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河南大理工学工程测试技术基础第三章课件PPT

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《工程测试技术》课件

《工程测试技术》课件
用尤为重要。
医疗器械测试
医疗器械的测试涉及到 患者的生命安全，因此 需要严谨的测试技术和
方法。
CHAPTER
02
测试技术基础知识
测试系统的基本构成
传感器
负责将物理量转化为电信号，是测试系统的首要环节 。
信号调理器
对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以适 应后续的测量设备。
记录与分析仪器
用于记录和显示测量结果，常见的有示波器、频谱分 析仪等。
振动测试的应用
在机械制造、航空航天、交通运输等领域，振动 测试是设备故障诊断和结构安全评估的重要方法 。
位移与速度测试技术
01
位移与速度测试技术
通过测量物体的位移和速度，评估其运动状态和动态有线性可变差动变压器（LVDT）和编码器等，速度 传感器有光电码盘和霍尔元件等，它们能够将位移或速度信号转换为电 信号，便于测量和记录。
流量测试的应用
在石油、化工、水处理、环境监测等领域，流量测试是工艺控制和 节能减排的重要手段。
振动测试技术
1 2 3
振动测试技术
通过测量设备或结构的振动位移、速度和加速度 等参数，评估其动态特性和稳定性。
振动传感器
常用的振动传感器有电涡流传感器、压电传感器 和磁电传感器等，它们能够将振动信号转换为电 信号，便于测量和记录。
虚拟测试与仿真技术
要点一
总结词
虚拟测试与仿真技术将为工程测试提供更加全面、真实的 环境模拟。
要点二
详细描述
虚拟测试与仿真技术可以利用计算机生成各种虚拟环境， 实现对真实环境的逼真模拟。这不仅可以减少测试成本、 降低风险，还可以在产品设计阶段进行预测和优化，提高 产品的可靠性和性能。同时，虚拟测试与仿真技术还可以 应用于复杂系统的性能评估和优化，为工程测试提供更加 全面和准确的数据支持。

工程测试技术(6)

工程测试技术(6)

7
2021/3/7
3.2.2 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器的核心是电阻应变片。
电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片 式与半导体应变片式两类。
1. 工作原理
R l
A
dR(12E)
R
a. 对金属应变片 变片
dRR(12)k0
b. 半导体应
dR E
R
华中科技大学材料学院
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2021/3/7
3) 应变片测量电路
传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器 件的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换 输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进 行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。
V
华中科技大学材料学院
5
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3. 传感器的分类
• 按被测物理量分类 • 按工作机理分类 • 按信号变换特征 • 按敏感元件与被测对象之间的能
华中科技大学材料学院
3
2021/3/7
1. 传感器的定义
传感器是借助检测元件将一种形式的信 息转换成另一种信息的装置。
物 理 量 传感器
电量
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电量 信号转换成电信号的装置。
华中科技大学材料学院
4
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2. 传感器的构成
R1
R2
E
V
R3 R4
V R2R4R1R3 E (R1R4)(R2R3)
华中科技大学材料学院
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单臂桥路的计算
令： RR 1R 2R 3R 4
V R1R3R2R4 E0
E
(R1R4)R (2R3)
当：R3 RdR

