机械工程测试技术

刘建祥

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摘要：伴随着我国经济的腾飞，机械工程在我国也进入了一个高速发展期。机械工程作为一门涉及运用物理定律来对机械系统进行分析、设计、制造及维修的工程学科，它所具有的复杂、高难度等特点，促使我国有关专家和学者们在借鉴国外先进经验的基础上，积极地对其进行探索和改进。当前，我国机械行业已经在大力进行自动化系统的建设，通过机械工程自动化技术来提高生产效率，提高企业的利润。但是，在目前的技术应用过程中，还存在着一些问题。

关键词：机械工程；测试；技术

一、机械工程测试技术创新的意义

现阶段，我国各行各业要想将自动化技术更加精准地融入进来，每个行业都需要详细地了解自己的特点，同时还要考虑到自动化发展的要求，这样才能使企业获得长期的发展。机械工程试验技术的创新，对推动工业试验技术的发展具有重要意义。因此，企业必须对技术创新给予更多的关注，而技术创新离不开专业人才的支持。只有具备了一定的专业知识基础，同时又有了丰富的实践经验，才能推动创新工作的顺利开展。在机械工程技术创新过程中，需要有一支高素质、高素质的创新队伍，才能提高创新效率。当今社会，各行各业都存在着激烈的竞争，机械工程领域也是如此。因此，如何寻求更好的发展机会，就要求机械工程企业要重视创新，借助科技进步，加强自身经济实力，加强团队建设，提高技术人员的创新意识与能力，从而推动中国机械工程企业的全面发展。

二、测试技术涵盖的技术领域以及重要性

（一）测试技术涵盖的技术领域

1.机械振动和噪音

机械振动是一种特殊的机械运动。机械振动与设备的可靠性关系密切，是设备可靠性评价的一个重要指标。机械振动不仅能反映出机械零件如齿轮，轴承，转子，定子等的故障，而且还能反映出电机等电磁故障。因此，振动检测方法被广泛应用，它能全面地反映出机械装备的工作状态。在静平衡状态下，机械或结构的“往复运动”。机械振动的测量可分为两种，一种是接触测量法，另一种是非接触测量法。采用非接触式测量方法得到的原始信号以位移为主，而采用接触式测量方法得到的原始信号一般为速度和加速度。非接触式测量通常采用涡流法，接触式测量通常采用压电法。接触式传感还可以分为单程式传感、双程传感和立体式传感三种类型，立体式传感主要应用于模态试验。无论是接触式或非接触式，原信号一般都是电压变化很快的信号。这类信号不能用一般的模拟量盘来采集，需要对其进行快速的模数处理。

噪声检测的原理和振动检测的原理是一样的，不同的是，声音从传声器膜片上接收到的振动信号也会转换成电压信号。噪声等级的确认与评价可分为声压级与声功率测量两大类。前一种方法是以声压为基础，后一种方法是以被测设备的面积系数为基础。噪声测试还被广泛地应用在诸如汽车等对舒适度有很高要求的场合。在 NVH测试中，除了对噪声级的测量、对噪声源的辨识之外，还需对声音质量进行测试，即不仅要研究声音的大小，也要研究人体哪种频率特征更容易被人接受。

2.温度和压力

温度是机械装置的一项重要性能指标，温度的高低对机械装置的工作状态也有一定的影响。许多机械设备都要求在适当的温度条件下工作，以达到最好的性能与可靠性。尤其是金属构件的热膨胀性能会随着温度的变化而变化，因此必须充分利用这一性能。对于机械装置而言，压力通常也是一项重要指示器。举例来说，对于诸如压缩机之类的产品来说，压力指示是一个重要特征。对于多级压气机来说，为了保证压气机的压缩比满足设计要求，就必须对各级压气机的压力分布进行测量。如果答案是否定的，那么最主要的问题就是哪个层次。一般而言，该测试可利用压力传感器进行。

