机械工程测试技术范文
时间：2023-03-26 20:41:47
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篇1
前言
测试是人类认识客观世界的重要手段，是科学研究的基本方法，在工程技术领域中，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，它主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法[1]。机械工程测试技术介绍了测试技术的系统组成、基本原理，以及对测试信号数据的分析方法，能够对机械工程测试中应用较多的振动、位移、力、温度等物理量进行检测和处理，是机电一体化技术的基础和桥梁[2]。以滨州学院为例，机械工程测试技术是一门面向机械设计制造及其自动化专业机械电子方向的必修课程，先修课程包括大学物理、电工电子学、控制工程基础等，与后修的机电一体化系统设计形成了完整的机电类专业课程体系[3]。通过课程改革，进一步整合相关教学资源和教学内容，增强测控类应用培养，丰富机械专业的应用型课程体系，为将来从事控制类的机械专业学生打下良好的基础。本课程安排在本科教学的第五学期，学生具有一定的专业基础，同时部分学生参与了科技创新大赛，有使用传感器进行参数检测的经验，这为课程的学习提供了良好的基础。由于本课程应用性强，按照传统的教学方式，信号频谱分析的理论部分要求较高、较难，传感器部分种类多且杂，导致学生学习时兴趣不足、学习动力不够，教学效果无法满足应用型人才培养的需要。自2005年以来，我国开始构建工程教育认证体系，逐步开展专业认证工作，于2016年6月成为《华盛顿协议》正式成员。工程教育认证是实现工程教育与工业界对接，提升工程人才培养质量的有效途径，因此探索工程教育认证视阈下的课程改革，对于更新教学理念、提高人才培养质量、推进地方高校专业认证具有重要的现实意义[4]。因此，滨州学院紧紧围绕培养高素质应用型人才的目标，在工程教育认证的背景下，进行了机械工程测试技术“案例+实验”导向的教学方法改革，改变了传统教学中灌输式教学方法，启发和引导学生主动学习，既有利于学生掌握基础理论知识和基本技能，又较好的培养了学生的工程实践能力。
一、课程培养目标
机械工程测试技术是以机械工程领域为应用背景，解决工程中常见动态物理量的测试问题。通过本课程的学习，培养学生掌握信号采集、传输、变换及数据处理的基本原理和实验方法，能根据研究对象合理选用传感器，具备构建基本工程测试系统和进行常见参量检测的能力，为进一步学习、研究和处理测控工程问题打下基础[5]。具体体现在以下三个方面：（一）知识目标1.信号时域和频域的描述方法，建立起信号频谱分析的概念；利用傅立叶变换对周期信号和非周期信号进行频谱分析计算。2.测试装置静、动态特性的评价方法和不失真测试条件，并能用于测试装置的分析和选择；掌握一阶、二阶线性系统动态特性及其测定方法。3.常用传感器的原理、特点、应用以及传感器的选用原则。4.信号调理电路（电桥、调制与解调、滤波、放大）的工作原理和性能，并能较合理的设计和选用。5.数字信号的一般处理步骤；相关分析及功率谱的基本原理、方法和应用。（二）能力目标1.具备正确运用测试方法、合理选用测试仪器、科学分析与处理数据的能力。2.培养运用所学知识构建测试系统和分析、解决实际测试工程问题的能力。（三）素质目标1.培养学生具有科学的思维方法、自主学习的意识和创新精神；具备工作严谨、诚实守信、敢于承担责任的职业道德与操守。2.通过参与案例分组讨论和实验项目操作，培养学生沟通和团队协作精神。
二、课程体系构建
本课程分为理论和实践两大部分，包括32学时的课堂讲授和8学时的传感器综合实验操作。课程体系整体框架如图1所示。理论教学共8章内容，包括绪论、信号及其描述、测试装置的静态和动态特性、常见传感器的原理与应用、信号调理与记录、信号处理初步、测试技术在工程中的应用以及虚拟仪器技术。其中，第二章信号及其描述主要包括信号的分类与描述，周期信号与离散频谱，瞬变非周期信号与连续频谱，随机信号。第三章测量装置的特性主要包括静态特性，一阶、二阶动态特性，测试装置对单位阶跃信号的响应，实现不失真测量的条件。第四章传感器原理与应用主要包括电阻式、电容式、电感式、磁电式、压电式、热电式与光电式传感器，其他传感器及智能传感器，传感器的选用原则。第五章信号调理与记录主要包括电桥、调制与解调、滤波、信号放大、测试信号的显示与记录。第六章信号处理初步主要包括数字信号处理的基本步骤，相关分析及其应用，功率谱分析及其应用。第七章工程应用中应变、振动、转速、温度等常见工业参数的测量系统的构建，理论与实验紧密联系，并结合第八章虚拟仪器技术开展基于Labview实现计算机数据采集。实践课程共分为4个实验，实验项目为悬臂梁固有频率的测量（验证性实验），转速和温度的综合测试与分析（综合性实验），电子秤的设计（设计性实验）。通过三个不同层次的实验要求，结合丰富的传感器与基于Labview的测控系统，学生通过亲自动手操作基本上掌握工程测试的系统构建和处理方法。培养学生的团队协作能力，提高解决实际测试工程问题的能力。
三、基于“案例+实验”教学的课程模式改革
机械工程测试技术关注新技术、新知识的导入，以案例+实验教学驱动激发学生学习的积极性，培养操作技能和创新意识[6]。本课程以多媒体演示、案例教学和实验操作为主要方法和手段，坚持理论联系实际的教学理念，共引入5个完整案例和4个实验项目设计对所学知识进行综合运用。
（一）探索案例教学模式，培养学生的工程意识和能力
案例1为压缩机齿轮箱故障诊断。通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根据机床转速和传动链，找出故障齿轮。案例2为传感器在农业物联网中的应用。该案例来源于教师服务地方项目———“基于Labview的果园智能系统设计”研究课题，通过构建果园数据采集系统，实现了空气和土壤的温湿度、光照、pH值、风速风向、CO2浓度等参数的检测和数据传输，是传感器应用的综合体现。案例3为滤波在钢管无损探伤中的应用。利用电涡流传感器对钢管进行裂纹检测时，由于外界干扰信号中含有低频噪声，通过低通滤波器处理后得到有用信号，分析高频成分得到裂纹的程度和位置。案例4为互相关在管道泄漏检测中应用。根据互相关的性质，提取出两个信号之间的滞后时间，计算出泄漏点距离中心点的位置，并引申出如何消除误判，增加系统检测的可靠度。案例5为基于Labview的频谱分析仪设计。利用Labview自带频谱分析模块，通过简单的图形化编程实现对于信号的频谱分析并显示。
（二）精心设计实验项目，建立以学生为主的应用型实验模式
