测试与检测技术基础
李路明 施克仁
联系方式
? 施克仁
– 电话,62782688 焊接馆 313
? 李路明
– 电话,62785716 焊接馆 119
– Eail,lilm@tsinghua.edu.cn
? 助教：郭大勇、张伟、郑鹏、张雁军
? 实验 洪玉萍
– 电话,62782688 焊接馆 313
李路明
? 86年入清华机械系本科学习
? 96年在机械系完成博士论文
? 98.10-99.10在英国从事微小卫星研究
? 现在宇航中心和机械系检测室从事教学
和科研工作
绪论
测试和检测的定义是什么?
测试和检测的概念
? 对一个物理量的测量 --测试 ---解释 1
? 检查有无、测量特征 --检测（针对材料
质量的检查 --检测 -----）解释 2
? 妥协的结果 ---测试与检测
– 英文的对应词,
– measurement
– testing
? 广义上是人的认知行为，用科学的方法
发现、度量一个客观存在的过程,(从定
性到定量的过程,例如, 热, )
涉及的学科内容
? 对被测试量的认识,
– 如热是什么？
? 如何感知被测量量？
– 怎样才能不受人为因素的干扰感受
被测量量及其变化？
物化为传感技术
? 如何比较被感知量？
– 定量化问题
– 量纲
量测技术
涉及的学科内容
? 检测的物理原理（传感原理） --物
理化学原理
? 传感器技术 --被测量转换为电信号 – 材料
– 半导体
– 微纳米等技术
? 信号处理技术
– 信号处理方法,FFT,小波
– 硬件
? 处理器件为例, LM101->AD620,Z80-
>FPGA
– 软件
? 计算机技术
交叉学科
它的意义？（ 1）
? 对于科学的意义,,科学，只有当人类懂得
测量时才开始, --门捷列夫
– 桌椅
– 建筑
– 飞机的雷达等各种检测测试设备
– 载人飞船大量测试设备
它的意义？（ 2－ 1）
? 工业过程中的地位－以加工一个零件为例
毛坯
成品
检验出厂
半成品
它的意义？（ 2－ 2）
? 以加工一个零件为例，涉及的检测问题
– 如何知道毛坯是否符合要求
? 形状尺寸
? 内部质量
– 如何知道半成品符合要求
? 尺寸
? 质量要求
– 如何知道达到了成品的要求
– 如何知道成品达到了出厂要求
它的意义？（ 2－ 3）
? 工业过程中的地位－以加工一个零件为例
毛坯
成品
检验出厂
半成品
检测过程
它的意义？（ 2－ 4）
? 工业过程简化为一个测控过程，测量和检
测是信息的源头
信息获取 有用信息
反馈控制
信息处理
工业过程
它的意义？（ 3）
? 日常生活
– 再谈温度 羽绒服的笑话
– 检查身体
? 国家的实力
– 南海撞机事件的本质是侦察和反侦察
– NMD的核心技术
?发现 --检测
?拦截 --检测
?击毁 --检测
NMD和 TMD
从 NMD和 TMD说起
? 如何发现目标 ->>一个测试过程
– 卫星如何预警
– 地基雷达如何预警
? 如何使拦截导弹击中目标
– 一颗子弹如何才能打中另一颗子弹？
思考题,
如果要 1.5马赫速度的拦截以 1马赫飞
来的导弹，请思考需要解决的检测
和测试问题
讲什么？ (1-1)
? 从我们能够知道的检测方法和检测对象讲
起，思考它涉及的内容,
– 从视觉、听觉
– 振动的问题和振动检测
– 缺陷检测技术
–,.....,
讲什么？ (1-2)
? 如何完成需要我们解决的一个检测任务?检
测一个我们关心的量？思考它涉及的东西
– 如何测量天气的闷热？
– 如何测量人体的基因缺陷？
– 如果你在大海之中，如何确定自己的位置？
– 如何发现敌方的导弹？
–,....,
讲什么？ (1-2)
? 任务分解
– 对检测任务的科学描述,如, 闷热,
– 从系统角度介绍测试和检测的基本原
理
?热 ->测温度
– 温度测量的各种方法
?闷 ->湿度
– 如何搭建一个检测系统
– 如何评价一个检测系统
讲什么？ (3)
? 专题讨论,(专题中的检测问题 )(李、郭、张等 )
– 如何确定你被偷的自行车的位置？
– 如何检测疼痛?如何检测基因疾病?
