课程内容:本课程主要介绍工业自动化领域中常见物理量（压力、应变、位移、加速度、温度等）的传感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。

内容如下课程网络学习资源: 1.工程测试技术网络课件华中科技大学东北大学、东南大学2.工程测试网上虚拟实验室网上相关学习资源第一章、绪论本章学习要求：仁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.本课程学习要求・测试工作的任务：解决如何获取有关研究对象的状态,运动和特性等方面的信息的问题。

・测试技术的研究内容:-测试技术是实验科学的_ 部分•主要研究各种物理量和测号M 法。

■ft 5OOC0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也构成自动化装置, 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岀。

如图所示的声级计。

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。

-1OOC0测试系统是指由相关的器件、仪器和测试装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。

如下图所示。

为了准确的获得被测对象的信息，要求测试系统中的每一个环节的输出量与输入量之间必须具有_一对应关系。

而且,其输出的变化能够准确地反映出其输入的变化,即实现不失真的测试。

激励装置一个被测对象的信息总是通过一定的物理量-信号所表现出来。

有些信息可以在被测对象处于自然状态时所表现出的物理量中显现出来,而有些信息却无法显现或显现的不明显。

在后一种情况下，需要通过激励装置作用于被测对象，使之产生出我们要获取的信息载于其中的一种新的传感器变磁通感应式传感器是将被测信息按一定规律转换成同种或别种量值输出的装直。

这种输出量通常是电信号。

1.2测试系统的组成河北农业大学机电学院调理环节•信号的调理环节是把来自传感器的Ri信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。

这种信号的转换，基本放大器多数是电信号之间的转换。

如幅值放大，将阻抗的变化转换成电压的变化或频率的变化等等。

信号的调制与解调信号处理环节•信号处理环节对来自信号调理环节的信号进行各种运算、滤波和分析四种滤波器的幅频特性显示记录环节•信号显示、记录环节是将来自信号处理环节的信号以观察者易于观察的形式来显示或存贮测试的结果。

反馈、控制环节・反馈控制环节主要应用于闭环控制系统中的测试系统。

机床轴承故障监测系统4■振动信号带通滤波A/D变换FFT变换信号频谱轴承报警信息如y1 • 3测试技术的工程应用工程技术领域1v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、机器人中的传感器广州中鸣数码的机器狗转动/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、觉传感器。

/ ----- --------\:■卜till:么■ ■八■mu 1b) AGV自动送货车香港理工AGV模型Automated Guided Vehicles判断建筑物内人和物所在位置;超声波测距传感器:红外线色彩传感器：运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器:货品识别。

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2、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。

石化企业输—油管道、储G油罐等压力容器的破损和泄露检测。

3、产品质量测量在汽车、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711汽车扭距测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油=1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。

机床加工精度测量风机性能自动测试系统步进电,1减速器压力则• • • • •• •压差魏縊□风筒[=W4、家庭与办公自动化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。

1、全自动洗衣机中应检测那些物理量?2、举出一些生活中常见的家电几办公自动化产品应用 传感器的例子指纹传感器—5、其他应用农业电:: 你还能举出一些农业工程中应用测试技术的例子吗?6、PC机中的测试技术应用声位笔:超声波传感器麦克风:电容传声器声卡:A/D卡+ D/A卡软驱:速度，位置伺服测控实验DI Y1•鼠标测位移实验2•麦克风测声音2■声卡彙样频率信号分析频率合成与分解3•简易声级计制作D图象分析jHDXVI復速町盖爼虫楸仪題实数•平台M ScriptOH东进工且麥«5扩眾件工且收第关于1二1口1幻妙回⑶ "El伽I功丨的呂乙兰IS畀妙耳題査 + 炒制（aiMneri fJ I _________________________________（J http：//vrz ccn 储：6? T 394）个人测试实验室1.4测试技术的发展趋势 1、庙感器方面町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 .量电光OOOO◎生物酶血样分析传感器光纤流速传感器材作子感 光制电传荧料的鼻器第一章.绪论b）传感器+嵌入式计算机-智能传感器智能倾角RS232传感器叫Vl)l>IC总线数字温度传感器嵌入式计算机振动网络传感器I IS*1X202、测量信号处理方面计算机虚拟仪器技术用PC 机+仪器板卡to -＞代替传统仪器 用计算机软件代替硬件分析电路HH)「肓丁xj¥olt«Vraa4/M25 CO50VxHt2S我们的工作皿Top ~时叱折彌色分折常功退出东曼理jfi 侯号F.»k Fr.d 2€3.72Mvm rtwBumper Test Summary• A2 4・ D P.・•G A. 1s z 一•-VO.0.» 0 0< 0.« 0 \Z16 0Sec思考题：1.列出你身边的测试技术应用的例子。

1.5测量的基础知识★测量方法1.直接测量（绝对测量、相对测量）•直接测量：直接将被测量与标准量进行比较十标准计量单位（如米尺、光栅尺、r激光）绝对测量定值标准量（如某一固定尺寸）相对测量“绝对测量： 采用仪器、设备、手段测量被测量，直接得到测量值• •■■■• • •■■■• • •■■■• • • •■■■■ • •■■■■ • H •测量结果：20.1 mm特点：简单、直观、明了；测量精度不高2■间接测量—相对测量: 得到偏差值基准量：20.00 mm+0.08 mm结果：20.08 mm特点：精度高；复杂、成本高、要求高将被测量直接与基准量比较, 测量值:测量与被测量有一定函数关系的参量，被测量由计算获得如测导线的导电率P :417id2R★与测量装置相关的术语标称范圉:测量器具标尺范II所对应的被测量示值的范圉。

量程：标称范圉的上下限之差的模。

测量范IB :是指测试装置能正常测量最小输入量和最大输入量之间的范圉。

（测量仪器的误差处在规定极限内）稳定性:是指在一定工作条件下,当输入量不变时,输出量随时间变化的程度。

★测量误差1、测量误差的定义:测量所得数据与其相应的真值之差…1）绝对误差测量误差=测得值-真值Ax = x -」客观真实值（未知）①约定真值：世界各国公认的几何量和物理量的最高基准的量值如：米…公制长度基准光在真空中1S时间内传播距离的1/299792485②理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值（3）相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值2、测量误差的分类:按误差来源：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差按特性规律：系统误差、随机误差、粗大误差① 系统误差(System error)—有规律可循由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生—装置、环境、动力源变化、人为因素再现性… 偏差(Deviation )理论分析/实验验证…原因和规律…减少/消除② 随机误差（Random error ）因许多不确定性因素而随机发生偶然性（不明确、无规律）概率和统计性处理（无法消即修正）③粗大误差(Abnormal error)检测系统各组成环节发生异常和故障等引起异常误差-混为系统误差和偶然误差-测量结果失去意义分离…防止3、误差的表示方法：1）绝对误差:测量某量所得值与其真值（约定真值）之差。

2 ）相对误差:绝对误差与约定真值之比。

用百分数表示。

相对误差越小，测量精度越高。

3）引用误差:装置示值绝对误差与装置量程之比。

例如，测量上限为100克的电子秤，秤重60克的标准重量时，其示值为60・2克，贝！|该测量点的引用误差为:(60.2-60) 4-100=0.2% 4）分贝误差:分贝误差=20 X仪（测量结果-真值）★测量精度和不确定度精度等级：用来表达装置在符合一定的计量要求情况下，能保持其误差 在规定的极限范围内。

一、精度：测量结果与真值吻合程度 定性概念precision accuracy a ）精密度 b ）正确度 c ）准确度。