《工程测试技术》PPT课件_OK

《工程测试技术》PPT课件_OK
积的数学期望，称为相关性，表征了x、y之间的关联程度。
cxy
E[(xx )(yy )]
xy
xy
E[(x x )2 ]E[( y y )2 ]1 / 2
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7
2. 波形变量相关的概念（相关函数 ）
如果所研究的变量x, y是与时间有关的函数，即 x(t)与y(t)，二者之间是否存有关联？信号的相关描 述又称信号的时差描述。它的特点是在广义积分平 均时，将信号作了恰当时延，从而反映信号取值的 大小及先后的影响。
x(t)
y(t)
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8
1). 信号的相关函数
相关函数反映了二个信号在时移中的相关性。 信号的互相关函数定义为：
Rxy( )
lim
T
1 T
T
x(t)y(t )dt
0
• Rxy(τ)与Ryx(τ)是两个不同函数, Rxy(τ)=Ryx(-τ) 。
• 均值为零的两个统计独立的随机信号其Rxy(τ)=0。
b. 谐波性，即谱线只出现在基波频率的整数倍上； c. 收敛性，即谐波的幅度随谐波次数的增高而减小。
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35
李娜- “青藏高原”波形图
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36
庞龙- “两只蝴蝶”波形图
2021/9/2
37
频谱图
庞龙- “两只蝴蝶”频谱 李娜-图“青藏高原”频谱
图
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例1：周期方波频谱的计算
响。引入一个无量纲的相关系数，其定义
xy ( )
Rxy( )
[Rx(0)Ry(0)]1/ 2
Rxy( ) x y
ρxy(τ)=1说明x(t)和y(t)完全相关；ρxy(τ)= 0说明x(t)和y(t)完全 不相关;0<ρxy(τ)<1说明x(t)和y(t)部分相关

工程测试技术基础

工程测试技术基础
f. 频移性 若xt ←→ Xf则xt e±j2πf0t ←→ Xf ±f0
例子：求下图波形的频谱
+
X1(f)
X2(f)
用线性叠加定理简化
2.5 信号的频域分析
5 频谱分析的应用
频谱分析主要用于识别信号中的周期分量是信号分析中最常用的一种手段
案例：在齿轮箱故障诊断 通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根据机床转速和传动链，找出故障齿轮。
2.5 信号的频域分析
a.奇偶虚实性
b.线性叠加性 若 x1t ←→ X1fx2t ←→ X2f 则：c1x1t+c2x2t ←→ c1X1f+c2X2f
e. 时移性 若xt ←→ Xf则 xt±t0 ←→ e±j2πft0 Xf
2.5 信号的频域分析
d. 时间尺度改变性 若 xt ←→ Xf则 xkt ←→ 1/kXf/k
案例：螺旋浆设计 可以通过频谱分析确定螺旋浆的固有频率和临界转速，确定螺旋浆转速工作范围。
2.5 信号的频域分析
谱阵分析：设备启/停车变速过程分析
2.5 信号的频域分析
2.5 信号的频域分析
动手做：
用计算机声卡和麦克风对乐器进行测量分析，给出不同音阶对应的频率。 设计一个计算机电子琴。
T――周期 T=2π/ω0； ω0――基波圆频率； f0= ω 0 /2π
2.5 信号的频域分析
实验：方波信号的合成与分解
2.5 信号的频域分析
实验：手机和弦铃声的合成
2.5 信号的频域分析
实验：双音频DTMF信令模拟实验系统
2.5 信号的频域分析
频谱图的概念
工程上习惯将计算结果用图形方式表示以fn ω 0为横坐标bn 、an为纵坐标画图称为实频－虚频谱图

工程测试技术基础课件

工程测试技术基础课件
组成
工程测试技术的组成包括测试计划与方案设计、测试用例编写与执行、测试数据采集与处理、测试结 果分析与报告等环节。其中，测试用例是针对特定测试需求设计的测试步骤和条件，是执行测试的核 心依据。
工程测试技术的发展趋势
发展趋势
随着科技的不断进步，工程测试技术也在不断发展。 目前，工程测试技术的发展趋势主要体现在以下几个 方面：智能化、自动化、虚拟化、远程化。智能化测 试是指利用人工智能等技术对测试数据进行处理和分 析，自动化测试是指通过自动化设备和技术减少人工 参与，虚拟化测试是指通过虚拟技术模拟真实环境进 行测试，远程化测试则是指通过网络等技术实现远程 协作和测试。
。
新能源与环保
工程测试技术在新能源开发和环保 领域具有广阔的应用前景，如风能 、太阳能、环境监测等。
医疗与健康
工程测试技术在医疗和健康领域的 应用也越来越广泛，如医学检测、 健康监测等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
人工智能和机器学习技术在工程测试 中具有广泛的应用前景，如故障预测 、性能评估等。
云计算和边缘计算技术能够提高数据 处理速度和存储能力，为工程测试提 供更高效、可靠的技术支持。
物联网与大数据
物联网和大数据技术能够实时收集和 分析海量数据，为工程测试提供更准 确、全面的信息。
工程测试技术的发展趋势与挑战
影响因素
工程测试技术的发展受到多种因素的影响，包括科技 进步、市场需求、产品质量要求等。随着科技的不断 进步，新的测试技术和设备不断涌现，为工程测试技 术的发展提供了更多的可能性；同时，市场需求也在 不断变化，对工程测试技术的要求也越来越高；此外 ，产品质量要求的提高也促使工程测试技术不断发展 和完善。
频谱分析仪