学生根据传感器综合实验台提供的30几种传感器以及数据采集系统，构建硬软件系统，团队协作完成相关物理量的采集和分析，充分发挥学生主观能动性，利于培养学生的实践动手能力。实验1为悬臂梁固有频率测量。通过构建悬臂梁结构，在一端施加不同频率的激励，采用传感器测量振动信号，分析该二阶系统的频谱特性，得到悬臂梁的固有频率。实验2为电子秤的设计。将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片构成的电桥电路转化为电量输出，从而实现质量与电量之间的线性关系。实验3和实验4为基于Labview的转速和温度测量。利用YL2000传感器综合试验台，构建转速和温度采集平台，利用数据采集卡和PC机实现数字信号的采集和分析。
（三）丰富授课方式和手段，改革课程考核和评价方法
根据课程内容协调采取多种教学方式和手段。理论性较强的内容，宜采用板书为主的教学手段，比如频谱分析的推导等；同时采用Labview作为机械工程测试信号分析与处理工具，构建虚拟测试系统和信号分析虚拟环境，学生可以在课堂上直观的观察信号的构成、信号的频谱分析和数据采集过程，从而理解傅立叶变换的意义。此外，利用虚拟信号分析系统进行仿真演示，如频谱分析、滤波、相关分析等，加深对理论知识的理解。应用性较强的内容，比如传感器，宜采用多媒体为主的教学手段，配合图片、视频、动画演示等手段辅助教学。教学中结合工程案例，用演示实验对实际测试的振动、温度等信号进行采集和分析，让学生建立信号分析与实际应用间的联系。完善课程考核与评价体系，增加实验考核比重。重点考查工程测试的基础知识、基本概念、基本原理和测试方法，以及利用所学知识构建一个简单的测试系统。期末成绩占60%，实验成绩占20%，过程考核占20%（课堂表现和考勤）。
篇2
关键词：教学模式 启发式教学 案例教学
0 引言
《机械工程测试技术》课程是机械类专业的一门专业技术基础课，通过本课程的学习，学生应该初步掌握静、动态测试所需要的基本理论、基本知识和基本技能。对机械工程中常见的被测物理量能比较正确的选用检测装置并完成检测任务。本课程涉及的学科面较广，它涉及数学、力学、电工与电子、信息技术、计算机等诸多学科[1]，课程理论内容抽象、知识点多学习课时少，对实践环节要求较高，教学难度总体较大。几年来学生普遍反映，该门课程理论内容不容易理解，学习难度很大。为此，希望通过该门课程教学方法的研究与探讨，不断提高该门课程的教学质量。
1 因材施教，合理设置授课内容
1.1 明确课程的教学任务 《机械工程测试技术》的学习对象是机械工程动态物理量测试中常用的传感器、信号调理电路和显示记录仪器的工作原理，测试系统的基本特性和评价方法，测试信号的分析处理方法和常见物理量的测试方法[2]。通过本课程的学习，学生应初步掌握以下几方面的知识：①了解机械工程检测的基本概念和测量数据的处理方法。②基本掌握常用传感器及其测量电路的工作原理和性能。③针对常见的机械量，能够正确地选用检测装置。④掌握典型机械量的检测方法。⑤掌握几何量的测量方法，初步学会使用常用的计量器具。
1.2 把握好课程内容之间的联系，合理组织教学内容 为了使学生更好的理解和掌握所学内容，教师应根据教学内容之间的联系，合理编排教学内容，将有联系的部分有机结合起来讲授。例如，在机械工程测试教材中，在介绍一种物理量的测量时，会介绍测量该物理量常用的传感器以及该传感器的测量电路。我们在讲授本课程的过程中，不能仅仅按照课本顺序来讲解，应该前后内容进行对比，要明确一种传感器可以测量多种物理量，一种物理量也可以选用多种传感器来测量。再者要明确传感器测量电路的选用原则和调理电路的特点，例如电桥这种测量电路，可以作为电阻应变式、电容式、电感式等多种传感器的测量电路。在给学生讲授这门课的时候，我们应该将部分内容有机联系起来，这样有助于学生对所学内容的理解，而不仅仅局限在课本的表面认识。
2 确立以教师为主导，学生为主体的教学模式
2.1 采取启发式教学模式 完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、信号处理电路和显示记录装置等部分组成，分别完成信息的获取、转换、显示和处理等功能。在讲到测试系统组成时，很多同学可能对信号处理电路这部分内容不是很理解，传感器是用来获取信号的，然后再显示输出就可以了，为什么还要有一部分是信号处理电路呢。这时我们就应该启发式的问一下学生，考虑一下传感器的输出信号通常是大还是小呢？这个问题大家不难回答，肯定是传感器的输出信号比较微弱。正因为传感器的输出信号比较微弱，所以在测试系统中还有一个环节是信号处理电路，自然而然信号处理电路的作用学生也就明白了。
2.2 采取案例教学法 例如在讲解位移的测量时，可以先给学生介绍一个电感式滚柱直径分选装置的案例。以往用人工测量和分选轴承用滚柱的直径是一件十分费时且很容易出错的工作。而电感式滚柱直径分选装置可以很轻松完成滚柱直径的分选。电感式滚柱直径分选装置主要由电磁挡板、电感测微移和电磁翻板构成。进一步讲解它的工作过程，通过生活实例和工程案例启发学生，使学生在老师的引导下对实例中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极课堂讨沦，让学生成为教学过程的主体，进而在一定程度上培养学生的理论联系实际的能力和创造性思维能力。
3 板书和多媒体教学有机结合
多媒体教学是现代化授课的一种重要手段，在教学中应用多媒体技术不仅可以改善教学环境、优化教学过程，还可以用尽量少的时间和资源让学生获取更多的知识[3]。多媒体教学能很好地把文字、图形、图像、视频、动画和声音等信息载体有机地结合在一起，进而在一定程度上加深学生对重点、难点的理解。
机械工程测试课程的知识点较多较分散，学时一般较少，如果只用板书的话，学时是不够的，而且对于一些很抽象的内容，例如频谱分析，纯粹板书的话，学生感觉枯燥无味，又很容易分散注意力，这样的话，我们就可以采用多媒体作为一种补充手段，将枯燥的理论内容，以图片动画的形式形象的展示出来，这样不仅吸引了学生的注意力，也使学生加深了印象和对知识点的理解。
4 结论
《机械工程测试技术》是机械工程类专业的一门重要的专业基础课，理论内容抽象，学生学习难度较大。为了提高该门课程的教学质量，针对该门课程的特点，本文从教学内容、教学模式和教学手段等方面而作了研究与探讨。近年教学实践表明，在“机械工程测试技术”教学中，因材施教，合理设置教学内容，确立以学生为主体的教学模式，板书与多媒体并举的教学手段，有助于提高该课程教学质量，提高学生的学习积极性。
参考文献：
[1]王清.《机械工程测试技术》教学改革探讨[J].科技信息，2008.