– 数字家园中的检测技术
– 家居安全检测
– 设计我们自己的 NMD
? 如何反制 NMD
– 在海底如何保证自身的安全
– 如果登陆火星如何保证宇航员的安全?
–,....,
脑溢血的
早期检测
足球越
位检测
讲什么？ (3－ 2)
? 个人或小组专题报告
选择自己感
兴趣的题目
提出方案并讨论
完成书面
材料并报告
尽你所能
获取信息
辅导老师参与
讲什么？ (3－ 3)
? 大专题报告
– 当前影响测试与检测技术的重大技术进展
? 网络技术
– 检测的网络化
– 网络的检测技术
– LabView网络化
? 嵌入式技术
– 嵌入式操作系统
– 嵌入式测试系统
? 集成技术
– SOC
? 微纳米技术
– 传感器
讲什么？ (4-1)
? 实验
– 传统的实验
? 超声检测
? 红外 CCD检测与跟踪
? 涡流检测
? …,.,
– 我们做的工作
? 声发射检测系统
? LabVIEW
– 未来的实验设计
? 网络实验环境的设想
? 网络虚拟实验室建设 --希望大家积极参与
怎么讲？
? 原先的内容 --“检测技术与质量控制,
– 传感器
– 缺陷检测方法
– 质量控制
? 参考书的内容
– 信号 --放大 --处理 --数字信号处理
面太窄
会建造一个
系统的工具
热电偶
传感器
我怎么讲？
我的教学目的？
? 我的教学目的,
– 学会某一本书上的东
西？
– 会搭建一个测试系统？
– 考试及格？
我的教学目的？
? 我的教学目的,
– 考试及格
– 学会某一本书上的东
西
– 会搭建一个测试系统
我的教学目的？
I have an
idea！
我的教学目的？
? I can find
something I need
for the target
as reference,
And finally I
could get
something,
我的教学目的？
? As the result,I
can solve the
problem if I
have time,money
and facility,
怎么讲？
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
怎么讲？
? 以你们为主,和大家一起分析完成一个检
测任务
– 从简单的视觉、听觉检测谈起
– 结合我们的科研探讨遇到的问题
? 地磁罗盘
? 泄漏检测
? 位置测量
? 伪币检测
怎么讲？
? 大大压缩课堂内容，增加专题讨论与专
题报告 (书面和口头 )
– 每个小组或个人要报告自己的专题研究结
果
– 每个班要选出 2－ 3个小组报告
怎么讲？
? 增强实验参与意识，参加实验室建设
– 感兴趣的同学参与改进实验
– 计划争取部分资助，实化专题内容
存在的问题？
? 专题上有很高的积极性
? 课程,
– 没有一本参考书 ****
– 无从着手准备专题 ***
– 感觉太难或太简单 **
– 内容的完整性 *
? 实验,
– 太简单或太难
– 时间问题
如何学 (1)？
? 课堂教学＝ 33学时
– 常规教学 30
? 参考书问题
– 专题报告总结 4
如何学 (2)？
? 专题讨论与专题报告 8-10学时
– 小课讨论
– 专题报告,口头和书面
– 集体总结报告
如何学 (3)？
? 实验与参与建设实验室
– 实验 8－ 10学时
?考核型实验 6学时
– 独立完成
– 不同要求
?展示型实验 4学时
– 实验室建设
考试
? 三分天下
– 专题 --25%左右
– 实验 --20%左右
– 考试 --40%左右
– 平时 15%
? 对学风, 腐败, 决不手软
– 从不上课
– 抄袭作业
– 作弊
参考书
? 检索“测试”或“检测”为主题的书籍
– 检测信号的处理部分
– 传感器部分
? 具体参考书,
– 缺陷检测部分：检测技术与质量控制
– 测试系统及其评价：测试技术基础
请思考
? 你了解超声波吗？
? 你知道 B超检测的基本原理吗？
谢谢大家的合作 !
