1汽车电子控制技术绪论.pptx

河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院主主 讲：颜丙生讲：颜丙生 讲师讲师电电 话：话：15003826303E-mail:机械工程测试技术机械工程测试技术河南工业大学机电学院机电系河南工业大学机电学院机电系2014年春季学期年春季学期河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院总学时：总学时：4646学时学时 讲授：讲授：3434学时学时 实验：实验：8 8学时学时 习题：习题：4 4学时学时n工程测试与信号处理工程测试与信号处理(第二版第二版)蔡共宣，林福生，蔡共宣，林福生，华中科技大学出版社华中科技大学出版社n测试技术测试技术(第二版第二版)贾民平，高等教育出版社贾民平，高等教育出版社n测控系统原理与设计孙传友，测控系统原理与设计孙传友，北航大学出版社北航大学出版社机械工程测试技术机械工程测试技术课程安排与参考书课程安排与参考书河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院期末考试成绩：期末考试成绩：70%总评总评 平时成绩：平时成绩：30%总评总评期末考试形式：期末考试形式：闭卷闭卷平时成绩包括：平时成绩包括：出勤，作业，大作业出勤，作业，大作业机械工程测试技术机械工程测试技术课程考核方法课程考核方法河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院 本课程主要介绍机械工程，工业自动化，航空本课程主要介绍机械工程，工业自动化，航空航天，环境监测，楼宇控制，交通等领域中常见物航天，环境监测，楼宇控制，交通等领域中常见物理量理量（压力、应变、位移、加速度、温度等）（压力、应变、位移、加速度、温度等）的传的传感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。机械工程测试技术机械工程测试技术课程内容课程内容主要内容如下图主要内容如下图河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院讲课顺序：讲课顺序：完全按教材，便于同学们预习和复习。完全按教材，便于同学们预习和复习。讲课特点：讲课特点：以尽可能多的工程案例、实例和实验教以尽可能多的工程案例、实例和实验教学为切入点，解决课本教学存在的问题。学为切入点，解决课本教学存在的问题。（测试技术应（测试技术应用、发展部分空洞；传感器部分没有实物对象、枯燥无味；信号分析理论部分用、发展部分空洞；传感器部分没有实物对象、枯燥无味；信号分析理论部分深奥难懂。）深奥难懂。）机械工程测试技术机械工程测试技术本课程教学方法本课程教学方法射线检测射线检测声发射检测声发射检测MT200超声测厚仪超声测厚仪河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院课程特点：课程特点：本课程是培养学生解决实际工程测量问本课程是培养学生解决实际工程测量问题能力的专业基础课，具有很强的题能力的专业基础课，具有很强的实践性实践性；前序课程：前序课程：电类、机械类、材料类、信号处理、控电类、机械类、材料类、信号处理、控制、振动和物理等相关课程；制、振动和物理等相关课程；学习方法：学习方法：理论学习、实践学习和研究学习并重。理论学习、实践学习和研究学习并重。机械工程测试技术机械工程测试技术本课程学习方法本课程学习方法理论学习主要靠听课，学习教材和辅助教材的内理论学习主要靠听课，学习教材和辅助教材的内容来掌握，这是最基本的；容来掌握，这是最基本的；充分利用课程所开设的实验课和充分利用课程所开设的实验课和仿真仿真实验来提高实验来提高实际动手能力；实际动手能力；河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院机械工程测试技术机械工程测试技术本课程学习方法本课程学习方法充分利用网络充分利用网络河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院机械工程测试技术机械工程测试技术本课程学习方法本课程学习方法充分开展课外设计制作活动，大作业，课程设计充分开展课外设计制作活动，大作业，课程设计或毕业设计来进行研究性学习；或毕业设计来进行研究性学习；机械手机械手AGVAGV小车小车智能报智能报警振动警振动测试传测试传感器感器河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院机械工程测试技术机械工程测试技术问题式和讨论式教学（重点）问题式和讨论式教学（重点）河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院机械工程测试技术机械工程测试技术绪论绪论1.1.掌握测试技术的概念掌握测试技术的概念2.2.了解测试技术的应用情况了解测试技术的应用情况3.3.了解测试技术的发展动态了解测试技术的发展动态4.4.了解测试仪器主要生产厂商了解测试仪器主要生产厂商5.5.了解计算机测控系统了解计算机测控系统本章学习要求本章学习要求河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的基本概念测试技术的基本概念-概念、任务和重要性概念、任务和重要性 测试：测试：采用专门的技术手段和仪器设备，设计合采用专门的技术手段和仪器设备，设计合理的实验方法并进行必要的数据处理，从而找到被测理的实验方法并进行必要的数据处理，从而找到被测量的量值和性质的过程。量的量值和性质的过程。测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物物理量的测量原理理量的测量原理和和测量信号分析处理测量信号分析处理方法。方法。任务：任务：获取有用信息。在有噪声背景的情况下提获取有用信息。在有噪声背景的情况下提取有用的信息，是测试工作者首要解决的问题。取有用的信息，是测试工作者首要解决的问题。重要性：重要性：测试技术是进行各种科学实验研究和生测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官感官的作的作用。用。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的基本概念测试技术的基本概念-任务和重要性任务和重要性v发发明明元元素素周周期期表表的的科科学学家家门门捷捷列列夫夫曾曾说说过过：“有有测测量才有科学量才有科学”。v仪仪器器是是信信息息时时代代的的信信息息获获取取处处理理传传输输的的链链条条中的中的源源头头技技术术。