篇3
一、机械工程测试系统基本状况分析
测试是测量与试验的简称,测试中最基本的是测量。测量是利用各种装置对可观测量(或称被测参数)进行定性和定量的过程。测试的基本任务是获取信息。测试是发展和检验自然科学理论的实践基础。在工程技术领域,由于实际研究对象的复杂性,很多问题难以进行完善的理论分析、推导和计算,所以必须通过试验来获得研究对象的状态,变化和特征等,这正是通过测试来实现的。测试技术正是研究有关测试方法、测试手段和测试理论的科学,它应用于不同的领域并在各个自然科学研究领域起着重要作用。特别是现在机械工程测试技术引起了大型工业企业和高等院校极大的重视。
测试系统的第一个环节是信号的传感,即是将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系。传感器就是用来完成这种转换的装置。
第二个环节为信号的转换和调理。被测物理量经传感环节被转换为电阻、电容、电感或者电压、电流、电荷等电参量的变化,由于在测试过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响,且为了用被测信号驱动显示、记录和控制等仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理。因此经传感后的信号尚需进过调理、放大、滤波、运算分析等一系列加工处理,以抑制干扰噪声、提高信噪比,便于进一步传输和后续环节中的处理。
第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。原始波形显示、处理后波形显示等。从而还可以分析出机械运转的工况等。 机械工程测试系统有测量、监控、试验分析机械设备运行过程中的参数功能,但前序步骤必经信号的采集、分析才能得出。所以,本系统对于机械的后续分析作用意义重大。
二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状
科学技术的日益发展,对现在的机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统来讲。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理。现代计算机技术对机械工程测试技术和仪器的发展产生了革命性的影响。
测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统(智能仪器)及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展。在此背景下,虚拟仪器的产生也就水到渠成。
在虚拟仪器中,软件是虚拟仪器系统的关键,目前国内外这种软件主要有美国DSP公司的DADISP软件,以实验后数据处理分析和表示见长美国NI公司的系列虚拟仪器开发平台(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美国QUATECH公司的DASLab软件包和惠普公司的VEE软件平台都是可以搭建虚拟测试系统的软件平台,以图形化编程和界面灵活见长。华中理工大学的V198虚拟仪器系统和哈尔滨工业大学的仪器王以虚拟的单个仪器或仪器库见长。其中,美国NI公司的LabVIEW软件功能最为完善,LabVIEW软件以简单、直观的图形化编程方式、强大的图形显示和数据处理能力见长,运行速度快、开发周期短、界面灵活是其又一大优势,最能体现虚拟仪器的风格,所以基于LabVIEW的虚拟仪器应用相当广泛。
由于Pc的功能变得越来越强大,速度快,价格低,在标准PC上连接一个或多个仪
器模块构成测试仪器成为一种趋势。这种仪器即为虚拟仪器。虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW中,“所见即所得”的可视化技术是应用于测试领域的雏形。虚拟仪器注重测试人员在进行工作中的感觉。用仿真的面板给人以真实仪器的感觉,用丰富的曲线图像向测试人员传递信息,是虚拟现实技术在机械工程测试领域中的广泛应用趋势。
几个测试站点连成一个大的测试网络,互通数据和信息,联合分析测试结果,实现
数据和信息共享的网络化测试是机械工程测试系统的一个发展趋势。虚拟仪器技术是现代机械工程测试系统的发展趋势,在丰富的虚拟仪器软硬件产品支持下,尤其是在被誉为“科学家和工程师的语言”LabVIEW的支持下,组建一个机械工程测试系统正变得越来越容易。在技术发展日新月异的今天,为了让测试系统就有开放性、兼容性和不断更新的可能,利用虚拟仪器的概念组建测试系统不失为一种好的选择。
在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。
篇4
关键词：机械工程测试技术基础；教学法；实用
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2014）02-0007-02
收稿日期：2013-06-27
作者简介：张建立（1968―），男，河南中牟人，郑州大学机械工程学院副教授，博士，主要从事工业过程控制研究。
对于少学时（32学时）机械工程测试技术基础的教学，一般只能讲授信号处理初步以前的偏重理论部分，其后的实际应用基本没有时间讲。讲授的内容从傅立叶级数、傅立叶变换及其性质开始，高深的数学理论知识使学生接触这门课就感到枯燥、难学；对于学习这门课程的目的及相关实际应用知之甚少、甚至感到迷茫，学习兴趣不高，教学效果较差。针对这种现象，结合本人多年的教学实践，在教学过程中，以实际应用为目的，辅助于实物、工程案例，利用多媒体等技术，激发学习兴趣，拓展师生交流空间，积极引导学生参与教学活动，注重培养其实践能力，收到了良好的教学效果。
一、借助于展示实物、多媒体等技术，激发学习的积极性
（一）运用实物演示教学，提高学生的感性认识
运用实物演示教学，有助于学生化抽象为具体，为学生提供丰富的感性知识，直观鲜明地揭示客观事物的关系，可以使他们获得较深的感受，使抽象的概念、原理具体化。笔者在从教的十余年中，收集了大量的与机械工程测试技术基础教学相关的实物资料，主要有不同结构及工作原理的传感器、光电编码器、行程开关，应变片（花）、光电传感器等实物；对实物教具除了积累、收集之外，在上课之前进行筛选、组合，根据教学环节的设计，分析哪种教具在什么时候运用，怎么样运用。
在讲授机械式传感器时，展示电阻丝应变片、应变花、半导体应变片，给学生直观的感性认识，随后讲授不同类型机械式传感器的工作原理、应用范围，对比其优缺点。把工程应用中多余的应变花发给学生，同时让学生课下自学应变片、应变花的粘贴、密封、连接方法。使学生理解其工作原理，并掌握应用方法。
在讲授光电传感器时，首先介绍光电效应，展示光敏电阻、太阳能电池的实物及实例，再介绍光纤传输原理、结构，展示光纤实物，随后讲授光电传感器结构、工作原理，展示光电编码器。边介绍边展示实物，打破其神秘感，克服学生抽象感，认识到光电效应、光纤、光电传感器就是活生生的存在，并得到了广泛的应用。
对于高等院校工科学生来说，学以致用是他们进入大学以来不懈的追求目标，工程案例能够最大限度地提高他们的学习兴趣。在讲授电阻、电容、电感、磁电、光电传感器时，都会涉及接近开关，不同结构、不同工作原理的接近开关如何选型、有何优缺点、适用于何种场合？结合某集运站的煤块装车自动控制、显示系统，某钢厂炉料粒度检测筛分系统等进行讨论、讲授，较好地解决了该问题。
