机械工程测试技术基础 主要概念复习
- 格式:ppt
- 大小:9.38 MB
- 文档页数:143
机械工程测试技术基础知识点总结一、引言机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分,它主要涉及到对机械产品进行各种测试和评估的技术方法和手段。
本文将从以下几个方面对机械工程测试技术的基础知识点进行总结。
二、测试目的与方法1. 测试目的:机械工程测试的目的是为了评估机械产品的性能、可靠性和安全性,以确保其符合设计要求和使用需求。
2. 测试方法:机械工程测试可以采用静态测试、动态测试、功能测试、环境测试等多种方法。
其中静态测试主要用于评估机械产品的结构强度和刚度,动态测试用于评估机械产品的振动、噪声和动力性能,功能测试用于评估机械产品的功能是否正常,环境测试用于评估机械产品在不同环境条件下的性能。
三、测试设备与工具1. 测试设备:机械工程测试需要使用各种测试设备,如力传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器等。
这些设备用于测量机械产品在测试过程中产生的各种物理量。
2. 测试工具:机械工程测试还需要使用各种测试工具,如测量仪器、测试仪器、数据采集仪等。
这些工具用于对测试设备进行校准、数据采集和分析。
四、测试流程与方法1. 测试准备:机械工程测试前需要进行测试准备工作,包括制定测试计划、选择测试方法和设备、清洁测试环境等。
2. 测试执行:根据测试计划,进行具体的测试操作,包括设置测试参数、采集测试数据、记录测试结果等。
3. 测试分析:对测试数据进行分析和处理,评估机械产品的性能指标是否符合要求,找出可能存在的问题和改进方向。
4. 测试报告:根据测试结果,编制测试报告,包括测试目的、测试方法、测试数据、测试结论等内容,供相关人员参考和决策。
五、常见测试指标与评估方法1. 结构强度:通过静态测试和有限元分析等方法,评估机械产品的结构是否能承受设计载荷,并满足安全要求。
2. 动力性能:通过动态测试和数学模型仿真等方法,评估机械产品的加速度、速度、位移等动力性能指标是否符合设计要求。
3. 噪声与振动:通过振动测试和噪声测试等方法,评估机械产品在运行过程中产生的噪声和振动是否超过限制值,是否对人体健康造成影响。
机械⼯程测试技术基础复习提纲Chapter 11、信号的三种分类⽅法及其定义(1)确定性信号与随机信号。
若信号可表⽰为⼀个确定的时间函数,因⽽可确定其任何时刻的量值,这种信号称为确定性信号(分为周期信号,⾮周期信号);随机信号是⼀种不能准确预测未来瞬时值,也⽆法⽤数学关系式来描述的信号。
(2)连续信号和离散信号。
若信号数学表⽰式中的独⽴变量取值是连续的,为连续信号;若独⽴变量取离散值,为离散信号。
(3)能量信号和功率信号。
电压信号x(t)加到电阻R上,其瞬时功率P(t)=x2(t)/R。
把信号x(t)的平⽅x2(t)及其对时间的积分分别称为信号的功率和能量。
2、周期信号频谱的三个特点(1)周期信号的频谱是离散的(2)每条谱线只出现在基波频率的整数倍上,基波频率是诸分量频率的公约数(3)各频率分量的谱线⾼度表⽰该谐波的幅值或相位⾓。
3、傅⾥叶变换的性质(P30 表1-3)时域频域δ(t)?1(单位瞬时脉冲)(均匀频谱密度函数)1 ?δ(f)(幅值为1的直流量)在(f=0处有脉冲谱线)δ(t-t0)?e-j2πftoδ函数时移t0 (各频率成分分别相移2πfto ⾓)ej2πfot ?δ(f-f0)(复指数函数)(将δ(f)频移到f0)正、余弦函数的频谱密度函数:由sin2πf0t=j(e-j2πfot-ej2πfot)/2,cos2πf0t=(e-j2πfot+ej2πfot)/2,变换为sin2πf0t?j[δ(f+f0)-δ(f-f0)]/2,cos2πf0t?第 2 页共 7 页5、各态历经平稳随机过程定义及其性质定义:平稳随机过程是指其统计特征参数不随时间⽽变化的随机过程。
性质:当取样在时间轴上作任意平移时,随即过程的所有有限维分布函数是不变的。
6、随机信号的主要特征参数及其含义参数:(1)均值、⽅差和均⽅值(2)概率密度函数(3)⾃相关函数(4)功率谱密度函数。
含义:均值µx 表⽰信号的常值分量,⽅差σx2描述随机信号的波动分量,均⽅值φ2描述随机信号的强度。
机械工程测试技术基础复习考试分值分布:选择(7X2分)、填空(10X2分)、名词解释(4X4分)、分析叙述(2X8分)、计算(2X12分)、论述(1X10分)绪论 什么是测试?测试系统的构成及各组成部分?(见试卷)第一章:信号及其描述1. 信号的分类:确定性信号与随机信号(能用确切数学式表达的信号称为确定性信号,不能用确切数学式表达的称为随机信号)、连续信号和离散信号、能量信号和功率信号。
