动态测试技术_绪论.

动态测试技术南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室吴义鹏[e-mail]绪论机械结构力学及控制国家重点实验室2动态测试技术：绪论1.0课程介绍动态测试技术（专业选修课）主要内容：动态测试基本概念、测试系统的介绍等振动测试的介绍现代动态测试仪器（LabView）课程学时：9-15周，每周4学时，共28学时考试算2个学时课程成绩：平时成绩30%（上课情况+作业情况）考试成绩70%机械结构力学及控制国家重点实验室3动态测试技术：绪论1.0课程介绍动态测试技术（参考教材）（1）《动态测试技术与应用》郝晓剑主编，电子工业出版社（2）《动态测试与分析技术》方之楚等编著，上海交通大学教材（3）LabView软件介绍（网络教材）机械结构力学及控制国家重点实验室4动态测试技术：绪论1.0课程介绍动态测试技术（基本参考教材）（1）课件可以选择拷贝下来；（2）所讲的例题、做的习题要记笔记并理解；（3）考试内容95%与例题和习题中的内容类似，相似程度90%以上。机械结构力学及控制国家重点实验室5动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念传统测量与动态测试的区别——测量的概念测量就是把待测量直接或间接地与同类已知量相比较。把这个已知量作为计量单位，定出被测量是单位量的倍数，或者说，求出被测量与计量单位的比值。被测量基准量倍数（结果）比较单位机械结构力学及控制国家重点实验室6动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念测量中的计量单位长度单位：米(m)国际米原器（1799）“米”的定义起源于法国。1米的长度最初定义为通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点的距离的千万分之一，并与随后确定了国际米原器。第17届国际计量大会重新定义了“米”：米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”。机械结构力学及控制国家重点实验室7动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念测量中的计量单位质量单位：千克（kg）国际千克原器的质量（唯一一个仍然使用人工制品作定义的国际基本单位）2013年之前，原器是一个铂铱圆柱体，但由于消耗与磨损，质量正慢慢减少，误差越来越大。目前原器由纯硅体打造，是一个完整的球体，耗资200万欧元，无限接近于1kg。机械结构力学及控制国家重点实验室8动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念传统的测量一般是指简单的比较测量，即测量的对象或信号不随时间变化，或者随时间变化非常缓慢以至忽略，此类测量也成为静态测量传统测量与动态测试的区别——测量的概念机械结构力学及控制国家重点实验室9动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念动态测试是指对被测对象在试验过程中进行各种参数的动态测量，测其变化的大小和规律。测试对象、测试系统、测试技术三者缺一不可。传统测量与动态测试的区别——动态测试的概念测试系统：对测试对象进行测试的全部配套仪器的总称。测试技术：研究如何对被测对象进行测试的实施方案。机械结构力学及控制国家重点实验室10动态测试技术：绪论1.1动态测试技术的基本概念①传统的测量是信息的复现，动态测试是测随时间变化的量，重点是研究测试系统的动态响应特征。②传统的测量重点分析测量数值的误差，动态测试要求输出信号波形不失真地复现输入波形。③动态测试要解决测试系统工作过程中遇到的具体技术问题。④动态测试是一个多环节的复杂系统传统测量与动态测试的区别机械结构力学及控制国家重点实验室11动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用电子电力：信号与系统、信息处理船舶海洋：船舶制造、海洋环境、石油勘探、海洋利用建筑工程：地震监测预报、高层建筑、桥梁安全机械工程：先进制造技术、汽车工业NVH动力能源：发动机，发电（水力、火力、风力）航空航天：大飞机项目、神舟飞船、登月计划生物医药：心电图、脑电图、分子动力学、神经动力学、DNA社会系统：交通运输系统、网络媒体社会、经济全球化规律动态测试涉及的领域广泛机械结构力学及控制国家重点实验室12动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用力学：速度、位移、加速度、应力、应变、压力、扭矩、载荷、流速、流量、温度声学：声压、声功率电学：电流、电压生物：肌电信号动态测试涉及的测试物理量机械结构力学及控制国家重点实验室13动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：大飞机项目风洞试验：流速、颤振、抖振、动稳定性等等(图文不一致)机械结构力学及控制国家重点实验室14动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：大飞机项目尾翼颤振实验：位移、颤振、模态等等激光扫描测振仪(图文不一致)机械结构力学及控制国家重