（二）运用多媒体等现代技术直观、动态地展示抽象的概念、原理
运用动态、直观的多媒体技术可以创设出一个生动有趣的教学情境，以其独特的形、声、景扣动学生的心弦，化无声为有声，化静为动，使学生进入一种喜闻乐见的、生动活泼的学习氛围，从而使学生产生极大的学习兴趣。例如讲授傅立叶变化的时间尺度改变特性时，先理论证明该性质，在暴风影音中播放凤凰传奇的流行歌曲《最炫民族风》，从互联网上下载有图像、歌词的MTV，先正常播放一个片段，活跃课堂气氛；按下快进按钮，播放速度加快到正常速度的1.5倍（时域内，播放时间变为原来的2/3），声音变得尖细，像儿童（频域内，信号频谱变宽，高频成分相对增多）；按下慢放按钮，播放速度加快到正常速度的0.5倍（时域内，播放时间变为原来的2倍），声音变得低沉，像老人（频域内，信号频谱变窄，低频成分相对增多）；在轻松、欢快的气氛中，听到不同的、变了调的歌曲，对比屏幕显示的歌词，就会明白同样的信号，改变其时域尺度，频域成分就会发生改变。在欢乐中学习知识，使学习知识变成一个欢乐、轻松的过程。
运用现代科技为师生交流提供了广阔自由的交流方式，拓展延伸了教学时空，在课后学习中，师生之间利用郑州大学网上评教平台、E-mail、QQ、手机等方式，随时随地进行着交流互动，实现了师生之间在空间上的零距离。在第一次上课时，把相关的信息公示出来，既拉近了师生之间的距离，又方便学生以后有什么疑难问题、意见及建议等及时地联系教师。
二、结合实际工程案例，培养学生的实践能力
案例教学法首创于哈佛大学[1]，是当今国内外高等院校部分应用性学科专业经常使用的一种教学手段，目的在于有效增加课堂教学的生动性与实践性，以达到理论教学与实践教学相结合的实际效果。工程案例是将发生于工程实践中的客观事实，经过文字、数据、图表、动画等方式进行概括、整理，形成可用于课堂交流或探讨的案例材料。案例教学是学生了解实际问题的媒介，可以培养学生解决工程实际问题的能力。实践证明，一个好的案例常常有助于提高教学质量与效果，增加学生对专业学习的热情和积极性，并且能起到举一反三、触类旁通的作用，启发学生对工程实践中相关事例与情境的深入观察与思考[2-3]。机械工程测试技术基础是一门理论性、实践性都很强的课程，笔者结合多年的工程实践和专业教学经验，就案例教学在其教学中的应用问题进行了一些有益的尝试。
所选的工程案例应当真实，有针对性、系统性、时效性，难易程度恰当，能揭示和应用所学知识，并能引入、消化和吸收新知识，能切实提升学生的能力。结合本课程理论较深奥、实践性强、课时少的实际情况，根据授课内容的要求，采用在理论教学后提出合适的案例以加深学生的印象，促进其对内容深刻理解的案例教学方法。
在讲授“常用传感器与敏感元件”一章时，首先借助于实物、多媒体方式，介绍各类传感器的结构、工作原理、应用特点等理论知识；以京唐公司的高炉入料粒度检测系统为例，在大屏幕上展示现场的工作环境、空间尺寸，告诉学生这是一个环境中飘浮着较多小颗粒、粉尘，是填海之后腐蚀性较强的场所，实际生产要求实现物料取样、分级、称重等功能，显示取样液压系统压力、温度、油液深度、动作过程、称重检测结果等；误差小于0.3%。要求学生自愿结合，八人一组，每组设计出一个具体的实施方案，并写出设计提纲，比较不同方案的经济性、实用性；特别是各种称重传感器（变送器）、限位开关、温度传感器（变送器）、液位计、压力传感器（变送器）的选择，要求不能只是简单地给出哪个种类的传感器，需要阐明元件选择的依据，具体写出每一种传感器的型号、生产厂家、数量、价格。在开始讲授本章之前，把这个任务布置下去，要求课下完成。讲课过程中，不断提示本案例，为课堂上有效地开展案例教学做好充分的准备。本章内容讲授完成之后，展开讨论。课堂上首先听取各组的简短方案发言，接着教师开始分析设计过程，理清设计思路，引导学生有步骤地完成方案设计、元件选择。工程设计是没有标准答案的，但必须考虑设计方案的经济性、实用性，满足实际的生产要求。由于讨论内容超越了课本，将复杂的工程实际与本课程的学习紧密相连，并看到了所学知识在工程实际中的应用价值，学生兴趣十足，发言踊跃，甚至能提出工程实际中某个方面的不足之处，课堂气氛、教学效果得到了极大的改善，培养了学生的实践意识及实践能力。
三、改革考试方式
在本课程的教学过程中，尝试了多种新的考核方式，旨在让考试真正成为督促学生学习、调动学生学习积极性的有效手段和检验途径。应改变单一笔试的课程考核方式，采取期末笔试、平时成绩、实验操作考核三者相结合，全面评定学生对课程内容的掌握程度。平时成绩以作业、课堂表现、实验实习报告为评判依据，实际工程案例分组设计计入平时成绩。我们将考试方式改变为：平时成绩占20%；实验成绩占20%；期末考试成绩占60%。
在期末试卷设计时，考虑学生个体的差异。由于学生的理论基础与个人特长的个体差异，因此对于本课程的掌握和理解程度、应用能力也相应不同，试卷主体仍然按照知识点的要求和分布情况进行出题，即基本题占70%左右、提高题占20%左右，较难题占10%左右。不同的是，在占10%的较难题方面给学生增加选择。比如，设置两道不同题目中任选一题，一题偏重于理论分析，一题偏重于实际应用，学生可根据自己的特长与爱好选做。
采用面向实际的教学法，教学效果良好，师生共受益。学生在轻松的氛围中学习知识，培养了学生的实践意识，实践能力。学生在郑州大学网上教学平台上给教师的留言充满了感激与鼓励，给教师打分平均98分以上，就充分地说明学生对机械工程测试技术基础的教学是肯定的、满意的。本人在课程的讲授过程中，看到学生理解知识难点后的喜悦，感受到学生知道所学得到所用的激动，其乐无穷！
参考文献：
[1]任明川.哈佛案例教学的“形”与“神”[J].中国大学教
育，2008，（4）.
[2]慕丽，王欣威.“机械工程测试技术基础”课程教学改革
探讨[J].装备制造技术，2010，（1）.
篇5
关键词：机械自动化；运行参数；测试
前言
通常情况下，工厂中正在运行的自动化机械所涉及的运行参数普遍种类繁多，它们就像人体的大脑一样控制指挥机器的运转。机械自动化所涉及到的参数的种类有：温度、压力、转速、扭矩、功率等。这些自动化运行参数都是在技术允许的范畴之类，反映着机械是否处于正常运行状态。而工厂中的技术人员通过对自动化机械的测试来观察其运行状态是否正常来判定自动化机械运行是否达标。另外，在某些特殊情况下需要对机械进行或冷却时，也需要对其相关运行参数进行测试。因此机械自动化运行参数的测试分析非常重要。那么采用什么方法进行机械自动化运行参数的测试分析最为有效便利？在下文中我们便在对某大型机器进行了自动化运行参数之后，进行方案的讨论。
1 机械自动化运行参数的种类及其方案方法设计
1.1 机械自动化对我国及机械领域的重要意义