（二）测试技术的重要性

测试是人类认识客观世界和进行科学研究的重要手段。科学规律是量化规律，科学探索离不开试验技术。为了验证科学理论与规律的正确性，需要有试验技术。准确的试验可视为科学的依据。在工程技术方面，试验技术是工程研究，产品开发，生产监控，质量控制，性能检验等不可缺少的一项技术。尤其是随着现代自动控制技术的发展，测试设备已经成为控制系统中不可缺少的部分。测试工作不仅可以为产品质量和性能提供客观评价，为合理改进生产技术提供基础数据，而且还可以作为进行所有探索性、发展性、创造性和原创性科学发现或技术发明的手段。在缺乏材料试验数据的情况下，不能进行合理、有效的强度计算；设备不能有效地、安全地运转，不能没有有效的参数监视和测试工具；不能没有过程数据的测试和收集，不能有任何自动化。因此，对机械行业的发展，特别是对国民经济、社会的发展，都起着至关重要的作用。因此，采用先进的检测技术已成为我国经济水平提高、科技水平提高的一个重要标志。因此，对机械工程师来说，试验技术是一种很有实用价值的技能，也是从事生产、科研工作的有力工具。

三、测试技术在机械工程上的应用以及系统组成

（一）测试技术在机械工程的应用

20世纪初，随着机器制造的发展，机械测试技术应运而生。以往的试验多采用静态量（如尺寸、几何形状、表面质量等）的试验方法，称为静态试验。虽然当时的检测方法非常落后，精度也不高，但是对提高生产技术还是有一定帮助的。但是，在现代工业和科学实验中，因为机械装备的精密程度、加工工艺以及实验过程的复杂程度，所以在各种测试中，静态测试的局限性越来越明显，而对动态量进行的动态测试却越来越多。随着科学技术和工业生产技术的快速发展，很多机械设备的设计和制造变得越来越精密，自动化程度也越来越高，而且还具有较高的机械动态特性。因此，原来的机械测试技术已经无法满足要求。由此可见，机械试验技术的发展与现代科学技术的发展有着密不可分的关系。

（二）机械测试系统的组成

一套完整的测试系统，一般包括被测系统，传感器，中间变换器，显示和记录装置，数据处理和分析装置，辅助电源，有时还包括激发装置等。在测试中，首先要将被测系统中的非电量信号通过传感器转换为便于输送、转换和测量的电量模拟信号，当转换后的模拟信号无法直接显示和记录时，需要通过中间转换器再转换，使其能够由显示和记录仪器显示和记录，最后对显示和记录的结果进行数据处理和分析，得到测试结果。它可根据被测对象的不同，工作原理的不同，加工成各种各样的结构。中间转换器实质上是一系列模拟电路（如电桥，相敏电路，量测放大器等）与一系列数字逻辑电路（Digital Logistic Processor）。用来转换电子信号的。在测试系统中，传感器是直接或间接将被测信号变化转化为电信号变化的重要组成部分。将重新转换的电信号归一化，使之能为后续的仪器设备所接收。显示和记录仪器是用来把被测电信号不失真地显示出来并记录下来的仪器，它一般是一种或几种电测仪器、示波器及记录仪等。

结语

到目前为止，测试技术已经发展到了一个新的高度，它所涉及的技术领域也越来越多，这些领域都在不同程度上促进了测试技术的发展。其中，可靠性试验是今后的一个重要发展方向，也是促进机械工程发展的重要途径。机械工程技术创新对推动社会发展具有重要的基础性作用。企业只有通过技术创新，才能增强自身的实力，才能在市场竞争中不被淘汰。同时，对机械工程行业的发展起到促进作用，对促进社会经济发展作出重要贡献。

参考文献：

[1]姚信春.机械工程测试技术[J].科学与技术，2021.

[2]毕德龙.浅析机械工程测试技术[J].电力设备，2019.

[3]毕德龙.虚拟仪器在机械工程测试技术中的应用研究[J].黑龙江科学，2019.