v钱钱学学森森院院士士对对新新技技术术革革命命的的论论述述中中说说：“新新技技术术 革革命命的的关关键键技技术术是是信信息息技技术术。信信息息技技术术有有测测量量技技术术、计计算算机机技技术术、通通讯讯技技术术三三部部分分组组成成。测测量量技技术则术则是关是关键键和基和基础础。”河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的基本概念测试技术的基本概念-测试系统测试系统 传感器传感器将被测物理量（如噪声，温度，湿度）检出并转将被测物理量（如噪声，温度，湿度）检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经过分析处理或经过A/D转换后用软件转换后用软件进行信号分析进行信号分析，显示记录，显示记录装置则把测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置则把测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。装置。一般来说，测试系统由传感器、中间变换装置一般来说，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。和显示记录装置三部分组成。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的基本概念测试技术的基本概念-测试系统测试系统 简单的测简单的测试系统可以只有试系统可以只有一个模块，如玻一个模块，如玻璃管温度计。它璃管温度计。它直接将被测温度直接将被测温度转化为液面示值。转化为液面示值。没有电量转换和没有电量转换和分析电路，很简分析电路，很简单，但精度低，单，但精度低，无法实现测量自无法实现测量自动化。动化。为提高测量精度和自动化程度，为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。电量，再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。如图所示的声级计。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的基本概念测试技术的基本概念-测试系统测试系统 组成测试系统时必须遵循的组成测试系统时必须遵循的原则原则是各是各环节的输出量与输入量之间应保持一一对环节的输出量与输入量之间应保持一一对应的关系，尽量不失真，且必须尽可能地应的关系，尽量不失真，且必须尽可能地减小或消除各种干扰减小或消除各种干扰河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用 在工程领域、科学实验、产品开发、生产监督、在工程领域、科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。领域。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-工业自动化工业自动化 在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。的作用，是其重要组成部分。（1 1）机械手、机器人中的传感器）机械手、机器人中的传感器 转动转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。感器。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-工业自动化工业自动化（2 2）AGV自动送货车自动送货车 超声波测距传感器判断建筑物内人和物所在位置；红外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线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，小车位置识别；条形码传感器，货品识别货品识别。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-工业自动化工业自动化（3 3）生产加工过程检测生产加工过程检测（包装，车辆）（包装，车辆）河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-流程工业设备运行状态流程工业设备运行状态 在电力、冶金、化工等行业需要监测或定期检测在电力、冶金、化工等行业需要监测或定期检测设备运行状况，关系到人员和生产安全。设备运行状况，关系到人员和生产安全。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-产品质量测量产品质量测量 在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出在汽车、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。厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。汽车扭矩测量汽车扭矩测量机床加工精度测量机床加工精度测量图示为汽车出厂检验原理框图，测量参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、燃油数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力计发动机转速等。通过对抽样汽车压力计发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。的测试，工程师可以了解产品质量。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-楼宇控制与安全防护楼宇控制与安全防护 为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环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。在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度检测、电梯用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度检测、电梯运行状况。运行状况。图示为某公司楼宇自动化系统。该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、系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、照明控制、空调控制、停车管理、水水/废水管理和电梯监控。