自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化就是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。运行参数则在机械自动化运行中作控制中枢的作用，这些运行参数通过具体数据控制着机械的自动化运行使得机械不再必须依靠人为操作控制，节省了大量的人力，运行状态也变得灵活可控，更重要的是减少了因人为失误操作而引起的众多事故。而机械自动化在运行时涉及很多不同方面的参数，如周围及自身机器的温度、零件的转速、工作的功率等等，这些数据真实地反映着机器自身的运行情况，这些自动化运行参数都是在技术允许的范畴之类，反映着机械是否处于正常运行状态。而工厂中的技术人员通过对自动化机械的测试来观察其运行状态是否正常来判定自动化机械运行是否达标。因此，工厂的技术人员需要定时对机械的各种运行参数进行测试以了解观察机械的运转情况是否正常，也为日后对机械自动化的改造提供重要的参考依据。而我国目前正处于发展的中间期，机械自动化领域急需一些具有革命意义的改便来提升机械自动化领域的整体实力。
1.2 机械自动化领域在中国
我国机械自动化相对于一些发达国家来说，在很多技术方面都有多差距，面对着起步晚、技术垄断、基础设施不完备等一些问题。这些问题严重限制了我们国家在面对机械自动化领域的热潮中的发展，我国在引进国外先进的自动化机器时首先需要考虑的是我国的基本国情以及在未来发展过程中在机械制造方面的制约。在自动化方面，我国算是一个新手，没有核心技术的支撑，很多方面要依赖于发达国家的技术科技，所以在自动化的应用中需要格外的谨慎，避免出现受制于人而无法开工最后导致工厂的利益受到亏损。而在一些隐秘性较高的机械制造业中，这一点非常重要，因此掌握核心技术非常重要，而在机械自动化机械的运转当中，机械自动化运行参数是机器运转的重要指标，为此我们机械自动化工厂对于机械自动化在我国的测试和分析非常重要。对机械自动化运行参数的测试分析中，方案的设计和方法的选取是重中之重，在长期的工作当中，我们的工作人员根据经验，经过认真学习，已经归纳总结出了一套适用于我国机械自动化领域工作线中的方法，这个方法叫：多频通道测试法。这种测试方法不仅方便操作，而且节省了大量的资源，同时它的测试范畴大大增加。这种机械自动化参数的测试分析方法对于机械制造有着很大的帮助，这正是我国自动化领域中所急需的。
2 该种机械自动化运行参数测试方的法优点
2.1 测试便捷和节省资源
在机械自动化运行参数的测量中，使用并行、多通道测试方法，是一种相对较为可行的测试方法，具有其他测试方法所不具备的优点。利用并行、多通道的测试方法主要体现在两点：不用经过任何数据处理过程便可简单便捷地把测试数据集中显示于一个范围内，使得对数据之间的分析与比较工作简易便捷；另外，在这种钡（试下，数据采样往往通过中断电源的方式，大大减少了对资源的占用。总的来说，在机械自动化的运行参数测试过程中，设计合理的测试方法对于测试结果的准确性具有决定性的意义，而且可以为我们日常工作中省去诸多麻烦，为以后的机械自动化领域积累丰富的数据资源，中国机械自动化领域的再发展指日可待。
2.2 现代机械自动化在中国
我国在自动化领域里相对于发达国家起步较晚，仍有很多技术不成熟。在不断地学习改进中，我国的机械制造业中也较为广泛地引进了机械自动化，然而我国目前制约于技术方面，并未达到全盘或者高度使用自动化的时候。我国作为一个发展中国家，需要考虑一切生产艺术问题时的前提条件是必须使用、能够消化吸收国外柔性制造系统户。而在我国已有的机械自动化制造领域，对于机械自动化参数的测试方法已经有所建树。工厂中通常采用的是多通道频率测试法，这种方法不仅适用于机器稳定时对它的大范围实施监测，而且极大地提高了参数测试的应用范围。总之，合理、科学的测试方案对大型机械自动化的运行参数有着重要的决定性意义。
结束语
总而言之，在机械自动化的大趋势下，发展一些低成本的自动化技术具有潜力大、前景广阔、见效快等优越性。在机械制造过程中提高自动化程度，可以取到事半功倍的效果。在机械自动化的引进使用过程中要考虑到我国的基本国情，不能全盘接收，要有选择性地吸收利用。对于现有采用了机械自动化制造的工厂，机械自动化参数的测试分析非常重要，其是自动化机械正常工作的重要保障而且σ院蠡械自动化领域中的改革有着必不可少的帮助。通常我们工厂中所采用的方法是多频通道测试法，利用频率信号采集组成一个具有并行、多通道的信号测试系统，然后工作人员对所测得的数据进行分析归纳，以得出自动化机械是否正常运行。这种方法的实施为提高机械自动化运行效率和质量做出了很大的贡献。中国机械自动化领域的再发展指日可待。
参考文献
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关键词：旋转机械；检测
旋转机械状态监测技术，是近年来研究的热门课题，这里着重考虑的是避免设备的随机性故障。自动在线监测方式与定期监测方式、在线检测离线分析监测方式相比技术水平先进，既避免设备突发性故障又无需专业人员现场操作。旋转机械状态在线预测技术，是研究的新兴课题之一，这里着重考虑的是预测设备的时间依存性故障和改变设备的维护方式。该技术是在状态监测及故障分析基础上发展起来的，是实现以先进的预知维护取代以时间为基础的预防性维护的关键技术。本课题着重研究的是设备状态在线监测及趋势预测的方法。
一、旋转机械状态监测技术的发展
旋转机械状态监测技术的发展历程旋转机械是工业上应用最广泛的机械。许多大型旋转机械，如：离心泵、电动机、发动机、发电机、压缩机、汽轮机、轧钢机等，还是石化、电力、冶金、煤炭、核能等行业中的关键设备。本世纪以来，随着机械工业的迅速发展，现代机械工程中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展。出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生，国内外大型汽轮机严重事故是其典型实例。
大型旋转机械状态监测技术研究是国家重点的攻关项目，目的是提高大型旋转机械的产品质量，减少突发性事故，避免重大经济损失。年代，各种类型和性能的传感器和测振仪相继研制成功，并开始应用于科学研究和工程实际。六七十年代，数字电路、电子计算机技术的发展、“信号数字分析处理技术” 的形成，推动了振动检测技术在机械设备上的应用。年代，机械设备的状态监测与故障诊断技术在许多发达国家开始研究。随着电子计算机技术、现代测试技术、信号处理技术、信号识别技术与故障诊断技术等现代科学技术发展，机械设备的监测研究跨入系统化的阶段，并把实验室的研究成果逐步推广到核能设备、动力设备以及其它各种大型的成套机械设备中去，进入了蓬勃发展的阶段。
二、 旋转机械状态监测技术的发展
机械设备运行状态的监测技术，已经从单凭直觉的耳听、眼看、手摸，发展到采用现代测量技术、计算机技术和信号分析技术的先进的监测技术，诸如超声、声发射、红外测温等，层出不穷。人工智能、专家系统、模糊数学等新兴学科在机械状态监测技术中也找到用武之地。在机械动态信号分析方法和应用技术上，新近的发展有：采用空间域滤波的预处理、采用滤波的多轴阶比信号分析技术、适于非平稳信号的基分布分析、小波变换方法、混沌分析方法、智能传感与检测技术、 总线仪器平台相关的技术等。
现今，国内外较典型的状态监测方式主要有9种。离线定期监测方式。测试人员定期到现场用一个传感器依次对各测点进行测试，并用磁带机记录信号，数据处理在专用计算机上完成，或是直接在便携式内置微机的仪器上完成；这是当前利用进口监测仪器普遍采用的方式。采用该方式，测试系统较简单，但是测试工作较烦锁，需要专门的测试人员；由于是离线定期监测，不能及时避免突发性故障。
1.在线检测离线分析的监测方式
