1、材料成型测试技术材料成型测试技术Test&Measurement Technology in Materials processing 王红霞王红霞材料加工系材料加工系2第一章第一章 测试技术概述测试技术概述1.1 测试技术的作用与意义测试技术的作用与意义1.2 测试技术的基本概念测试技术的基本概念1.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性1.4 参数检测方法参数检测方法6学时学时3历史时代：历史时代：手工化手工化机械化机械化自动化自动化信息化信息化生产方式：生产方式：人与简人与简单工具单工具动力机动力机与机械与机械自动测自动测量控制量控制智能机智能机械装置械装置第一章第一章
2、 测试技术概述测试技术概述1.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用1.信息化是科学技术发展的必然信息化是科学技术发展的必然4 人与机器的机能对应关系人与机器的机能对应关系：1.1、测试技术的地位和作用、测试技术的地位和作用52.信息流是客观世界的一个主流信息流是客观世界的一个主流 物料流物料流 能流能流 信息流信息流客观世界客观世界1.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用6信息流组成信息流组成信息流信息流获取传输处理控制信息获取是信息流的一环信息获取是信息流的一环1.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用7 获取信息获取信息是仪器科学的基本任务是仪器科学的基本任务 仪器仪
3、表是信息产业的仪器仪表是信息产业的重要组成部分重要组成部分 仪器仪表是信息工业的仪器仪表是信息工业的源头源头1.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用83 测试仪器仪表的作用测试仪器仪表的作用1.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用 工业生产工业生产 倍增器倍增器 科学研究科学研究 先行官先行官 社社 会会 物化法官物化法官 军军 事事 战斗力战斗力91.1 测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用n工业生产倍增器工业生产倍增器测试技术测试技术是带动国民经济增长的一个是带动国民经济增长的一个 关键领关键领域域在美国：检测技术占在美国：检测技术占4%，拉动经济增长，拉动经济增长66
4、%10检测技术在工业生产领域的应用检测技术在工业生产领域的应用1.1测试技术的地位和作用测试技术的地位和作用在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位.11121.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位检测技术在工业生产领域的应用检测技术在工业生产领域的应用离线检测：零件参数、离线检测：零件参数、尺寸与形位公差、尺寸与形位公差、品质参数品质参数作作 用：现代工程装备中，用：现代工程装备中，检测环节的成本约占检测环节的成本约占 5070%13测试技术测试技术在汽车中的应用日新月异在汽车中的应用日新月异1.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位发动机：发动
5、机：向发动机的电子控制单元（向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息，）提供发动机的工作状况信息，对发动机工作状况进行精确控制对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等 汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器，普通轿车：约安装几十到近百只传感器，豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。底底 盘：盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制
6、动防抱死系统等控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温 车车 身：身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等 1415测试技术测试技术在日常生活中的应用与日俱增在日常生活中的应用与日俱增1.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位 家用电器：家用电器：数码相机、数码摄像机：自动对焦数码相机、数码摄像机：自动对焦-红外测距传感器红外测距传感器数字体
7、温计：接触式数字体温计：接触式-热敏电阻，非接触式热敏电阻，非接触式-红外传感器红外传感器自动感应灯：亮度检测自动感应灯：亮度检测-光敏电阻光敏电阻空调、冰箱、电饭煲：温度检测空调、冰箱、电饭煲：温度检测-热敏电阻、热电偶热敏电阻、热电偶电话、麦克风：话音转换电话、麦克风：话音转换-驻极电容传感器驻极电容传感器遥控接收：红外检测遥控接收：红外检测-光敏二极管、光敏三极管光敏二极管、光敏三极管办公商务：办公商务：可视对讲、可视电话：图像获取可视对讲、可视电话：图像获取-面阵面阵CCDCCD扫描仪：文档扫描扫描仪：文档扫描-线阵线阵CCDCCD红外传输数据：红外检测红外传输数据：红外检测-光敏二极
8、管、光敏三极管光敏二极管、光敏三极管医疗卫生：医疗卫生：电子血压计：血压检测电子血压计：血压检测 -压力传感器压力传感器血糖测试仪、胆固醇检测仪血糖测试仪、胆固醇检测仪 -离子传感器离子传感器161.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位n科学研究的先行官科学研究的先行官 诺贝尔奖获得者诺贝尔奖获得者R.R.Ernst说说“现代科学的进现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展步越来越依靠尖端仪器的发展”俄国化学家门捷列夫指出俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始科学是从测量开始的的”近近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得者达者达38人人171.