李路明 施克仁
联系方式
? 施克仁
– 电话,62782688 焊接馆 313
? 李路明
– 电话,62785716 焊接馆 119
– Eail,lilm@tsinghua.edu.cn
? 助教：郭大勇、张伟、郑鹏、张雁军
? 实验 洪玉萍
– 电话,62782688 焊接馆 313
李路明
? 86年入清华机械系本科学习
? 96年在机械系完成博士论文
? 98.10-99.10在英国从事微小卫星研究
? 现在宇航中心和机械系检测室从事教学
和科研工作
绪论
测试和检测的定义是什么?
测试和检测的概念
? 对一个物理量的测量 --测试 ---解释 1
? 检查有无、测量特征 --检测（针对材料
质量的检查 --检测 -----）解释 2
? 妥协的结果 ---测试与检测
– 英文的对应词,
– measurement
– testing
? 广义上是人的认知行为，用科学的方法
发现、度量一个客观存在的过程,(从定
性到定量的过程,例如, 热, )
涉及的学科内容
? 对被测试量的认识,
– 如热是什么？
? 如何感知被测量量？
– 怎样才能不受人为因素的干扰感受
被测量量及其变化？
物化为传感技术
? 如何比较被感知量？
– 定量化问题
– 量纲
量测技术
涉及的学科内容
? 检测的物理原理（传感原理） --物
理化学原理
? 传感器技术 --被测量转换为电信号 – 材料
– 半导体
– 微纳米等技术
? 信号处理技术
– 信号处理方法,FFT,小波
– 硬件
? 处理器件为例, LM101->AD620,Z80-
>FPGA
– 软件
? 计算机技术
交叉学科
它的意义？（ 1）
? 对于科学的意义,,科学，只有当人类懂得
测量时才开始, --门捷列夫
– 桌椅
– 建筑
– 飞机的雷达等各种检测测试设备
– 载人飞船大量测试设备
它的意义？（ 2－ 1）
? 工业过程中的地位－以加工一个零件为例
毛坯
成品
检验出厂
半成品
它的意义？（ 2－ 2）
? 以加工一个零件为例，涉及的检测问题
– 如何知道毛坯是否符合要求
? 形状尺寸
? 内部质量
– 如何知道半成品符合要求
? 尺寸
? 质量要求
– 如何知道达到了成品的要求
– 如何知道成品达到了出厂要求
它的意义？（ 2－ 3）
? 工业过程中的地位－以加工一个零件为例
毛坯
成品
检验出厂
半成品
检测过程
它的意义？（ 2－ 4）
? 工业过程简化为一个测控过程，测量和检
测是信息的源头
信息获取 有用信息
反馈控制
信息处理
工业过程
它的意义？（ 3）
? 日常生活
– 再谈温度 羽绒服的笑话
– 检查身体
? 国家的实力
– 南海撞机事件的本质是侦察和反侦察
– NMD的核心技术
?发现 --检测
?拦截 --检测
?击毁 --检测
NMD和 TMD
从 NMD和 TMD说起
? 如何发现目标 ->>一个测试过程
– 卫星如何预警
– 地基雷达如何预警
? 如何使拦截导弹击中目标
– 一颗子弹如何才能打中另一颗子弹？
思考题,
如果要 1.5马赫速度的拦截以 1马赫飞
来的导弹，请思考需要解决的检测
和测试问题
讲什么？ (1-1)
? 从我们能够知道的检测方法和检测对象讲
起，思考它涉及的内容,
– 从视觉、听觉
– 振动的问题和振动检测
– 缺陷检测技术
–,.....,
讲什么？ (1-2)
? 如何完成需要我们解决的一个检测任务?检
测一个我们关心的量？思考它涉及的东西
– 如何测量天气的闷热？
– 如何测量人体的基因缺陷？
– 如果你在大海之中，如何确定自己的位置？
– 如何发现敌方的导弹？
–,....,
讲什么？ (1-2)
? 任务分解
– 对检测任务的科学描述,如, 闷热,
– 从系统角度介绍测试和检测的基本原
理
?热 ->测温度
– 温度测量的各种方法
?闷 ->湿度
– 如何搭建一个检测系统
– 如何评价一个检测系统
讲什么？ (3)
? 专题讨论,(专题中的检测问题 )(李、郭、张等 )
– 如何确定你被偷的自行车的位置？
– 如何检测疼痛?如何检测基因疾病?