亦称主从机监测方式，在设备上的多个测点均安装传感器，由现场微处理器从机系统进行各测点的数据采集和处理，在主机系统上由专业人员进行分析和判断。这种方式是近年在大型旋转机械上采用的方式。相对第一种方式，该方式免去了更换测点的麻烦，并能在线进行检测和报警；但是该方式需要离线进行数据分析和判断，而且分析和判断需要专业技术人员参与。
2.自动在线监测方式
该方式不仅能实现自动在线监测设备的工作状态，及时进行故障预报，而且能实现在线地进行数据处理和分析判断；由于能根据专家经验和有关准则进行智能化的比较和判断，中等文化水平的值班工作人员经过短期培训后就能使用。该方式技术最先进，不需要人为更换测点，不仅不需要专门的测试人员，也不需要专业技术人员参与分析和判断；但是软硬件的研制工作量很大。
三、旋转机械状态预测技术的发展
当机械设备发生故障时不仅物质财富遭到破坏，服务逼迫中断，甚至连人员的生存也会受到威胁。在工业史上，由于机械设备故障造成的灾难和环境事故频频发生。例如，美国阿莫科卡迪斯号油轮原油泄漏事故，前苏联的切尔诺贝利核电站事故等等，了解这些事故发生的过程以及如何加以防范，成为要考虑的重要问题。尤其这些故障大都是由于人为干预和不当措施所造成的，因而减少维护次数和提高维护的科学性是预防恶性事故发生的重要方面。
传统的机械设备维护方式概括为：运转至损坏再维护和以时间为基础的预防性维护；前者一般用于廉价的小型机器，采用后备设备来保证生产；后者也称定期维护，一般用于大中型设备，不论设备是否有故障都按人为计划的时间定期检修。年代以来，以建立新的维修体制为目标形成了综合工程学科，这一工程学科在欧美、日本以不同的形式获得了推广。近年来丹麦、美国、德国、日本等发达国家的专家学者进一步提出了预知维护的基本概念。 年代以来，开始研究新型旋转机械工作状态分析和状态预测技术，研究采用专家系统、神经网络等新的应用技术。但是，人工智能状态在线预测和预知维护的研究尚处于研究发展的起步阶段。
因此，若能在线实时检测和以人工智能分析机械设备经历的和当前的状态，并预测随后的发展，则可以随时、科学、有效地揭示机械设备当前的工作状态，并预测今后多长时间设备状态将达到不可接受的程度而应当停机维修，从传统的预防维护上升到预知维护。若对旋转机械设备实行预知维护，需要在旋转机械状态监测和故障分析的基础上，进一步通过对设备状态进行频域、时域的综合分析判断以及状态的趋势预测来实现。
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关键词：化工机械设备；故障；诊断
前言
在我国工业的组成部分中，化工所占据的地位是十分主要的，而且对我国国民经济的发展也起了非常重要的促进作用。在进行化工生产的过程中，化工机械设备所起的作用是无可替代的，如果没有化工机械设备，那么化工生产可能无法进行。机械设备在使用的过程中，零部件及机械本身受到各种因素的影响，都会发生各种各样的故障，导致机械设备的正常运行受到影响，并给化工企业带来一定的经济损失。因此，为了提高化工企业的经济效益，提高机械设备的利用率，就需要通过科学的诊断技术来保证机械设备处于良好的运行状态中。
1.化工机械设备常见的故障类型
1.1腐蚀、冲蚀、渗漏类
化工机械设备的表面都是金属表面，当与周围的介质发生化学和电化学反应时，金属表面就会因为受到腐蚀而遭到破坏，这在化工厂中是比较常见的也是比较严重的问题，在化工厂中，腐蚀可分为三类：原材料组分的腐蚀、化学剂的腐蚀、环境的腐蚀。机械设备在工作的过程中，液体或者固体会通过一定的速度或角度冲击材料，造成磨损。渗漏是由于零件质地疏松或存在肉眼看不见的缝隙，从而产生液体或气体向外流动的现象，之所以会发生渗漏，主要是因为在安装焊接时质量不过关，一旦发生渗漏故障，不仅会带来经济损失，还会危及化工厂工人的身体健康及生命安全，甚至会带动其他安全事故的发生。
1.2疲劳裂纹
在转动机械设备中，疲劳裂纹故障非常的普遍。为了保证生产的正常进行，机械设备都会长时间的运行，这样往复运动的部件就极容易出现疲劳裂纹，也就是在金属表面出现裂纹，裂纹会随着时间的发展而扩展，最终造成零部件或者设备损坏。
1.3机械密封失效导致的泄漏
机械设备的利用率受到密封性能的直接影响，一旦机械设备的密封失效，不仅会降低机械设备的利用率，还会出现泄漏，引起泄露的原因有很多，比如设计和制造上存在缺陷、不合理使用设备等。
2.化工机械设备状态诊断的技术及方法
2.1化工机械设备状态诊断用到的技术
第一，温测技术。机械设备在运行的过程中，都会产生一定的温度，而温度的高低能够直接反映出机械设备的运行状态。温测技术在对机械设备进行测试时，以温度为指标，比如红外测温技术，在实际的应用中，将测试点的温度数值直接读出，并以此来分析机械设备的运行状态。温测技术的优点是测试人员可以进行远距离测试，避免了直接接触机械设备，目前，这种技术已经被广泛的应用。
第二，电子及计算技术。这是一项非常重要的技术手段，可以保证机械设备安全可靠运行。在利用电子及计算技术对机械设备进行诊断时，要依赖一定的仪器设备，通过拾取和分析新的信号以及机械设备独有的信号，分析出机械设备是否存在故障，并制定相应的决策。
第三，油分析技术。油分析技术主要是对机械设备的状态进行监测，以避免腐蚀、疲劳和磨损故障的发生，保证机械设备零件都具备正常的功效作用。
第四，无损检测技术。这是一种独立技术，主要用于大型固定或运动装置，在无损检测技术中，包含磁粉、超声、探伤等技术。一般来说，超声检测、射线检测、渗透检测等都是比较常用的检测技术。
第五，声、振测试及其分析技术。机械设备在运行的过程中，在正常运行与有故障运行时所产生的声音及振动是不相同的，因此，利用声、振测试及其分析技术能够准确的确定机械设备是否存在故障以及故障产生的原因。
2.2化工机械设备状态诊断方法
一般来说，诊断方法主要包括两种，一种为简易诊断法，另一种为精密诊断法。所谓简易诊断法，是指利用工况监视表、便携式诊断仪器以及五官的诊断方法，这是一种比较常见的方法，属于初级诊断，在现场操作机械设备的人员就可以利用简易诊断法来对机械设备的运行状态进行诊断，从而保证机械设备的正常运行。而精密诊断法使用的诊断设备及分析仪器则比较复杂，不过精密诊断法不仅可以精确的判断出机械设备是否存在故障，而且还会判断出故障的严重程度，同时，对于一些比较特殊的典型故障类型，可以判断及预报其类别、原因、性质以及发展趋势，一般来说，精密诊断法所采取的方式包含四种；一是振动测定法，也就是对机械设备运行时的振动频率进行测定，进而对测定数值进行相应的分析；二是油液监测分析法，分析对象为油、液压油中存在的金属磨屑；三是红外线测温诊断法，主要对机械设备运行时的温度进行测定；四是超声波无损探伤法，这种方法能够保证材料及设备结构的完整性。通过这两种诊断方法，精确的判断出机械设备是否存在故障，从而有效地保证机械设备正常运行。
3.结论
综上所述，化工机械设备在运行的过程中，由于是长时间、长期作业，很容易发生各种类型的故障，进而影响机械设备的正常运行，影响整个化工企业的发展，因此为了保证机械设备不存在故障，就应用了诊断技术，通过对机械设备运行状态的诊断和监测，正确的判断出机械设备是否存在故障，从而有效地保证机械设备能够正常运行。
参考文献：
[1]韩洪娟，赵敏，王晓娟.化工机械运转设备中常见故障及如何预防[J].科技与企业，2013，（06）：341.
[2]孙媛媛.浅析化工机械设备的常见故障及维修管理[J].价值工程，2013，（07）：30-31.