点实验室15动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：汽车工业NVH汽车仪表振动试验：加速度、模态等等机械结构力学及控制国家重点实验室16动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：心电图动态心电图：肌电信号机械结构力学及控制国家重点实验室17动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：交通运输系统自适应巡航：位移、速度等机械结构力学及控制国家重点实验室18动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：交通运输系统导航定位（惯性导航）：转向、加速度、速度等机械结构力学及控制国家重点实验室19动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：体育竞赛照相测速：光学图像等机械结构力学及控制国家重点实验室20动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的基本应用动态测试涉及的具体应用：山地车码表显示思考题：如何测量车速？机械结构力学及控制国家重点实验室21动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状现代动态测试系统的组成现代动态测试系统一般以计算机为中心，采用数据采集与传感器相结合的方式，最大限度地完成测试工作的全过程。最大限度地完成测试工作的全过程：既能对信号进行检测，又能对所获信号进行分析处理来求得有用信息。机械结构力学及控制国家重点实验室22动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状现代动态测试系统的组成动态测试系统大致可以分为三类：基本型，标准接口型，闭环控制型机械结构力学及控制国家重点实验室23动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状现代动态测试系统的组成:基本型对多点、多种随时间变化参量进行快速、实时测量，排除噪声干扰传感器1传感器2传感器n…信号调理信号调理信号调理…数据采集卡计算机显示被测量x1被测量x2被测量xn电气参数非电气测量获取信号信号变换AD转换信号分析、处理机械结构力学及控制国家重点实验室24动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状现代动态测试系统的组成:标准接口型方便数据采集系统的集成器件功能区…仪器本体接口功能区程控设备1器件功能区接口功能区程控设备2器件功能区接口功能区程控设备n接口功能区计算机本体区测控计算机测试应用软件测试编程语言操作系统测试软件系统数字接口总线系统机械结构力学及控制国家重点实验室25动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状现代动态测试系统的组成:闭环控制型闭环控制系统中的测试系统，即为测控系统过程采样开关A/D计算机D/A采样开关被调量模拟传感器设定点（执行机构）机械结构力学及控制国家重点实验室26动态测试技术：绪论1.2动态测试技术的发展现状动态测试系统的优点①实现测试自动化：计算机控制②提高测试精度：软件补偿、非线性校正③实现多通道测量：程控切换④系统功能强：选择功能，信息处理与分析，自校准，显示与记录，人工智能机械结构力学及控制国家重点实验室27动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势虚拟仪器主要硬件：数采卡、计算机、DAC模块、显示器利用数据采集卡和计算机，在软件引导下进行信号采集、分析和处理，同时利用软件生成虚拟面板，显示仪器功能和测试结果，即虚拟仪器。机械结构力学及控制国家重点实验室28动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势虚拟仪器机械结构力学及控制国家重点实验室29动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势虚拟仪器：利与弊检测的时候，尿素溶液能喷多少喷多少；实际上路的时候，尿素溶液能喷多少喷多少。机械结构力学及控制国家重点实验室30动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势测试软件软件在测试系统中，地位、费用将越来越高。①软件永远不可能全部取代测试系统的硬件。②不懂测试系统基本原理的人不可能正确的应用或设计测试软件。机械结构力学及控制国家重点实验室31动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势网络化测试系统将测试系统中地域分散的基本功能单元（计算机、测试仪器、测试模块或智能传感器）通过网络互联起来，构成一个分布式的自动测试系统。典型应用实例：气象监测系统机械结构力学及控制国家重点实验室32动态测试技术：绪论1.3动态测试技术的发展趋势网络化测试系统机械结构力学及控制国家重点实验室33动态测试技术：绪论习题①现代测试系统的基本结构主要有哪些？②举例说明动态测试系统的一些典型应用？