材料成型测试技术概述.ppt
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《材料制备与成型加工技术》课件——绪论
成型加工(Forming and processing)
02
料制品各种成型方法及操作，成型工艺特点，成型工艺的适应性，成型工艺流程，成型设备结构及作用原理，成型工艺条件及其控制，成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性，各种高分子材料制品的成型加工过程，成型加工新工艺和新方法。
高分子材料（macromolecule material
按照高聚物来源分类
结构高分子材料－－利用它的强度、弹性等力学性能功能高分子材料－－利用它的声、光、电、磁、热和生物等功能
按照材料学观点
天然高分子材料－－天然高聚物(natural)合成高分子材料－－合成高聚物(compound)
2、高分子材料的分类（Classification of Polymer Materials）
2、高分子材料加工(Polymer material processing)
通常是使固体状态（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。制造过程如下：
（1）成型加工过程的四个阶段
00
原材料的准备
01
使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状
工程塑料(Engineering plastic)
01
是指拉伸强度大于50MPa ，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性能等优良的、可替代金属用作结构件的塑料。
02
No.1
（3）橡 胶(rubber)
No.2
橡胶是室温下具有粘弹性的高分子化合物，在适当配合剂存在下，在一定温度和压力下硫化（适度交联）而制得的弹性体材料（橡胶制品）。按用途和性能可将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。
金属材料成型基础PPT课件
切削加工方 法
机械零件 结构工艺性
机械加工 工艺过程
车削加工；钻、扩、铰、镗削加工； 刨、拉削加工；铣削加工；磨削加 工；特种加工方法；零件加工表面 方法的选择 。
零件结构设计的基本原则、切削加 工对零件结构工艺性的要求。
机械加工工艺过程的基本概念、工 件的安装与夹具的基本知识；机械 加工工艺规程的制定，典型零件工 艺过程。
课程教学 改革思路
结合地方工科高校培养应用型高级 专门人才目标和社会需求，紧紧抓 住课程内容广、实践性强、授课学 生多的课程特征，以拓宽基础知识、 优化教学内容为核心，以教学方法、 教学手段改革为抓手，“产学研” 合作强化学生工程实践和创新精神 培养，构建完备的课程教学体系， 形成覆盖面广、灵活的教学模式， 积极开展教育教学改革与实践，全 面提高课程教学质量。
初期建设阶段（1959～1977年） 恢复建设阶段（1978～1988年） 稳定发展阶段（1989～1999年） 高速发展阶段（2000年至今）
2.课程建设
教学内容
金属冷、热加工方法 金属冷、热加工方法+工程材料 金属冷、热加工方法+工程材料 +金属成形的新技术、新工艺
教学手段
黑板+粉笔+挂图 黑板+粉笔+幻灯片 黑板+粉笔+多媒体 多媒体+网络课堂
建造了内容丰富、形象生动的课 程陈列室。
以省级实验教学示范中心、工程 训练中心为基础搭建了学生工程 实践平台，强化学生基础工程实 践能力培养
以省部级重点实验室为依托，与 大型企业、科研院所密切合作建 立学生创新基地，搭建学生创新 实践平台，以课外科技制作竞赛 为途径进行创新精神培养。
四、教学设计
材料成型及控制工程专业(塑性成形与模具技术方向)课程介绍
坚实的理论基础。
本课程的理论基础是电学、数学、物理、化学、光学、力学等，在 此基础上阐述金属材料成型过程中所涉及的测试基本原理、方法、数据
处理、常用测量仪器的工作性能和原理等，并注重灵活运用基本知识解
决实际问题的方法。
7/22
塑性成形与模具技术研究所
课程简介
材料成型计算机基础
主要讲述材料成形计算机应用方面的基本理论、基本方法以及计算 机在材料成形中的应用技术。通过学习，使学生了解材料成形中计算机 应用的基本概念、材料成形计算机应用技术的发展和现状，初步具备材 料成形计算机应用系统的应用与开发能力，为今后液态金属成形、金属 塑性成形、焊接成形、塑料注射成形的数值模拟与CAD/CAM等的进一
艺的特点；通过学习掌握超塑性成形、粉末锻造、液态模锻、摆动辗压 的典型特种体积成型工艺;通过学习掌握旋压成形、爆炸成形、液压涨形、
充液拉深摆动辗压的典型特种体积成型工艺。
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塑性成形与模具技术研究所
课程简介
快速成形与快速模具
快速原型技术为近年来出现并迅速发展起来的先进制造技术，因其
在新产品开发中的显著的经济效益和时间效益而得到高度重视，成为目
1/22
塑性成形与模具技术研究所
课程设置
课程设置分为专业和专业方向两个层次
专业课 材料成型基础 材料成型技术 ADVANCE METARIAL FORMING 材料成型检测试技术 材料成型计算机基础 材料成形计算机应用软件
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专业方向课 模具设计与CAD 塑性成形CAE 模具制造与CAM 特种塑性成形 快速成型与快速模具
