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1、0 緒輪 一、信息、信號和噪聲 二、測試工作的范圍和含義 三、測試技術(shù)的地位和作用 四、現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展趨勢 五、課程研究的對象和性質(zhì) 一、信息、信號和噪聲 1、定義 維鈉 控制論的創(chuàng)始人、美國科學(xué)家， 1948 控制論 動物和機器中的通訊問題 “信息就是信息，不是物質(zhì)也不是能量 ” “ 信息就是人和外界互相作用過程中互相交換的內(nèi)容的名稱 ” 山農(nóng) 信息論奠基人，美國科學(xué)家， 1948 通訊的數(shù)學(xué)理論 “熵的減少 ” 能夠用來消除不定性的東西 熵 不定性的度量； 朗格 意大利學(xué)者， 1975 信息論：新趨勢和未決問題 “信息是事物之間的差異，而不是事物本身 ” 純客觀的角度定義為 : 信息：事
2、物運動的狀態(tài)和方式，是客觀事物性狀的表征。 信號：用來表達信息、傳遞信息的物理量。 例： 烽火臺 路口交通燈 教室鈴聲 噪聲：信息中所含的我們不需要的、不感興趣的信息。 有用信號 干擾信號 信噪比 例：齒輪振動 2、信息和信號的關(guān)系 （ 1）信號是信息的載體，信息是信號的 內(nèi)容和含義； （ 2）相同的信息可用不同的信號加以傳 遞； （ 3）相同的信號可以傳遞不同的信息； （ 4）通常指電信號。 二、測試工作的范圍和含義 1、范圍 廣義 凡需要考察事物運動的狀態(tài)和方式，了解事物 某一方面的特征、性狀等都離不開測試工作。 （ 1）丈量土地 （ 2）機床的振動 （ 3）橋梁、機器的剛度 狹義 選定激
3、勵方式、傳感器、中間變換、 傳輸、加工、分析、處理、輸出顯示。 2、機械工程測試工作對象 機械量的動態(tài)測量 3、機械工程測試的基本框圖 4、測試技術(shù)的含義 測量是以確定被測物屬性量值為目的的 全都操作。測試是測量和試驗的綜合。 是根據(jù)一定的目的要求，選擇合適的試 驗原理、方法和裝置，以獲取表征事物性 狀的某些信息的全過程。 測試任務(wù)： 在有外界干擾的情況下，有 效地提取和辯識出信號中所包含的有用信 息。 三、 測試技術(shù)的地位和作用 歷史時代： 手工化 機械化 自動化 信息化 生產(chǎn)方式： 人與簡單工具 動力機與機械 自動測量控制 智能機械裝置 1. 信息化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然 人與機器的機能對應(yīng)
4、關(guān)系 ： 2. 信息流是客觀世界的一個主流 物料流 能量流 信息流 客觀世界 信息流組成 信息流 獲取 傳輸 處理 控制 信息獲取是信息流的一環(huán) 測試技術(shù)是帶動國民經(jīng)濟增長的一個 關(guān)鍵領(lǐng)域 在美國：檢測技術(shù)占 4%，拉動經(jīng)濟增長 66% 測試技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用 離線檢測：零件參數(shù)、 尺寸與形位公差、 品質(zhì)參數(shù) 作 用：現(xiàn)代工程裝備中， 檢測環(huán)節(jié)的成本約占 5070% 測試技術(shù)在汽車中的應(yīng)用日新月異 發(fā)動機： 向發(fā)動機的電子控制單元（ ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息， 對發(fā)動機工作狀況進行精確控制 溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等 汽車傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源
5、，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容 普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器， 豪華轎車：傳感器數(shù)量可多達二百余只。 底 盤： 控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等 車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油溫 車 身： 提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等 溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車速、測距、圖象等 測試技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增 家用電器： 數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦 -紅外測距傳感器 數(shù)字體溫計：接觸式 -熱敏電阻，非接觸式 -紅外傳感器 自動感應(yīng)燈：亮度檢測 -光敏電阻 空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測 -熱敏電阻、熱電偶 電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換 -駐極電容傳感器
