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1、第一章 绪论,本章讲解了测控技术基本概念、测控技术的内容和任务、测控技术的发展、测控系统的构成以及测控技术在工业上的应用。,一、本课程的目的与任务：,利用实验手段（测试）对所研究的机械装置进行测试，以便得到各种工况下的主要零部件的机械力学性能及整机的运动规律和动力性能，从而判断该机械设计是否满足要求，以提供依据。,第一节 概述,二、什么是测试？其内容及作用：,测试是人们认识客观事物的方法，测试过程是从客观事物中提取有关信息的认识过程。它属于信息科学范畴，所以又被称为信息探测工程学。是三大信息技术（测试控制技术、计算机技术、通信技术）之一，由传感器、中间变换器、显示器组成。测试包括测量和试验两个
2、方面的内容，在测试过程中，借助专门的仪器设备，通过试验和运算，求得与所测量的对象有关的信息。,三、测试系统的组成,测试系统一般由传感器、中间变换器、显示器（指示仪、记录仪、数字显示器等）三部分组成。,1、传感器 是直接作用于被测量，感受被测的物理量，如应变、压力、温度等，按一定的规律将其转变成便于应用的同种或别种量值输出的器件。,2、中间变换器 是将传感器输出信号进行变换（放大、线形化等），通常分为模拟电路和数字电路。主要类型有放大器、电桥、滤波器、调制和解调、模拟量-数字量的转换等电路。3、显示仪器 将测量和变换后所得的信息显示或记录出来。主要类型有指针式仪表、阴极射线式电子示波器、光线（振
3、动子）示波器、笔式记录仪、磁带记录仪、数字式显示记录器、计算机显示记录器,四、测试技术的发展：,1、从单一学科向多学科相互借鉴和渗透发展，形成综合各学科成果的各种测量系统。2、动态测试的发展越来越快。3、智能传感器和计算机技术的发展和应用，使得测试系统向自动化、智能化的方向发展。4、测试系统的在线实时能力进一步提高。5、测试与控制密切结合，实现“以信息控制能量流和物质流”,第二节 测量方法的测量误差,一、常见的机械参量：力学参数：拉力、荷重、应力、扭矩等。运动参数：位移x、速度v、加速度a。振动参数：振动、模态、动态响应、频率等。其他物理量：流量、压力、温度等。,二、测量方法：,1、从被测量的
4、性质来划分，可分为静态测量和动态测量静态测量：测量那些不随时间变化或变化很慢的物理量。动态测量：测量那些随时间迅速变化的物理量。,2、从测量方法上分为直接测量、间接测量和综合测量：直接测量：是用预先标定好的测量仪表，对某一未知量直接进行测量，从而得到测量结果。例如：温度计测温度；压力表测压力等。间接测量：它是对几个被测量物理量有确切函数关系的物理量进行间接测量，然后把所测得的数据代入关系式中进行计算，从而求出被测量物理量。例如综合测量：在测量中，使各个未知量以不同的组合形式出现，根据直接测量和间接测量所得到的数据，通过解联立方程式求出未知量的数值。3、从测量方式上分为接触和非接触式测量。,三、
5、测量误差：,1、定义：被测量物理量所具备的客观存在的量值，称为真值x0，由测试装置侧得的结果称为测量值x，测量值和真值之差称为误差。(1)绝对误差：即测量值与真值之差x，它表示误差的大小：x=x-x0(2)相对误差：绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差,(3)引用误差：以测量仪表某一刻度点的误差为分子，满刻度值为分母所得的比值，即：,2、误差按特征分类：(1)系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变或在条件改变时按一定规律变化的误差称为系统误差。例：仪器刻度不准。,(2)随即误差：在相同条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差称为随机误差。例
6、：仪表中传部件的间隙和磨擦、连接件的变形等因素引起的误差。(3)粗大误差：主要由测量人员粗心大意操作错误、记录和运算错误或外界条件的突然变化等原因产生的,第三节 系统的相似性及机电模拟,一、相似系统：能用同一数学模型描述的不同物理系统称为相似系统。例如：由阻尼器、质量块和弹簧组成的机械系统，则具备相似的模型。二、变量分类：通过变量：只由空间或“路“上的一个点来确定的变量称为通过变量。例如,力、电流等跨越变量：必须由空间或“路“上的两个点来确定的变量称为跨越变量。例如，电压、位移等,具备相似特性的系统的规律：通过变量的速率变量遵循广义的克希霍夫第一定律，即一个作用点上通过变量的速率总和等于零。跨
7、越变量的速率变量遵循广义的克希霍夫第二定律，即绕闭合回路的和等于零，例如闭合回路的电压降之和等于零。,三、机电模拟：,力-电压模拟,一、系统输入输出：,第四节 测量系统和控制系统,已知系统特性和输出量，求输入量是测试问题已知系统特性和输入量，求输出量是控制问题 已知输入、输出，求系统特性是识别问题,h(t)H(s),系统,输入 x(t),输出 y(t),X(S),Y(S),反馈测量系统和反馈控制系统,1、反馈控制系统使输出量（被控制量）精确地受输入量（控制量）的控制；2、反馈测量系统希望输入量（被测量量）能准确地用输出量（测得量）显示出来或记录下来，被测量的反馈量通常是非电量，测得量一般是电量；通常情况比控制系统所需功率小。,三、动态测试的特点和研究方法静态测试中，测量系统的输入与输出是数值上的对应关系，所以，在静态测试中对数值误差上的分析很重视；动态测试中，测量系统的输入与输出是符号上的对应关系，在动态测试中以不失真复现分析作为基础。动态测试是测量物理量随时间变化的过程，即信号，它是信息的载体。,
