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实验数据采集与数据处理

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1 第三章实验数据采集与数据处理 3.l实验与测量 任何实验都离不开对参数的测量、观察与分析,本实验课程中将有不少测量方面的实验。如机械动力参数和运动参数的测量、零件几何参数的测量等。自动控制过程也离不开“测量”,在实际工业生产中也是如此,为了保证产品的质量,在产品的制造过程中必须对相关的参数实时进行检测。例如为了控制机器运动部件能准确地到达某一位置,必须对还未到达预定位置的偏离进行实时的检测,以便作出是否继续前进的决策,对驱动部分作出正确的控制。 随着科学技术的发展,机械工程领域的科技人员,不仅面临传统的静态几何量的测量,还越来越多地面临着许多动态物理量(诸如力、位移、振动、噪声、温度和流量等)的测量。因为,只有通过对这些动态物理量的测量,才能更全面深入了解各种机械设备的运行状况,或是某些产品生产过程中的物质变化情况等。这些静态、动态物理量的测量,需要采用相应的测量仪器,仪器的结构形式可以是纯机械的,或是光学的、电子的,现在很多仪器是基于光、电、机相结合的测量原理设计的。 对于动态变化的物理量,若有相应的传感器把它转变成按比例变化的电量,然后通过测量这一电量求得该物理量,将使连续测量变得容易、方便。这方法称为非电量电测法,机械制造业的工程技术人员,应当掌握这些常见动态物理量的电测法。 要完成一项具体的测试任务,必须懂得如何组成一个性能优良的测试系统,并能运用它有效地达到预定的测试目的。这就要求进行测试工作的人员,必须熟悉与测试系统有关的基础知识和技能,诸如测量基础知识、误差概念、传感器结构、原理和特性;典型的测量电路;信号的显示、记录方法;以及信号的分析处理技术等。 当今,计算机的应用已非常广泛和普及,使人们的工作、生活等方式起了翻天覆地的变化,测量仪器产品也不例外,同样有很大的变革。以通用计算机为平台的通用化、智能化和网络化的测量仪器及测试系统也得到了迅速发展,它充分利用了计算机的运算速度快、数据传输储存能力强等优势,把计算机扩展为所需要的仪器设备,其功能更胜于以往的传统仪器,这种仪器是通过软件设计灵活定义测试功能,我们通常称它为虚拟仪器。 3.2 测量基本知识 3.2.1 测量的定义和作用 测量是根据相关理论,用专门的仪器或设备,通过实验和必要的数据处理,求得被测量量值的过程。其本质就是为获得被测对象的量值而进行的实验过程。这个实验过程可能是极为复杂的物理实...

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