塑性成形与模具技术研究所
课程设置（实践环节）
专业实验（第六学期，50学时）
第4章 快速成型概述
精选2021版课件
8
4.1.2 快速成型的过程
快速成型基于离散/堆积的思想， 将一个物理实体复杂的三维加工，离散 成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行 材料的堆积成型。 是一种降维制造或者 称增材制造技术。
精选2021版课件
9
4.1.2 快速成型的过程
精选2021版课件
10
CAD模型 Z向离散化（分层）
第4章 快速成型技术概述
4.1 快速成型的原理
4.2 快速成型制造工艺的分类
4.2 快速成型技术的应用
4.3 快速成型技术的研究现状及发展趋
势
精选2021版课件
1
4.1 快速成型的原理
4.1.1 快速成型制造的基本概念 4.1.2 快速成型的过程 4.1.3 快速成型技术的特点
精选2021版课件
2
5）技术的高度集成。 集成了CAD、CAM、CNC、
激光、材料等技术。与反求工程（RE）、网络技
术等结合，成为产品精选开2021发版课的件 有力工具。
14
4.2 快速成型制造工艺的分类
一、按制造工艺所使用的材料的状态、 性能特征分为：
▪ 液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能 或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需 的形状
数字模型可视化，可以进行设计评价、干涉检验，
甚至某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶
段，减少损失。
精选2021版课件
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1. 概念模型的可视化、零件的观感评价 2. 结构设计验证与装配效验 3. 性能和功能测试
精选2021版课件
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应用一： 概念模型的可视化、零件的观感评价
消费品
精选2021版课件
精选2021版课件
材料成型及控制工程的课程
材料成型及控制工程的课程
材料成型及控制工程是一门涉及材料加工和控制技术的课程。
该课程主要涵盖以下内容：
1. 材料成型技术：介绍不同的材料成型方法，如铸造、锻造、压力加工、注塑成型等。
包括成型工艺参数、设备、工艺流程等方面的知识。
2. 材料控制技术：介绍材料成型过程中的控制技术，如温度控制、压力控制、流量控制等。
包括传感器、控制器、自动化系统等方面的知识。
3. 材料成型工艺优化：介绍材料成型过程中的工艺优化方法，如模具设计、材料选择、工艺参数的优化等。
包括设计、仿真、分析等方面的知识。
4. 材料成型过程的质量控制：介绍材料成型过程中的质量控制方法，如质量检测、缺陷分析、质量管理等。
包括工艺流程控制、检测仪器的使用、质量改进等方面的知识。
5. 成型材料的性能与应用：介绍不同材料成型方法对材料性能的影响，以及不同材料的应用领域。
包括材料性能测试、材料选择、材料工程应用等方面的知识。
通过学习这门课程，学生可以了解材料成型的基本原理和技术，掌握相关的工艺和控制知识，提升材料加工和控制的能力，为材料工程领域的实践和研究打下基础。
材料分析测试技术---教学大纲
《材料分析测试技术》课程教学大纲课程代码：050232004课程英文名称： Materials Analysis Methods课程总学时：24 讲课：20 实验4适用专业：材料成型及控制工程大纲编写（修订）时间：2017.07一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标材料分析测试技术是高等学校材料加工类专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析的基本知识、基本理论和基本方法，在材料加工类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。
本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析的基本理论；2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术；3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的初步能力；4. 具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的工作原理以及适用范围。
2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；掌握多晶衍射图像的形成机理；了解影响X射线衍射强度各个因子，了解结构因子计算以及系统消光规律；了解点阵常数的精确测定方法；了解宏观应力的测定原理及方法；掌握物相定性、定量分析原理及方法；了解利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；了解电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法。
材料成型及控制工程ppt课件
学业学习与就业发展 自我规划与发展
.