– 数字家园中的检测技术
– 家居安全检测
– 设计我们自己的 NMD
? 如何反制 NMD
– 在海底如何保证自身的安全
– 如果登陆火星如何保证宇航员的安全?
–,....,
脑溢血的
早期检测
足球越
位检测
讲什么？ (3－ 2)
? 个人或小组专题报告
选择自己感
兴趣的题目
提出方案并讨论
完成书面
材料并报告
尽你所能
获取信息
辅导老师参与
讲什么？ (3－ 3)
? 大专题报告
– 当前影响测试与检测技术的重大技术进展
? 网络技术
– 检测的网络化
– 网络的检测技术
– LabView网络化
? 嵌入式技术
– 嵌入式操作系统
– 嵌入式测试系统
? 集成技术
– SOC
? 微纳米技术
– 传感器
讲什么？ (4-1)
? 实验
– 传统的实验
? 超声检测
? 红外 CCD检测与跟踪
? 涡流检测
? …,.,
– 我们做的工作
? 声发射检测系统
? LabVIEW
– 未来的实验设计
? 网络实验环境的设想
? 网络虚拟实验室建设 --希望大家积极参与
怎么讲？
? 原先的内容 --“检测技术与质量控制,
– 传感器
– 缺陷检测方法
– 质量控制
? 参考书的内容
– 信号 --放大 --处理 --数字信号处理
面太窄
会建造一个
系统的工具
热电偶
传感器
我怎么讲？
我的教学目的？
? 我的教学目的,
– 学会某一本书上的东
西？
– 会搭建一个测试系统？
– 考试及格？
我的教学目的？
? 我的教学目的,
– 考试及格
– 学会某一本书上的东
西
– 会搭建一个测试系统
我的教学目的？
I have an
idea！
我的教学目的？
? I can find
something I need
for the target
as reference,
And finally I
could get
something,
我的教学目的？
? As the result,I
can solve the
problem if I
have time,money
and facility,
怎么讲？
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
怎么讲？
? 以你们为主,和大家一起分析完成一个检
测任务
– 从简单的视觉、听觉检测谈起
– 结合我们的科研探讨遇到的问题
? 地磁罗盘
? 泄漏检测
? 位置测量
? 伪币检测
怎么讲？
? 大大压缩课堂内容，增加专题讨论与专
题报告 (书面和口头 )
– 每个小组或个人要报告自己的专题研究结
果
– 每个班要选出 2－ 3个小组报告
怎么讲？
? 增强实验参与意识，参加实验室建设
– 感兴趣的同学参与改进实验
– 计划争取部分资助，实化专题内容
存在的问题？
? 专题上有很高的积极性
? 课程,
– 没有一本参考书 ****
– 无从着手准备专题 ***
– 感觉太难或太简单 **
– 内容的完整性 *
? 实验,
– 太简单或太难
– 时间问题
如何学 (1)？
? 课堂教学＝ 33学时
– 常规教学 30
? 参考书问题
– 专题报告总结 4
如何学 (2)？
? 专题讨论与专题报告 8-10学时
– 小课讨论
– 专题报告,口头和书面
– 集体总结报告
如何学 (3)？
? 实验与参与建设实验室
– 实验 8－ 10学时
?考核型实验 6学时
– 独立完成
– 不同要求
?展示型实验 4学时
– 实验室建设
考试
? 三分天下
– 专题 --25%左右
– 实验 --20%左右
– 考试 --40%左右
– 平时 15%
? 对学风, 腐败, 决不手软
– 从不上课
– 抄袭作业
– 作弊
参考书
? 检索“测试”或“检测”为主题的书籍
– 检测信号的处理部分
– 传感器部分
? 具体参考书,
– 缺陷检测部分：检测技术与质量控制
– 测试系统及其评价：测试技术基础
请思考
? 你了解超声波吗？
? 你知道 B超检测的基本原理吗？
谢谢大家的合作 !
