第1章緒論

1.1測試技術概述和任務1.2傳感器的定義、組成及分類1.3傳感器與測試技術的作用1.4本課程的主要研究內容與要求1.5本課程的特點與學習方法1.6成績評定ToTwo1.1測試技術概述ToOne1.1.1測試的基本概念和任務測量是指以確定被測對象屬性量值為目的的全部操作；試驗是對未知事物的探索認識過程；因此，測試是試驗和測量的綜合，是具有試驗性質的測量，具有探索、分析、研究的特征。測試的目的就是獲取信息，并提取有用的信息。而信息的載體就是信號。因此測試的任務可以概括為發現與各種信息相對應的信號表現形式，以及信息、信號之間的定性、定量關系；在不同環境下尋求最佳的信號獲取、變換、處理、存儲、傳輸、指示記錄等方法、手段和設備。1.3傳感器與測試技術的作用測試是科學研究的基礎工程技術領域必須依靠傳感器與測試技術ToOne

測試技術與控制技術相結合的測控技術、計算機技術和通信技術被稱為是信息技術的三大支柱。促進國民經濟各部門的技術進步豐富和美化人民生活航天農業交通醫學產品質量測量汽車扭距測量機床加工精度測量生產加工過程監測數字化工廠切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關傳感器等。

鼠標:光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅:速度,位置伺服聲位筆:超聲波傳感器超聲波傳感器振動式液位開關壓電加速度計壓電元件產品非接觸式位移傳感器測厚傳感器電感粗糙度儀接近式傳感器長江三峽工程大壩混凝土澆注施工機械防碰撞問題問題及解決方法：（1）怎樣測量角度、位移以及施工機械關鍵部位的空間相對位置？（2）信號如何傳輸？（3）多傳感器信信融合處理（fusion)？（4）設備的管理、調度和控制傳感器技術信息處理技術計算機等技術

1.1.2被測量的分類

1、電量

電流、電壓、功率、電阻、電容、電感、電場強度等。

To1.1

2、非電量1）機械量：位移、振動、速度、加速度、力、力矩

2）熱工量：溫度、壓力、流量

、比熱、液位3）物性和成分量：酸堿度、鹽度、濕度、密度4）狀態量：顏色、裂紋、透明度、磨損度

非電量測量技術：利用傳感器將被測非電量變換成電量，然后用電量的測量技術來測量。1.1.3測試系統的組成

U,IR,L,C傳感器

信號調理器記錄顯示儀器U,I非電量

測試系統的一般組成To1.1ToOne傳感器（非電量→電量）

用來感受被測信號，并將被測信號轉換為適合于系統后續處理的電信號。信號調理電路（電量→電量）

對傳感器的輸出信號作進一步加工處理，以便于傳輸、顯示、記錄以及后續進一步處理（如相關分析、頻譜分析等），通常包括調制解調、A/D轉換、濾波、放大等。記錄、顯示儀器

將所測得信號變為能為人們所理解的形式，以供觀察和分析。測試包括兩種類型：靜態測試測試信號不隨時間改變，或相對時間其變化非常緩慢可以忽略不計的測試過程。主要對測試裝置本身的特性參數（如靈敏度、回程誤差等）進行校準，使之精確可靠。動態測試測試信號隨時間變化很快的測試過程。1.4

本課程的主要研究內容與要求

ToOne

1、研究內容：課程主要介紹機械工程動態測試中常用的傳感器、信號調理電路、測量裝置的基本特性（動態、靜態特性）的評價方法，測試信號的分析和處理，以及常見物理量的測量方法。

2、要求：信號的分類及信號的時、頻域描述；一階、二階測量裝置的靜、動態特性的評定方法，及系統實現不失真測試的條件；常用傳感器、信號調理電路的工作原理、特性及功能；對測試中數字信號處理過程有一個比較完整、清晰的概念。1.5本課程的特點及學習方法ToOne發展快

理論性強：原理、特性、應用。

工具性-----“用”電量儀，不是“搞”電量儀，應能達到的基本要求是“選得準，用得好”。

邊緣性1.6成績評定卷面考試成績：占75分（閉卷考試）；作業及平時表現：占20分；實驗：占5分；

ToOne1.2傳感器的定義、組成及分類

1.2.1傳感器的定義

傳感器：是將被測的某一物理量（或信號）按一定規律轉換為另外一種（或同種）與之有確定對應關系的、便于應用的物理量（或信號）輸出的裝置。傳感器又稱為變換器，換能器或探測器等。ToOne1.2.2傳感器的組成

敏感元件傳感元件信號調理電路輔助電源被測量電量To1.3敏感元件：直接感受被測量（一般為非電量），并輸出與被測量成確定關系的其它量（可能為電量、非電量）的元件。

傳感元件：一般情況下它不直接感受被測量，而是將敏感元件的輸出量轉換為電量輸出的元件。Ma應變片敏感元件傳感元件(a→F)(F

→R)1.2.3傳感器的分類2、按工作原理分：1）電參量(R、C、L)式；2）壓電式；3）磁電式；4）光電式；5）氣電式；6）熱電式；7）射線式；8）波式；9）半導體式；10）其它原理傳感器；To1.31、按被測量分：位移、溫度、振動、壓力傳感器等。ToOne3、按能源分：能量轉換型和能量控制型

有源傳感器將非電功率轉換為電功率，傳感器起能量轉換作用，如磁電、壓電、熱電式、光電式、壓電式傳感器。無源傳感器被測量僅對傳感器中的能量起控制作用，因此必須有輔助電源，如電容、電感、電