淄博市经济发展
在工业上：打造30个具有区域特色的重点产业集群。
张店区：重点打造精细化工、电子信息和装备制造等产业集群。
淄川区：重点打造新医药、汽车及零部件制造、纺织服装及新材料等产业集群。博山区
：重点打造泵业、机电装备和陶琉产业集群。
.
学业学习与就业发展
材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表 面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、 成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造 中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模 具材料成型及控制工程设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工 等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面 工作的高级工程技术人才和管理人才。 本专业学生毕业后可以到机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加 工等领域从事与焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术 开发、科学研究等方面的工作。本专业择业面广，市场需求量大，就业情况良 好。
产业集群。
沂源县：重点打造医药及包装材料和新材料产业集群。
高新区：重点打造新材料、先进装备制造、绿色精细化工、新医药与生物、节能环保等
五大特色产业集群。
.
发展专业的趋势
材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业，同时还具有浓厚的 材料学科的色彩，成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。 自1999年高校开始扩大招生规模以来，高校毕业生就业率日趋下降，而全球性的金融危机更是让 就业形势变的更加不容乐观。伴随我国沿海等周边城市的快速发展，大部分高校毕业生就业观念 也在跟随经济发展方向，选择在大中城市寻求发展空间，逐渐形成了向大中城市流动的洪流，造 成了人才集中超过了有限的就业市场的需求。 淄博市是老工业城市，目前已步入工业化中后期的快速发展阶段，这一阶段，发展导向和扶持政 策聚焦到新的高端产业上，实现产业在高端化方面的突破，培植新动力，是加快工业化的必然要 求。淄博市的装备制造业在技术结构方面上仍存在自主研发能力还比较薄弱，许多重大技术装备 、重要领域发展所需要的大量高技术、高附加值的成套装备，尚不具备研究开发与制造能力，不 得不依靠进口解决，而我们材料成型及控制工程专业的就业主要集中在制造业，就目前的发展情 况来看，总体的职业岗位数量可能会维持稳定且略有增长，但随着现代科技的发展，机电一体化 ，数控增加等等，择业面广，市场需求量大，就业状况良好，总体来说，材料成型及控制工程专 业的就业形势还不会太严峻，并且也会推动淄博的工业经济发展,提高淄博的经济水平。
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淄博市经济发展
在工业上：打造30个具有区域特色的重点产业集群。
张店区：重点打造精细化工、电子信息和装备制造等产业集群。
淄川区：重点打造新医药、汽车及零部件制造、纺织服装及新材料等产业集群。博山区
：重点打造泵业、机电装备和陶琉产业集群。
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学业学习与就业发展
材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表 面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、 成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造 中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模 具材料成型及控制工程设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工 等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面 工作的高级工程技术人才和管理人才。 本专业学生毕业后可以到机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加 工等领域从事与焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术 开发、科学研究等方面的工作。本专业择业面广，市场需求量大，就业情况良 好。
产业集群。
沂源县：重点打造医药及包装材料和新材料产业集群。
高新区：重点打造新材料、先进装备制造、绿色精细化工、新医药与生物、节能环保等
五大特色产业集群。
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发展专业的趋势
材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业，同时还具有浓厚的 材料学科的色彩，成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。 自1999年高校开始扩大招生规模以来，高校毕业生就业率日趋下降，而全球性的金融危机更是让 就业形势变的更加不容乐观。伴随我国沿海等周边城市的快速发展，大部分高校毕业生就业观念 也在跟随经济发展方向，选择在大中城市寻求发展空间，逐渐形成了向大中城市流动的洪流，造 成了人才集中超过了有限的就业市场的需求。 淄博市是老工业城市，目前已步入工业化中后期的快速发展阶段，这一阶段，发展导向和扶持政 策聚焦到新的高端产业上，实现产业在高端化方面的突破，培植新动力，是加快工业化的必然要 求。淄博市的装备制造业在技术结构方面上仍存在自主研发能力还比较薄弱，许多重大技术装备 、重要领域发展所需要的大量高技术、高附加值的成套装备，尚不具备研究开发与制造能力，不 得不依靠进口解决，而我们材料成型及控制工程专业的就业主要集中在制造业，就目前的发展情 况来看，总体的职业岗位数量可能会维持稳定且略有增长，但随着现代科技的发展，机电一体化 ，数控增加等等，择业面广，市场需求量大，就业状况良好，总体来说，材料成型及控制工程专 业的就业形势还不会太严峻，并且也会推动淄博的工业经济发展,提高淄博的经济水平。
