測試技術的社會作用及發展方向
2012-12-26
生產力是社會發展的決定因素，一個國家的國力首先取決于它的生產能力，特別是它的制造能力，而測試技術是決定制造水平的因素之一。
自古至今，衡量生產水平的兩大指標一直是質量和效率。測試對于保證質量的重要性是不言而喻的，沒有測試就無法評定產品質量的優劣，更無從保證產品的質量。何況現代生產都是通過測試，實現反饋，控制產品的質量。
生產效率同樣也離不開測試。一臺高速切削機床必須要有良好的軸系，包括回轉精度、動平衡等，而這一切都需要測試。生產效率是以每一個人在單位時間內的產值來衡量的，為了提高生產效率必須實現自動化。制造業的自動化起源于上世紀初，主要是利用凸輪、擋塊等在紡織、鐘表等大規模生產中實現剛性自動化?？茖W技術的進步要求產品不斷更新、工藝技術不斷進步。這種剛性自動化在多數情況下已經成為生產發展的障礙，現代的自動化是柔性自動化，越是柔性的系統越需要測量。沒有測量就無法獲得反饋信息，正確、準確地控制工藝過程和執行部件的運動。
生產過程包括物質流、能源流與信息流，其中信息流是最活躍的，物質流與能源流在信息流的指揮下運動。信息技術與制造技術的融合是機械制造技術發展的主要方向，這些年制造業的最大進步是實現制造業的信息化，而作為提供源頭信息的測試技術在這里起關鍵作用。越是現代化的企業，測控設備在總投資中的比例越大。例如，寶山鋼鐵公司建設中儀器儀表測試裝備占總投資1/3。儀器儀表、測試裝備對整個國民經濟的推動作用很大。國家中長期科學技術發展規劃指出，儀器儀表是國民經濟的倍增器。美國上世紀90年代儀器儀表只占工業總產值4%，但它對國民經濟的影響面占66%。
縱觀科學發展史和科技發明史，許多重大發現和發明都是從儀器儀表和測試技術的進步開始。從20世紀初到現在，諾貝爾獎頒發給儀器發明、發展與相關的實驗項目達27項之多。眾所周知，沒有哈勃望遠鏡就難以進行天體科學的研究，天體科學上的許多重大發現都是依靠哈勃望遠鏡的觀測而得到的。掃描隧道顯微鏡的發明對納米科技的興起和發展可以說起到決定性作用。
蘋果落在牛頓的腦袋上，啟發了牛頓的靈感。但真正導致萬有引力的發現還是星球的運動。按照牛頓第一定律，在沒有外力作用下，月亮應該做等速直線運動，為什么月亮不飛出去，而是繞地球轉動？這是困惑牛頓的一個問題。只有在有向心力作用的情況下，月亮才會繞地球轉動。蘋果落在牛頓的頭上，啟發牛頓意識到一定是地球對月亮有一個引力。牛頓根據他假設的萬有引力公式和向心力的公式進行了計算，由于當時測量技術的限制，牛頓沒有獲得正確的答案。牛頓是一個科學家，沒有得到實踐證明的東西，還不是科學，他沒有發表。只有在他故去之后，由于測試技術的進步，在測得了地球與月亮的較精確的距離和地球的質量的情況下，萬有引力學說才得到了證實，是他的學生發表了牛頓論文，使牛頓萬有引力成為科學。測試在將“學說”發展為科學中往往起著關鍵作用。
智能三坐標測量系統的工作原理是利用中性文件STEP或IGES由工件的CAD文件提取被測工件的幾何特征和公差特征，實現信息共享；依靠知識庫對工件進行三維重構和建模。進行重構和建模是因為不了解工件的整體尺寸形狀，就無法解決防碰撞的問題。另外，對同樣一個100mm尺寸，軸間距與工件長度測量方法是完全不同的。工件在測量機上是隨意放置的，除了知道工件的尺寸、形狀、公差要求外，還必須知道工件的姿態和位置，才能對工件進行測量，這就是自適應問題。為了確定工件的安放位姿，在三坐標測量機上裝有一個攝像機。獲得工件的實際圖像后，將它與由工件CAD模型生成的工件虛擬圖像進行比較，以確定工件的安放位姿。由于工件可能利用不同的基準定位放置(例如一個箱體的六個面都可以作為安放基準)，需要生成各種安放情況下的虛擬圖像，與實際圖像進行匹配，并計算實際圖像的重心位置與主軸方向，以確定工件的位置和方向。在此基礎上，利用知識庫和數據庫，選擇測頭配置，確定測量點，進行路徑規劃，優化并生成測量程序，從而實現包括編程在內的自動智能測量。
來源 電能質量分析儀 http://www.jeraylynn.com/
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