第1章緒論主講：王妍瑋工程測試與信息處理這是一門什么性質的課程？如何學好這門課程？這門課程涉及哪些內容?LearnMoreLearnMoreLearnMore課程性質課程性質：機械專業基礎課開課學期：大三下學期考試性質：必修課學分：2學分授課學時：44學時（理論40+4學時實驗）前期基礎課：高等數學，大學物理，力學，電工學，機械工程材料，計算機基礎。后續課程：為專業課打下基礎，如大四開設機器人，機械精度設計，數控技術等。涉及的內容本課程主要介紹工業自動化、環境監測、交通系統、信息領域的常見物理量（如溫度、濕度、壓力、聲音、光、位移、速度，加速度）等常見物理量的測量過程，電路分析及信號處理的方法。概述信號描述分析測試裝置特性傳感器信號的調理信號的分析顯示記錄習題學習方法工程測試技術是一門快速發展的學科，為了彌補書本知識點相對滯后的問題，教學內容上增加了多媒體科件和實驗，采用書本教材和多媒體教材并重的教學方法。學習方法本課程是培養學生解決實際問題能力的專業基礎課，具有一定實踐性，學習是充分利用開設的實驗和仿真分析理解所學知識。被測對象傳感器信號分析舉例說明18B20煙霧傳感器紅外傳感器應變片光敏傳感器光敏開關購買傳感器制作實物實例制作溫度傳感器實例——簡單電路制作感應門實例——簡單電路+繼電器控制溫度精確控制——簡單電路+單片機控制考核方式課后思考題綜合性設計實驗報告仿真軟件設計報告和設計結果

多種形式考核學生，培養學生在實踐中獨立分析問題，解決問題的能力，從而培養學生的創新能力。1234測試技術的基本概念非電量測試系統的組成測試技術的應用測試技術的發展動態第一章緒論1.1測試技術的基本概念

測量一般是指以確定被測物理量值為目的而進行的實驗過程。測試是具有試驗性質的測量，它包含測量和試驗兩方面的內容。在測試過程中，借助專門的儀器設備、通過試驗和運算，求得與所研究對象有關的信息。測試是進行各種科學實驗研究和生產過程參數測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的測試系統可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將被測溫度變化轉化液面示值。沒有電量轉換和分析電路，很簡單，但精度低，無法實現測量自動化。

為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環節一起構成自動化裝置，通常先將被測物理量轉換為電量，再對電信號進行處理和輸出。如圖所示的聲級計。

一般說來，測試系統由激勵裝置、傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置四部分組成。數據分析與處理1.3測試系統的組成信息獲取信號轉換激勵裝置激勵裝置測試裝置數據處理裝置顯示記錄裝置傳感器將被測物理量(如噪聲,溫度)檢出并轉換為電量，數據處理裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分析處理或軟件處理的方法，顯示記錄裝置則測量結果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制裝置。閉環測試系統何為開環？何為閉環?反饋控制想一想開環與閉環的區別是什么？在工程領域，科學實驗、產品開發、生產監督、質量控制等，都離不開測試技術。測試技術應用涉及到航天、機械、電力、石化等工程領域。

1.4測試技術的工程應用1、工業自動化中的應用

a)機械手、機器人中的傳感器

轉動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。

在各種自動控制系統中，測試環節起著系統感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學的機械手裝配模型廣州中鳴數碼機器狗電阻式傳感器a)械器人中的傳感器

轉動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。

b)AGV自動送貨車

超聲波測距傳感器、判斷建筑物內人和物所在位置；紅外線色彩傳感器進行運動軌跡和AGV小車位置識別；條形碼傳感器，貨品識別。香港理工AGV模型c)生產加工過程監測

采用切削力傳感器、加工噪聲傳感器、超聲波測距傳感器、紅外接近開關傳感器等進行刀具磨損及斷裂監測、毛坯或零件質量的監控等。密歇根大學數字化工廠2、流程工業設備運行狀態監控在電力、冶金、石化、化工等流程工業中，生產線上設備運行狀態關系到整個生產線流程。通常建立24小時在線監測系統。石化企業輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。3、產品質量測量

在汽車、機床等設備，電機、發動機等零部件出廠時，必須對其性能質量進行測量和出廠檢驗。

圖示為汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力、照明燈檢測及發動機轉速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產品質量。汽車扭距測量機床加工精度測量4、樓宇控制與安全防護為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環境，并能保證系統運行的經濟性和管理的智能化。在樓宇中應用了許多測試技術，如闖入監測、空氣監測、溫度監測、電梯運行狀況。

圖示為某公司樓宇自動化系統。該系統分為：電源管理、安全監測、照明控制、空調控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器5、家庭與辦公自動化在家電產品和辦公自動化產品設計中，人們大量的應用了傳感器和測試技術來提高產品性能和質量。全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質傳感器，水溫傳感器，水質傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器鼠標:光電位移傳感器攝像頭:CCD傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅:速度,位置伺服6、PC機中的測試技術應用1.6測試技術的發展動態1、傳感器方面

a)利用新發現的材料和新發現的生物、物理、化學效應開發出的新型傳感器光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量b)傳感器+嵌入式計算機

智能傳感器振動網絡傳感器嵌入式計算機智能壓力網絡傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數字溫度傳感器2、測量信號處理方面

濾波器失真度計動平衡儀瞬態記錄儀模態分析儀磁帶機阻尼計示波器

虛擬儀器是在計算機上顯示傳統儀器面板，它將硬件電路完成的信號調理和處理功能由計算機程序完成，這種硬件功能軟件化是虛擬儀器的一大特征。

2、測量信號處理方面

計算機虛擬儀器技術用PC機＋儀器板卡代替傳統儀器用計算機軟件代替硬件分析電路優點我們的工作3、主要傳感器和測試儀器生產廠商振動/噪聲傳感器丹麥B&K（振動測量、聲學測量領域最富盛名）:8080/gccs/lesson/corp/bk/main.htm工業自動化類傳感器美國霍尼威爾公司（有全球最大傳感器技術研究中心）/china1）主要傳感器生產廠商2）測量分析儀器生產廠商美國國家儀器公司(全球最大的計算機虛擬儀器生產商):8080/gccs/lesson/corp/labview/main.htm美國Agilent公司(原