9、1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位n军事战斗力军事战斗力 1991年海湾战争年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占精确制导炸弹和导弹占8%2003年伊拉克战争年伊拉克战争 90%1994年美国防部建立自动测试系统执行局年美国防部建立自动测试系统执行局立体作战立体作战181.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位测试技术测试技术在军事上的应用在军事上的应用美军研制的未来单兵作战武器美军研制的未来单兵作战武器-OICW 夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标。在发射激光测距仪：可精确的定位目标。在发射2020毫米高爆弹时，激光测距
10、仪可毫米高爆弹时，激光测距仪可将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以便精确的设定引爆时将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以便精确的设定引爆时间。间。19美国国家导弹防御计划美国国家导弹防御计划-NMD1.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位测试技术测试技术在国防领域的应用在国防领域的应用1.地基拦截器地基拦截器2.早期预警系统早期预警系统3.前沿部署前沿部署(如雷达）如雷达）4.管理与控制系统管理与控制系统5.卫星红外线监测系统卫星红外线监测系统 监测系统监测系统:探测和发现探测和发现敌人导弹的发射并追踪敌人导弹的发射并追踪导弹的飞行轨道；导弹的飞行轨道；拦截器：能识别
11、真假拦截器：能识别真假弹头，敌友方弹头，敌友方20测试技术测试技术在航天领域举足轻重在航天领域举足轻重1.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位飞行器测控飞行器测控-检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵 火箭测控火箭测控-检测火箭状况、姿态、轨迹检测火箭状况、姿态、轨迹 211.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位“阿波罗阿波罗10”：火箭部分火箭部分-2077个传感器个传感器飞船部分飞船部分-1218个传感器，个传感器，检测参数检测参数-加速度、温度、压力、加速度、温度、压力、振动、流量、应变、振动、流量、应变、声学、声学、神州飞船：神州飞船
12、：185台（套）仪器装置台（套）仪器装置221.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位n“物化法官物化法官”检查产品质量检查产品质量 监测环境污染监测环境污染 识别指纹假钞识别指纹假钞 查服违禁药物查服违禁药物 侦破刑事案件侦破刑事案件231.1测试技术测试技术的作用和地位的作用和地位教学实验、气象预报、大地测教学实验、气象预报、大地测绘、灾情预报、交通指挥、绘、灾情预报、交通指挥、涵盖涵盖 吃穿用、农轻重、海陆空吃穿用、农轻重、海陆空241.2 测试技术测试技术的基本概念的基本概念一、一、测量测量 测量是以确定量值为目的的一系列操作。测量是以确定量值为目的的一系列操作。即用专门的设备或即
13、用专门的设备或技术工具通过实验或必要的数学处理求得被测量的量值的过程。技术工具通过实验或必要的数学处理求得被测量的量值的过程。测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较确定被测测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较确定被测量对量对标准量标准量的倍数。的倍数。它可由下式表示它可由下式表示:nux uxn 或（1-1）（1-2）式中式中：x被测量值被测量值;u标准量标准量,即测量单位即测量单位;n比值（纯数）比值（纯数）,含有测量误差含有测量误差。25n二、标准二、标准真值真值1.2 测试技术测试技术的基本概念的基本概念 真值：真值：被测量在一定条件下客观地存在的数值，或者与被测量被测量在
