嵌入式计算机
智能压力网络 传感器
智能倾角RS232 传感器
IC总线数字温度 传感器
2、测量信号处理方面
计算机虚拟仪器技术
用PC机＋仪器板卡 代替传统仪器
优
用计算机软件 代替硬件分析电路
测得值
【例】
用某电压表测量电压，电压表的示值为226V， 查该表的检定证书，得知该电压表在220V附 近的误差为5V ，被测电压的修正值为－5V ， 则修正后的测量结果为226+(－5V )=221V。
真值
绝对误差
相对误差
相对误差（Relative Error）： 绝对误差与被测量真值之比
定义
r L