工程测试技术3

工程测试技术3

25
(3) t= T0 时，y(T0)=A2 T0
x()
y(t) A2T0
-T0
T0
h(T0/2- )
-2T0
-T0
T0
0
2T0
A2
-T0
T0
工程测试技术 华中科技大学材料学院
26
(4) t= 3T0/2 时，y(3T0/2)=A2
T0/2
x()
y(t)
-T0
T0
h(T0/2- )
-2T0
式中: Fn

1 T
T 2 x(t)e jn0t dt
T 2Biblioteka Fne jn ,Fn

1 2
an2 bn2

1 2
An
（模）
工程测试技术 华中科技大学材料学院
6
3. 频谱图的概念
工程上习惯将计算结果用图形方式表
示，以fn (ω0)为横坐标， an、bn为纵坐标
画图，称为实频－虚频谱图。
3.对称性
若 x(t) ←→ X(f)，则 X(-t) ←→ x(-f)
工程测试技术 华中科技大学材料学院
15
2.4.4 傅立叶变换的性质（续）
4. 时间尺度改变性
若 x(t) ←→ X(f)，则： x(kt) 1 X f k k
5. 时移性
e 若：x(t) ←→ X(f)，则： x(t t0 ) X f j2 ft0
3
1. 傅里叶级数的表达形式

x(t) a0 (an cos n0t bn sin n0t) n 1
式中:
n 1, 2, 3,,
a0

1 T

工程测试技术基础课件

工程测试技术基础课件

高温炉温度测试案例
总结词
高温炉温度测试是材料科学和工程领 域中常用的测试方法，通过测量高温 炉内的温度分布和变化情况，评估材 料的热性能和加工工艺的可行性。
详细描述
在高温炉温度测试中，使用热电偶、 红外测温仪等温度测量设备，对高温 炉内的温度进行实时监测和记录。测 试结果可以为材料的研究和开发提供 重要参考。
智能化测试技术
智能化测试技术概述
01
智能化测试技术是一种基于人工智能的测试技术，通过机器学
习和数据分析等技术实现自动化测试和智能决策。
智能化测试技术的优势
02
智能化测试技术具有自动化、智能化和高效性等优势，能够提
高测试效率和精度，降低人力成本。
智能化测试技术的应用场景
03
智能化测试技术广泛应用于自动化生产线、智能制造、产品质
测试数据的处理与分析
数据预处理
对原始数据进行滤波、去
1
噪、归一化等处理，以提
高数据质量。
结果可视化
4
将分析结果以图表、曲线 等形式进行可视化展示， 便于理解和评估。
数据特征提取
2
从数据中提取出能够反映
被测物理量特性的特征值。
数据分析方法
3 采用统计学、模式识别等
方法对数据进行深入分析， 以得出有意义的结果。
网络化测试技术
网络化测试技术概述
网络化测试技术是一种基于网络的测试技术，通过互联网实现对 远程设备的测试和控制。
网络化测试技术的优势
网络化测试技术具有远程性、实时性和分布式等优势，能够实现跨 地域的测试和数据共享。
网络化测试技术的应用场景
网络化测试技术广泛应用于远程故障诊断、设备监控、物联网等领 域。