14、一定条件下客观地存在的数值，或者与被测量 比较的标准量的数值。比较的标准量的数值。2、约定真值（规定真值）、约定真值（规定真值）根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用当今最高科学技术复现的这些实物单位基准，其值被当今最高科学技术复现的这些实物单位基准，其值被公认为国际或国家公认为国际或国家基准基准，称为，称为约定真值约定真值。例如：长度单位米（。例如：长度单位米（m）规定为光在真空中）规定为光在真空中1/299792458秒内所走过的路程。秒内所走过的路程。1、理论真值、理论真值 也称绝对真值，也称绝对真值，一个量严
15、格定义的理论值。例如一个量严格定义的理论值。例如，就是一个定义值，就是一个定义值（不能量知，只能逼近）（不能量知，只能逼近）3、相对真值、相对真值 如果高一级检测仪器如果高一级检测仪器(计量器具计量器具)的误差仅为低一级检测仪器的误差的误差仅为低一级检测仪器的误差的的1/31/10，则可认为前者是后者的，则可认为前者是后者的相对真值相对真值。26n 标称值标称值 计量计量或测量器具上标注的量值，或测量器具上标注的量值，称为标称值。称为标称值。n 示值示值 检测检测仪器（或系统）指示或显仪器（或系统）指示或显示（被测参量）的数值叫示值，示（被测参量）的数值叫示值，也叫测量值或读数。也叫测量值或读
16、数。1.2 检测的基本概念检测的基本概念27三、误差及其分类1.2 检测的基本概念检测的基本概念1、测量误差的定义测量误差的定义 检测系统检测系统(仪表仪表)不可能绝对精确，测量原理的局限、测量方法的不尽完不可能绝对精确，测量原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状善、环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等，也使得测量结果不能准确地反映被测量的真值而存在一定的偏差，这态等，也使得测量结果不能准确地反映被测量的真值而存在一定的偏差，这个个偏差偏差就是就是测量误差，也就是测量时实际测量值与真值之间的差值测量误差，也就
17、是测量时实际测量值与真值之间的差值。2、误差分类：、误差分类：n按误差性质分：按误差性质分：（1）系统误差：测量过程中，数）系统误差：测量过程中，数值大小、正负号固定不变或按值大小、正负号固定不变或按一定规律（线性、周期性等）一定规律（线性、周期性等）变化的误差变化的误差钟摆夏天为什么钟摆夏天为什么变慢？变慢？28（2）随机误差：误差数值大小，符号正负在相同条）随机误差：误差数值大小，符号正负在相同条件下重复测量中，每次都不能准确预测。件下重复测量中，每次都不能准确预测。时钟的周期与钟摆长度的方根成正比，冬天冷，钟摆长度变小，周期变小也就是频率增大，就变快了。（3）过失误差：由于人为原因或外界
18、干扰造成的。）过失误差：由于人为原因或外界干扰造成的。存在随机误差的存在随机误差的测量结果中，虽测量结果中，虽然单个测量值误然单个测量值误差的出现是随机差的出现是随机的，既不能用实的，既不能用实验的方法消除，验的方法消除，也不能修正，但也不能修正，但是就误差的整体是就误差的整体而言，多数随机而言，多数随机误差都服从正态误差都服从正态分布规律。分布规律。29n按照仪器示值分：三、误差及其分类(1)绝对误差绝对误差 检测系统的测量值检测系统的测量值X与被测量的真值与被测量的真值A0之间之间的的代数差值代数差值称为检测系统测量值的绝对误差称为检测系统测量值的绝对误差：(2-1)式中，真值可为式中，真
