机械工程测试技术的 发展概况
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绪 论
科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的 －门捷列夫
[Mendelyeev,Dmitry Ivanovich]
“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界 所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官 一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种 信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。
油罐等压力
容器的破损
和泄漏检测
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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。
汽车扭距测量
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。
机床加工精度测量
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（2） 提高劳动生产率
检测容器内的液位
检查轴承/滚珠是否脱漏
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罐装生产流水线动画演示
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数字传感器在数控机床中的应用
角编码器 安装在夹 具的端部
切削刀具 被加工工件
光栅扫描头
防护罩内为直线光栅
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光幕－自动收费系统动画演示
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（3） 电“五官”作用
摊铺机自动找平系统动画演示
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3 ．在其他方面的应用
GPS定位导航动画演示
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超声波测速仪每隔一相等时间， 发出一超声脉冲信号，每隔一段 时间接收到一经汽车反射回的该 超声脉冲信号，若汽车匀速行驶， 则间隔时间相同，根据发出和接 收到的信号间的时间间隔差和声 速，测出被测汽车的速度。
车 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等
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检测技术在军事上的应用
导弹动态瞄准动画演示
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步枪红外狙击瞄准仪
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检测技术在航天领域的应用
火箭测控－－检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控－－检测飞行器姿态、发电机工况，
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在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位….
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4)PC机中的测试技术应用
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:电容传声器
声卡:A/D卡 + D/A卡 软驱:速度,位置伺服
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5）检测技术在汽车中的应用日新月异
汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容
密歇根大学的机械手装配模型
广州中鸣数码的机器狗
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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
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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。
扬子石化50MW热电机组监测系统 阳逻电厂300MW汽轮机组监测系统 荆门电厂200MW机组监测系统 青山热电厂生产信息实时查询系统
沙角电厂生产信息实时查询系统
宝钢30KW以上风机监测系统 宝钢精轧F2轧机网络化监测系统 宝钢冷轧带钢振动纹监测系统
武钢风机状态监测系统
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石化企业输
油管道、储
自动门动画演示
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2．在机电产品中的作用
检测技术在汽车中的应用示意图
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机械 本体
自动检 测技术
控制 技术
执行 机构
机电一体化的组成框图
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机床导轨位置检测动画演示
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由检测传感器测出基层面实 际高度并与标准高度进行比 较，当偏差值达到一定的程 度时，认为需要加以调整， 这时由控制器发出指令，通 过液压泵驱动找平液压缸使 牵引大臂产生一定量的位移
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美军研制的未来单兵作战武器---OICW
夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术
激光测距仪：可精确的定位目标。在发射20mm高爆弹时，激光测距仪可将 目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以精确的设定引爆时间。
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绪论
科学研究的先行官
➢ 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进步越 来越依靠尖端仪器的发展”
➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得者达 38人
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绪论
一、测试的定义
所谓测试就是人们借助于仪器、设备，利用各 种物理效应，采用一定的方法，将客观世界的有关 信息通过检查与测量获取定性或定量信息的认识过 程。
控制与操纵
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案例：飞机模态分析
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航 天 领 域 的 应 用 未来的战争一定程度上可以称之为传感器战争。未来战场
将布满各种传感器，它们既包括电视摄像机、激光雷达、成 像雷达、微光夜视仪、制冷和非制冷热像仪等可视设备，也 包括声传感器、震动传感器、磁传感器、气象传感器和探测 生化战剂的传感器，当然也可能出现目前尚未问世或成熟的 其它传感器。这些传感器将为指挥人员和士兵收集大量的战 场态势信息，使他们拥有全面的信息优势，从而最大限度地 增强他们的攻击威力。
【举例】长度测量
步子（生物体）→尺→长度传感器→超声波 检测（仿生学）。 长度测量的发展符合螺旋式上位
1．与人类的关系及地位 （1） 与日常生活密切相关
温湿度传感器
温度传感器
透光率传感器
指纹传感器
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自动水龙头动画演示
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普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
底 盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温
超声波测速动画演示
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电容指纹识别动画演示
超声波检测示意图
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1)工业自动化中的应用
在各种自动控制系统中，检测环节起着系统感官的作用，是其重 要组成部分。
机械手、机器人中的传感器
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。