工程测试技术资料课件

工程测试技术资料课件
适用于上线前对系统进行全面压力测试，确保系统在高负载下能够稳定运行。
性能测试工具
性能测试工具
用于评估系统在特定条件下的性能表现，如 响应时间、吞吐量等。
性能测试工具的优点
能够量化评估系统性能，为优化提供数据支 持。
性能测试工具的缺点
需要设置合理的测试场景和参数，否则可能 导致误判。
性能测试工具的适用场景
要点一
总结词
要点二
详细描述
易用性、交互设计、学习效果
该在线教育平台在用户体验测试中，对平台的易用性、交 互设计以及学习效果进行了评估。通过用户调研和反馈， 对平台的界面设计、操作流程以及学习资源进行了优化， 提升了用户的学习体验和效果。同时，根据用户反馈对平 台的功能和性能进行了改进，提高了平台的整体质量和竞 争力。
THANKS
感谢您的观看
适用于评估系统性能指标，为系统优化提供 数据支持。
测试管理工具
测试管理工具
用于对测试过程进行管理的软件，能够管理 测试用例、跟踪测试进度等。
测试管理工具的缺点
需要学习使用新工具，初期使用成本较高。
测试管理工具的优点
提高测试管理的效率，方便团队成员协同工 作。
测试管理工具的适用场景
适用于大型项目、多团队协作等场景，方便 对测试过程进行统一管理。
根据测试计划和需求，编写具有可操作性的测试用例，包括测试环境、前置条件、测试步骤、预期结果等。
测试用例评审
组织相关人员进行测试用例评审，对不合理、不完善的测试用例进行修正和完善。
测试执行
搭建测试环境
根据测试用例的要求，搭建符合要求的测试环境。
执行测试用例
按照测试用例的步骤进行测试，记录实际结果，与预期结果进行比对。Fra bibliotek安全测试

工程测试技术 绪论 课件

工程测试技术 绪论 课件
G目前测量最高精度是13个ppm，角加速度法测量
测试技术定义
• 测试技术涵义 –是研究客观事物变化规律的方法（手段），是从客观事 物中摄取有关信息的认识过程。运用专门的设备，通过 合适的实验方法和必要的数据处理，求得所研究的有关 信息的量值。
• 测试定义： 是具有 试验 性质的 测量。
Measurement & Test
– 意大利学者郎格(G. Longer)在1975年出版的《信息论： 新趋势和未决问题》一书中定义为：“事物之间的差异， 而
• 较为典型和著名的几个定义：
– 唐李中诗《暮春怀故人》，“梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台”， “信息”两个字出现。
– 南宋哲学家、诗人陈亮诗《梅花》：“欲传春信息，不怕雪埋藏” – 唐杜牧《 寄远》，“塞外音书无信息，道傍车马起尘埃”。 – 宋李清照-上枢密韩肖胄诗，“不乞隋珠与和壁，只乞乡关新信息”。
•图
轮速传感器
电子控 制模块
黄 色 -- 速 度传感器 通道
制动压力 调节器
制动踏板
蓝 色 -- 液 压管路
ECU
例3 电机故障诊断 在某电动机生产线上，利用频谱诊断技术实现电动 机在线自动识别、分类的过程。
图 电动机在线识别
例：电机故障诊断实验步骤
• 具体检测步骤如下：
– （1）将装有微型加速度计的测头接触传送 带上运送的电动机；
–时域分析和频域分析（谱分析）。
1.1 测试技术的基本概念
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。
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3.5 电感式传感器
3.5 电感式传感器 案例：连续油管的椭圆度测量
Eddy Sensor
Reference Circle
Coiled Tube
3.5 电感式传感器 案例：无损探伤
火车轮检测
原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。
油管检测
3.5 电感式传感器
2 互感型--差动变压器
工作原理:互感现象.
如静电击穿现象、边缘效应、寄生电容以及静电 引力等问题。
第三章、传感器
3.5 电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
分类:
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型
涡流式
3.5 电感式传感器
1 自感型--可变磁阻式
原理:电磁感应
L 变气隙N式2电0A磁0 传感器的灵敏度
3.4 电容式传感器
3.4 电容式传感器
测量电路
a)电桥电路
3.4 电容式传感器 b) 谐振电路
3.4 电容式传感器
电容式传感元件具有结构简单、灵敏度高、动 态性能好以及非接触测量等优点，所以在工程技 术方面，特别是在微小尺寸变化测量方面得到广 泛的应用。
电容传感器虽有许多独具的优点，但由于它的 工作原理、结构特点，而使它也存在一些缺点， 在实际使用时需采取相应的技术措施来改善。
3.6 磁电式传感器
1.变换原理: 磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感
应电动势的一种转换器。
感应线圈的感应电动势e为 eWddt
磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有 关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。
B•S•cos ddt(B,Rm,)
3.6 磁电式传感器 2 分类
动圈式
线速度型
传感器的灵敏度