2. 周期信号的频谱特点:①周期信号的频谱是离散的(离散性)②每条谱线只出现在基波频率的整倍数上,基波频率是诸分量频率的公约数(谐波性)③各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。
工程中常见的周期信号,其基波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的(收敛性)3. 矩形窗函数频谱4. 傅里叶变换的主要性质第二章:测试装置的基本特性(1、2、3、4、5、6为测量装置的静态特性 名词解释题来源)1. 线性度:指测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系(即理想直线关系)的偏离程度2. 灵敏度:单位输入变化所引起的输出的变化,通常使用理想直线的斜率做测量装置的灵敏度3. 回程落差也称为迟滞,是描述测试装置同输入变化方向有关的输出特性4. 分辨力:引起测试装置的输出值产生一个可察觉变化的最小输出量(被测量)变化值5. 零点漂移是测试装置的输出零点偏移原始零点的距离,是随时间缓慢变化的量6. 灵敏度漂移是由于材料的变化所引起的输入与输出关系(斜率)的变化7. 动态特性的数学描述的三种函数:传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数传递函数H (S):测试装置动态特性的复数域描述,它包含了装置对输入的瞬态和稳态响应的全部信息 频率响应函数H (w):测试装置动态特性的频率域描述,它包含了系统对输入的稳态响应信息脉冲响应函数h (t): 测试装置动态特性的时域描述,它包含了系统对输入的瞬态响应信息 h (t)与H (S)是一对拉普拉斯变换对;h (t)与H (w)是一对傅里叶变换对。
机械工程测试技术基础知识点总结一、测试的定义和作用1.1 测试的定义:测试是通过模拟实际工作条件和环境,对机械设备进行性能、功能、可靠性等方面的评估和验证的过程。
1.2 测试的作用:测试可以帮助发现机械设备的问题和缺陷,提高产品质量,降低故障率,保证设备的可靠性和安全性。
二、测试的基本原则2.1 客观性原则:测试结果应客观、真实、可靠,不能受个人主观因素的影响。
2.2 全面性原则:测试应涵盖机械设备的各个方面,包括性能、功能、可靠性等。
2.3 可重复性原则:测试应具备可重复性,即在相同条件下进行多次测试,结果应保持一致。
2.4 系统性原则:测试应按照一定的方法和步骤进行,以保证测试的系统性和有效性。
三、测试的分类3.1 功能测试:测试机械设备是否能够按照设计要求完成各项功能。
3.2 性能测试:测试机械设备在不同工作条件下的性能表现,包括速度、力量、转速等。
3.3 可靠性测试:测试机械设备在长时间工作或恶劣环境下的可靠性和稳定性。
3.4 安全性测试:测试机械设备在正常使用过程中是否存在安全隐患,以及对操作人员的安全保护措施是否有效。
四、测试的方法和技术4.1 实验法:通过搭建实验平台,对机械设备进行各项测试,并记录实验数据进行分析和评估。
4.2 检测法:利用各种检测仪器和设备对机械设备进行各项测试,如测力计、测速仪等。
4.3 数学统计法:通过对大量数据进行统计分析,评估机械设备的性能和可靠性。
4.4 模拟仿真法:利用计算机软件对机械设备进行虚拟仿真,评估其性能和功能。
4.5 试验法:在实际工作场景中对机械设备进行测试,观察和记录其表现和工作状态。
五、测试的关键要素5.1 测试计划:明确测试的目标、范围、方法和步骤,制定详细的测试计划。
5.2 测试环境:提供符合实际工作条件的测试环境,确保测试的真实性和可靠性。
5.3 测试数据:收集和记录测试过程中的数据,包括测试结果、故障信息等。
5.4 测试工具:选择适当的测试工具和设备,如测力计、测速仪等。
《机械工程测试技术基础》知识点总结1. 测试是测量与试验的概括,是人们借助于一定的装置,获取被测对象有相关信息的过程。
测试工作的目的是为了最大限度地不失真获取关于被测对象的有用信息。
分为:静态测试,被测量(参数)不随时间变化或随时间缓慢变化。
动态测试,被测量(参数)随时间(快速)变化。
2. 基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显示记录装置三部分组成。
传感器:感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式,通常为电量(电压、电流、电荷)或电参数(电阻、电感、电容)。
