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1、测试信号处理技术,主讲：王可东,本人基本情况,教育背景1992.9-1996.7 东北大学 工程机械 本科1996.9-1999.3 东北大学 工程机械 硕士1999.5-2003.1 清华大学 精密仪器及机械 博士工作经历2003.4-2005.3 北京大学 遥感与GIS研究所 博士后2005.4-现在 北京航空航天大学 宇航学院航天制导导航控制系 副教授2008.9-2009.8 University of New South Wales School of Surveying&Spatial Information Systems 访问学者研究领域组合导航与最优滤波匹配算法联系方式Ema
2、il：,授课安排,时间：116周周五3、4节地点：主M404教材樊尚春,周浩敏.信号与测试技术.北京：北京航空航天大学出版社,2004参考吴正毅.测试技术与测试信号处理.北京:清华大学出版社,2001 作业：上课前交给助教答疑：考试前安排,课程安排,第一部分 绪论和信号分析基础 4次课第二部分 传感器测试原理 4次课第三部分 测试特性分析 2次课第四部分 测试信号处理 2次课第五部分 典型测试系统 2次课1次专题报告（激光陀螺仪）1次总结和讨论课,考核方法,出勤：5分作业：10分实验：25分期末考试：60分其它无故缺课3次或以上，不得参加考试；考试抄袭者，取消成绩,建议与要求,建议：认真听讲：
3、基本概念、基本方法勤于思考：理论联系实际协作学习：交流学习心得、课外阅读体会要求：课下多交流作业不抄袭课上不交流,第一章 绪论,要点测试系统组成测试技术的主要功能了解测试技术的应用情况了解测试技术的发展趋势了解相关生产商情况,第一章 绪论,1.1 什么是测试系统例1 体温测量,被测对象,测量仪器,数据处理,反馈控制,1.1 什么是测试系统,例2 飞船导航控制,被测对象,测量仪器,数据处理,反馈控制,1.1 什么是测试系统,被测对象,测量仪器,数据处理,反馈控制,结果显示与存储,测试系统,传感器,1.1 什么是测试系统,传感器测量被测量（如位移、速度、加速度、力、力矩、温度、流量、热辐射等），并
4、将其转换成与被测量成一定函数关系的另一物理量（通常是电量）。信号调理电路（测量信号处理模块）将传感器的输出信号进行变换和处理（如放大、变换、调制、解调、滤波等）。输出装置用于显示、记录被测量的大小，输出与被测量有关的控制信号。,1.1 什么是测试系统,测试技术的主要功能过程中参数测量过程中参数监控科学试验中测量分析,1.2 主要学习内容,信号处理的数学基础Fourier变换z变换传感器测量原理测试系统特性分析静态特性动态特性测试信号处理技术模拟信号处理技术数字信号处理技术,1.2 主要学习内容,典型测试系统位移测试系统速度测试系统加速度测试系统振动测试系统力测试系统,1.3 测试技术的应用,航
5、空航天导航控制故障诊断振动控制温度控制环境检测,1.3 测试技术的应用,工业自动化机器手、机器人转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、相对距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器等,密歇根大学的机械手装配模型,1.3 测试技术的应用,工业自动化自动送货车（AGV，Auto-guided Vehicle）超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。,香港理工大学AGV模型,1.3 测试技术的应用,工业自动化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
6、学数字化工厂,1.3 测试技术的应用,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。,1.3 测试技术的应用,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。,图示为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。,汽车扭距测量,机床加工精度测量,1.3 测试技术的应用,楼宇监控为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应
7、用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。,图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。,1.3 测试技术的应用,家用电器与办公自动化,全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度)液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。,指纹传感器,透光率传感器,1.3 测试技术的应用,医学身体特征参数检测,1.3 测试技术的应用,交通运载工具状态监测交通流量监测,1.3 测试技术的应用,现代农业温度、湿度等监测农作物生长状态监测,1.3 测试技术的应用,PC计算
8、机,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,1.4 测试技术的发展趋势,传感器利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器,生物酶血样分析传感器,光纤流速传感器,荧光材料制作的电子鼻传感器,1.4 测试技术的发展趋势,传感器智能化小型化网络化,振动网络传感器,智能压力网络传感器,智能倾角RS232传感器,IC总线数字温度传感器,用PC机仪器板卡 代替传统仪器用计算机软件 代替硬件分析电路,1.4 测试技术的发展趋势,测试信号处理与计算机技术相结合，形成虚拟仪器,1.5 传感器和测试仪器生产商,工业自动化类传感器美国Honeywell公司（有全球最大传感器技术研究中心）振动/噪声传感器丹麦B&K（振动测量、声学测量领域最富盛名）,http:/,http:/,1.5 传感器和测试仪器生产商,测量分析仪器美国国家仪器公司(全球最大的虚拟仪器生产商）美国Agilent公司(原惠普公司仪器部）,http:/,http:/,体温测量系统的改进,被测对象,测量仪器,数据处理,反馈控制,1.6 进一步探讨,问题（1）精度低（2）读出难,解决方案,1-1 针对本专业特点，列举有关应用测试技术方面的例子；1-2 对体温测试系统提出进一步改进方案。,1.7 思考题,