第5章 成型工艺
玻璃纤维无捻粗纱聚酯树脂加热引发剂促进剂静态混合切割喷枪喷射成型模具固化脱模一喷射成型工艺流程喷射成型工艺示意图内混合型喷射外混合型喷射内混合型树脂与引发剂混合后喷出不产生引发剂蒸汽但是喷枪必须及时用溶剂清洗否则喷枪易堵
第5章 复合材料成型工艺
本章主要内容：
5.1 概述
5.2 低压成型工艺 5. 3 层压成型工艺
七、 质量控制
2、制品内气泡太多 原因1： 树脂用量过多 解决办法： 1、控制胶含量 2、注意拌合方式 原因2： 树脂粘度过大 解决办法：1、适当增加稀释剂 2、提高环境温度
原因3： 增强材料选择不当 解决办法： 选用浸透性好的无捻玻璃布
七、 质量控制
3、流胶 原因1： 树脂粘度太小，可加入2～3％的活性氧化硅。
⑵ 材料性能和产品质量要求，如材料的物化性能、产品的强度 及表面粗糙度（光洁度）要求等； ⑷ 企业有可能提供的设备条件及资金；
⑶ 生产批量大小及供应时间（允许的生产周期），批量有区别；
⑸ 综合经济效益，保证企业效益。
举 例：
a. 生产批量大、数量多及外形复杂的小产品——模压 成型； e.g. 机械器件、电子器材等。 b．造型简单的大尺寸制品，批量小——手糊成型、喷 射成型； e.g. 浴盆、汽车部件、胎体外壳、大型储槽等。 c．压力管道及容器——缠绕工艺； d．板材及成型制品——连续成型工艺。
预浸料及其制造方法
预浸料（Prepregs）：
纤维或织物预先浸渍树脂，经一定处理后贮存 备用的半成品。只需裁剪后，经一定成型工艺加工 成所需要的制品。
可分为单相预浸料和织物预浸料。
单向预浸料
a喷丝架 平铺 O 在制 品的各个部分。 2 树脂必须适量地均匀地分布在制品的 各个部位，并适当固化。 3 工艺过程中尽量减少气泡，降低孔隙 率，提高制品的致密性。 4 充分掌握所用树脂的工艺性能，制定 合理的工艺规范。
第5章 复合材料成型工艺
本章主要内容：
5.1 概述
5.2 低压成型工艺 5. 3 层压成型工艺
七、 质量控制
2、制品内气泡太多 原因1： 树脂用量过多 解决办法： 1、控制胶含量 2、注意拌合方式 原因2： 树脂粘度过大 解决办法：1、适当增加稀释剂 2、提高环境温度
原因3： 增强材料选择不当 解决办法： 选用浸透性好的无捻玻璃布
七、 质量控制
3、流胶 原因1： 树脂粘度太小，可加入2～3％的活性氧化硅。
⑵ 材料性能和产品质量要求，如材料的物化性能、产品的强度 及表面粗糙度（光洁度）要求等； ⑷ 企业有可能提供的设备条件及资金；
⑶ 生产批量大小及供应时间（允许的生产周期），批量有区别；
⑸ 综合经济效益，保证企业效益。
举 例：
a. 生产批量大、数量多及外形复杂的小产品——模压 成型； e.g. 机械器件、电子器材等。 b．造型简单的大尺寸制品，批量小——手糊成型、喷 射成型； e.g. 浴盆、汽车部件、胎体外壳、大型储槽等。 c．压力管道及容器——缠绕工艺； d．板材及成型制品——连续成型工艺。
预浸料及其制造方法
预浸料（Prepregs）：
纤维或织物预先浸渍树脂，经一定处理后贮存 备用的半成品。只需裁剪后，经一定成型工艺加工 成所需要的制品。
可分为单相预浸料和织物预浸料。
单向预浸料
a喷丝架 平铺 O 在制 品的各个部分。 2 树脂必须适量地均匀地分布在制品的 各个部位，并适当固化。 3 工艺过程中尽量减少气泡，降低孔隙 率，提高制品的致密性。 4 充分掌握所用树脂的工艺性能，制定 合理的工艺规范。
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8
1.1 测试技术的地位和作用
工业生产倍增器 测试技术是带动国民经济增长的一个 关键领
域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
9
1.1测试技术的地位和作用
检测技术在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位….
10
11
1.1测试技术的作用和地位
检测技术在工业生产领域的应用
• 物料流 • 能流 • 信息流
客观世界
5
1.1 测试技术的地位和作用
信息获取是信息流的一环
…
信息流
获取 传输 处理 控制
信息流组成
6
1.1 测试技术的地位和作用
• 获取信息是仪器科学的基本任务
• 仪器仪表是信息产业的重要组成部
分
• 仪器仪表是信息工业的源头
7
1.1 测试技术的地位和作用
• 3 测试仪器仪表的作用 工业生产 倍增器 科学研究 先行官 军 事 战斗力 社 会 物化法官
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
量对标准量的倍数。 它可由下式表示:
x nu
（1-1）
或
n x
u
式中 ： x——被测量值;
u ——标准量, 即测量单位;
n——比值（纯数）, 含有测量误差。
24
（1-2）
1.2 测试技术的基本概念
二、标准——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 比较的标准量的数值。
离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数
作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占 50~70%
12
1.1测试技术的作用和地位
测试技术在汽车中的应用日新月异