信号调理装置:对传感器的输出做进一步处理(转换、放大、调制与解调、滤波、非线性校正等),以便于显示、记录、分析与处理等。
显示记录装置对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进行显示、记录、存储,某些显示记录装置还可对信号进行分析、处理、数据通讯等。
3. 测试技术的主要应用:1. 产品的质量检测2.作为闭环测控系统的核心3. 过程与设备的工况监测4. 工程实验分析。
4. 测试技术是信息技术的重要组成部分,它所研究的内容是信息的提取与处理的理论、方法和技术。
现代科学技术的三大支柱:能源技术材料技术信息技术。
信息技术的三个方面:计算机技术、传感技术、通信技术。
5. 测试技术的发展趋势:(1) 1. 传感技术的迅速发展智能化、可移动化、微型化、集成化、多样化。
(2)测试电路设计与制造技术的改进(3)计算机辅助测试技术应用的普及(4)极端条件下测试技术的研究。
6. 信息:既不是物质也不具有能量,存在于某种形式的载体上。
事物运动状态和运动方式的反映。
信号:通常是物理、可测的(如电信号、光信号等),通过对信号进行测试、分析,可从信号中提取出有用的信息。
信息的载体。
噪声:由测试装置本身内部产生的无用部分称为噪声,信号中除有用信息之外的部分。
(1)信息和干扰是相对的。
(2)同一信号可以反映不同的信息,同一信息可以通过不同的信号来承载。
7.测试工作的实质(目的任务):通过传感器获取与被测参量相对应的测试信号,利用信号调理装置以及计算机分析处理技术,最大限度地排除信号中的各种干扰、噪声,最终不失真地获得关于被测对象的有关信息。
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域内的一个重要分支,它涉及到对机械系统的性能、状态和行为进行测量、分析和评估。
本文档旨在总结《机械工程测试技术基础》课程的核心知识点,为学生和专业人士提供一个复习和参考的框架。
第一章:测试技术概述1.1 测试技术的定义和重要性测试技术在机械工程中的应用测试技术对于产品质量和性能的影响1.2 测试系统的组成传感器信号调理器数据采集系统分析和处理软件1.3 测试技术的发展趋势数字化和智能化无线传感网络云计算和大数据第二章:传感器原理与应用2.1 传感器的分类按测量参数分类(如力、温度、位移等)按工作原理分类(如电阻式、电容式、电感式等)2.2 传感器的基本特性灵敏度线性度稳定性响应时间2.3 常见传感器的原理与应用应变片热电偶光电传感器霍尔效应传感器第三章:信号调理与数据采集3.1 信号调理的概念放大滤波模数转换3.2 数据采集系统数据采集卡(DAQ)的功能和选择数据采集的软件实现3.3 信号的数字化处理数字信号处理(DSP)技术快速傅里叶变换(FFT)第四章:机械特性测试4.1 力和扭矩的测量力传感器的选择和校准扭矩传感器的应用4.2 位移和速度的测量位移传感器的类型和选择速度测量的方法4.3 振动测试振动的基本概念振动测试的仪器和方法第五章:温度和压力测试5.1 温度测量接触式和非接触式温度测量温度传感器的选择和校准5.2 压力测量压力传感器的类型压力测量系统的校准和维护第六章:测试数据分析与处理6.1 数据分析的基本概念时域分析频域分析6.2 信号的统计特性均值方差功率谱密度6.3 故障诊断与状态监测故障特征提取状态监测的方法和应用第七章:测试技术的实际应用7.1 机械系统的测试与评估性能测试耐久性测试7.2 测试技术在智能制造中的应用智能传感器预测性维护7.3 测试技术在质量控制中的作用过程控制质量保证结语机械工程测试技术是确保机械系统性能和可靠性的关键。
机械工程测试技术基础知识点整合第一章:测试概述测试是一种获取被测对象有用信息的方法,是测量和试验技术的综合。
测试可以分为静态测量和动态测量两种类型。
本课程主要研究机械工程中动态参数的测量,测试系统的组成包括量纲及量值的传递,测量误差,测量精度和不确定度,以及测量结果的表达。
第二章:信号分析与处理信号可以根据其描述方式分为时域描述和频域描述。
时域描述是指幅值随时间的变化,而频域描述则是指频率组成及幅值、相位大小。
对于周期信号,可以使用XXX级数来求其频谱,其特点为离散性、谐波性和收敛性。
瞬变信号可以使用傅里叶变换求其频谱,其特点为连续性和收敛性。
随机信号也可以使用傅里叶变换求其频谱,其特点为连续性。
信号的特征参数包括均值、均方值、方差和概率密度函数等。
自相关函数和互相关函数可以用来描述两个信号之间的相关性。
相关系数和相干函数在时域和频域描述两个变量之间的相关关系。