19、值可为约定真值约定真值，也可是由高精，也可是由高精度标准器所测得的度标准器所测得的相对真值相对真值。绝对误差说明了。绝对误差说明了系统示值偏离真值的大小，其值可正可负，具系统示值偏离真值的大小，其值可正可负，具有和被测量相同的量纲单位。有和被测量相同的量纲单位。=|X-A0|30三、误差及其分类(2)相对误差相对误差 检测系统测量值的绝对误差检测系统测量值的绝对误差与被测参量真与被测参量真值值A0的的比值比值，称为检测系统测量的，称为检测系统测量的相对误差相对误差，常用百分数表示常用百分数表示：(2-4)一般来说相对误差值越小，其测量精度一般来说相对误差值越小，其测量精度就越高。相对误差是一个
20、量纲为就越高。相对误差是一个量纲为1的的量。量。%1000A31三、误差及其分类(3)引用引用误差误差 检测系统测量值的检测系统测量值的绝对误差绝对误差与与系统量程系统量程L之比值，称为检测系统测量值的之比值，称为检测系统测量值的引用误差引用误差D。引用误差引用误差D通常通常仍以百分数表示：仍以百分数表示：(2-5)比较式比较式(2-5)和和(2-4)可知：在可知：在D的的表示式中表示式中用量程用量程L代替了真值代替了真值A0。%100%100minmaxxxLD32三、误差及其分类(4)最大最大引用误差引用误差(或满度最大引用误差或满度最大引用误差)所有测量值中所有测量值中最大绝对误差最大绝
21、对误差(绝对值绝对值)与与量程量程的比值的百分数，称为该系统的最大引用误差，的比值的百分数，称为该系统的最大引用误差，由符号由符号Dmax，可表示，可表示：（2-6）最大引用误差是检测系统最大引用误差是检测系统（仪表）（仪表）的的基本误差，基本误差，是是检测系检测系统的统的最主要质量指标最主要质量指标，能很好地表征检测系统（仪表）的，能很好地表征检测系统（仪表）的测量测量精确度。精确度。%100%100minmaxmaxmaxmaxxxLD33三、误差及其分类n仪表精度等级是根据引用误差来确定的。仪表精度等级是根据引用误差来确定的。例如例如,0.5级表的引用误差的最大级表的引用误差的最大值不超
22、过值不超过0.5%，1.0级表的引用误差的最大值不超过级表的引用误差的最大值不超过1%。n 在使用仪表和传感器时在使用仪表和传感器时,经常也会遇到基本误差和附加误经常也会遇到基本误差和附加误差两个概念。差两个概念。（5）基本误差是指仪表在规定的标准条件下所具有的误差。基本误差是指仪表在规定的标准条件下所具有的误差。例如例如,仪表仪表是在电源电压是在电源电压(2205)V、电网频率、电网频率(502)Hz、环境温度、环境温度(205)、湿度湿度65%5%的条件下标定的。如果这台仪表在这个条件下工作的条件下标定的。如果这台仪表在这个条件下工作,则仪表则仪表所具有的误差为基本误差。测量仪表的精度等级
23、就是由基本误差决定的。所具有的误差为基本误差。测量仪表的精度等级就是由基本误差决定的。（6）附加误差是指当仪表的使用条件偏离额定条件下出现的误差。例如）附加误差是指当仪表的使用条件偏离额定条件下出现的误差。例如,温温度附加误差、频率附加误差、电源电压波动附加误差等。度附加误差、频率附加误差、电源电压波动附加误差等。34四、准确度、精密度、精度及精度等级n1、准确度、准确度 测量值与真值的接近程度，用绝对误差表示，测量值与真值的接近程度，用绝对误差表示，反映系统误差大小。反映系统误差大小。2、精密度、精密度 指对同一量进行多次测量所得之值彼此接近和密指对同一量进行多次测量所得之值彼此接近和密集的
24、程度，实际上就是重复性，反映随机误差，用标集的程度，实际上就是重复性，反映随机误差，用标准偏差或均方根表示。准偏差或均方根表示。35 精确度是测量的准确度和精密度的综合反映。精确度高意味羞系精确度是测量的准确度和精密度的综合反映。精确度高意味羞系统误差和随机误差都很小。精确度有时简称为精度。下图形象地说统误差和随机误差都很小。精确度有时简称为精度。下图形象地说明了系统误差、随机误差对测量结果的影响，也说明了准确度、精明了系统误差、随机误差对测量结果的影响，也说明了准确度、精密度和精确度的含意。密度和精确度的含意。a)b)c)3、精度、精度精确度的简称精确度的简称四、准确度、精密度、精度及精度等