废水管理和电梯监控。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-家庭与办公自动化家庭与办公自动化 在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：衣物重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，透光率光传感器器，水质传感器，透光率光传感器（洗净度），液位传感器，电阻传（洗净度），液位传感器，电阻传感器（衣物烘干检测）。感器（衣物烘干检测）。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-PC机机河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-PC机机河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的工程应用测试技术的工程应用-其他应用其他应用河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的发展趋势测试技术的发展趋势-传感器方面传感器方面 利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学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。效应开发出的新型传感器。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的发展趋势测试技术的发展趋势-传感器传感器传感器传感器+嵌入式计算机嵌入式计算机=智能传感器。智能传感器。混凝土裂纹检测仪混凝土裂纹检测仪河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论测试技术的发展趋势测试技术的发展趋势-信号处理方面信号处理方面 计算机虚拟仪器技术计算机虚拟仪器技术。用。用PCPC机机+仪器板卡代替传仪器板卡代替传统仪器，用计算机软件代替硬件分析电路。统仪器，用计算机软件代替硬件分析电路。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论传感器和测试仪器生产厂商传感器和测试仪器生产厂商-传感器传感器美国的美国的霍尼威尔霍尼威尔公司有全球最大传感器技术研究中心，主要生公司有全球最大传感器技术研究中心，主要生产工业自动化类传感器。产工业自动化类传感器。丹麦的丹麦的B&K主要生产振动和声学测量传感器。主要生产振动和声学测量传感器。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论传感器和测试仪器生产厂商传感器和测试仪器生产厂商-测量分析仪器测量分析仪器美国国家仪器公司（美国国家仪器公司（NI）是全球最大的计算机虚拟仪器生产商。是全球最大的计算机虚拟仪器生产商。美国的美国的Agilent公司，公司，原惠普公司仪器部，著名的测试仪器商。原惠普公司仪器部，著名的测试仪器商。河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-测控系统微机化的意义测控系统微机化的意义测控对象与要求测控对象与要求v测量多种参量：电量、非电量测量多种参量：电量、非电量v具有多个输入通道、可进行多点测量与控制具有多个输入通道、可进行多点测量与控制v能够快速进行动态在线实时测量，因为能够快速进行动态在线实时测量，因为95%的被测信号的被测信号是随时间变化的动态信号是随时间变化的动态信号v能能够实时够实时快速快速进进行数据分析行数据分析处处理理v 归纳归纳：唯有以唯有以计计算机算机为为中心的中心的测测控系控系统统能能够实现够实现上述要求上述要求河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-测控系统测控系统微机化检测系统微机化检测系统 微微机机化化检检测测系系统统是是以以微微机机为为核核心心，单单纯纯以以“检检测测”为为目的的系目的的系统统传感器传感器模拟输入模拟输入通道通道微微机机模拟模拟输出通道输出通道报警器报警器数据数据记录器记录器模拟模拟显示器显示器被测被测参数参数河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-测控系统测控系统微机化控制系统微机化控制系统 微微机机化化控控制制系系统统是是以以微微机机为为核核心心，单单纯纯以以程程序序控制控制为为目的的系目的的系统统 微微机机 控制控制 电路电路执行器执行器参数及动作参数及动作次序次序河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-测控系统测控系统微机化测控系统微机化测控系统 微微机机化化测测控控系系统统是是以以微微机机为为核核心心，测测控控一一体体化化的的系系统统。这这种种系系统统对对被被控控对对象象的的控控制制是是依依据据对对被被控控对对象的象的测测量量结结果决定的果决定的微微型型计计算算机机传感器传感器模拟量输入通道模拟量输入通道操作员操作员测控对象测控对象传感器传感器执行器执行器执行器执行器模拟量输出通道模拟量输出通道开关量输入通道开关量输入通道开关量输出通道开关量输出通道人人-机接口机接口通信接口通信接口其它其它微机微机河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-工控机工控机河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-嵌入式计算机嵌入式计算机河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论计算机测控系统计算机测控系统-开发软件开发软件河南工业大学机电学院河南工业大学机电学院绪论绪论下次课思考题：下次课思考题：1 1、信号与信息的区、信号与信息的区别别？同一个信号只有一种？同一个信号只有一种描述方式？描述方式？试举试举例；例；2 2、确定性信号与非确定性信号的区、确定性信号与非确定性信号的区别别？它？它们们是根据什么分是根据什么分类类的？准周期信号属于哪一的？准周期信号属于哪一类类？3 3、什么叫信号的、什么叫信号的时时域分析？什么叫信号的域分析？什么叫信号的频频域分析？域分析？时时域信号和域信号和频频域信号的横坐域信号的横坐标标分分别别是是什么物理量？能否把一个什么物理量？能否把一个时时域信号域信号转换为频转换为频域域信号？通信号？通过过什么工具什么工具转换转换？