自功率谱密度函数和互功率谱密度函数可以用来反映信号的频域结构。
数字信号处理是对信号进行数字化处理的一种方法。
时域采样定理规定了采样频率必须大于信号最高频率的两倍,即fs。
2fh。
而混叠是因为采样频率过低(即Ts过大)或信号频率过宽,导致信号在fs/2处折叠。
为了避免混叠,需要进行抗混叠滤波或提高采样频率。
量化误差是由于量化步长造成的,减小量化步长可以降低误差。
泄漏是由于加窗截断处理引起的,合理选择窗函数可以减小泄漏。
对于周期信号,可以进行整周期截断处理。
频域采样会出现栅栏效应,需要进行插值处理。
测量装置的基本特征包括静态特性和动态特性。
静态特性包括线性度、灵敏度、回程误差和分辨力等参数。
线性系统具有叠加性、比例性、微分性、积分性和频率保持性等特性。
频率响应函数描述了系统在简谐信号激励下,稳态输出对输入的幅值比、相位差随激励频率变化的特性。
求取频率响应函数的方法包括微分方程、拉普拉斯变换、傅里叶变换和实验法等。
系统不失真的条件包括时域不失真和频域不失真条件。
机械工程测试技术基础重点知识1. 简介机械工程测试技术是机械工程领域中不可或缺的一部分,其目的是通过测试和分析来验证机械系统的性能和可靠性。
本文将介绍机械工程测试技术的基础知识,包括测试的目的、测试方法以及测试过程中需要注意的事项。
2. 测试的目的机械工程测试的主要目的是评估机械系统的性能和可靠性,以便优化设计和改进产品。
具体来说,测试的目的包括以下几个方面:2.1 性能测试性能测试旨在评估机械系统在实际工作条件下的各项性能指标,例如速度、功率、效率、振动等。
通过性能测试,可以评估机械系统是否满足设计要求,并帮助工程师们了解系统在实际使用中存在的问题。
2.2 可靠性测试可靠性测试旨在评估机械系统的可靠性和寿命。
通过长时间运行或模拟实际工作条件下的测试,可以预测机械系统在不同环境和负载下的寿命,并帮助改进系统的可靠性。
2.3 耐久性测试耐久性测试旨在评估机械系统在长时间运行下的性能变化和损耗情况。
通过模拟实际使用中的循环负载和振动,可以评估机械系统在长期使用中的性能变化和寿命。
2.4 安全性测试安全性测试旨在评估机械系统的安全性能,包括机械结构的稳定性、材料的强度、机械系统的安全控制等。
通过安全性测试,可以评估机械系统在各种意外情况下的安全性能,帮助改进系统的安全性。
3. 测试方法机械工程测试涉及到许多不同的测试方法,下面介绍几种常见的测试方法:3.1 静态测试静态测试是指在机械系统不运动或静止状态下进行的测试。
通过静态测试,可以评估机械系统在静止状态下的力学性能和稳定性。
3.2 动态测试动态测试是指在机械系统处于运动状态下进行的测试。
通过动态测试,可以评估机械系统在运动状态下的性能指标,例如速度、加速度、振动等。
3.3 试验台测试试验台测试是指将机械系统安装在试验台上进行测试。
通过试验台测试,可以模拟实际使用中的工况,评估机械系统在各种负载和振动条件下的性能和可靠性。
3.4 压力测试压力测试是指在机械系统中施加压力或载荷,评估机械系统在不同压力下的性能。
机械工程测试技术基础知识点的整合第一章是引言1,测试的概念和目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和测试的结合。
测试技术是测量和测试技术的统称。
2、静态测量和动态测量静态测量:它指的是不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:它指的是随时间变化的物理量的测量。
3.本课程的主要研究对象是机械工程中动态参数的测量。
4.测试系统的组成5.尺寸和数量的转移6、测量误差系统误差、随机误差、粗差7.测量精度和不确定度8.测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类和描述1.分类2.时域描述:振幅随时间变化的频域描述:频率成分、振幅和相位大小二、寻找信号频谱的方法及其特点1、周期信号数学工具:寻找信号的傅立叶级数系数的谱特征;离散谐波收敛(见表1-1,测试的概念目的:获取被测对象的有用信息。
测试是测量和测试的结合。
测试技术是测量和测试技术的统称。
2、静态测量和动态测量静态测量:它指的是不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:它指的是随时间变化的物理量的测量。
3.本课程的主要研究对象是机械工程中动态参数的测量。