25、级36四、准确度、精密度、精度及精度等级4、精度等级 测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分精度等级的尺度。精度等级的尺度。精度等级用符号精度等级用符号G表示。表示。为统一和方便使用，国家标准为统一和方便使用，国家标准GB776-76测量指示仪表通用测量指示仪表通用技术条件技术条件规定，测量指示仪表的精度等级规定，测量指示仪表的精度等级G分为分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 七个等级，这也是工业检测仪器（系统）常七个等级，这也是工业检测仪器（系统）常用的精度等级。用的精度等级。精密度和准确度等级为精密度
26、和准确度等级为1.0的仪表，在使用时它的最大引用误差不的仪表，在使用时它的最大引用误差不超过超过1.0，也就是说，在整个量程内它的绝对误差最大值不会，也就是说，在整个量程内它的绝对误差最大值不会超过其量程的超过其量程的1。37四、准确度、精密度、精度及精度等级 例例:量程量程为为01000 V的数字电压表，如果其的数字电压表，如果其整个量程中最大绝对误差为整个量程中最大绝对误差为1.05V，则有，则有 由于由于0.105不是标准化精度等级值，因此该仪器需不是标准化精度等级值，因此该仪器需要就近套用标准化精度等级值。要就近套用标准化精度等级值。0.105位于位于0.1级和级和0.2级之间，尽管该
27、值与级之间，尽管该值与0.1更为接近，但按更为接近，但按选大不选小选大不选小的的原则该数字电压表的精度等级原则该数字电压表的精度等级G应为应为0.2级。级。%105.0%100100005.1%100maxLD?通过最大引用误差确定仪表的精度等级通过最大引用误差确定仪表的精度等级38 仪表精度等级的数字愈小，仪表的精度愈高。仪表精度等级的数字愈小，仪表的精度愈高。如如0.5级的级的仪表精度优于仪表精度优于1.0级仪表，而劣于级仪表，而劣于0.2级仪表。级仪表。值得注意的是：值得注意的是：精度等级高低仅说明该检测仪表的引用精度等级高低仅说明该检测仪表的引用误差最大值的大小，它决不意味着该仪表某次
28、实际测量中出误差最大值的大小，它决不意味着该仪表某次实际测量中出现的具体误差值是多少。现的具体误差值是多少。实际测量时，精度等级并不单纯由精确度决定，还需选实际测量时，精度等级并不单纯由精确度决定，还需选择合理的量程范围。使仪表的测量限制在容许误差内。择合理的量程范围。使仪表的测量限制在容许误差内。容许误差容许误差 容许误差容许误差是指检测仪器在规定使用条件下可能产生的是指检测仪器在规定使用条件下可能产生的最最大误差范围大误差范围。检测检测仪器的准确度、稳定度等指标都可用容许误差来表仪器的准确度、稳定度等指标都可用容许误差来表征。征。四、准确度、精密度、精度及精度等级39 例例2.1被测电压实
29、际值约为被测电压实际值约为21.7 V，现有，现有四种电压表：四种电压表：1.5级、量程为级、量程为030 V的的A表；表；1.5级、量程为级、量程为050 V的的B表；表；1.0级、量程为级、量程为050 V的的C表；表；0.2级、量程为级、量程为0360 V的的D表。表。请问选用哪种规格的电压表进行测量所产生的测请问选用哪种规格的电压表进行测量所产生的测量误差较小量误差较小?解解：根据（根据（2-6）式，分别用四种表进行测）式，分别用四种表进行测量可能产生的最大绝对误差如下：量可能产生的最大绝对误差如下：四、准确度、精密度、精度及精度等级40A表：表：B表：表：C表：表：D表：表：VVVV
30、 四者比较，通常选用四者比较，通常选用A表进行测量所产生的测量表进行测量所产生的测量误差较小。误差较小。75.050%5.1maxmaxLD45.030%5.1maxmaxLD50.050%0.1maxmaxLD72.0360%2.0maxmaxLD四、准确度、精密度、精度及精度等级41定义定义：被测信息被测信息：传感器、检测仪器、检测装置、检测系统传感器、检测仪器、检测装置、检测系统全部操作全部操作：检测过程：检测过程：确定被测对象的确定被测对象的属性属性和和量值量值为目的的全部操作为目的的全部操作1.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性信号采集、信号处理、信号显示、信号
