家庭与办公自动化：传感器与测试技术在实践中的应用

家庭与办公自动化是现代机械工程中不可或缺的一部分，特别是在家电和办公设备的设计过程中。传感器和测试技术的广泛应用提升了产品的性能和质量。本章节将着重探讨以下几个关键知识点： 1. **传感器的应用**： - 全自动洗衣机中的传感器种类繁多，包括衣物重量传感器、衣质传感器（可能检测衣物材质）、水温传感器、水质传感器、透光率光传感器（用于评估洗涤效果）、液位传感器以及电阻传感器（用于衣物烘干过程中的状态监测）。 - 其他常见的传感器还包括指纹传感器、温湿度传感器和温度传感器，这些在家居环境的舒适度控制和办公设备的环境适应性方面发挥着重要作用。 2. **机械工程测试与信号处理**： - 课程由范良志教授主讲，内容涵盖工业自动化领域中物理量（如压力、应变、位移、加速度、温度等）的传感器工作原理、测量电路设计以及信号分析方法。通过基于项目的实践学习，如轨迹跟踪，学生能提升知识运用能力和问题解决能力。 - 计划开设额外的测控实验课，涉及仓储模型机械手、AGV小车等实际设备，让学生亲手操作并理解测试技术在其中的运作。 3. **测试技术的工程应用**： - 在工业自动化中，传感器广泛应用于机械手和机器人，提供位置、力、视觉、听觉、触觉、热觉和嗅觉等感知信息，确保精确的操作控制。 - AGV自动送货车使用超声波测距传感器和红外线色彩传感器，用于导航和障碍物检测，条形码传感器则用于识别货物信息。 - 生产加工过程监测涉及切削力传感器、噪声传感器等，确保设备正常运行和产品质量。 4. **流程工业设备监测与产品质量控制**： - 流程工业如电力、冶金、石化和化工等行业，依赖于在线监测系统监控设备状态，例如检测输油管道、储罐的压力变化，防止泄漏。 - 在汽车制造业，出厂检验通过测量润滑油温度、冷却水温度、燃油压力和发动机转速等参数，确保产品质量。 5. **存在的问题与挑战**： - 测试技术和传感器教育可能存在应用案例不足，缺乏实物演示，使得理论学习显得枯燥。此外，信号分析理论有时难以理解，需要更直观的教学方法。 - 为克服这些问题，需要结合更多实际工程案例和项目，增强学生的实践体验，并对复杂的理论进行简化解释。 家庭与办公自动化中的传感器技术和测试方法是现代机械工程的关键组成部分，不仅影响家电和办公设备的功能性，也关乎生产效率和产品质量控制。通过深入理解和掌握这些技术，工程师们可以设计出更智能、高效的产品。