spContent=随着工业生产中信息化、智能化的迅猛发展,机械工程中的测试技术越来越显示出其重要性。本课程长期以来都是一门重要的专业基础课。通过学习本课程,不仅能够了解机械结构、传感器、动态测量、信号处理等相关理论知识,而且能够为与工程实践紧密结合的实际测试问题提供解决方案。
随着工业生产中信息化、智能化的迅猛发展,机械工程中的测试技术越来越显示出其重要性。本课程长期以来都是一门重要的专业基础课。通过学习本课程,不仅能够了解机械结构、传感器、动态测量、信号处理等相关理论知识,而且能够为与工程实践紧密结合的实际测试问题提供解决方案。
—— 课程团队
课程概述
“机械工程测试技术基础”是机械工程本科专业的一门重要专业基础课程,也是相关硕士、博士研究生的重要专业课之一。课程的主要内容包括测量基础知识、信号及其描述、测试装置的基本特性、常用传感器与敏感元件、信号调理、信号处理以及测量系统组成及其接口技术等。目的是培养学生掌握测试的相关理论知识和科学思维方法,提高学生运用基础测量知识解决实际测试问题的能力,为开展信息获取的新方法、新技术等创新实践奠定基础。
本课程所使用的教材《机械工程测试技术基础(第四版)》是“十二五”普通高等教育本科国家规划教材、“十三五”国家重点出版物规划项目——现代机械工程系列精品教材。本课程的教学团队由10余名教师组成,其中多名教师参与了上述教材的编写,具有丰富的测试技术相关教学和科研经验。
授课目标
课程目标1 了解测量的基础知识及其测试技术的发展概况。掌握信号的时域和频域描述方法,建立明确的信号频谱结构概念;掌握频谱分析的基本原理和方法。
课程目标2掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试的条件,并能正确运用于测试装置的分析和选择。掌握一阶、二阶线性系统的动态特性及其测定方法。
课程目标3了解常用传感器基本原理;掌握常用信号调理电路原理;了解记录、显示仪器的工作原理和性能。并能对测量装置合理选用。
课程目标4对动态测试的基本问题有一个比较明确的概念,并能初步应用于机械工程的某些参量的测量和产品的试验。考虑经济、环保、安全等非技术因素的约束,正确设计选用测量装置,设计合理的方案。
成绩 要求
本门课成绩由线上成绩和线下成绩按一定比例组成最终成绩。
课程大纲
绪论
1.1 测试技术基本概念
1.2 测量的基础知识
1.2.1 测量基础知识——量与量纲
1.2.2 测量基础知识——测量误差
信号及其描述
2.1 信号的分类与描述
2.2 周期信号与离散频谱
2.3 瞬变非周期信号与连续频谱
2.3.1 瞬变非周期信号与连续频谱1
2.3.2 傅里叶变换的主要性质
2.3.3 几种非周期信号的频谱
2.4 随机信号
测试装置的基本特性
3.1 测量装置的静态特性
3.2 测量装置的动态特性
3.2.1 测量装置动态特性的数学表示方法
3.2.2 一阶系统特性及其图形描述
3.2.3 二阶系统特性及其图形描述
3.3 实现不失真测量的条件
3.4 系统的负载效应与抗干扰措施
3.4.1 系统负载效应
3.4.2 系统的抗干扰措施
常用传感器与敏感元件
4.1 传感器定义及其分类
4.2 电阻式、电容式与电感式传感器
4.2.1 电阻式传感器原理
4.2.2 电容式传感器原理
4.2.3 电感式传感器原理
4.3 磁电式、压电式与热电式传感器
4.3.1 磁电式传感器原理
4.3.2 压电式传感器原理
4.3.3 热电式传感器原理
4.4 光电传感器
4.4.1 光电效应
4.4.2 光电器件
4.4.3 光电传感器
4.5 固态图像传感器
4.5.1 CCD图像传感器
4.5.2 CMOS图像传感器及其应用
信号的调理与记录
5.1 直流电桥测量电路
5.2 信号的调制与解调
5.3 滤波器电路及其性能分析
5.4 信号放大电路
信号处理初步
6.1 数字信号处理初步
6.1.1 数字信号处理初步1
6.1.2 数字信号处理初步2
6.2 相关分析及其应用
6.3 功率谱分析及其应用
测量仪器与数字接口
7.1 信号采集系统的组成原理
7.2 测量仪器的数字接口
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预备知识
复变函数(含积分变换)、数字电路、模拟电路、机械控制工程基础等
参考资料
1.黄长艺. 机械工程测量与试验技术. 机械工业出版社,2000
2.王伯雄. 测试技术基础. 清华大学出版社,2004