测试技术
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spContent=本课程是工科类各相关专业的一门重要学科基础课,解决科研、生产、国防建设所面临的工程测试问题的课程。主要研究机械工程动态测试中常用的传感器、信号调理电路及记录仪器等的工作原理,测试系统基本特性的评价方法,测试信号的分析和处理,以及机械工程中常见物理量的测试方法等内容。
—— 课程团队
课程概述

      本课程是工科类各相关专业的一门重要学科基础课,是综合应用相关课程知识和内容,解决科研、生产、国防建设所面临的工程测试问题的课程。主要研究机械工程动态测试中常用的传感器、信号调理电路及记录仪器等的工作原理,测试系统基本特性的评价方法,测试信号的分析和处理,以及机械工程中常见物理量的测试方法等内容。通过本课程的学习,使学生掌握进行工程测试所需要的基本知识和技能,了解掌握最新测试技术的发展动态,培养学生合理选用测试仪器、配置测试系统和从事基本工程实验的能力。

授课目标

   本课程是一门专业基础课,研究的对象是机械工程动态测试中常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法和测试信号的分析、处理。在本课程中,培养学生正确分析、选用测试系统及装置,使学生初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能,并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向。

课程大纲

《测试技术》教学大纲

课程名称 :测试技术

学时/学分:40/2.5(包含4个实验学时)

先修课程 :微机原理、电子技术基础、概率论与数理统计、控制工程基础

适用专业 :机械工程及自动化

—开课学院:机电工程学院

—系:机械工程及自动化系

—教研室:

是否含课内实验:  ■是     □否   (若选择“是”,则还需填写实验教学大纲)

一、课程性质与任务(要求学生完成的任务等)

本课程是一门专业基础课,研究的对象是机械工程动态测试中常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法和测试信号的分析、处理。在本课程中,培养学生正确分析、选用测试系统及装置,使学生初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能,并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向。

二、课程教学内容(要求学生掌握的内容,突出重难点等)

1.教学内容

有关测试技术的基础知识,包括信号基础知识:信号的分类和描述、周期信号和非周期信号的频谱;测试系统特性的基本特性:静态特性、动态特性、系统实现动态测试不失真的条件、一阶和二阶系统的频率响应特性、系统动态特性的测试;常用传感器:电阻、电感、磁电、压电传感器以及集中新型传感器的原理及应用;信号变换和条理:电桥电路、调制与解调、滤波器以及信号调理中的抗干扰方法;记录及显示仪器:光线示波器、笔式记录仪、磁记录仪、数字式记录仪;信号分析与处理:数字信号处理的基本步骤、采样混叠和采样定理、截断泄露和窗函数、相关分析及其应用、功率谱分析及其应用、机械振动测试;微机在测试技术中的应用等。

2.难点和重点

1)试信号基础知识

重点:信号频谱的概念;周期信号与离散频谱,瞬态信号与连续频谱;概率密度函数的定义。

难点:傅立叶变换,瞬态信号频谱概念。

2)测试系统的基本特性

重点:系统动态特性的数学描述及其物理意义;动态测试不失真频率响应特性; 常见测试系统对瞬态信号的响应。

难点:频率响应特性,常见系统的频率响应特性

3)常用传感器

重点:所介绍的各种传感器的工作原理及其应用实例。

难点:压电式传感器的等效测量电路。

4)信号变换和调理

重点:电桥调幅及同步解调;恒百分比带宽滤波器

难点:恒百分比带宽滤波器

5)记录及显示仪

重点:光线示波器振动子特性及选用

6)信号分析与处理

重点:采样定理;相关分析;功率谱分析

难点:采样定理;混叠;泄露;窗函数;互相干分析及应用

三、课程基本要求

本课程的主要任务是:(1)学习工程信号的时域,频域(重点)描述方法,能够通过信号分析去提取有用的“信息”;(2)研究测试装置的静、动态特性,以指导选择一个测试系统中的各个环节;(3)了解现有传感器及测试装置的工作原理、特点及应用,能根据或程研究的要求选择和组成一较合理的测试系统,包括计算机辅助测试系统;(4)学习模拟信号数字化、信号数字处理的基本理论和方法,能正确使用有关的信号分析软件或使用数字式分析仪。(5)培养学生进行动态测试分析的基本技能。

四、课程学时分配

            课程内容   

 

绪论

2

 

2

   测试信号基础知识

8

2

10

   测试系统的基本特性

5

 

5

   常用传感器

5

 

5

   信号变换和调理

4

 

4

   记录及显示仪

2

 

2

   信号分析与处理

4

2

4

   机械振动测试与分析

2

 

2

 

32

4

36

五、课程特色(包括教学内容、教学手段、方法等)

本门课程使用了多媒体教学,开设了与课程相关的综合实验教学课,结合工程案例进行理论教学,培养学生工程意识。

六、课程考核方式(包括内容、方法、相应内容或环节所占比例等)

采用闭卷考试的方式,考试内容覆盖课程学时分配中的1-7章的内容。

七、推荐教材及参考书

     1.推荐教材:

《测试技术基础》,主  编:江征风,出版社:北京大学出版社,出版或修订时间:2007.1




预备知识

微机原理、电子技术基础、概率论与数理统计、控制工程基础课程知识。

证书要求

无。

参考资料

l  《机械工程计量与测试技术基础》,主 编:卢文祥,出版社:机械工业出版社,出版或修订时间:2001.5

l   《机械工程测试技术基础》,主  编:严普强、黄长艺,出版社:机械工业出版社,出版或修订时间:1997

l   《Measurement systems : application and design》 主  编:Ernest O. Doebelin. 出版社:Boston : McGraw-Hill,出版或修订时间:2004

l  《Signals and systems》,主  编:Simon Haykin, Barry Van Veen.,出版社:New York : Wiley,出版或修订时间:2003