31、输出信号采集、信号处理、信号显示、信号输出物理量（光、电、力、热、磁、声、物理量（光、电、力、热、磁、声、）被测对象被测对象：宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体）检测器具：检测器具：化学量（化学量（PH、成份、成份）生物量（酶、葡萄糖、生物量（酶、葡萄糖、）42例：空调机测量控制室温例：空调机测量控制室温空气空气被测对象被测对象：被测信息被测信息：检测器具检测器具：操作过程操作过程：室内空气室内空气温度温度温度传感器温度传感器-热电阻、热电偶热电阻、热电偶 热敏电阻热敏电阻 电信号电信号 处理处理 显示显示空调机空调机1.3 非电量电测装置的组成及特性非电
32、量电测装置的组成及特性431.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性一、材料加工工艺过程中的测试实例一、材料加工工艺过程中的测试实例航空压力容器（冷气瓶）航空压力容器（冷气瓶）1、端盖端盖3、缸体缸体4、管接头管接头5、端盖端盖2、管接头管接头6、焊缝焊缝7、焊缝焊缝8、焊缝焊缝材料为：30CrMnSiA 请陈述其制造过程请陈述其制造过程44n材料名称：合金结构钢材料名称：合金结构钢 牌号：牌号：30CrMnSiA 标准：标准：GB/T 3077-1988 特性应用：特性应用：30CrMnSiA属中碳调质钢，强度高，焊接性能较差。属中碳调质钢，强度高，焊接性能较差。30CrM
33、nSiA调质后调质后有很高的强度和足够的韧性，淬透性也好。有很高的强度和足够的韧性，淬透性也好。调质后该材料做砂轮轴，齿轮，链轮都可以。调质后该材料做砂轮轴，齿轮，链轮都可以。30CrMnSiA具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。用于轴类、活塞类零配件等。用于汽车、飞机各种特殊耐磨零配件等。用于轴类、活塞类零配件等。用于汽车、飞机各种特殊耐磨零配件等。化学成份：化学成份：n碳碳 C：0.280.34 硅硅 Si：0.901.20 锰锰 Mn：0.801.10 硫硫 S：允许残余含量允许残余含量0.025 磷磷 P：允许残余含量：允
34、许残余含量0.025 铬铬 Cr：0.801.10 镍镍 Ni：允许残余含量：允许残余含量0.030 铜铜 Cu：允许残余含量：允许残余含量0.025 力学性能：力学性能：n抗拉强度抗拉强度 b(MPa)：1080(110)屈服强度屈服强度 s(MPa)：835(85)伸伸长率长率 5()：10 断面收缩率断面收缩率 ()：45 冲击功冲击功 Akv(J)：39 冲击韧性值冲击韧性值 kv(J/cm2)：49(5)硬度硬度：229HB n热处理规范及金相组织热处理规范及金相组织 热处理规范：热处理可正火、退火或高温回火，淬火热处理规范：热处理可正火、退火或高温回火，淬火880，油冷；回火，油冷
35、；回火540，水冷、油冷。水冷、油冷。1.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性451.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性二、非电量电测的概念及特点二、非电量电测的概念及特点1、概念、概念 通过仪器设备将一系列非电物理量转换成电量，通过仪器设备将一系列非电物理量转换成电量，进而对电量进行测量，显示，再根据数模转换关系直接得进而对电量进行测量，显示，再根据数模转换关系直接得到非电物理量的大小。到非电物理量的大小。2、特点、特点 测量速度快测量速度快测量精度高，测量范围大测量精度高，测量范围大可进行动态测量可进行动态测量可实现远距离测量可实现远距离测量461
36、.3 非电量电测装置的组成及特性非电量电测装置的组成及特性力力位移位移 速度速度 加速度加速度 压力压力流量流量温度温度电阻式电阻式电容式电容式电感式电感式 压电式压电式热电式热电式 光电式光电式磁电式磁电式电桥电桥 放大器放大器滤波器滤波器调制器调制器解调器解调器运算器运算器 阻抗变换器阻抗变换器 笔式记录仪笔式记录仪光线示波器光线示波器 磁带记录仪磁带记录仪 电子示波器电子示波器 半导体存储器半导体存储器 显示器显示器 磁卡磁卡 数据处理器数据处理器 频谱分析仪频谱分析仪 FFT 实时信号分析仪实时信号分析仪 电子计算机电子计算机 被测被测对象对象 传感器传感器 中间变换中间变换测量装置测