为常数，但与极
距型相比灵敏度
较低，适用于较
大变量测量。可
采用多种方式提
高灵敏度，如差
动式，多齿式等
等。
3.4 电容式传感器
产品.
液体压力 作用在陶 瓷膜片的 表面，使 膜片产生 位移。
陶瓷电容压力传感器
3.4 电容式传感器
c) 介质变化型
C
0A
3.4 电容式传感器
产品.
电容式液位传感器（液位计/料位计）
3.4 电容式传感器 电容式接近开关
被测物体 感应电极
测量头构成电容器的一个极板， 另一个极板是物体本身，当物体 移向接近开关时，物体和接近开 关的介电常数发生变化，使得和 测量头相连的电路状态也随之发 生变化.接近开关的检测物体， 并不限于金属导体，也可以是绝 缘的液体或粉状物体。
振荡电路
被测电容
磁
角速度型
电
式
磁阻式
N
3.6 磁电式传感器 动圈式传感器
线速度型
3.6 磁电式传感器 角速度型
测速电机
3.6 磁电式传感器 磁阻式传感器
磁电式车速传感器
第三章、传感器测量原理
3.7压电式传感器
1.变换原理:压电效应
某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几 何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生 电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这 种现象称为压电效应。用来测力、压力及加速度等。
Eout Ew
W1 W W2
Es
-x
x
3.5 电感式传感器
单螺管线圈型
双螺管线圈差动型 传感器测量电路
~
螺管线圈差动
3.5 电感式传感器 差动变压器测量电路
3.5 电感式传感器 差动变压器位移传感器
3.5 电感式传感器 案例：板的厚度测量
~
3.5 电感式传感器 案例：张力测量
第三章、传感器测量原理
第三章、传感器
3.4 电容式传感器
变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化
两平行极板组成的电
+
A
容器,它的电容量为:
+
+
C
0A
δ、A或ε发生变
化时，都会引起
电容的变化。
3.4 电容式传感器
a)极距δ变化型
+
+
+
+
C
0A
+
+
3.4 电容式传感器
驻极体电容传声器
它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材 料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取 代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。 特点是体积小、性能优越、使用方便。
F
+
+
+
并联
q=DF
串联
3.7压电式传感器
2、测量电路
压电式传感器输出电信号很微弱，通常应把传 感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经 过阻抗变换后，方可输入到后续显示仪表中。
3.7压电式传感器
产品
压力变送器
力传感器
加速度计
3.7压电式传感器 案例：飞机模态分析
个人观点供参考，欢迎讨论！
对于极距型电容传感器： 极距发生变化时，与对应 的电容变化之间不成线性 关系。即：灵敏度非常数。 实际应用时，多采用差动 式。以提高灵敏度和线性。
3.4 电容式传感器
b)面积变化型
C
0A
角位移型
+ + +
3.4 电容式传感器
平面线位移型
C
0A
3.4 电容式传感器
柱面线位移型.
C
0A
面积型变化电容
与气隙长2度的平方成反比，非 常数。气隙越小，灵敏度越高， 为减小误差，一般工作间隙较 小。测位移的范围一般在 0.001—1mm范围内。
可变导磁面积型
差动型
3.5 电感式传感器 电感式接近传感器（金属）
3.5 电感式传感器
2 涡流式
原理:涡流效应
3.5 电感式传感器 原线圈的等效阻抗Z变化：

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