4.测试系统的组成5.尺寸和数量的转移6、测量误差系统误差、随机误差、粗差7.测量精度和不确定度8.测量结果的表达第二章信号分析与处理一、信号的分类和描述1.分类2.时域描述:振幅随时间变化的频域描述:频率成分、振幅和相位大小二、寻找信号频谱的方法及其特点1、周期信号数学工具:寻找信号的傅立叶级数系数的谱特征;离散谐波收敛(见表1:每个谐波周期的最小公倍数基频的确定:每个谐波频率的最大公约数2.瞬态信号的数学工具(不包括准周期信号):傅立叶变换法;寻找信号的傅里叶变换频谱特征;连续性和收敛性3、随机信号数学工具:傅立叶变换法;信号自相关函数的傅里叶变换谱特征;连续性三.典型信号的频谱1.δ(t)函数△(f)=1的频谱和性质在频率上是无限的,在强度上是相等的,这被称为“均匀频谱”采样性质:整体特征:卷积特性:2.正弦和余弦信号的频谱(双边频谱)欧拉公式将正弦和余弦的实变量转换成复指数形式,即一对反向旋转损耗的组合。
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域中的重要组成部分,它涉及到对机械系统的性能、参数和状态进行测量、分析和评估。
随着科技的发展,测试技术在提高产品质量、优化设计、降低成本和保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。
第一部分:测试技术概述1.1 测试技术的定义测试技术是指利用各种仪器和方法对机械系统进行定量或定性的测量,以获取系统的性能参数和状态信息。
1.2 测试技术的重要性质量控制:确保产品符合设计标准和用户需求。
故障诊断:及时发现并解决机械故障,延长设备使用寿命。
性能优化:通过测试数据对机械系统进行优化设计。
第二部分:测试技术基础2.1 测量的基本概念测量单位:国际单位制(SI)和常用单位。
测量误差:系统误差、随机误差和测量不确定度。
2.2 传感器原理电阻式传感器:利用电阻变化来测量物理量。
电容式传感器:基于电容变化来测量。
电感式传感器:基于电感变化来测量。
光电传感器:利用光电效应来测量。
2.3 信号处理技术模拟信号处理:滤波、放大、模数转换。
数字信号处理:FFT、数字滤波、谱分析。
2.4 数据采集系统硬件组成:数据采集卡、接口、传感器。
软件功能:数据采集、处理、存储和分析。
第三部分:机械性能测试3.1 力和扭矩测试力测试:静力测试和动力测试。
扭矩测试:静态扭矩和动态扭矩的测量。
3.2 振动测试振动类型:随机振动、谐波振动、冲击振动。
振动测量:加速度计、速度计和位移计的使用。
3.3 温度测试接触式温度测量:热电偶、热电阻。
非接触式温度测量:红外测温技术。
3.4 流体特性测试压力测试:压力传感器的应用。
流量测试:流量计的选择和使用。
3.5 材料特性测试硬度测试:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
疲劳测试:循环加载下的应力-应变关系。
第四部分:测试技术的应用4.1 机械系统的故障诊断故障信号的采集:振动、声音、温度等。
故障特征的提取:频域分析、时域分析。
故障诊断方法:专家系统、神经网络、模糊逻辑。
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成,叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的,而非周期信号的频谱是连续的。
1.信号的时域描述,以时间为独立变量。
4.两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息,有多个与其对应的信号;一个信号,包含许多信息。
7从信号描述上:确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量:能量信号与功率信号。
9从分析域:时域信号与频域信号。
10从连续性:连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性:物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成,叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成,但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号(瞬变非周期信号):在一定时间区间内存在,或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号:不能用数学式描述,其幅值、相位变化不可预知,所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号(可以理解成能量衰减的过程)。