6、遙控接收：紅外檢測 -光敏二極管、光敏三極管 辦公商務(wù)： 可視對講、可視電話：圖像獲取 -面陣 CCD 掃描儀：文檔掃描 -線陣 CCD 紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測 -光敏二極管、光敏三極管 醫(yī)療衛(wèi)生： 電子血壓計：血壓檢測 - 壓力傳感器 血糖測試儀、膽固醇檢測儀 - 離子傳感器 科學(xué)研究 諾貝爾獎獲得者 R. R. Ernst說 “ 現(xiàn)代科學(xué)的 進步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展 ” 俄國化學(xué)家門捷列夫指出 “ 科學(xué)是從測量開始 的 ” 近 80年來，與科學(xué)儀器密切相關(guān)的諾貝爾獎獲得 者達 38人 軍事 掌握主動 1991年海灣戰(zhàn)爭 精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占 8% 2003年伊拉克戰(zhàn)爭 90% 1994
7、年美國防部建立自動測試系統(tǒng)執(zhí)行局 立體作戰(zhàn) 美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器 -OICW 夜視瞄準機系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù) 激光測距儀：可精確的定位目標。在發(fā)射 20毫米高爆彈時，激光測距儀可 將目標的距離信息自動傳輸至高爆彈的爆炸引信，以便精確的設(shè)定引爆時 間。 教學(xué)實驗、氣象預(yù)報、大地測 繪、災(zāi)情預(yù)報、交通指揮、 社會的每一個角落 四、現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展趨勢 智能化 虛擬化 網(wǎng)絡(luò)化 微型化 軟測量技術(shù) 五、課程研究的對象和性質(zhì) 1、課程內(nèi)容 測試理論 常見機械量測試 計算機輔助測試 2、課程特點 技術(shù)基礎(chǔ)課 培養(yǎng)學(xué)生合理選用測試裝置并初步掌握 進行動態(tài)測試所需要的基礎(chǔ)知識和技能，為進一步學(xué)習(xí)、
8、 研究、處理機械工程技術(shù)問題打下基礎(chǔ)。 先導(dǎo)課：電工學(xué)基礎(chǔ)，高等數(shù)學(xué)，工程數(shù)學(xué)，控制工程 基礎(chǔ)，材料力學(xué)。 3、教學(xué)特點 （ 1）內(nèi)容廣泛 （ A）掌握信號的時域、頻域的描述方法，建立明確的信號 頻譜結(jié)構(gòu)的概念；掌握頻譜的分析和相關(guān)分析的基本原理 和方法，掌握數(shù)字信號分析中的一些基本概念。 （ B）掌握測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試的條 件，并能正確地運用于測試裝置地分析和選擇。掌握一階、 二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性及其測定方法。 （ C）了解常用傳感器、常用信號調(diào)理電路和記錄、顯示儀 器的工作原理和性能并能較合理選用。 （ D）對動態(tài)測試工作的基本問題有一個比較完整的概念， 并能初步運用于
9、機械工程中某些參量的測量和產(chǎn)品的試驗。 （ 2）理論聯(lián)系實際 （ 3）參考書 波形的頻譜分析與隨機數(shù)據(jù)處理 應(yīng)懷樵編 相關(guān)分析技術(shù) 信號與系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社，鄭君里 非電量測量 哈爾斌大學(xué) 郭振芹主編 機械工程測試 信息 信號分析 機械工業(yè)出版社出版 盧文祥、杜潤生 主編 機械制造中的測試技術(shù) 機械工業(yè)出版社出版 黃長藝、盧文祥主編 課程教學(xué)要求 （ 1）掌握信號的時域、頻域的描述方法，建立明確的 信號頻譜結(jié)構(gòu)的概念；掌握頻譜的分析和相關(guān)分析的 基本原理和方法，掌握數(shù)字信號分析中的一些基本概 念。 （ 2）掌握測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試 的條件，并能正確地運用于測試裝置地分析和選擇。 掌握一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性及其測定方法。 （ 3）了解常用傳感器、常用信號調(diào)理電路和記錄、顯 示儀器的工作原理和性能并能較合理選用。 （ 4）對動態(tài)測試工作的基本問題有一個比較完整的概 念，并能初步運用于機械工程中某些參量的測量和產(chǎn) 品的試驗。
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