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， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
测试技术在航天领域举足轻重
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵
20
1.1测试技术的作用和地位
“阿波罗10”：
火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器，
神州飞船：
185台（套）仪器装置 检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学、
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）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 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
底 盘：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 身：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
2003年伊拉克战争
90%
1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在军事上的应用 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 激光测距仪：可精确的定位目标。在发射20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 间。
21
1.1测试技术的作用和地位
“物化法官”
• 检查产品质量 • 监测环境污染 • 查服违禁药物 • 识别指纹假钞 • 侦破刑事案件
22
1.1测试技术的作用和地位
……教学实验、气象预报、大地测 绘、灾情预报、交通指挥、……
涵盖 吃穿用、农轻重、海陆空
23
1.2 测试技术的基本概念
一、 测量
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 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。
1、理论真值 也称绝对真值，一个量严格定义的理论值。例如π，就是一个定义值
（不能量知，只能逼近）
2、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
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 基准，称为约定真值。例如：长度单位米（m）规定为光在真空中 1/299792458秒内所走过的路程。 3、相对真值
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在国防领域的应用
美国国家导弹防御计划---NMD
19
1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达） 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系统
监测系统: 探测和发现 敌人导弹的发射并追踪 导弹的飞行轨道；
拦截器：能识别真假 弹头，敌友方
1.1测试技术的作用和地位
1.1 测试技术的地位和作用 1. 信息化是科学技术发展的必然
历史时代： 手工化
机械化
自动化 信息化 …
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
3
1.1、测试技术的地位和作用
人与机器的机能对应关系：
4
1.1 测试技术的地位和作用
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
15
1.1测试技术的作用和地位
科学研究的先行官
诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进 步越来越依靠尖端仪器的发展” 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”
近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达38人
16
1.1测试技术的作用和地位
军事战斗力
1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
13
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
14
1.1测试技术的作用和地位
测试技术在日常生活中的应用与日俱增
家用电器：
办公商务： 医疗卫生：
数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD 扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器
材料成型测试技术
Test & Measurement Technology in Materials processing
王红霞 材料加工系
第一章 测试技术概述
1.1 测试技术的作用与意义 1.2 测试技术的基本概念 1.3 非电量电测装置的组成及特性 1.4 参数检测方法
6学时
2
第一章 测试技术概述
1.1 测试技术的地位和作用
工业生产倍增器 测试技术是带动国民经济增长的一个 关键领
域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
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1.1测试技术的地位和作用
检测技术在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位….