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关键词：工程机械 健康监测 技术研究
中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0102-01
随着工程机械事业的深入发展，近几年，工程机械检测技术进行了深入的分析和研究，使得工程机械健康状态检测技术得到很大程度的发展，过去传统的监测技术无法满足现代化的应用需求，势必要求在传统的监测方法的基础上的做出创新发展。
1 工程机械健康状态监测技术的发展现状
我国目前在工程机械健康状态监测技术领域的研究表现在以下六个方面。
（1）针对声音信号的分析研究及其处理方法。此技术的研究大概历经了由最初的谱分析、序分析、时分析到现代所应用的信号分析的应用过程。现代信号分析手段，其中包括：短时间福利业分析，小波变换分析和Wingner谱分析等分析手段，在分析数据的精准性上大大的弥补了传统分析技术的不足。
（2）针对传感技术的分析研究。此技术是通过设备工作状态的仪表参数数值得以反应的分析技术。在我国先后研制了电涡流、加速度和温度传感器；目前应用最为普遍的传感技术是最新的光导纤维传感器、激光传感器和声发射传感器等等。
（3）对于神经网络系统的分析发展。旋转机械在神经网络系统中的分析已得到了广泛应用，且达到了一定的效果。
（4）针对人工智能系统的分析研究。此项技术已经是目前监测技术发展的主流方向，工程机械故障人工诊断系统现在已经得到了应用，但其监测效果却没有达到预期的期望值。
（5）针对便携式监测仪器的研究，目前此项技术的研究才刚刚起步，还未得到广泛应用。
（6）针对工程机械健康状态诊断仪器的分析研究。目前主要从单机巡检与诊断到上下位机式的主从结构，直至以网络为基础的分布式结构，系统的结构越来越复杂，监测的实时性要求越来越高。
2 工程机械健康状态常用的监测方法及仪器
2.1 工程机械健康性能监测技术
2.1.1 液压功率监测方法
常用的液压功率监测设备是动态的压力监测系统，在工程机械的液压系统内部安装一些压力传感器，通过机械工作所产生的压力将信息准确无误的输送到信号接收系统，再通过调整、放大、过滤、传送到达诊断系统，利用回路原件将整个液压系统的性能及工作状态做出细致描述，最后利用计算机导出数据。这种监测系统所采用的是波形诊断原理，对于液压系统中较长出现的溢流卡滞和压泵吸空等问题能够较为准确的做出诊断和检测。利用压力表和流量表还能够监测出液压系统的故障问题。
2.1.2 发动机功率监测方法
对于工程机械而言，其发动机的功率大小密切关系着机械的工作状况。假如一台工程机械工作无力，通过人工监测又无法给出正确判断时，就可以利用功率监测设备对发动机的功率进行测量。此种监测方法较为常用的监测设备就是无外载测试加速仪器。
在油样检测技术中应用较为广泛的是铁谱和光谱分析技术。铁谱分析是利用磨砺形貌获取磨损信息，光谱分析是通过从磨损产物中的数量获取信息，二者比较铁谱分析要更加敏锐。通过机油中的金属成分检测，比较出需要更换和修理的部位和部件。
2.2 工程机械健康状态的震动监测技术
在众多监测技术中，工程震动监测技术的应用最为普遍。其监测原理是通过正常工作设备的震动特点的差异性对故障做出判断。在工程机械障碍中有60%的故障是利用振动监测技术反映出来的。振动监测技术大致分为三个步骤：首先对需要诊断的部位做出机理分析，比如机械的结构及工作特性等相关联的部件连接情况做出分析，要求必须掌握好机械的工作条件和其历次的维修档案，了解机械工作异常的震动反映和状态特征；第二步，开始对较为常见故障的部位进行检测，其中有测点的定位，测试参数的确定及振动方向的识别，利用测试信号分析出机械的运行是否正常，通过检测数值偏离正常值得大小判定故障的大小程度。周而复始，就会摸索出机械的运行规律，进而更好的掌握机械的运行状态及故障的严重程度；最后一步就是对检测出的故障，作深入的分析研究，通过分析其成因、厉害程度，做出维修判断。其中包括振动波形的判断、时差的定位、波频的特性、相位的分析等等。通过以上检测步骤完毕之后，就可以根据故障采取对应的维修措施进行修复了。
3 工程机械健康状态创新监测技术研发
3.1 开创计算机辅助监测技术
在继承传统监测技术优良部分的基础上增加计算机辅助监测系统，安装多功能的自动监测软件。要勇于打破落后陈旧的工作模式，善于创新，成为创新技术研究的开拓者。通过人机对话，帮助工程机械设备做好检测工作，对于工程机械健康状态检测系统，领导干部要用创新观念进行创新领导，这样才能实现机械的正常运转，从根本上提高工作效率。
3.2 建立高效的高效的专家监测系统
通过建立完善的计算机监控系统、自动监测系统之后，要建立一个具有人工智能的咨询系统，把对于工程机械健康检测的监督机制和工作实行科技化管理，从而达到科学发展和科学管理的有机结合。使得专家监测的宝贵经验与方式方法利用计算机得以储存，形成一个真正的人工智能化监测系统。利用计算机中所储存的知识库和监测数据，对诊断数据做出推理识别，从而解决监测诊断中的各项复杂障碍问题。
3.3 神经网络诊断监测创新技术
通过模拟人脑的神经网络对工程机械运行做出故障监测诊断的方法。此项方法在知识获取上无需在经过整理，从根本上解决了专业知识的表述问题，通过过去专家的经验实例对神经网络系统进行模拟训练就可以。神经网络系统能够轻松的掌握专业知识并将其同专家系统做出对比，具有高效、保质的监测性能。但美中不足的是，它只能利用一些明确的故障案例进行诊断，不具备自身逻辑思维的能力。
3.4 提升检测工作人员的素质
进行检测管理，必须把工人的各项素质不断进行提升，第一生产线上的检测的工作人员真正将设备的安全问题放在心上，把设备检测当成是自己的事来做，为社会、为人民作出贡献。
4 结语
对于新形势下工程机械健康状态的监测技术，我们必须要给予新的认识，从思想观念和技术方法上进行创新，做好新形势下工程机械健康状态的监测技术的应用，使工程机械健康状态的监测技术的可靠性和检修质量进一步提升，为我国工程机械健康状态的监测技术事业的更快、更稳的发展做出一份应有的贡献。
参考文献
[1] 李永涛，王献岭，刘成栋.工程机械的状态监测参数和测量方法[J].工程机械与维修，2010（2）.
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关键词：虚拟样机技术 林业机械 应用
林业机械在不断的发展过程中衍生出了各式各样的专业设备 ，以适应不同的作业环境。 我国的林业设备自改革开放以来也取得了长足的发展进步。但是与世界发达国家相比仍然存在差距。广义的林业机械还包括木材加工机械、 人造板机械和林产化工设备等综合利用机械。 林业机械大多是在移动情况下进行，露天作业因受自然条件的影响而具有一定的区域性。林业机械主要指用于营林、木材切削和林业起重输送等的机械，也包含林业机械产品开发等，随着林业发展的要求，虚拟样机技术在林林业机械呈现多样化的发展趋势，产品设计过程要经过样机设计、样机试制、样机试验、样机改进、再试制、再试验，虚拟样机技术研发模式周期长、成本高、效率低，虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术，随着计算机技术发展而迅速发展短产品开发周期、节约成本、提高设计效率和计算机辅助工程技术。新形势下虚拟样机技术已广泛用于不同领域，研究不断发展深入。
一、虚拟样机在林业机械中的应用原理。
1技术方案的设计。机械工程领域一般认为虚拟样机技术是在设计制造第一台物理样机之前，设计人员利用计算机技术建立机械系统的数字化模型，进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性，从而修改并得到最优设计方案的技术。
2虚拟样机技术系统构成 。虚拟样机技术着重于样机的物理特性的仿真，如外观、空问关系以及运动学、动力学等方面，它以虚拟样机为核心，由一系列相关技术组成。通过实体造型、数学建模、运动学、动力学、虚拟样机技术设计过程结构和其它性能分析，快速建立包括控制系统、VP压系统、气动系统在内的复杂机械系统虚拟样机， 基于虚拟样机技术的设计过程是一种全新的研并对其进行深入的仿真分析与研究，以达到优化设 发模式，可以完成无数次物理样机无法进行的虚拟计和正确评估的目的试验，从而无需制造及试验物理样机就可以获得最优方案，相对于传统的产品设计过程具有设计成本 低、周期短、产品质量高、设计效率高等特点。