37、量装置 显示及显示及 记录装置记录装置 实验结果实验结果处理装置处理装置 激发装置激发装置 三、非电量电测系统的组成三、非电量电测系统的组成47四、测试装置的特性四、测试装置的特性（一）用线性微分方程描述测试装置的特性（一）用线性微分方程描述测试装置的特性（二）常系数线性系统最重要的特点（二）常系数线性系统最重要的特点遵遵循两个原理：循两个原理：叠加原理叠加原理频率不变原理频率不变原理（三）测试装置的特性分类（三）测试装置的特性分类1、测试装置的静态特性、测试装置的静态特性2、测试装置的动态特性、测试装置的动态特性48n1、测试装置的静态特性、测试装置的静态特性品质特征：线性度，灵敏度，滞后量
38、，分辨率品质特征：线性度，灵敏度，滞后量，分辨率n2、测试装置的动态特性、测试装置的动态特性n传递函数，传递函数，n瞬态响应，瞬态响应，n频率响应，频率响应，n幅频特性，幅频特性，n相频特性相频特性四、测试装置的特性四、测试装置的特性49五、测试装置的选择n书上第25页50六、信号调节及分析n1、信号分类n（1）确定性信号n周期信号与非周期信号n（2）非确定性信号n2、信号的放大及放大器n3、信号的衰减、滤波、解调和调制51五、检测方法分类n1.直接测量直接测量（绝对测量、相对测量）（绝对测量、相对测量）间接测量间接测量n2.开环测量与闭环测量开环测量与闭环测量n3.偏差法、零位法、微差法偏差
39、法、零位法、微差法52四、检测方法分类n1、直接测量与间接测量 直接测量：直接将直接测量：直接将被测量被测量与与标准量标准量进行比较进行比较标准量标准量标准计量单位（如米尺、光栅尺、标准计量单位（如米尺、光栅尺、激光、激光、）绝对测量绝对测量定值标准量（如某一固定尺寸）定值标准量（如某一固定尺寸）相对测量相对测量53四、检测方法分类四、检测方法分类-绝对测量：绝对测量：采用仪器、设备、手段测量被测量，直接得到测量值采用仪器、设备、手段测量被测量，直接得到测量值测量结果：测量结果：20.1 mm-相对测量：相对测量：将被测量直接与基准量比较，得到偏差值将被测量直接与基准量比较，得到偏差值特点：特
40、点：简单、直观、明了；简单、直观、明了；测量精度不高测量精度不高基准量：基准量：20.00 mm测量值：测量值：+0.08 mm结结 果：果：20.08 mm特点：特点：精度高；复杂、成本高、要求高精度高；复杂、成本高、要求高54四、检测方法分类 间接测量间接测量如测导线的导电率如测导线的导电率：测量与被测量有一定函数关系的参量，被测量测量与被测量有一定函数关系的参量，被测量由计算获得由计算获得Rdl2455四、检测方法分类n2、开环测量与闭环测量、开环测量与闭环测量开环测量：开环测量：反馈测量：反馈测量：特点特点：简单、直观、明了；：简单、直观、明了；测量精度不高测量精度不高特点特点：精度高
41、；复杂、成本高、要求高：精度高；复杂、成本高、要求高传感器传感器输入量输入量x输出量输出量y传感器传感器输入量输入量x输出量输出量y放大放大反响传感器反响传感器56四、检测方法分类n3、偏差法、零位法和微差法、偏差法、零位法和微差法偏差法：偏差法：零位法：零位法：利用测量仪表的指针相对于刻度的偏差位移直接表示测量的数值利用测量仪表的指针相对于刻度的偏差位移直接表示测量的数值利用指零机构的作用，使用被测量和已知标准量两者达到平衡，利用指零机构的作用，使用被测量和已知标准量两者达到平衡，根据指零机构示值为零来确定被测量等于标准量值根据指零机构示值为零来确定被测量等于标准量值微差法：微差法：偏差法和零位法的结合偏差法和零位法的结合被偿测量被测量余数被偿测量被测量余数被偿测量大值与标准量大体平衡被偿测量大值与标准量大体平衡57四、检测方法分类四、检测方法分类n思考：思考：杆秤、磅秤和天平分别属于何种检测方法？杆秤、磅秤和天平分别属于何种检测方法？58五、现代检测技术发展趋势五、现代检测技术发展趋势n智能化智能化n虚拟化虚拟化n网络化网络化n微型化微型化n软测量技术软测量技术59606162