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1.1测试技术的作用和地位
检测技术在工业生产领域的应用
• 物料流 • 能流 • 信息流
客观世界
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1.1 测试技术的地位和作用
信息获取是信息流的一环
…
信息流
获取 传输 处理 控制
信息流组成
6
1.1 测试技术的地位和作用
• 获取信息是仪器科学的基本任务
• 仪器仪表是信息产业的重要组成部
分
• 仪器仪表是信息工业的源头
7
1.1 测试技术的地位和作用
• 3 测试仪器仪表的作用 工业生产 倍增器 科学研究 先行官 军 事 战斗力 社 会 物化法官
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
量对标准量的倍数。 它可由下式表示:
x nu
（1-1）
或
n x
u
式中 ： x——被测量值;
u ——标准量, 即测量单位;
n——比值（纯数）, 含有测量误差。
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（1-2）
1.2 测试技术的基本概念
二、标准——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 比较的标准量的数值。
离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数
作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占 50~70%
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在汽车中的应用日新月异
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， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
测试技术在航天领域举足轻重
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵
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1.1测试技术的作用和地位
“阿波罗10”：
火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器，
神州飞船：
185台（套）仪器装置 检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学、
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）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 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
底 盘：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 身：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
2003年伊拉克战争
90%
1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在军事上的应用 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 激光测距仪：可精确的定位目标。在发射20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 间。
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1.1测试技术的作用和地位
“物化法官”
• 检查产品质量 • 监测环境污染 • 查服违禁药物 • 识别指纹假钞 • 侦破刑事案件
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1.1测试技术的作用和地位
……教学实验、气象预报、大地测 绘、灾情预报、交通指挥、……
涵盖 吃穿用、农轻重、海陆空
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1.2 测试技术的基本概念
一、 测量
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 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。
1、理论真值 也称绝对真值，一个量严格定义的理论值。例如π，就是一个定义值
（不能量知，只能逼近）
2、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
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 基准，称为约定真值。例如：长度单位米（m）规定为光在真空中 1/299792458秒内所走过的路程。 3、相对真值
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在国防领域的应用
美国国家导弹防御计划---NMD
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1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达） 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系统
监测系统: 探测和发现 敌人导弹的发射并追踪 导弹的飞行轨道；
拦截器：能识别真假 弹头，敌友方
1.1测试技术的作用和地位
1.1 测试技术的地位和作用 1. 信息化是科学技术发展的必然
历史时代： 手工化
机械化
自动化 信息化 …
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
3
1.1、测试技术的地位和作用
人与机器的机能对应关系：
4
1.1 测试技术的地位和作用
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
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1.1测试技术的作用和地位
科学研究的先行官
诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进 步越来越依靠尖端仪器的发展” 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”
近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达38人
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1.1测试技术的作用和地位
军事战斗力
1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.1测试技术的作用和地位
测试技术在日常生活中的应用与日俱增
家用电器：
办公商务： 医疗卫生：
数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD 扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器
材料成型测试技术
Test & Measurement Technology in Materials processing
王红霞 材料加工系
第一章 测试技术概述
1.1 测试技术的作用与意义 1.2 测试技术的基本概念 1.3 非电量电测装置的组成及特性 1.4 参数检测方法
6学时
2
第一章 测试技术概述