3虚拟样机技术在工程中的应用。虚拟技术是通过界面友好、功能强大、性能稳定的商业化虚拟样机软件来实现的。目前，应用比较广泛的是美的lS软件。这中软件创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的方程方法，建立系统动力学方程，
4虚拟样机技术设计过程的动力学分析。虚拟样机技术的核心是利用计算机辅助分析开发工具，进行机械系统的运动学和动力学仿真。虚拟样机来代替物理样机来进行产品的反复设计、仿真和测试，通过修改虚拟样机并进行仿真，获得样机最佳设计方案，虚拟样机技术在林业机械上的应用了对物理样机的反复改进与测试，节省了大量的人力。
二、虚拟样机技术在林业机械上应用的必要性。
1既有节时、省力的功效。传统的林业机械设计开发模式下，反复设计、制造和测试浪费大量的人力、财力，导致产品生产周期长、成本高、效率低。运用虚拟样机技术可省去物理样机制造测试环节，缩短设计周期、降低设计成本。
2范围很广。优化设计主要包括设计变量影响度研究、试验发展，不同作业过程。其设计分析和优化设计分析，相对于求解结果的影响度分析，并通过优化设计最化发展态势，传统的林业机械设计模式已不能满足这一要求。虚拟样机技术可在节省成本、保证设计周期的前提下有效解决这一问题。
三、虚拟样机在我国林业机械中的应用。
虚拟样机技术在我国林业机械设计中的应用相对发达闺家还比较落后，应用不够广泛，相关应用案例的报道较少。大型林业机械都由国外引进，凭借经验进行类比设计。将虚拟样机技术应用于联合采伐机的技术中，一般只进行静态分析而不注重动态特征的分析。 设计中直接建立联合采伐机以及结构优化等，运用虚拟样机技术有助于更好地简化几何模型，对联合采伐机静态纵向分析，吸收国外先进林业机械设计结构，并对设计中的向稳定性和静态性横向稳定性进行了仿真分析，与适合我国林业生产现状的相关机械进行了比较，验证了虚拟样机技术在联合设计流程中应用的可靠性，并为动态特性的虚拟样机技术设计和仿真研究奠定了基础。分析得出，模拟林业机械在实际工作环境中的运动学流程是：在载荷作用下，利用工作装置的大臂和小臂力学特性，反复修改设计，从而得到最优方案。质心纵向位置的变化曲线，并根据整机稳定性要求设计流程，主要包括创建模型、检验验证模型、完善对设计变量进行反复调整，最后确定设计变量的最模型、仿真测试、优化设计等步骤。
虚拟样机技术作为一种全新的产品研发技术，对于简单的几何模型一般直接可以大大简化复杂机械系统设计，缩短新产品研发周期；对于较复杂模型，一般遵循的原则是提高产品的设计质量，降低研发成本。林业机械向着复杂大型联合化以及多样化方向发展，以提高我国林业机械产品的研发能力，使虚拟样机技术在林业机械中起到主导作用。
参考文献：
1王长春.基于ADAMS的虚拟样机技术及其在农业机械上的 仿真测试是虚拟样机分析的关键环节，通过应用〔J〕.农机化研究，2007（9）：184一186.置位移、速度、加速度、力等测量输出分析仿真结
2陈立平，张云清，任卫群，机械系统动力学分析及果，可以通过动画回放仿真效果，也可以绘制仿真 ADAMS应用教程〔M〕.北京：清华大学出版社，2005.结果曲线以便进一步分析。
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关键词：机械装备故障 故障诊断技术 综合诊断系统
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0063-01
本文在分析机械装备故障综合诊断的基础上，就诊断系统构成从硬件和软件两个方面进行分析和探讨，指出这是解决故障诊断难题的有效途径，希望对于今后机械装备综合诊断系统发展具有一定帮助。
1 机械装备故障综合诊断研究
1.1 机械装备测试性
分析机械装备测试中最为影响维修时间的主要因素就是全面的测试问题，这是因为随着机械装备的复杂化程度越来越够高，大量的资源和时间都耗费在测试过程中，也越来越多体现出复杂性。所以，可测试性的要求则是对于机械产品设计上需要解决的问题。在这样的要求下，多方面、全过程的机械装备状态信息则是故障综合诊断相关要求。对载有信息的信号进行测试则是获取信息为数不多的手段，目前，利用部分解体测试或者机外测试还存在一定困难。状态信息的变化则是受到机械装备出现故障的必然影响。
传感器的应用原理如（表1）所示，机械装备状态信息测试可以利用电测法获得。
提高机内测试能力和进行固有测试性设计这两方面，则是提高机械装备测试性主要内容。为了提高装备的测试性，一方面应该为了便于用内部和外部测试设备检测和隔离装备故障，应从机械装备功能硬件设计上考虑；另外一方面，在机械装备内部专门设置测试硬件和软件，这样能够体现出测试简便和迅速的特点，或者为了确定什么部分发生了故障，能够让装备自身能确定是否在正常工作，通过利用部分任务功能部件来检测和隔离故障、监测系统。
1.2 机械装备综合诊断方法
随着外部测试设备的诊断水平越来越高，基本上能够解决相应的测试性差、无法诊断的问题，但是，带来的其余的问题就是测试设备人数大幅度增加，相应的测试操作也显得难度逐渐上升，为了能够有效保证设备有效使用的维护费用相应也变得较为巨大。
为了满足统诊断能力达到最佳的设计和管理，这里可以通过考虑和综合全部有关的诊断要素的综合诊断方法，主要包括相应的工程活动、确定设计、可靠性、维修性、测试性、人机工样和保障性等等之间的相互接口问题。在这样的条件下，为了满足系统任务要求，应该尽可能的用最少的费用，能够最有效地检测、隔离系统和设备内已知的或预期发生的所有故障。
1.2.1 机械装备综合诊断信息模型
在机械装备综合诊断信息模型中，相关的数据信息主要包括：诊断数据、测试需求数据、传感器数据、机内测试数据、维修数据、度量数据和产品设计数据等等，基于信息的综合诊断方法的基本前提就是合理的诊断信息模型，应该对于这些相关数据进行分析。
1.2.2 机械装备智能故障诊断
采用基于人工智能的智能诊断技术能够有效降低虚警率，也能够提高故障诊断能力。所谓的智能诊断技术，就是在故障诊断的设计、检测、诊断、决策等多个方面应用到相关的专家系统、模糊理论、信息融合、神经网络等技术，能够有效提高诊断综合效能，从而使得设备全寿命周期费用有所降低。目前，对于基于人工智能的故障诊断方法主要包括模糊控制、专家系统、人工神经网络、图论、遗传算法、模式识别、Petri网和故障树等等。
2 诊断系统构成
2.1 诊断系统的硬件构成
CAN总线数据传输系统为此系统的数据传输系统，其优点分析如下：第一，扩展性强，能够自由组网，软件升级可以满足系统需要增加新的功能的要求；第二，为了满足更多的传感器信号进行高速数据传递的要求，可以将传感器信号线减至最少；第三，符合国际标准的CAN数据总线则有利于进行数据交换；第四，数据传输距离较长，总线利用率高，数据传输速率高；第五，相对较低的成本。
（图1）则为硬件构成原理框图，机械装备参数测试系统和故障诊断主机两部分则组成了综合诊断系统。
为了更好能够让CAN总线数据通信使用数据，可以把各参数测试模块将模拟信号转换为数字；对于综合故障诊断主机来说，其主要完成的功能包括测试结果的分析诊断、测试信号的收集、诊断结果的输出、人机对话以及相应的故障特征库的维护等工作。
2.2 诊断系统软件实现
诊断系统软件是通过VC作为程序软件开发工具，利用SQL建立数据库，结合硬件系统设计和综合诊断需求，完成编制综合诊断分析与处理程序。要求软件系统使用方便，具有较强的可操作性，友好的系统界面。
3 结论
机械装备综合诊断系统能够满足对于机械装备的状态监测和故障诊断的发展要求，以综合诊断思想为指导思想，按照一定的机械装备信息基础，为今后的测试性更强，诊断性更准的机械装备发展方向奠定相关基础，被认为是一种适于机械装备诊断的有效手段。
参考文献
