测试技术基础
二零零八年九月
主要内容 §1.1 §1.2 §1.3 统 §1.4 §1.5 §1.6 测试的含义 测试技术在机械工程中的作用 测试方法分类与电测法测试系 课程的性质和任务 测试技术的发展动向 小结
1.1 测试的含义 测试是人们认识客观事物的方法。 测试是人们认识客观事物的方法。 测试技术泛指测量和试验两个方面 的技术。 的技术。 测量的过程或行为就是进行一个 被测量与一个预定标准之间的定量 的比较， 的比较，从而获得被测对象的数值 结果。 结果。被测量表示被观察和被量化 的特定物理参数， 的特定物理参数，这个物理参数称 为测量过程的输入量。 为测量过程的输入量。
1.5 测试技术的发展动向 1、传感器技术的发展 物理型传感器的开发。 (2) 集成化，智能化传感器的开发。 2、测量方式多样化 (1) 多传感器融合技术在工程中的应用 (2) 积木式、组合式测量方法 (3) 虚拟仪器
1.6 小结
(1) 测试的含义。测试是具有试验性质的测量，是 测试的含义。测试是具有试验性质的测量， 测量和试验的综合。 测量和试验的综合。 (2) 测试方法分类。测量的基本方法分为：直接比 测试方法分类。测量的基本方法分为： 较法和间接比较法；静态和动态测试。 较法和间接比较法；静态和动态测试。根据信号 被传感器变换后的形式不同， 被传感器变换后的形式不同，又可将测试方法分 为电测法和其他非电测法。 为电测法和其他非电测法。 (3) 非电量电测法测试系统由测量装置、标定装置 非电量电测法测试系统由测量装置、 和激励装置组成。 和激励装置组成。 (4) 本课程性质和任务。 本课程性质和任务。
又蕴涵于信号之中。可见，测试工作始终 又蕴涵于信号之中。可见， 都需要与信号打交道，包括信号的获取、 都需要与信号打交道，包括信号的获取、 信号的调理和信号的分析等。 信号的调理和信号的分析等。
测试的基本特征：
• 测量的特征：比较 • 测量可分为：直接测量及间接测量 • 直接测量：可分为直接比较、间接比较 • 直接测量和间接测量的差异或区别
的信号频谱结构的概念；掌握谱分析和相关分析 的基本原理和方法；掌握数字信号分析中一些最 基本的概念和方法。 (2) 掌握测试系统基本特性的评价方法和不失真测 试条件，并能正确地进行测试系统的分析和选择。 掌握一、二阶系统的动态特性及其测定方法。 (3) 了解常用传感器、常用信号调理电路和记录仪 器的工作原理和性能，并能进行较合理地选用。 (4) 对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的 概念，能初步进行机械工程中某些参数的测试。
间变化非常缓慢以至于可以忽略，则称这 种测试是静态测试。 • 如果所测试的信号变化较快，称这种测 试为动态测试。
• 1.3.3 非电量电测法 • 在机械工程测试中，要测试的信号往往
是机械量。从狭义的范围讲，机械量包括 与运动、力和温度有关的物理量，如位移、 速度、加速度、外力、重量、力矩、功率、 压力、流量、温度等。为了测试工作的方 便，往往需要把被测试的机械量信号转换 成其他形式的信号来处理。根据被测信号 的转换方式，又可以把测试分成机械测量 法、光测量法、气测量法、液测量法和电 测量法等。
• 信息： 信息： • 事物运动的状态和方式。不是物质， 事物运动的状态和方式。不是物质，
不具有能量，却是物质所固有的，是其客 不具有能量，却是物质所固有的， 观存在或运动状态的特征。 观存在或运动状态的特征。信息的传输却 依靠物质和能量。 依靠物质和能量。
• 测试工作的目的 • 获取研究对象中有用的信息， 获取研究对象中有用的信息，而信息
例子1. 摩擦噪声量噪声信号
例子2. 例子2. 摩擦力时滞特性试验测量
标定系统
1.4 课程的性质和任务
• 学生在学完本课程后应具有下列几方面的知识： 学生在学完本课程后应具有下列几方面的知识： • (1) 掌握信号的时域和频域的描述方法，形成明确 • • •
• 1.3 测试方法分类与电测法测试系统 • 1.3.1 测量的基本方法 • 1 直接测量 • 无需经过函数关系的计算，直接通过
测量仪器得到被测量值的测量为直接测量。 • 例： • ⊙ 天平测物体质量 • ⊙ 用米尺测量物体长度 • ⊙ 测量导体的电阻
• 1.3.2 静态测试与动态测试 • 如果测试时信号不随时间变化，或随时
1.3.4 非电量电测法系统的构成
非电量电测法的测试系统框图
一般说来，测试系统由测量装置、标定装置 一般说来，测试系统由测量装置、 和激励装置三部分组成。 和激励装置三部分组成。
传感器将被测物理量(如噪声 温度 传感器将被测物理量 如噪声,温度 检出并转换 如噪声 温度) 为电量， 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 路进行分析处理或经 变换后用软件进行信号分 显示记录装置则测量结果显示出来， 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。 察者或其它自动控制装置。